KR101230881B1 - Preparation method of high performance nano-coolant using graphite nanoparticles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흑연 나노입자를 이용한 나노 냉각제의 제조방법에 관한 것으로서, 탄소 나노 튜브를 배제하고 대신에 폴리 피롤 나노입자를 탄화 과정을 통해 흑연 나노입자로 대체하여 제조하고, 이를 산소 플라즈마 표면처리하여 상기 흑연 나노입자의 표면에 극성 관능기를 도입하고, 이를 극성 용매에 분산시킴으로써, 종래의 탄소 나노튜브 대비, 더 높은 열전도도의 향상을 도모할 수 있으며, 기타 첨가제나 화학적 처리 없이도 분산 상태를 유지할 수 있어 대량 생산이 가능한 흑연 나노입자를 이용한 나노 냉각제의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a nano-coolant using graphite nanoparticles, which excludes carbon nanotubes and instead replaces polypyrrole nanoparticles with graphite nanoparticles through a carbonization process, which is prepared by oxygen plasma surface treatment. By introducing a polar functional group on the surface of the graphite nanoparticles and dispersing it in a polar solvent, it is possible to improve the thermal conductivity as compared to conventional carbon nanotubes, and to maintain a dispersed state without other additives or chemical treatments. It relates to a method for producing a nano coolant using graphite nanoparticles that can be mass-produced.

흑연 나노입자, 산소 플라즈마, 극성 관능기, 나노 냉각제 Graphite nanoparticles, oxygen plasma, polar functional group, nano coolant

Description

흑연 나노입자를 이용한 나노 냉각제의 제조방법{Preparation method of high performance nano-coolant using graphite nanoparticles}Preparation method of nano coolant using graphite nanoparticles {Preparation method of high performance nano-coolant using graphite nanoparticles}

도 1은 본 발명에 따른 산소 플라즈마 처리에 의한 산소의 함량의 증가를 나타내는 그래프,1 is a graph showing an increase in the oxygen content by the oxygen plasma treatment according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 극성 용매에 분산된 흑연 나노입자의 열전도도 상승정도를 나타내는 그래프,2 is a graph showing the degree of thermal conductivity increase of graphite nanoparticles dispersed in a polar solvent according to the present invention;

도 3은 종래의 극성 용매에 분산된 탄소 나노튜브의 열전도도 상승정도를 나타내는 그래프이다. 3 is a graph showing the degree of thermal conductivity increase of carbon nanotubes dispersed in a conventional polar solvent.

본 발명은 흑연 나노입자를 이용한 나노 냉각제의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리 피롤 나노입자의 탄화 과정을 통해 흑연 나노입자를 제조하고, 이를 산소 플라즈마 표면처리하여 상기 흑연 나노입자의 표면에 극성 관능기를 도입하고, 이를 극성 용매에 분산시키는 흑연 나노입자를 이용한 나노 냉각제 의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a nano coolant using graphite nanoparticles, and more particularly, to prepare graphite nanoparticles through a carbonization process of polypyrrole nanoparticles, and to the surface of the graphite nanoparticles by oxygen plasma surface treatment. It relates to a method for producing a nano coolant using graphite nanoparticles to introduce a polar functional group and to disperse it in a polar solvent.

일반적으로, 나노재료는 1 ~ 100 나노미터 정도 크기의 기능을 가지는 소재로서, 크기 면에서는 분자와 덩어리 고체의 중간 상태에 해당하는 물질이라 할 수 있다.Generally, a nanomaterial is a material having a function of about 1 to 100 nanometers in size, and may be referred to as a material corresponding to an intermediate state between a molecule and a lump solid in terms of size.

상기 나노재료는 분자상태나 덩어리 고체 상태에서는 볼 수 없는 새로운 전자적, 자기적, 광학적, 전기적인 성질들이 나타나게 되며, 이와 같은 현상을 양자 크기 효과(quantum size effect)라 한다.The nanomaterials exhibit new electronic, magnetic, optical, and electrical properties that are not seen in the molecular state or in the solid state. This phenomenon is called quantum size effect.

