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単層カーボンナノホーン吸着材およびその製造方法

国内特許コード P05A007090
整理番号 B39P02
掲載日 2005年4月25日
出願番号 特願2003-174016
公開番号 特開2005-007281
登録番号 特許第4394383号
出願日 平成15年6月18日(2003.6.18)
公開日 平成17年1月13日(2005.1.13)
登録日 平成21年10月23日(2009.10.23)
発明者
  • 飯島 澄男
  • 村田 克之
  • 金子 克美
  • 湯田坂 雅子
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
  • 日本電気株式会社
発明の名称 単層カーボンナノホーン吸着材およびその製造方法
発明の概要 【課題】メタンの吸着量が多く、メタン吸着材として有効な単層カーボンナノホーン吸着材およびその製造方法を提供する。
【解決手段】単層カーボンナノホーンにランタニド金属が担持されており、メタン吸着性を有する単層カーボンナノホーン吸着材とする。
【選択図】 図2
従来技術、競合技術の概要


単層カーボンナノホーンは管状の単層カーボンナノチューブの先端部が角(ホーン)状に尖った円錐形状を有し、カーボンナノチューブと同様に主にグラファイト構造の炭素原子面から構成されている。この単層カーボンナノホーンは、一般に、多数の単層カーボンナノホーンが角状の先端部を外にして直径80~100nm程度の球状に集合した、いわゆるダリヤ状カーボンナノホーン集合体として製造され、そのカーボンナノホーン集合体は、表面積が非常に大きく、高純度での大量合成が容易であることなどから、軽量で低コストな吸着材料等としての利用が期待されている(特許文献1および2)。



一方で、近年エネルギー問題や環境問題を解決するため、天然ガスの原料であるメタンが、石炭や石油などの燃料の代替として期待されており、種々のメタンの貯蔵方法が提案されており、たとえば、活性炭や活性炭素繊維や高比表面積活性炭素などの種々の炭素系吸着材や金属錯体などがメタン吸着材として期待されている。



メタン吸着用の炭素系吸着材として、単層カーボンナノホーン(SWNH:single walled carbon nanohorn)は前述のような特徴を有しており、SWNHは他の炭素材料と比較して高密度でメタンを吸着させることができ、優れたメタン吸着材として期待できるが、現在では実用化の目標(アメリカエネルギー省:35気圧、150v/v)をやや下回る、または同程度の性能を有するに留まっている。なお図6に示すように、SWNHを加熱することで(図6の□(693Kに加熱))加熱していないSWNH(図6中の○(303K))に比べてメタンの吸着量を増加させることは可能であるが、その場合においても図6の△(A20:活性炭素繊維(303K))や▽(AX21:高比表面積活性炭素(303K))と比べるとメタン吸着量は多いが、◇(A5:活性炭素繊維(303K))とはメタン吸着量の顕著な違いは見られず、さらなるメタン吸着量の向上が求められていた。



【特許文献1】
特開2002-159851
【特許文献2】
特開2002-326032



そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、メタンの吸着量が多く、メタンの貯蔵を可能とする新しいメタン吸着材として有用な、単層カーボンナノホーン吸着材を提供することを課題としている。

産業上の利用分野


この出願の発明は、単層カーボンナノホーン吸着材およびその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、メタンの吸着量が多く、メタン吸着材として有効な単層カーボンナノホーン吸着材およびその製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
単層カーボンナノホーンに、La、Eu、Er、およびLuから選ばれる少なくとも1種のランタニド金属が単層カーボンナノホーン1g当たり0.01mmol以上5mmol以下の担持量で担持されており、メタン吸着性を有することを特徴とする単層カーボンナノホーン吸着材。

【請求項2】
単層カーボンナノホーンをエタノールに懸濁させ、次いで所定量の硝酸ランタニドエタノール溶液を加え、さらに超音波処理を行った後、蒸発乾固させることでランタニド金属を単層カーボンナノホーンに担持させることを特徴とする単層カーボンナノホーン吸着材の製造方法。

【請求項3】
単層カーボンナノホーンを、エタノールに懸濁させる前に加熱して酸素気流下で酸化させることを特徴とする請求項2記載の単層カーボンナノホーン吸着材の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003174016thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) SORST 平成14年度採択課題
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