JP2000109310A - 機能性炭素材料の製法 - Google Patents
機能性炭素材料の製法Info
- Publication number
- JP2000109310A JP2000109310A JP11218782A JP21878299A JP2000109310A JP 2000109310 A JP2000109310 A JP 2000109310A JP 11218782 A JP11218782 A JP 11218782A JP 21878299 A JP21878299 A JP 21878299A JP 2000109310 A JP2000109310 A JP 2000109310A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- carbon material
- diamond
- onion
- hollow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高収率かつ高純度でカーボンナノチューブ、ダ
イヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモンド、フラレン、中
空オニオンライクカーボン、金属を内包する中空オニオ
ンライクカーボンなどの機能性炭素材料を合成する新規
な技術を提供することを主な目的とする。 【解決手段】-C≡C-および/または＝C＝を含む炭素材料
に対し、X線、マイクロ波および超音波の少なくとも1種
を照射することにより、反応させて、カーボンナノチュ
ーブ、ダイヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモンド、フラ
レン、中空オニオンライクカーボン、金属を内包する中
空オニオンライクカーボンあるいはこれらの少なくとも
1種を形成させることを特徴とする、機能性炭素材料の
製法。
イヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモンド、フラレン、中
空オニオンライクカーボン、金属を内包する中空オニオ
ンライクカーボンなどの機能性炭素材料を合成する新規
な技術を提供することを主な目的とする。 【解決手段】-C≡C-および/または＝C＝を含む炭素材料
に対し、X線、マイクロ波および超音波の少なくとも1種
を照射することにより、反応させて、カーボンナノチュ
ーブ、ダイヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモンド、フラ
レン、中空オニオンライクカーボン、金属を内包する中
空オニオンライクカーボンあるいはこれらの少なくとも
1種を形成させることを特徴とする、機能性炭素材料の
製法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンナノチュ
ーブ、ダイヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモンド、フラ
レン、中空オニオンライクカーボンおよび金属を内包す
る中空オニオンライクカーボンの少なくとも1種を含む
機能性炭素材料の製法に関する。
ーブ、ダイヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモンド、フラ
レン、中空オニオンライクカーボンおよび金属を内包す
る中空オニオンライクカーボンの少なくとも1種を含む
機能性炭素材料の製法に関する。
【０００２】なお、本発明において、「中空オニオンラ
イクカーボン」とは、中心部が中空であって、その周囲
にオニオン様にグラファイト積層構造が発達している球
状或いは多面体状のカーボン粒子を意味する。この様な
中空オニオンライクカーボンにおいては、グラファイト
層は、数層から数十層に積層している。
イクカーボン」とは、中心部が中空であって、その周囲
にオニオン様にグラファイト積層構造が発達している球
状或いは多面体状のカーボン粒子を意味する。この様な
中空オニオンライクカーボンにおいては、グラファイト
層は、数層から数十層に積層している。
【０００３】また、「金属を内包する中空オニオンライ
クカーボン」とは、上記の「中空オニオンライクカーボ
ン」の中心部の中空内に金属粒子が存在する球状或いは
多面体状のカーボン粒子を意味する。内包する金属は、
特に限定されないが、例えば、Mg、Al、Auなどが挙げら
れる。
クカーボン」とは、上記の「中空オニオンライクカーボ
ン」の中心部の中空内に金属粒子が存在する球状或いは
多面体状のカーボン粒子を意味する。内包する金属は、
特に限定されないが、例えば、Mg、Al、Auなどが挙げら
れる。
【０００４】
【従来の技術】現在研究されているダイヤモンドの合成
方法は、高圧法と気相成長法とに大別され、一部は実用
化されている。
方法は、高圧法と気相成長法とに大別され、一部は実用