금속, 금속 산화물, 무기 재료, 유기 고분자 재료를 이용한 나노재료의 제조에 관한 연구가 지속적으로 행하여져 왔으며, 이는 새로운 성질을 이용하여 다양한 신소재를 개발하려는 목적이 있기 때문이다. Research on the production of nanomaterials using metals, metal oxides, inorganic materials, and organic polymer materials has been conducted continuously, because of the purpose of developing various new materials using new properties.

그 결과, 수 나노미터 크기의 금속, 무기계 반도체 나노입자를 제조하는 방법이 다양하게 발표되어왔으며, 산업적 응용이 활발히 연구되고 있다. As a result, various methods of manufacturing metal and inorganic semiconductor nanoparticles of several nanometers in size have been published, and industrial applications have been actively studied.

하지만 유기 고분자 나노재료의 경우, 금속 및 무기계 반도체 나노입자에 비해 제조공정이 상대적으로 복잡하여 응용 범위가 한정되어 왔던 것이 사실이다.However, in the case of organic polymer nanomaterials, the manufacturing process is relatively complicated compared to metal and inorganic semiconductor nanoparticles, and thus the application range has been limited.

최근 들어, 나노 기술 적용에 대한 관심이 커지면서 나노섬유, 나노튜브와 같은 1차원적인 전도성 나노구조물질에 대한 연구가 활발하게 진행되었다. Recently, with increasing interest in nanotechnology applications, researches on one-dimensional conductive nanostructures such as nanofibers and nanotubes have been actively conducted.

이들은 전기/전자 장치, 화학/바이오 센서, 전자기파 차폐 물질, 그리고 금속 부식 방지제와 같은 다양한 분야에 그 응용 가능성을 가지고 있다. They have applications in various fields such as electrical / electronic devices, chemical / bio sensors, electromagnetic shielding materials, and metal corrosion inhibitors.

이와 같은 다양한 응용 분야에 있어서, 나노 크기의 높은 열전도도를 갖는 물질을 물 또는 에틸렌 글리콜(Ethylene glycole)에 분산시켜 유체의 열전도도를 상승시키는 연구는 수 년 간 꾸준히 연구되어 왔다. In such various applications, the study of increasing the thermal conductivity of a fluid by dispersing a nano-sized high thermal conductivity material in water or ethylene glycol (Ethylene glycole) has been steadily studied for many years.

이중, 상기 탄소 나노튜브(Carbon Nanotube:CNT)는 높은 열전도도(~2000 W/mK)를 갖는 물질로 알려져 있으며, 이를 이용하여 유체의 열전도도 상승 효과를 고찰한 보고가 J. Appl. Phys. 2003년에 개시되었다. Of these, carbon nanotubes (CNTs) are known as materials having high thermal conductivity (~ 2000 W / mK), and reports on the effect of increasing the thermal conductivity of a fluid using them are reported in J. Appl. Phys. It was started in 2003.

상기 탄소 나노튜브는 그 탁월한 열전도도 특성으로 나노 유체의 개발에 이용될 수 있으나, 그 가격이 비싸기 때문에, 대량 생산하는데에는 많은 한계가 있다. The carbon nanotubes can be used for the development of nanofluids due to their excellent thermal conductivity, but because of their high cost, there are many limitations in mass production.

또한, 상기 탄소 나노튜브는 표면이 무극성 성격을 띠기 때문에 이를 부동액에 많이 사용되는 극성 용매인 물, 또는 에틸렌 글리콜에 분산시키기 위해서는 추가적인 처리가 필요하다. In addition, since the surface of the carbon nanotubes is nonpolar, additional treatment is required to disperse the carbon nanotubes in water or ethylene glycol, which is a polar solvent commonly used in antifreeze.

