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カーボンナノチューブの製造方法

国内特許コード P07P005065
整理番号 T92
掲載日 2007年9月28日
出願番号 特願2006-058665
公開番号 特開2007-238338
登録番号 特許第4862152号
出願日 平成18年3月3日(2006.3.3)
公開日 平成19年9月20日(2007.9.20)
登録日 平成23年11月18日(2011.11.18)
発明者
  • 京谷 陸征
  • 後藤 博正
  • 赤木 和夫
出願人
  • 国立大学法人 筑波大学
発明の名称 カーボンナノチューブの製造方法
発明の概要

【課題】 大規模な装置を用いることなく、しかも製造工程が簡易なカーボンナノチューブの製造方法を提供する。
【解決手段】 芳香族アミンのモノマーを二環式モノテルペンが存在する溶媒に溶解してモノマー溶液を調製する調製工程と、モノマー溶液中のモノマーを重合してチューブ状の芳香族アミンのポリマーと二環式モノテルペンとの複合体を生成する重合工程と、複合体を不活性ガス雰囲気中で加熱して炭素化することにより炭素化物を生成する加熱炭素化工程とからなるカーボンナノチューブの製造方法を用いる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


カーボンナノチューブは、燃料電池用の水素吸蔵材、壁掛けテレビ用の電界放出型電子銃の電極材料、超高感度ガスセンサのセンサ材料等の次世代材料として有望である。従来のカーボンナノチューブの製造方法としては、アーク放電(特開平7-165406号公報)、レーザ蒸発法(特開平10-273308号公報)、化学的気相成長法(CVD法)(特公平3-64606号公報)等の金属触媒を利用した気相合成法が一般的である。また最近では、炭素前駆体ポリマーに分解消失性ポリマーを被覆してコア粒子を作成し、このコア粒子を加熱溶融して紡糸したものを加熱して炭素化することによりカーボンナノチューブを製造するポリマーブレンド法がある(特開2002-29719号公報)(図)。

【特許文献1】特開平7-165406号公報

【特許文献2】特開平10-273308号公報

【特許文献3】特公平3-64606号公報

【特許文献4】特開2002-29719号公報

産業上の利用分野


本発明は、ナノサイズでチューブ状のカーボンであるカーボンナノチューブ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】
芳香族アミンのモノマーを二環式モノテルペンが存在する溶媒中に溶解してモノマー溶液を調製する調製工程と、
前記モノマー溶液中の前記モノマーを重合してチューブ状の芳香族アミンのポリマーと二環式モノテルペンとの複合体を生成する重合工程と、
前記複合体を不活性ガス雰囲気中で加熱して炭素化することにより炭素化物を生成する加熱炭素化工程とからなり、
前記芳香族アミンが、アニリンまたはアニリンの誘導体から選ばれるいずれか1種であり、
前記二環式モノテルペンが、反応性置換基を有するショウノウの誘導体であり、
前記重合工程における前記モノマーの重合方法が、ペルオキソ二硫酸アンモニウムを酸化剤とする酸化重合法であり、
前記アニリンまたはアニリンの誘導体から選ばれるいずれか1種のモル濃度が、6.4×10-2乃至1.7×10-1mol/lであり、
前記アニリンまたはアニリンの誘導体から選ばれるいずれか1種と前記ショウノウの誘導体とのモル比が、1:0.3乃至0.6であり、
前記ペルオキソ二硫酸アンモニウムのモル濃度が、7.9×10-2乃至1.3×10-1mol/lであることを特徴とするカーボンナノチューブの製造方法。

【請求項2】
前記加熱炭素化工程における加熱温度が、800℃以上1500℃以下である請求項1に記載のカーボンナノチューブの製造方法。

【請求項3】
前記炭素化物をさらに不活性ガス雰囲気中で加熱する再加熱工程を含む請求項1に記載のカーボンナノチューブの製造方法。

【請求項4】
前記再加熱工程における加熱温度が、2100℃以上3000℃以下である請求項3に記載のカーボンナノチューブの製造方法。

【請求項5】
前記不活性ガスが、窒素、ヘリウム、アルゴン、キセノンから選ばれる少なくとも1種である請求項1または3に記載のカーボンナノチューブの製造方法。

【請求項6】
前記重合工程と前記加熱炭素化工程との間に、前記複合体をアルカリ溶液で洗浄する洗浄工程をさらに含む請求項1または5に記載のカーボンナノチューブの製造方法
産業区分
  • 無機化合物
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006058665thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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