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物質担持フラーレンチューブとその製造方法 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P08A013796
掲載日 2008年10月7日
出願番号 特願2006-041634
公開番号 特開2007-217248
登録番号 特許第5093436号
出願日 平成18年2月17日(2006.2.17)
公開日 平成19年8月30日(2007.8.30)
登録日 平成24年9月28日(2012.9.28)
発明者
  • 宮澤 薫一
  • 湊 淳一
  • 須賀 唯知
出願人
  • 国立研究開発法人物質・材料研究機構
発明の名称 物質担持フラーレンチューブとその製造方法 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】 触媒、吸着材、電極材料、電子材料等の広範囲な分野での応用展開を可能とするため機能性の付与、向上が可能とされる、新しいフラーレン構造とその形成のための手段を提供する。
【解決手段】 フラーレン分子またはフラーレン誘導体分子から形成されるチューブ状のフラーレンチューブに金属元素もしくは化合物物質が内包または付着されていることを特徴とする物質担持フラーレンチューブとする。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


カーボンナノ材料についての検討は急速に進展しており、近年では、その実際的応用に向けた機能性向上のための様々な工夫が試みられている。



たとえば、カーボンナノチューブ(CNT)の内部に各種の物質を内包もしくは担持させて触媒や電子材料等にその応用を拡大する試みがなされている。



しかしながら、化学的熱的に安定なグラフェンシートが円筒状に形成された構造のカーボンナノチューブの場合には、たとえば白金クラスターを担持させて燃料電池電極材料として用いることが検討されているものの、カーボンナノチューブの内径は1nm程度と小さいため、金属ナノ粒子を内包させることは容易ではなく、活性部位は主としてその外表面に限られる。このため、表面積には制約があり、高い触媒活性を得ることが難しく、白金の使用量の低減も容易ではない等のそのナノ構造の特徴による制約という問題点がある。



このようなカーボンナノチューブの構造的制約を解消するものとして、カーボンナノホーン(CNH)が開発されるとともに、本発明者らによるC60、C70等のフラーレンからのチューブ状構造体としてのフラーレンチューブの形成法が提案され、カーボンナノ材料の新しい技術地平が拓かれつつある。



発明者らにより開発されたフラーレンチューブの合成方法は、常温近辺の溶液を用いての液-液界面合成を特徴とするものであって、これまでに、たとえばC60ナノチューブや、C70ナノチューブ、C60-C702成分ナノチューブ(非特許文献1)が実現されている。



これらのフラーレンチューブは、その内径が100nmオーダとより大きいため、機能性材料への応用展開が期待されているところである。
【非特許文献1】
J.Mater.Res.,20(2005)688

産業上の利用分野


本発明は、触媒、電極材料、吸着材、電子素子等として有用な、物質担持フラーレンチューブと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】
金属元素もしくは化合物物質がフラーレン分子もしくはフラーレン誘導体分子から形成されるチューブ状のフラーレンチューブの中空部内に内されているか、または前記フラーレンチューブの内表面もしくは外表面に付着されていることを特徴とする物質担持フラーレンチューブ。

【請求項2】
化合物物質が、金属化合物であることを特徴とする請求項1の物質担持フラーレンチューブ。

【請求項3】
金属元素もしくは化合物物質が、貴金属またはその化合物であることを特徴とする請求項1または2の物質担持フラーレンチューブ。

【請求項4】
貴金属またはその化合物は、白金または白金化合物であることを特徴とする請求項3の物質担持フラーレンチューブ。

【請求項5】
フラーレン分子もしくはフラーレン誘導体分子から形成されるチューブ状のフラーレンチューブに金属元素もしくは化合物物質内包または付着された物質担持フラーレンチューブの製造方法であって、
金属元素もしくは化合物物質の溶液もしくは分散液をフラーレンチューブと接触させて、毛管現象を利用して、金属元素もしくは化合物物質をフラーレンチューブの中空部内に内包させるか、またはフラーレンチューブの内表面もしくは外表面に付着させることを特徴とする物質担持フラーレンチューブの製造方法。

【請求項6】
金属元素または化合物物質の溶液もしくは分散液中にフラーレンチューブを導入して接触させることを特徴とする請求項5の製造方法。

【請求項7】
金属元素または化合物物質の溶液もしくは分散液をフラーレンチューブに滴下または流下して接触させることを特徴とする請求項5の製造方法。

【請求項8】
接触時に超音波照射することを特徴とする請求項5から7のいずれかの製造方法。

【請求項9】
請求項5から8のいずれかの方法において、フラーレンチューブにあらかじめ電子線を照射しておくか、あるいは物質担持フラーレンチューブに電子線を照射することを特徴とする物質担持フラーレンチューブの製造方法。

【請求項10】
フラーレン分子またはフラーレン誘導体分子から形成されるチューブ状のフラーレンチューブに金属元素または化合物物質を内包もしくは付着させた物質担持フラーレンチューブからの内包もしくは付着された物質を放出もしくは回収する方法であって、
物質担持フラーレンチューブをフラーレンの良溶媒と接触させてフラーレンチューブを溶解させることを特徴とする物質担持フラーレンチューブからの担持物質の放出もしくは回収方法。

【請求項11】
フラーレンを回収していることを再利用可能とすることを特徴とする請求項10の方法。

【請求項12】
請求項1から4のいずれかの物質担持フラーレンチューブを有効成分としていることを特徴とするフラーレンチューブ触媒。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006041634thum.jpg
出願権利状態 登録
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