즉, 산 처리 등의 화학적 처리와, 계면 활성제 등 첨가제의 도입이 추가 처리의 대표적인 예이나, 이도 많은 문제점을 갖고 있다. In other words, chemical treatment such as acid treatment and introduction of additives such as surfactants are typical examples of further treatment, but they also have many problems.

예를 들어, 상기 탄소 나노튜브의 화학적 처리는 탄소 나노튜브의 모양을 변화시키는 등 탄소 나노튜브의 물리적 화학적 변형을 일으킬 수 있고, 따라서 탄소 나노튜브에 의한 열전도도 상승 효과도 크게 저하될 수 있다. For example, the chemical treatment of the carbon nanotubes may cause physical chemical deformation of the carbon nanotubes, such as changing the shape of the carbon nanotubes, and thus, the effect of increasing the thermal conductivity by the carbon nanotubes may be greatly reduced.

또한, 화학적 처리는 지루한 공정으로 대량생산에 적용 시 시간과 비용이 많이 소비되는 바, 특히 산 처리의 경우를 예로 들게 될 경우, 황산과 질산의 혼합 용액인 왕수에 120℃의 고온에서 1일 정도 처리 해야 하며, 또한 산 처리된 최종 탄소 나노튜브를 얻기 위해서 pH를 천천히 올려 가며 1 ~ 2일 정도 추가 처리 시간이 필요하다. In addition, chemical treatment is a tedious process, which takes a lot of time and money when applied to mass production. Especially, for example, in the case of acid treatment, it is about one day at a high temperature of 120 ° C. in aqua regia, which is a mixed solution of sulfuric acid and nitric acid. Treatment also requires additional treatment time of 1 to 2 days with increasing pH slowly to obtain acid treated final carbon nanotubes.

만약에 산 처리 후 탄소 나노튜브를 갑자기 중성용액이나 약 염기 용액에 집어 넣으면 pH 쇼크를 받아 산 처리 한 것이 무용지물이 될 뿐 아니라, 탄소 구조의 심각한 변형을 야기시킨다. If the carbon nanotubes are suddenly placed in a neutral or weak base solution after acid treatment, acid treatment under pH shock is not only useful but also causes severe deformation of the carbon structure.

또한, 파우더(powder) 상의 탄소 나노튜브를 얻기 위해서는 건조 작업이 병행되어야 하는데, 건조 시에도 주의를 기울이지 않으면, 탄소 나노튜브의 모양에 변형이 일어난다. In addition, in order to obtain carbon nanotubes on a powder, drying operations must be performed in parallel. If care is not taken during drying, deformation of the carbon nanotubes occurs.

한편, 계면활성제 등을 첨가하여 탄소 나노튜브를 극성 용매에 분산시키는 방법은 최종 용매의 열전도도 상승 효과에 악영향을 미칠 수 있다. Meanwhile, the method of dispersing the carbon nanotubes in the polar solvent by adding a surfactant or the like may adversely affect the thermal conductivity synergistic effect of the final solvent.

즉, 계면활성제 등 무정형의 물질이 계에 첨가되면 열전도도를 저하시키는 요인이 된다. That is, when an amorphous substance such as a surfactant is added to the system, it becomes a factor of lowering the thermal conductivity.

따라서, 탄소 나노튜브를 대체할 수 있고 대량 생산 가능한 새로운 나노 물질의 개발뿐 아니라, 효과적으로 표면 처리를 할 수 있는 새로운 기술의 개발이 요구된다. Therefore, not only the development of new nanomaterials that can replace carbon nanotubes and can be mass-produced, but also the development of new technologies capable of effective surface treatments are required.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 폴리 피롤 나노입자의 탄화 과정을 통해 흑연 나노입자를 제조하고, 이를 산소 플라즈마 표면처리하여 상기 흑연 나노입자의 표면에 극성 관능기를 도입하고, 이를 극성 용매에 분산시킴으로써, 종래의 탄소 나노튜브 대비, 더 높은 열전도도의 향상을 도모할 수 있으며, 기타 첨가제나 화학적 처리 없이도 분산 상태를 유지할 수 있어 대량 생산이 가능한 흑연 나노입자를 이용한 나노 냉각제의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, to produce graphite nanoparticles through the carbonization process of polypyrrole nanoparticles, and to introduce a polar functional group on the surface of the graphite nanoparticles by oxygen plasma surface treatment And by dispersing it in a polar solvent, it is possible to improve the thermal conductivity, compared to the conventional carbon nanotubes, and to maintain the dispersed state without other additives or chemical treatment nano-using graphite nanoparticles that can be mass-produced It is an object of the present invention to provide a method for preparing a coolant.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, features of the present invention for achieving the above-mentioned object will be described as follows.

