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単層カーボンナノチューブの製造法

シーズコード S130009754
掲載日 2013年6月5日
研究者
  • 安藤 義則
  • 趙 新洛
  • 井上 栄
  • 鈴木 智子
技術名称 単層カーボンナノチューブの製造法
技術概要 H2,Arの混合ガス雰囲気中でFe単体を触媒としてグラファイト棒に配合した陽極と陰極との間にアーク放電を発生させ、陽極からカーボンを蒸発させ、単層カーボンナノチューブを含む綿状堆積物として陰極と真空チャンバ内壁を結ぶ空間に堆積させる。触媒には、Feの酸化物や炭化物等から製造された粒径10nm以下の超微粒状のFe単体が好適である。H2-Arの混合ガスは、Ar含有量を20~80体積%(好ましくは、40~60体積%)の範囲に調整する。そして、H2,Arの混合ガス雰囲気中でFe単体を触媒としてグラファイト棒に配合した陽極13と陰極14との間にアーク放電を発生させる。アーク放電により陽極13からカーボンを蒸発させ、単層カーボンナノチューブを含む綿状堆積物Dとして陰極14又は真空チャンバ11内壁に堆積させる。綿状堆積物Dを熱処理,酸処理することにより、機械的・化学的強度の高い単層カーボンナノチューブが得られる。
画像

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研究分野
  • 炭素とその化合物
展開可能なシーズ 単層カーボンナノチューブを含む綿状煤が大量にできる作製条件を調査し、Ni-Y触媒を含む陽極及び陰極を30度の鋭角で配置させることが有効であることを報告したが、綿状煤に含まれる単層カーボンナノチューブの割合が高くなかった。そのため、綿状煤を精製して単層カーボンナノチューブの純度を上げる必要があるが、単層カーボンナノチューブ自体の機械的・化学的強度が十分でないため精製が容易でない。この問題を解消するために、単層カーボンナノチューブの合成用触媒としてFe単体を使用して、単層カーボンナノチューブの機械的・化学的強度及び収率を向上させることを目的とする。
Fe触媒を配合したグラファイト棒を陽極に使用し、H2,Arの混合ガス中でアーク放電させているので,機械的・化学的強度に優れた単層カーボンナノチューブを多量に含む綿状堆積物を製造することができる。綿状堆積物を精製すると、機能材料として有望な単層カーボンナノチューブが高い収率で得られる。しかも、Fe単体を触媒に使用しているため、アーク放電条件の設定が容易で、単層カーボンナノチューブの作製,精製が簡単になる。
用途利用分野 単層カーボンナノチューブ
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, . 安藤 義則, 趙 新洛, 井上 栄, 鈴木 智子, . 単層カーボンナノチューブの製造法. 特開2003-277032. 2003-10-02
  • C01B  31/02     
  • B82B   3/00     

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