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単層カーボンナノチューブ、それを含む電極シート、それの製造方法、および、それの分散体の製造方法 コモンズ

国内特許コード P140010789
整理番号 N13060
掲載日 2014年8月7日
出願番号 特願2014-002667
公開番号 特開2015-131734
出願日 平成26年1月9日(2014.1.9)
公開日 平成27年7月23日(2015.7.23)
発明者
  • 金子 克美
  • 藤森 利彦
  • 南 太規
  • フィトリ コエルニサ
  • アーロン モレロスゴメス
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 単層カーボンナノチューブ、それを含む電極シート、それの製造方法、および、それの分散体の製造方法 コモンズ
発明の概要 【課題】SWCNTの特性の改善、および改善されたSWCNTを用いたフレキシブルな電極材料の提供。
【解決手段】ナフタレン誘導体が表面に被覆されている単層カーボンナノチューブ(SWCNT)、それを含んでなる電極シート、それの製造方法、およびそれの分散体の製造方法の提供。
【選択図】図13
従来技術、競合技術の概要


カーボンナノチューブは、炭素のシート状の物体すなわちグラフェンが円筒状に巻かれた炭素の配列構造を有している。特に、単層カーボンナノチューブ(SWCNT)は炭素のシートが一層のみ巻かれた構造のカーボンナノチューブの総称である。



SWCNTは、共役π電子を有する多環式芳香族炭化水素(PAH: Poly Aromatic Hydrocarbons)と強く相互反応することがよく知られている(非特許文献1、2)。Gotovacや本願発明者らは、PAHを用いたSWCNTの分子タイリング(タイル貼り)方式を導入し、液相吸着法によりSWCNTにナフタレンを被覆することに成功した(非特許文献3、4)。

産業上の利用分野


本発明は、単層カーボンナノチューブ(SWCNT: single wall carbon nanotube)、SWCNTを含んでなる電極シート、SWCNTの製造方法、およびSWCNTの分散体の製造方法に関するものである。特に、本発明は、ナフタレン誘導体(ND: Naphthalene derivatives)が表面に被覆されていることを特徴とする、単層カーボンナノチューブ(SWCNT)に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
ナフタレン誘導体が表面に被覆されていることを特徴とする、単層カーボンナノチューブ(SWCNT)。

【請求項2】
ナフタレン誘導体が、ジニトロナフタレン、ジメチルナフタレン、ジアミノナフタレン、ジヒドロキシナフタレンからなる群から選択された少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項1に記載の単層カーボンナノチューブ。

【請求項3】
ナフタレン誘導体による表面被覆率が0.3±0.02%であることを特徴とする、請求項1または2に記載の単層カーボンナノチューブ。

【請求項4】
広角X線回折法によって散乱ベクトルqをした測定した際に、4nm-1にかかるピークに関して、ナフタレン誘導体で被覆されていない単層カーボンナノチューブのピークを基準として、ピーク高さが1/3以下であり、且つピーク頂部が小角側へシフトしていることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の単層カーボンナノチューブ。

【請求項5】
バンドル内の隣接する単層カーボンナノチューブとの面間隔が1.560nm以上であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の単層カーボンナノチューブ。

【請求項6】
光吸収スペクトルを測定した際に、704nm、1004nm、および1788nmにかかるピークに関して、ナフタレン誘導体で被覆されていない単層カーボンナノチューブのピークを基準として、ピーク頂部が長波長側へシフトしていることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の単層カーボンナノチューブ。

【請求項7】
ラマンスペクトルを測定した際に、ラジアルブリージングモード(RBM)のピークに関して、ナフタレン誘導体で被覆されていない単層カーボンナノチューブのピークを基準として、ピーク頂部が高周波数側へシフトしていることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の単層カーボンナノチューブ。

【請求項8】
電気伝導度が、ナフタレン誘導体で被覆されていない単層カーボンナノチューブの約50倍であることを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の単層カーボンナノチューブ。

【請求項9】
電気伝導度が、200Kから300Kの範囲で、極大値を示すことを特徴とする、請求項1~8のいずれか1項に記載の単層カーボンナノチューブ。

【請求項10】
SPE法によって測定した総表面積が、ナフタレン誘導体で被覆されていない単層カーボンナノチューブの0.7倍以下であることを特徴とする、請求項1~9のいずれか1項に記載の単層カーボンナノチューブ。

【請求項11】
100KPaでのCO吸着量が、ナフタレン誘導体で被覆されていない単層カーボンナノチューブの2倍以上であることを特徴とする、請求項1~10のいずれか1項に記載の単層カーボンナノチューブ。

【請求項12】
請求項1~11のいずれか1項に記載された単層カーボンナノチューブを含んでなる、電極シート。

【請求項13】
請求項1~11のいずれか1項に記載された単層カーボンナノチューブを製造する方法であって、以下の順序の工程:
a)ナフタレン誘導体を有機溶剤に溶解する、
b)ナフタレン誘導体溶液に単層カーボンナノチューブ原料を加える、
c)ナフタレン誘導体溶液に超音波照射する、
d)ナフタレン誘導体溶液から、単層カーボンナノチューブを濾過する、
e)単層カーボンナノチューブを洗浄・乾燥すること、
を含んでなる、方法。

【請求項14】
請求項1~11のいずれか1項に記載された単層カーボンナノチューブの分散体を製造する方法であって、以下の順序の工程:
a)ナフタレン誘導体を有機溶剤に溶解する、
b)ナフタレン誘導体溶液に単層カーボンナノチューブ原料を加える、
c)ナフタレン誘導体溶液に超音波照射して、単層カーボンナノチューブのバンドルを少なくとも部分的に解離し、単層カーボンナノチューブを分散させる、
d)ナフタレン誘導体溶液から、単層カーボンナノチューブの分散体を濾過する、
e)単層カーボンナノチューブを洗浄・乾燥すること、
を含んでなる、方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014002667thum.jpg
出願権利状態 公開
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