본 발명에 따른 흑연 나노입자를 이용한 나노 냉각제의 제조방법은, 파우더 상의 흑연 나노입자를 플라즈마 반응기에 넣고, 10-3 torr까지 진공을 취한 후에 산소를 5 ~ 50cc/min의 적정 속도로 플라즈마 반응기에 주입시키는 단계;In the method for producing a nanocoolant using graphite nanoparticles according to the present invention, graphite nanoparticles in powder form are placed in a plasma reactor, and vacuum is applied to the plasma reactor at a rate of 5 to 50 cc / min after vacuum to 10 -3 torr. Injecting;

주입단계 후 라디오 진동수 플라즈마를 발생시켜 적정 시간(1 분~60 분)동안 플라즈마 반응을 진행시키는 단계;Generating a radio frequency plasma after the injection step to proceed with the plasma reaction for a suitable time (1 minute to 60 minutes);

플라즈마 반응단계 후 공기를 유입시켜 플라즈마 반응기 내부를 상압까지 올린 다음, 반응물을 수거하는 단계; 및 극성 용매에 0.2 ~ 2 부피%로 분산시켜 초음파 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Introducing air after the plasma reaction step to raise the inside of the plasma reactor to atmospheric pressure, and then collecting the reactants; And characterized in that it comprises a step of ultrasonication by dispersing in a polar solvent to 0.2 to 2% by volume.

특히, 상기 극성 용매는 물 또는 에틸렌 글리콜 중에서 선택된 1종 또는 2종의 혼합물인 것을 특징으로 한다. In particular, the polar solvent is characterized in that the mixture of one or two selected from water or ethylene glycol.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 산소 플라즈마 처리에 의한 산소의 함량의 증 가를 나타내는 그래프이며, 도 2는 본 발명에 따른 극성 용매에 분산된 흑연 나노입자의 열전도도 상승정도를 나타내는 그래프이다. 1 is a graph showing an increase in the oxygen content by the oxygen plasma treatment according to the present invention, Figure 2 is a graph showing the degree of thermal conductivity rise of graphite nanoparticles dispersed in a polar solvent according to the present invention.

불리한 가격 경쟁력과 복잡한 후처리 공정을 갖는 종래의 탄소 나노튜브(Carbon Nanotube:CNT)의 열전도도의 효율이 그것의 흑연층(graphene layer)에 의해 기인하는 바, 본 발명은 피롤 나노 입자의 탄화 과정을 통해 흑연 나노입자를 제조하여 상기 탄소 나노튜브와 비교하여 상대적으로 높은 흑연화도 및 표면적을 유지하므로 대체재로서의 역할을 충분히 수행할 수 있게 된다.The efficiency of the thermal conductivity of conventional carbon nanotubes (CNTs), which have disadvantageous price competitiveness and complex post-treatment processes, is due to its graphite layer, and the present invention provides a carbonization process for pyrrole nanoparticles. Through the production of graphite nanoparticles to maintain a relatively high graphitization degree and surface area compared to the carbon nanotubes it is possible to perform a sufficient role as a substitute.

