TOP > 国内特許検索 > コアシェル型カーボンナノチューブ複合材料及びその製造方法

コアシェル型カーボンナノチューブ複合材料及びその製造方法 新技術説明会

国内特許コード P150012622
整理番号 S2014-0670-N0
掲載日 2015年11月26日
出願番号 特願2014-048235
公開番号 特開2015-171965
出願日 平成26年3月11日(2014.3.11)
公開日 平成27年10月1日(2015.10.1)
発明者
  • 高口 豊
  • 田嶋 智之
  • 笹田 由香里
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
発明の名称 コアシェル型カーボンナノチューブ複合材料及びその製造方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】カーボンナノチューブ、フラーレン及びデンドリマーがこの順番で積層されたコア層が形成され、該コア層の外側にシリカと金属酸化物との複合体である無機化合物からなるシェル層が形成されてなるコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料を提供する。
【解決手段】カーボンナノチューブ、フラーレン、デンドリマー及び無機化合物を含むコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料であって、コア層が、カーボンナノチューブ、フラーレン及びデンドリマーがこの順番で積層された層で形成され、シェル層が、無機化合物からなる層から形成され、該無機化合物が、ケイ素のアルコキシド及び金属のアルコキシドを用いたゾルゲル反応により得られたシリカと金属酸化物との複合体であるコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料である。
【選択図】図10
従来技術、競合技術の概要


カーボンナノチューブに代表される炭素材料、特にカーボンナノチューブ薄膜に期待される用途は広く、例えば、半導体色素としての性質を利用した太陽電池用薄膜、導電性を利用した透明電極用薄膜、生体適合性を利用したバイオインターフェース薄膜などの研究開発が行われている。カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ(以下「SWNTs」と略記することがある)、二層カーボンナノチューブをはじめとする比較的安価で導電性の高い多層カーボンナノチューブ(以下「MWNTs」と略記することがある)、ピーポッドと呼ばれる分子内包カーボンナノチューブなどに分類される。分子内包カーボンナノチューブは、様々な分子を内包することができ、半導体的な性質を自在にチューニングすることが可能なことから次世代の半導体材料として期待されている。



非特許文献1には、SWCNT/フラロデンドロン超分子複合体の分散液中で、オルトけい酸テトラエチルをゾルゲル重合させることで、SWCNT/フラロデンドロン/SiOナノハイブリッドが得られることが記載されている。前記ナノハイブリッドを用いた光水素発生実験を行ったところ、光水素発生量が5.7μmol/hであり、量子収率が31%であったとされている。しかしながら、前記ナノハイブリッドの調製には48時間を要するため、光触媒として使用する際にすぐに準備できないという問題があり、また、更なる光触媒としての機能向上も望まれていた。

産業上の利用分野


本発明は、カーボンナノチューブ、フラーレン、デンドリマー及び無機化合物を含むコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
カーボンナノチューブ、フラーレン、デンドリマー及び無機化合物を含むコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料であって、
コア層が、カーボンナノチューブ、フラーレン及びデンドリマーがこの順番で積層された層で形成され、
シェル層が、無機化合物からなる層から形成され、該無機化合物が、ケイ素のアルコキシド及び金属のアルコキシドを用いたゾルゲル反応により得られたシリカと金属酸化物との複合体であることを特徴とするコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料。

【請求項2】
前記デンドリマーが、コアユニットと分岐ユニットとからなり、該コアユニットがマロン酸エステル、芳香族炭化水素及び複素芳香環からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を骨格に有するものであり、該分岐ユニットが下記式(1)で示されるものである請求項1記載のコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料。
【化1】


[式中、括弧内の構造は分岐構成単位を表したものであり、該分岐構成単位は任意であって繰返し結合されていてもよく、
Aは、酸素原子、硫黄原子又は2価の有機基からなる群から選択される1種からなり;
Bは、窒素原子又は3価の芳香族炭化水素基からなる群から選択される少なくとも1種からなり;
Cは、酸素原子、硫黄原子又は2価の有機基からなる群から選択される少なくとも1種からなり;
Dは、アルコキシ基、エステル基、アミノ基、アミド基、水酸基及びその塩、カルボキシル基及びその塩、メソゲン基、糖鎖、スルファニル基、及びポリエーテル鎖からなる群から選択される少なくとも1種を含む1価の置換基である。]

【請求項3】
前記カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブ及び二層カーボンナノチューブからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1又は2記載のコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料。

【請求項4】
請求項1~3のいずれか記載のコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料を含む光触媒。

【請求項5】
請求項4記載の光触媒からなる光水素発生剤。

【請求項6】
燃料電池用である請求項5記載の光水素発生剤。

【請求項7】
カーボンナノチューブ、フラーレン、デンドリマー及び無機化合物を含むコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料の製造方法であって、
(a)フラーレンとデンドリマーとを反応させてフラロデンドロンを得る工程、
(b)前記フラロデンドロンとカーボンナノチューブとを混合することにより、カーボンナノチューブ、フラーレン及びデンドリマーがこの順番で積層されたカーボンナノチューブ/フラロデンドロン複合体からなるコア層を形成する工程、
(c)前記カーボンナノチューブ/フラロデンドロン複合体に対して、ケイ素のアルコキシドを添加した後に金属のアルコキシドを添加してゾルゲル反応させることにより、シリカと金属酸化物との複合体である無機化合物からなるシェル層を形成する工程、
を有することを特徴とする請求項1~3のいずれか記載のコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料の製造方法。

【請求項8】
ケイ素のアルコキシドを添加した後に5分~48時間経過してから金属のアルコキシドを添加してゾルゲル反応させる請求項7記載のコアシェル型カーボンナノチューブ複合材料の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2014048235thum.jpg
出願権利状態 公開
特許内容に関しての問い合せ窓口は岡山大学連携機構知的財産部門です。

技術移転に関しては岡山TLOが窓口になります。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close