化されている。
【０００５】高圧法では、原料ダイヤモンドを温度1300
-1500℃、圧力5-6気圧の高温高圧条件下で溶解し、再結
晶させることにより、5-6mmの単結晶が育成されてい
る。
-1500℃、圧力5-6気圧の高温高圧条件下で溶解し、再結
晶させることにより、5-6mmの単結晶が育成されてい
る。
【０００６】気相成長法では、基板上へのエピタキシャ
ル成長によるダイヤモンド合成は、メタンガスなどの炭
化水素と水素との混合ガスを原料として、温度1000℃以
下で、低圧でダイヤモンド薄膜を形成させることにより
行われている（N. Fujimoriet al, Vacuum, 6(1986)9
9）。気相成長法は、薄膜ダイヤモンドの合成法として
期待されているが、反応のメカニズム上、その生成物
は、核を中心に成長した粒子状ダイヤモンドの集積体で
あり、単結晶ダイヤモンドは、未だ合成されていない。
ル成長によるダイヤモンド合成は、メタンガスなどの炭
化水素と水素との混合ガスを原料として、温度1000℃以
下で、低圧でダイヤモンド薄膜を形成させることにより
行われている（N. Fujimoriet al, Vacuum, 6(1986)9
9）。気相成長法は、薄膜ダイヤモンドの合成法として
期待されているが、反応のメカニズム上、その生成物
は、核を中心に成長した粒子状ダイヤモンドの集積体で
あり、単結晶ダイヤモンドは、未だ合成されていない。
【０００７】一方、カーボンナノチューブ、フラレン、
中空オニオンライクカーボン、金属を内包する中空オニ
オンライクカーボンは、非晶炭素、グラファイトなどの
炭素材料を原料として、カーボンアーク法、スパッタ
法、レーザー光照射法などにより、気相で合成されてい
るが、生成物の純度が低く、その収率も低い。したがっ
て、これらの炭素材料をより高純度でかつより高収率で
合成する新たな技術の開発が期待されている。
中空オニオンライクカーボン、金属を内包する中空オニ
オンライクカーボンは、非晶炭素、グラファイトなどの
炭素材料を原料として、カーボンアーク法、スパッタ
法、レーザー光照射法などにより、気相で合成されてい
るが、生成物の純度が低く、その収率も低い。したがっ
て、これらの炭素材料をより高純度でかつより高収率で
合成する新たな技術の開発が期待されている。
【０００８】さらに、電子デバイスへの応用を実現する
ために、基板上に配列した高純度のカーボンナノチュー
ブ、フラレン、ダイヤモンド、中空オニオンライクカー
ボン、金属を内包する中空オニオンライクカーボン薄膜
などを高収率で形成しうる新技術の開発が切望されてい
る。
ために、基板上に配列した高純度のカーボンナノチュー
ブ、フラレン、ダイヤモンド、中空オニオンライクカー
ボン、金属を内包する中空オニオンライクカーボン薄膜
などを高収率で形成しうる新技術の開発が切望されてい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、高
収率かつ高純度でダイヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモ
ンド、カーボンナノチューブ、フラレン、中空オニオン
ライクカーボン、金属を内包する中空オニオンライクカ
ーボンなどの機能性炭素材料を合成する新規な技術を提
供することを主な目的とする。
収率かつ高純度でダイヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモ
ンド、カーボンナノチューブ、フラレン、中空オニオン
ライクカーボン、金属を内包する中空オニオンライクカ
ーボンなどの機能性炭素材料を合成する新規な技術を提
供することを主な目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
技術の現状に鑑みて、研究を進めた結果、反応性の-C≡
C-および/または＝C＝を有する部分を持つ炭素材料を原
料として、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド薄膜な
どの機能性炭素材料を合成する新たな技術を完成するに
いたった。
技術の現状に鑑みて、研究を進めた結果、反応性の-C≡
C-および/または＝C＝を有する部分を持つ炭素材料を原
料として、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド薄膜な
どの機能性炭素材料を合成する新たな技術を完成するに
いたった。
【００１１】すなわち、本発明は、下記に示す機能性炭
素材料の新しい製造方法を提供するものである； １．-C≡C-および/または＝C＝を含む炭素材料に対し、
X線、マイクロ波および超音波の少なくとも1種を照射す
ることにより、反応させて、カーボンナノチューブ、ダ
イヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモンド、フラレン、中