이러한 흑연 나노입자는 표면이 무극성의 성격을 띠기 때문에 이를 부동액에 많이 사용되는 극성 용매인 물, 또는 에틸렌 글리콜에 분산시켜 고효율의 냉각제에 사용하기 위해서는 추가적인 처리 공정이 필요하다. Since the graphite nanoparticles have a nonpolar characteristic, an additional treatment process is required to disperse the graphite nanoparticles in water or ethylene glycol, which is a polar solvent commonly used in antifreeze, and to use them in a high efficiency coolant.

즉, 본 발명에서는 산소 플라즈마(oxygen plasma) 방법을 사용하여 흑연 나노입자를 극성 용매에 분산시키는 바, 상기 산소 플라즈마 처리 공정은 다음과 같다.That is, in the present invention, the graphitic nanoparticles are dispersed in a polar solvent using an oxygen plasma method, and the oxygen plasma treatment process is as follows.

먼저, 파우더 상의 흑연 나노입자를 플라즈마 반응기에 넣고, 10-3 torr까지 진공을 취한 후에 산소를 5 ~ 50cc/min의 적정 속도로 플라즈마 반응기에 주입시키게 된다.First, the powdered graphite nanoparticles are put in a plasma reactor, and vacuum is injected to 10 −3 torr, and then oxygen is injected into the plasma reactor at an appropriate rate of 5 to 50 cc / min.

이때, 상기 진공압이 10-3 torr 미만이면 진공을 취하는 시간이 길어져 효율성이 떨어지고,10-3 torr를 초과하면 반응기 안의 분위기가 산소로 충분히 치환되지 못하는 문제점이 발생하게 된다.At this time, if the vacuum pressure is less than 10 -3 torr longer the time to take the vacuum tends to be wasteful, and if it exceeds 10 -3 torr is a problem that the atmosphere inside the reactor can not be sufficiently replaced with oxygen evolution.

또한, 산소의 적정 속도가 5cc/min 미만이면, 반응기 내무에 존재하는 산소의 양이 너무 적어 충분한 관능기 도입이 어렵게 되고, 50cc/min를 초과하게 되면 구동 압력이 높아져 플라즈마가 안정화 되지 못하고 활성 에너지가 떨어져 반응물에 산소가 도입되기 어려운 문제점이 발생하게 된다. In addition, if the proper rate of oxygen is less than 5 cc / min, the amount of oxygen present in the reactor interior is too small, it is difficult to introduce a sufficient functional group, and if it exceeds 50 cc / min, the driving pressure is increased to stabilize the plasma and the active energy is It is difficult to introduce oxygen to the reactants.

이후, 상기 플라즈마 반응기 안이 산소로 충분히 치환될 경우, 라디오 진동수 플라즈마를 발생시켜 적정 시간(1분~ 60분)동안 플라즈마 반응을 진행시키게 된다.Subsequently, when the plasma reactor is sufficiently substituted with oxygen, radio frequency plasma is generated to proceed the plasma reaction for a suitable time (1 minute to 60 minutes).

상기와 같은 플라즈마 반응이 완료된 후에 공기를 유입시켜 플라즈마 반응기 내부를 상압까지 올린 다음, 반응물을 수거하는 단계를 거치게 되는데, 반응시간에 따라서 도입되는 산소 관능기의 종류나 양이 바뀌게 된다.After the plasma reaction is completed as described above, air is introduced to raise the inside of the plasma reactor to atmospheric pressure, and then the reactants are collected. The type or amount of the oxygen functional groups introduced is changed according to the reaction time.

이렇게 수거된 반응물은 그 표면에 극성 관능기가 도입되어 있는 바, 물이나 에틸렌 글리콜 등의 극성 용매에 0.2 ~ 2 부피%로 분산시켜 초음파 처리를 하면 안정한 나노 유체인 고성능의 나노 냉각제가 제조된다.The reaction product thus collected is introduced with a polar functional group on its surface, and dispersed in 0.2 to 2% by volume in a polar solvent such as water or ethylene glycol, sonicated to produce a high performance nano coolant that is a stable nanofluid.

