염화아연에 의해 활성화된 폴리아크릴로나이트릴계 다공성 탄소나노섬유의 제조 및 특성 (Preparation and Characterization of Polyacrylonitrile-based Porous Carbon Nanofibers Activated by Zinc Chloride)

서지정보

· 발행기관 : 한국공업화학회
· 수록지 정보 : 공업화학 / 24권 / 4호 / 370 ~ 374페이지
· 저자명 : 이혜민, 배경민, 강효랑, 안계혁, 김홍건, 김병주

초록

본 연구에서는 염화아연의 첨가에 따른 다공성 탄소나노섬유의 제조 시 기공발달에 미치는 영향을 알아보기 위해 10wt%로 제조된 폴리아크릴로나이트릴/디메틸포름아미드 용액을 전기방사 방법을 통해 나노섬유 부직포로 제조하였다. 염화아연에 의해 활성화된 다공성 탄소나노섬유의 표면구조는 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)을 이용해 관찰하였으며, N2/77 K 등온 흡착특성은 Brunauer-Emmett-Teller (BET)식과 Horvath-Kawazoe (H-K)식을 이용하여기공특성 분석을 시도하였다. 실험결과 제조된 다공성 탄소나노섬유의 N2 등온흡착선들은 International Union of Pore and Applied Chemistry (IUPAC)의 분류에서 Type I으로서 주로 미세공들로 이루어져 있음을 알 수 있었다. 염화아연에의해 활성화된 다공성 탄소나노섬유의 비표면적은 600∼980 m 2/g으로 분석되었으며, 세공용적은 0.24∼0.40 cm 3/g로각각 분석되었다. 또한 주사전자현미경의 분석 결과 활성화로 인하여 표면에 형성되어 있는 많은 세공과 균열이 관찰되었으며, 이러한 결과로부터 염화아연의 첨가가 다공성 탄소나노섬유의 비표면적 증가에 유효한 역할을 하는 것으로확인되었다.

영어초록

The effects of zinc chloride addition on pore development of porous carbon nanofibers prepared by polyacrylonitrile (PAN)/N,N'-dimethylformamide (DMF) (10 wt%) electrospinning were investigated. The change of morphological and structural modification by zinc chloride activation was investigated by a scanning electron microscopy (SEM) analysis. N2 adsorption isotherm characteristics at 77 K were confirmed by Brunauer-Emmett-Teller (BET) and Horvath-Kawazoe (H-K) equations,and the curves showed the Type I mode in the International Union of Pore and Applied Chemistry (IUPAC) classification,indicating that lots of micropores exist in the sample. In addition, specific surface areas and total pore volumes of porous carbons prepared by the zinc chloride activation were determined as 600∼980 m 2/g and 0.24∼0.40 cm 3/g, respectively. As experimental results, many holes or demolished structures were found on the fiber surfaces after the zinc chloride activation as confirmed by a SEM analysis. It was also observed that various pore sizes were found to be depended on the adding content of zinc chloride in PAN/DMF solution in this system.

참고자료

· 없음