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カーボンナノチューブ組成物およびこれを用いた製造方法

国内特許コード P08A013654
整理番号 11114
掲載日 2008年8月22日
出願番号 特願2005-064898
公開番号 特開2006-248816
登録番号 特許第5382756号
出願日 平成17年3月9日(2005.3.9)
公開日 平成18年9月21日(2006.9.21)
登録日 平成25年10月11日(2013.10.11)
発明者
  • 国武 豊喜
  • 李 丞祐
  • 二神 渉
出願人
  • 独立行政法人理化学研究所
発明の名称 カーボンナノチューブ組成物およびこれを用いた製造方法
発明の概要

【課題】 簡単にCNTsを可溶化することを目的とする。
【解決手段】金属酸化物前駆体を含むことを特徴とする、カーボンナノチューブ可溶化剤。
【選択図】 なし

従来技術、競合技術の概要


カーボンナノチューブ(以下、本明細書において「CNTs」と表すことがある。)の複合材料を開発するにあたり、CNTsの可溶化は極めて重要な技術であり、CNTsの可溶化が種々検討されている。
例えば、CNTsを化学処理する方法が知られている(非特許文献1)。この方法では、CNTsを酸などの化学物質で処理し、切断部や側壁の欠陥部位に生じるカルボキシル基を利用している。しかしながら、この方法では、CNTsを過酷な条件下で処理することが必要であり、CNTsの優れた機能を損なう可能性が指摘されている。
そこで、CNTsの表面に物理的吸着を行う方法も検討されている。この方法では、CNTsの側面に可溶化剤(ピレン、DNA、ポルフィン、ポリマー、脂質、界面活性剤等)を物理的に吸着させて利用している(非特許文献2)。また、非特許文献3には、イミダゾリウム型イオン性液体に分散したCNTsがゲルになることを利用して、ポリマー/CNTs複合ソフトマテリアルの開発が行われている(非特許文献3)。しかしながら、イミダゾリウム型イオン性液体は高価で、材料としての用途は限られてくる。



一方、無機系に直接CNTsを添加して複合材料を作成した例は無かった。従って、従来の方法でCNTsに金属酸化物をコーティングするには、有機系可溶化剤を用いてCNTs側壁を化学修飾した後、金属の無機塩またはアルコキシドなどの金属酸化物前駆体を吸着させる場合が殆どであった。これらの方法は、操作が多段階であることから手間がかかる。



【非特許文献1】Nano Lett.3,681-683(2003)【非特許文献2】Chem,Mat.16,2691-2693(2004)【非特許文献3】Science 300,2072-2074(2003)

産業上の利用分野


本発明は、可溶化剤、可溶化方法、カーボンナノチューブ組成物、ならびに、該組成物を用いた、金属酸化物/カーボンナノチューブ複合体の製造方法、カーボンナノチューブが分散した金属酸化物薄膜の製造方法、カーボンナノチューブの表面に金属酸化物薄膜を形成する方法および金属酸化物構造体の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
溶媒と、チタン酸化物前駆体としてのチタンアルコキシドを含み、加水分解されたチタンアルコキシドを含まない系に、未修飾のカーボンナノチューブが可溶化されたカーボンナノチューブ組成物。

【請求項2】
前記チタンアルコキシドが有するアルキル鎖の炭素数は1~10である、請求項1に記載のカーボンナノチューブ組成物。

【請求項3】
前記チタンアルコキシドが有するアルキル鎖の炭素数は3または4である、請求項1に記載のカーボンナノチューブ組成物。

【請求項4】
前記チタンアルコキシドは、チタンテトラブトキシドまたはチタンテトラプロポキシドである、請求項1に記載のカーボンナノチューブ組成物。

【請求項5】
前記チタンアルコキシドを含む系はトルエンを溶媒とする、請求項1~4のいずれかに記載のカーボンナノチューブ組成物。

【請求項6】
請求項1~5のいずれかに記載のカーボンナノチューブ組成物を用いることを特徴とする、チタン酸化物/カーボンナノチューブ複合体の製造方法。

【請求項7】
前記チタン酸化物/カーボンナノチューブ複合体は、カーボンナノチューブが分散したチタン酸化物薄膜である、請求項6に記載のチタン酸化物/カーボンナノチューブ複合体の製造方法。

【請求項8】
前記チタン酸化物薄膜の膜厚が100nm以下である、請求項7に記載のチタン酸化物/カーボンナノチューブ複合体の製造方法。

【請求項9】
カーボンナノチューブ組成物を加水分解する工程を含む、請求項6~8のいずれかに記載のチタン酸化物/カーボンナノチューブ複合体の製造方法。

【請求項10】
請求項1~5のいずれかに記載のカーボンナノチューブ組成物を用いることを特徴とする、カーボンナノチューブの表面にチタン酸化物薄膜を形成する方法。

【請求項11】
前記カーボンナノチューブ組成物を加水分解する工程を含む、請求項10に記載のカーボンナノチューブの表面にチタン酸化物薄膜を形成する方法。

【請求項12】
前記カーボンナノチューブ組成物を、前記加水分解の前または後に濾過する工程を含む、請求項11に記載のカーボンナノチューブの表面にチタン酸化物薄膜を形成する方法。

【請求項13】
前記チタン酸化物薄膜の厚さが100nm以下である、請求項10~12のいずれかに記載のカーボンナノチューブの表面にチタン酸化物薄膜を形成する方法。

【請求項14】
請求項1~5のいずれかに記載のカーボンナノチューブ組成物を燃焼する工程を含む、チタン酸化物構造体の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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