空オニオンライクカーボンおよび金属を内包する中空オ
ニオンライクカーボンの少なくとも1種を形成させるこ
とを特徴とする機能性炭素材料の製法。 ２．照射処理を大気中で或いは還元雰囲気下に行うこと
を特徴とする上記項１に記載の機能性炭素材料の製法。 ３．-C≡C-および/または＝C＝を含む炭素材料を常圧で
または減圧下に照射処理に供することを特徴とする上記
項１または２に記載の機能性炭素材料の製法。 ４．照射処理を常温でまたは加熱下に行うことを特徴と
する上記項１〜３のいずれかに記載の機能性炭素材料の
製法。
素材料の新しい製造方法を提供するものである； １．-C≡C-および/または＝C＝を含む炭素材料に対し、
X線、マイクロ波および超音波の少なくとも1種を照射す
ることにより、反応させて、カーボンナノチューブ、ダ
イヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモンド、フラレン、中
空オニオンライクカーボンおよび金属を内包する中空オ
ニオンライクカーボンの少なくとも1種を形成させるこ
とを特徴とする機能性炭素材料の製法。 ２．照射処理を大気中で或いは還元雰囲気下に行うこと
を特徴とする上記項１に記載の機能性炭素材料の製法。 ３．-C≡C-および/または＝C＝を含む炭素材料を常圧で
または減圧下に照射処理に供することを特徴とする上記
項１または２に記載の機能性炭素材料の製法。 ４．照射処理を常温でまたは加熱下に行うことを特徴と
する上記項１〜３のいずれかに記載の機能性炭素材料の
製法。
【００１２】
【発明の実施の形態】反応性の-C≡C-および/または＝C
＝を含む炭素材料およびその合成法は、公知である（特
開平9-249404号公報、特開平9-249405号公報、特開平3-
44582号公報、特開昭63-199726号公報、M. Kijima et a
l, Synthetic Metals, 86(1997), 2279など参照）。
＝を含む炭素材料およびその合成法は、公知である（特
開平9-249404号公報、特開平9-249405号公報、特開平3-
44582号公報、特開昭63-199726号公報、M. Kijima et a
l, Synthetic Metals, 86(1997), 2279など参照）。
【００１３】また、ポリインの応用についても、光画像
書き込み素子への応用（特開平5-30252号公報）、電子
写真感光体への応用（特開平7-181709号公報）、アルカ
リ蓄電池用ニッケル正極板への応用（特開平2-33853号
公報）、電池正極物質への応用（特開昭56-71277号公
報）、液晶配向膜への応用（特開平2-33127号公報）、
導電性樹脂混合物への応用（特開平4-234459）などの多
くの提案がなされている。しかしながら、反応性の-C≡
C-および/または＝C＝を含む炭素材料を原料として、カ
ーボンナノチューブ、ダイヤモンド薄膜などの機能性炭
素材料を合成する試みは、従来なされていない。
書き込み素子への応用（特開平5-30252号公報）、電子
写真感光体への応用（特開平7-181709号公報）、アルカ
リ蓄電池用ニッケル正極板への応用（特開平2-33853号
公報）、電池正極物質への応用（特開昭56-71277号公
報）、液晶配向膜への応用（特開平2-33127号公報）、
導電性樹脂混合物への応用（特開平4-234459）などの多
くの提案がなされている。しかしながら、反応性の-C≡
C-および/または＝C＝を含む炭素材料を原料として、カ
ーボンナノチューブ、ダイヤモンド薄膜などの機能性炭
素材料を合成する試みは、従来なされていない。
【００１４】本発明においては、反応性の-C≡C-および
/または＝C＝を含む炭素材料を反応原料乃至プリカーサ
ーとし、これに対し、X線、マイクロ波および超音波の
少なくとも1種を照射することにより、原料炭素材料に
反応エネルギーを付与し、カーボンナノチューブ、ダイ
ヤモンド薄膜（乃至ダイヤモンドライクカーボン薄
膜）、微粒子状ダイヤモンド(乃至微粒子状ダイヤモン
ドライクカーボン)、フラレン、中空オニオンライクカ
ーボン、金属を内包する中空オニオンライクカーボンあ
るいはこれらの少なくとも1種を含む混在物(以下「目的
化合物」ということがある)の薄膜を形成させる。
/または＝C＝を含む炭素材料を反応原料乃至プリカーサ
ーとし、これに対し、X線、マイクロ波および超音波の
少なくとも1種を照射することにより、原料炭素材料に
反応エネルギーを付与し、カーボンナノチューブ、ダイ
ヤモンド薄膜（乃至ダイヤモンドライクカーボン薄
膜）、微粒子状ダイヤモンド(乃至微粒子状ダイヤモン
ドライクカーボン)、フラレン、中空オニオンライクカ
ーボン、金属を内包する中空オニオンライクカーボンあ
るいはこれらの少なくとも1種を含む混在物(以下「目的
化合物」ということがある)の薄膜を形成させる。
【００１５】本発明における原料炭素材料に対する照射