이때, 부피%가 너무 낮으면 나노 냉각제의 성능이 충분히 향상되지 못하는 문제점이 발생하고, 너무 높으면 용액 안에서 뭉침(aggregation)현상이 나타나 침전이 생길 수 있는 문제점이 있다. At this time, if the volume% is too low, there is a problem that the performance of the nano coolant is not sufficiently improved, and if too high, there is a problem that aggregation occurs in the solution and precipitation may occur.

도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리된 흑연 나노입자(실시예)는 무처리된 탄소 나노입자(비교예)에 비해 표면의 산소 함량이 현저하게 증가하는 것을 ESCA를 통해 알 수 있다. As shown in FIG. 1, it can be seen through the ESCA that the plasma treated graphite nanoparticles (example) have a significantly increased oxygen content on the surface compared to the untreated carbon nanoparticles (comparative example).

또한, 플라즈마 조건이 바뀜에 따라 산소의 함량과 고 산화상태(High Oxidation State)를 증가 혹은 감소 시킬 수 있으며, 이에 따라 극성 용매에 분산시킬 수 있는 최상의 조건을 예측할 수 있다. In addition, as the plasma conditions are changed, the oxygen content and the high oxidation state may be increased or decreased, thereby predicting the best conditions for dispersing in the polar solvent.

한편, 플라즈마 처리의 변수는 크게 플라즈마 파워, 처리시간, 산소 유입 속도인 바, 이들을 다음의 표 1과 같이 조절하여 산소 관능기의 변화를 나타내었다.On the other hand, the plasma treatment parameters are largely plasma power, treatment time, oxygen inflow rate, and these are adjusted as shown in Table 1 below to show the change in the oxygen functional group.

Figure 112006014780314-pat00001
Figure 112006014780314-pat00001

상기와 같은 표 1에 나타난 플라즈마 처리 조건에서 도 1에 나타난 각각의 탄소의 관능기를 정량 분석하여 표 2에 나타내었다.Table 2 shows the quantitative analysis of the functional groups of each carbon shown in FIG. 1 under the plasma treatment conditions shown in Table 1 above.

Figure 112006014780314-pat00002
Figure 112006014780314-pat00002

이와 같이 상기 조건 하에서는 플라즈마 처리 조건 중, 플라즈마 파워가 높을수록, 처리시간을 길게 갖을수록, 유입된 산소량이 많을수록 C-C 관계된 피크(Peak)에 대한 C-O 관계된 피크의 면적비(AO/AC)가 커지는 것을 알 수 있다. As described above, under the above conditions, the area ratio (A O / A C ) of the CO-related peak to the CC-related peak increases as the plasma power increases, the longer the plasma processing time, the longer the processing time, and the greater the amount of oxygen introduced. It can be seen that.

또한, 상기 고 산화상태(High Oxidation State)의 양(288eV)이 저 산화상태(Low Oxidation State)의 양(286eV)보다 커지는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the amount of high oxidation state 288 eV is greater than the amount of low oxidation state 286 eV.

표면이 이와 같이 산소로 개질되면, 냉각제에 사용되는 물 또는 에틸렌 글리콜 등의 극성 용매에 안정적으로 분산 가능하며, 이 나노 유체는 물 또는 에틸렌 글리콜에 비하여 높은 열전도도를 갖는다.When the surface is modified with oxygen in this way, it can be stably dispersed in a polar solvent such as water or ethylene glycol used in the coolant, and the nanofluid has a higher thermal conductivity than water or ethylene glycol.

이러한 열전도도의 향상 정도는 도 2에 도시된 그래프를 통해 알 수 있으며, 물과 에틸렌 글리콜에 1vol%의 흑연 나노입자가 분산되었을 경우, 도 3의 탄소 나노튜브보다 높은 열전도도의 향상 정도를 알 수 있다. The degree of thermal conductivity improvement can be seen through the graph shown in FIG. 2, and when the 1 vol% graphite nanoparticles are dispersed in water and ethylene glycol, the degree of thermal conductivity improvement is higher than that of the carbon nanotubes of FIG. 3. Can be.

