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カーボンナノホーン吸着材とその製造方法

シーズコード S110006635
掲載日 2011年11月30日
研究者
  • 飯島 澄男
  • 湯田坂 雅子
  • 小海 文夫
  • 高橋 邦充
  • 糟屋 大介
  • 金子 克美
  • 村田 克之
技術名称 カーボンナノホーン吸着材とその製造方法
技術概要 単層カーボンナノホーン集合体に対して、酸化処理条件を、酸素圧力760Torr、処理温度300~420℃に制御して酸化処理する。酸化処理雰囲気は、乾燥酸化雰囲気であることが好ましく、乾燥酸素ガスや乾燥窒素ガス等を用いる。この処理により、単層カーボンナノホーンの壁部および先端部に分子ふるい吸着を可能とする径に制御された細孔が開口する。また、酸化処理条件の内、処理温度を300~350℃に変え場合は、単層カーボンナノホーンの壁部および先端部に、CHの分子ふるい吸着を可能とする径に制御された細孔が開口し、さらに、処理温度を350~420℃に変えると、単層カーボンナノホーンの壁部および先端部に、SFの分子ふるい吸着を可能とする細孔が開口する。そこで、酸素圧760torr、処理温度を300℃(NH300),350℃(NH350),420℃(NH420)で10分間処理した3通りのカーボンナノホーンと、未処理のカーボーンナノホーン(NH0)とを比較すると、処理温度の上昇とともに、比表面積、細孔容量などが増大することが実験で認められる。他にカーボンナノホーン吸着材の発明がある。
画像

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研究分野
  • 炭素とその化合物
  • 吸着,イオン交換
  • 反応操作(単位反応)
展開可能なシーズ 炭素質吸着材によって分子ふるい効果を発現させることは難しく、分子レベルでの分離を行う場合には、炭素質吸着材の細孔径による分離ではなく、被吸着分子の種類による吸着速度の差を利用して行っている。そこで、軽量で化学的に安定であって、分子ふるいにより分子を選択して吸着できるカーボンナノホーンを原料とした吸着材と、その製造方法を提供する。
吸着材の単層カーボンナノホーンの壁部および先端部に、開口された細孔は、開口過程の条件により、径が0.1~3nmの範囲で任意の大きさに制御可能であり、細孔径分布は均一に制御される。従って、細孔の径よりも被吸着物質の大きさが小さい場合には、被吸着物質を開口部よりカーボンナノホーン内部に取り込み吸着するので、極めて吸着容量の大きい吸着材が実現される。逆に、開口された細孔の径よりも被吸着物質が大きい場合には、被吸着物質はカーボンナノホーンの外部に吸着される。また、開口された細孔の径が異なるカーボンナノホーン吸着材をいくつか組み合わせて使用することにより、所望の大きさの分子のみを吸着する吸着材、すなわち分子ふるいが実現できる。
用途利用分野 炭素質吸着材製造装置、分子ふるい機器、ガス成分分別装置、有害ガス除去装置、空気浄化装置
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, 日本電気株式会社, . 飯島 澄男, 湯田坂 雅子, 小海 文夫, 高橋 邦充, 糟屋 大介, 金子 克美, 村田 克之, . カーボンナノホーン吸着材とその製造方法. 特開2002-326032. 2002-11-12
  • B01J  20/20     
  • B01J  20/30     
  • C01B  31/02     

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