[화공 기초 실험 및 설계] 그래핀(Graphene) 합성 : 그래핀 전반적인 이해와 화학적 합성법 이용하여 그래핀 합성하고, 특성을 X-Ray Diffraction(XRD)과 Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR) 이용 분석

소개글

[화공 기초 실험 및 설계] 그래핀(Graphene) 합성 : 그래핀 전반적인 이해와 화학적 합성법 이용하여 그래핀 합성하고, 특성을 X-Ray Diffraction(XRD)과 Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR) 이용 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험내용 :

4. Theory

5. Reference

본문내용

그래파이트를 그래핀 옥사이드로 만든 다음에 다시 환원시켜 그래핀을 만들게 된다. 강산으로는 황산(sulfuric acid)과 질산(nitric acid)등이 사용되고, potassium permanganate, Potassium chlorate 등은 산화제로 쓰인다. 화학적 처리를 통하여 만들어진 그래핀 옥사이드는 hydrazine이나 forming gas를 통하여 그래핀으로 환원된다. 그래핀을 화학적으로 박리해낸 다른 경우는 이와 비슷한 방법으로 산처리를 통해 그래파이트 층 사이에 이온들을 삽입한 후 열처리를 통하여 높은 수율로 그래핀을 합성하기도 하였다. 그래파이트 층 사이 공간에 산처리를 통해서 이온들이 삽입되고 이 이온들은 이후의 열처리에 의해 증발하게 되면서 부피 팽창을 야기한다. 따라서 그래파이트의 c-axis방향으로 층 분리(exfoliation)가 일어나게 되는 것이다. 열처리 시 forming가스를 사용하여 그래핀 옥사이드를 환원하는데, 충분한 환원과정을 거치더라도 절연체로 작용할 수 잇는 잔여 그래핀 옥사이드로 인해 그래핀의 전기적 성질이 저하되고, 강산 및 고온 열처리 등의 조건에서 행해지는 실험으로 인한 원자적 결함들이 존재하게 되어, 그래핀 본래의 우수한 품질을 저하시킨다는 한계점이 나타났다.
5. Reference
(1) 네이버 지식백과
(2) 「화학적 박리를 이용한 그래핀 제조와 복합 필름의 구조/물성 연구」 / 김대한 / 동의대학교: 융합부품공학과 / 2013.2
(3) 「SPM을 이용한 그래핀의 기계적 성질 연구」 / 이현수 / 세종대학교 대학원: 나노공학과 / 2010.8

키워드

그래핀,   Graphene,   Experimental Procedure,   Reagent and Apparatus,   그래핀의 구조,   그래핀 합성법,   그래핀 합성