여기서, 본 발명에 따른 플라즈마 처리는 표면의 관능기만 변화시키며, 흑연 나노입자의 모양 등의 물리적, 화학적 성질은 크게 변화 시키지 않을 뿐만 아니라, 대량으로 처리 가능하다. Here, the plasma treatment according to the present invention changes only the functional group of the surface, and does not significantly change the physical and chemical properties such as the shape of the graphite nanoparticles, and can be processed in large quantities.

또한, 화학적 처리 방법에 비하여 공정이 간단하고, 나노 유체에 분산 시, 기타 첨가제가 들어가지 않으므로 열전도도 향상을 저해 시키는 요인을 최소화 할 수 있다. In addition, the process is simpler than the chemical treatment method, and when dispersing in the nanofluid, other additives do not enter, thereby minimizing the factors that inhibit the thermal conductivity improvement.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 흑연 나노입자를 이용한 나노 냉각제의 제조방법에 의하면, 종래의 탄소 나노튜브 대비 더 높은 열전도도 향상을 도모할 수 있고, 기타 첨가제나 화학적 처리 없이도 분산 상태가 유지되는 효과가 있어 자동차의 냉각제에 적용할 경우, 냉각제의 높은 열효율을 이용하면 냉각제의 양을 중려 무게를 감소시키고, 에너지 절감 및 비용 절감의 효과가 기대된다.As described above, according to the method of manufacturing a nano coolant using graphite nanoparticles according to the present invention, it is possible to improve the thermal conductivity higher than that of conventional carbon nanotubes, and the dispersion state is maintained without other additives or chemical treatment. When applied to a vehicle's coolant, if the high thermal efficiency of the coolant is utilized, the weight of the coolant is reduced by weight, and energy saving and cost reduction effect are expected.

또한, 복잡하지 않고, 대량생산이 가능한 시스템을 개발함으로써, 우수한 적용성 및 뛰어난 가격 경쟁력을 확보할 뿐만 아니라, 기타 다른 엔진의 냉각제로도 확대 사용이 가능한 효과가 있다. In addition, by developing a system that is not complicated and can be mass-produced, it is possible not only to secure excellent applicability and excellent price competitiveness, but also to be extended to other engine coolants.

Claims (2)

파우더 상의 흑연 나노입자를 플라즈마 반응기에 넣고, 10-3 torr까지 진공을 취한 후에 산소를 5 ~ 50cc/min의 적정 속도로 플라즈마 반응기에 주입시키는 단계;Putting graphite nanoparticles in powder into a plasma reactor, vacuuming to 10 −3 torr, and then injecting oxygen into the plasma reactor at an appropriate rate of 5 to 50 cc / min; 주입단계 후 라디오 진동수 플라즈마를 발생시켜 1 분~60 분 동안 플라즈마 반응을 진행시키는 단계;Generating a radio frequency plasma after the injection step and proceeding with the plasma reaction for 1 minute to 60 minutes; 플라즈마 반응단계 후 공기를 유입시켜 플라즈마 반응기 내부를 상압까지 올린 다음, 반응물을 수거하는 단계; 및 극성 용매에 0.2 ~ 2 부피%로 분산시켜 초음파 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑연 나노입자를 이용한 나노 냉각제의 제조방법.Introducing air after the plasma reaction step to raise the inside of the plasma reactor to atmospheric pressure, and then collecting the reactants; And dispersing at 0.2 to 2% by volume in a polar solvent to sonicate the graphite. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 극성 용매는 물 또는 에틸렌 글리콜 중에서 선택된 1종 또는 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 흑연 나노입자를 이용한 나노 냉각제의 제조방법.The polar solvent is a method for producing a nano-coolant using graphite nanoparticles, characterized in that the mixture of one or two selected from water or ethylene glycol.
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