Carbon nanotube의 화학적 산 처리 결과 [A+ 레포트]

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1. 상기 실험 결과를 참고하여 관능화를 더 높일 수 있는 방안에 대하여 생각해보기.

CNT의 표면을 산처리 하는 경우, 표면에 carboxyl과 hydroxyl이 관능화 되어 서로간의 Van der Waals 힘으로 인해 CNT가 서로 효과적으로 분산된다. 그리하여 분산이 되는 정도를 가지고 관능화가 얼마나 되었는지 가늠할 수 있다. 분산도를 높이고자 화학적 산화를 이용한다. 강한 산 혼합물을 CNT와 혼합하여 산소가 포함된 관능기를 붙이는 화학적 산화방법이 가장 널리 이용된다. 본 실험에서는 강한 산의 농도를 조절함으로써 CNT의 분산도를 최대화하고자 하였다. CNT를 분산시켜 분산된 정도 및 시간 경과에 따른 분산도 변화를 직접 눈으로 확인하는 정성적인 방법, X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) 장비를 이용함으로써 산소가 포함된 관능기들의 종류와 비율을 확인하는 정량적인 방법이 있다.

2. 처리되지 않은 CNT와 3 개의 다른 산 농도로 처리한 CNT들이 에탄올 용매에서 어떠한 분산도 차이를 보이는지 사진에 따른 CNT의 분산상태 사진을 이용하여 비교, 서술하시오.

위에서 설명했듯이, 분산도를 높이기 위해선 화학적 산화를 이용하는데, CNT표면에 Carboxyl기와 hydroxyl기가 관능화 되어 서로간의 Van der Waals 힘으로 인해 CNT가 서로 효과적으로 분산하게 된다. 그리하여 위에서 산의 농도에 따른 관능화 정도를 알 수 있었으니 얼마나 많이 관능화 되었는지에 대한 산의 세기에 따른 분산 정도를 확인해보았다.

면적은 xpspeak 프로그램으로 구한 수치이고, 면적백분율은 전체 면적으로 나눈 각 관능기의 면적을 차지하는 %로 나타내었다. 위의 수치에서 보면 산소랑 결합되어있는 탄소의 양이 매우 적으므로 약산 혹은 물로 표면처리를 해준 것이다. 다른 관능기에 비해 carbonates 관능기가 제일 적게 나타났다.

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