Preparation and characterization of electrically conductive carbon thin films from polyacrylonitrile/graphene oxide composite films :

백가영

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자료유형: 학위논문

저자정보: 백가영 (충남대학교, 忠南大學校大學院)

지도교수: 최재학

발행연도: 2018

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2018

Preparation and characterization of electrically conductive carbon thin films from polyacrylonitrile/graphene oxide composite films

백가영 고분자공학과 2018.01 학위논문

2017

Preparation and characterization of porous carbon films from cellulose non-woven fabrics for supercapacitors

백가영 , 윤제문 , 전준표 외 1명 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2017.10 학술대회자료

Preparation of porous carbon films from cellulose non-woven fabrics

백가영 , 이화수 , 최재학 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2017.04 학술대회자료

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본 연구에서는 폴리아크릴로나이트릴(PAN)과 다양한 농도의 그래핀 옥사이드(GO)를 첨가제로 하여 복합 필름을 제조한 후 열처리를 통해 전기적 전도성이 뛰어난 탄소 박막 제조에 관한 연구를 수행하였다. ATR-FTIR, XPS, UV-vis분석을 통해 안정화 온도 (250°C)에서GO가 환원됨을 확인하였고 따라서, 안정화를 통해서 PAN의 사다리 구조로 전환됨과 동시에 환원된 GO를 얻을 수 있음을 확인하였다. DSC 분석을 통해 GO가 안정화 과정에서 라디칼과 이온성 고리화 메커니즘을 일으켜 안정화 시간과 에너지를 굉장히 감소시키는 것을 확인하였다. 또한 XRD 그리고 Raman 결과를 통해서는 미결정질의 흑연화 구조를 가지는 탄소 박막이 형성됨을 확인하였고 더 나아가 증가하는 GO 농도에 따라 더욱 압축된 흑연화 구조를 형성하는 것을 확인 할 수 있었다. 전기 전도도의 경우, 증가하는 탄화 온도 그리고 GO양에 따라 높은 전기 전도성을 보였으며, 최종적으로 5.92 x 102 S/cm의 높은 전기 전도도 값을 보였다.

CONTENT
List of Figures
List of Tables
Abstract
Ⅰ. Introduction 1
II. Theoretical Background 3
1. Conductive carbon films 3
2. Polyacrylonitrile 5
2.1. Thermal stabilization 5
2.2. Carbonization 7
3. Carbon nanomaterials 9
3.1. Graphene oxide and reduced graphene oxide 9
3.2. Polymer/graphene oxide nanocomposite 11
III. Experimental 12
1. Preparation of PAN/GO composite films 12
1.1. Materials 12
1.2. Preparation of PAN/GO comoposite films 12
2. Preparation of carbon films 14
2.1. Thermal stabilization 14
2.2. Carbonization 14
3. Characterization 15
IV. Results and discussion 17
1. Thermal reduction of GO 17
1.1. ATR-FTIR 17
1.2. XPS 19
1.3. UV-vis 21
2. Carbon films of PAN/GO composite 23
2.1. ATR-FTIR 23
2.2. DSC 25
2.3. TGA 29
2.4. XPS 31
2.5. XRD 35
2.6. Raman 38
2.7. Electrical conductivity 40
2.8. Interactions of PAN/GO composite films during thermal stabilization and carbonization 44
V. Conclusion 46
VI. References 47
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