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ELECTRICAL CHARGE PROPERTY CONTROLLING METHOD OF CARBON MATERIAL meetings

Patent code P200017289
File No. HU2018010
Posted date Nov 5, 2020
Application number P2018-198435
Publication number P2019-077608A
Date of filing Oct 22, 2018
Date of publication of application May 23, 2019
Priority data
  • P2017-203681 (Oct 20, 2017) JP
Inventor
  • (In Japanese)緒方 啓典
Applicant
  • (In Japanese)学校法人法政大学
Title ELECTRICAL CHARGE PROPERTY CONTROLLING METHOD OF CARBON MATERIAL meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrical charge property controlling method of a carbon material, capable of dispersing a carbon material in various solvents containing polar solvents such as water at high level and precisely controlling electrical charge property such as electrical charge polarity, carrier density or the like in a wet process, and further an electrical charge property controlling method of a carbon material, capable of precisely controlling electrical charge such as electrical charge polarity, carrier density or the like by combining the same with mixing pulverization which is a dry process.
SOLUTION: The electrical charge property controlling method controls electrical charge property of a carbon material by mixing pulverizing a carbon material or a carbon material of which a surface is chemically modified with a dopant, further conducting a reaction treatment by a solvothermal method on a carbon dispersion dispersed in a solvent containing the mixed pulverized article, and doping the dopant to the carbon material.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

グラファイト、ダイヤモンドや、カーボンナノチューブを代表とするナノカーボン材料を含むカーボン材料は、機能性材料として着目されている。その中で、特にナノカーボン材料であるカーボンナノチューブは、化学的安定性、優れた機械的強度、大きな比表面積、優れた光学特性・電気的特性・熱的特性等により、近年非常に着目されている材料である。

カーボンナノチューブには、その炭素原子の結合及び並び方により、半導体性のナノチューブと金属性のナノチューブの2種類がある。カーボンナノチューブは、一般に半導体性のものと金属性のものが混合した形態で得られ、実使用にはいずれか一方の性質のみを用いることが多いため、金属性、半導体性のカーボンナノチューブを分離精製するための研究がなされ報告されている(例えば、特許文献1、特許文献2等)。特に、半導体性を有するカーボンナノチューブは化学ドーピングにより電荷特性(n型、p型)やキャリア濃度を制御することが可能である(例えば、特許文献3、特許文献4、特許文献5等)。

これらの電荷極性及びキャリア濃度を制御したカーボンナノチューブはそのままの状態では水や汎用の溶媒には分散が困難であり、精密に電荷極性及びキャリア濃度を制御したカーボンナノチューブを汎用の溶媒中に分散させ、ウェットプロセスにより薄膜作成を行うことは困難であった。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、カーボン材料の電荷特性制御方法に関し、詳しくはカーボン材料の電荷極性やキャリア濃度等の電荷特性を精密に制御する方法に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
カーボン材料又は表面が化学修飾されたカーボン材料を、ドーパントを含む溶媒中に分散させたカーボン分散液に対し、ソルボサーマル法による反応処理を施し、ドーパントをカーボン材料にドーピングさせることによりカーボン材料の電荷特性を制御することを特温度範囲の条件で行うことを特徴する請求項1に記載のカーボン材料の電荷特性制御方法。

【請求項2】
 
ソルボサーマル法による反応処理を、温度を使用する溶媒の融点以上、臨界点以下の温度範囲の条件で行うことを特徴する請求項1に記載のカーボン材料の電荷特性制御方法。

【請求項3】
 
ドーパントとして、フラーレン(C60、C70および高次フラーレン)およびフラーレン誘導体、トリフェニルホスフィン(TPP)およびトリフェニルホスフィン(TPP)誘導体、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、テトラチアフルバレン(TTF)、テトラメチルテトラセレナバレン(TMTSF)、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F4TCNQ)若しくはテトラシアノキノジメタン(TCNQ)誘導体、テトラチアフルバレン(TTF)誘導体、テトラメチルテトラセレナバレン(TMTSF)誘導体、コバルトセン(CoCp2)を含む各種シクロペンタジエニル錯体等有機金属錯体およびその多量体、イミダゾール、ジヒドロ-1H-ベンゾイミダゾール(DMBI)誘導体を含むイミダゾール誘導体、トリアリルメタン誘導体、トリフェニルメタン-カルビノールベース(TMP-CB)若しくはカルバゾールおよびカルバゾール誘導体、ポリビニルピロリドン(PVP)およびポリビニルピロリドン(PVP)誘導体、キノリンおよびキノリン誘導体、ピリジンおよびピリジン誘導体、ピラジンおよびピラジン誘導体、ポリアニリンおよびポリアニリン誘導体を含む電子供与性分子および電子受容性分子のうちの1種、又は2種以上を用いることを特徴とする請求項1又は2に記載のカーボン材料の電荷特性制御方法。

【請求項4】
 
溶媒として、水およびアセトニトリル、エタノール、メタノール、アセトン、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、ベンゼン誘導体等の有機溶媒のうちの1種、又は2種以上を用いることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のカーボン材料の電荷特性制御方法。

【請求項5】
 
電荷特性が、電荷極性、キャリア密度、若しくはバンドギャップ、又はこれらの2以上である請求項1から4のいずれかに記載のカーボン材料の電荷特性制御方法。

【請求項6】
 
カーボン材料又は表面が化学修飾されたカーボン材料とドーパントを、特定の圧力、反応時間及び反応温度のもとで混合粉砕することにより、カーボン材料の電荷特性を制御することを特徴とするカーボン材料の電荷特性制御方法。

【請求項7】
 
前記混合粉砕したカーボン材料及びドーパントにソルボサーマル法を適用することにより、カーボン材料の電荷特性を制御することを特徴とする請求項6に記載のカーボン材料の電荷特性制御方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Published


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