操作は、760〜10-7torr程度の常圧乃至減圧下(より好ま
しくは10-1〜10-7torr程度の減圧下)で行うことができ
る。
操作は、760〜10-7torr程度の常圧乃至減圧下(より好ま
しくは10-1〜10-7torr程度の減圧下)で行うことができ
る。
【００１６】反応原料に対する照射操作は、大気中で行
っても良く、或いはHe、Ar、N2などの不活性ガス雰囲気
中で、或いは、例えば水素などの還元性ガスを1〜50％
程度含む不活性ガスとの混合雰囲気中で行っても良い。
あるいは、超音波照射を行う場合には、THF、キノリ
ン、エタノール、水などの液体中で行っても良い。使用
する液体の種類は、特に制限されるものではない。
っても良く、或いはHe、Ar、N2などの不活性ガス雰囲気
中で、或いは、例えば水素などの還元性ガスを1〜50％
程度含む不活性ガスとの混合雰囲気中で行っても良い。
あるいは、超音波照射を行う場合には、THF、キノリ
ン、エタノール、水などの液体中で行っても良い。使用
する液体の種類は、特に制限されるものではない。
【００１７】また、原料に対する照射操作は、常温で行
っても良く、或いは100〜2000℃程度(より好ましくは20
0〜1500℃程度)の加熱条件下で行っても良い。加熱操作
は、照射とともに或いは照射の前或いは後に行うことが
できる。加熱条件下に照射操作を行う場合には、より多
くの反応エネルギーが原料炭素材料に付与されるので、
反応が促進される。
っても良く、或いは100〜2000℃程度(より好ましくは20
0〜1500℃程度)の加熱条件下で行っても良い。加熱操作
は、照射とともに或いは照射の前或いは後に行うことが
できる。加熱条件下に照射操作を行う場合には、より多
くの反応エネルギーが原料炭素材料に付与されるので、
反応が促進される。
【００１８】反応原料であるプリカーサーとその合成法
自体は、いずれも公知であり、例えば、上述の特開平9-
249404号公報、特開平9-249405号公報、特開平3-44582
号公報、特開昭63-199726号公報、M. Kijima et al, Sy
nthetic Metals, 86 (1997)2279に加えて、L. Kavan et
al, Carbon, 32, (1994), 1533などにも開示されてい
る。本発明における「-C≡C-および/または＝C＝を含む
炭素材料」とは、全体がポリインおよび/またはキュム
レンにより構成されている材料、全体が-C≡C-および/
または＝C＝により構成されている材料、ポリインおよ
び/またはキュムレンを一部に含む材料、-C≡C-および/
または＝C＝を一部に含む材料などを包含する。また、
上記材料は、製造手法に由来する金属塩および/または
金属を併せて含有する材料をも包含する。
自体は、いずれも公知であり、例えば、上述の特開平9-
249404号公報、特開平9-249405号公報、特開平3-44582
号公報、特開昭63-199726号公報、M. Kijima et al, Sy
nthetic Metals, 86 (1997)2279に加えて、L. Kavan et
al, Carbon, 32, (1994), 1533などにも開示されてい
る。本発明における「-C≡C-および/または＝C＝を含む
炭素材料」とは、全体がポリインおよび/またはキュム
レンにより構成されている材料、全体が-C≡C-および/
または＝C＝により構成されている材料、ポリインおよ
び/またはキュムレンを一部に含む材料、-C≡C-および/
または＝C＝を一部に含む材料などを包含する。また、
上記材料は、製造手法に由来する金属塩および/または
金属を併せて含有する材料をも包含する。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような顕著な効
果が達成される。 (1) -C≡C-および/または＝C＝を含む原料炭素材料に対
し、X線、マイクロ波および超音波の少なくとも１種を
照射することにより、カーボンナノチューブ、ダイヤモ
ンド薄膜、ダイヤモンド微粒子、フラレン、中空オニオ
ンライクカーボン、金属内包オニオンライクカーボンを
作製できる。 (2)X線、マイクロ波および超音波による照射処理および
／または加熱処理、減圧および／または反応雰囲気を適
宜選択することにより、或いは複数の処理を組み合わせ
ることにより、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド薄
膜、ダイヤモンド微粒子、フラレン、中空オニオンライ
クカーボンおよび金属内包オニオンライクカーボンのい
ずれかを選択的に或いはこれらの生成物を任意の割合で
混在させた複合材料を作製できる。
果が達成される。 (1) -C≡C-および/または＝C＝を含む原料炭素材料に対
し、X線、マイクロ波および超音波の少なくとも１種を
照射することにより、カーボンナノチューブ、ダイヤモ
ンド薄膜、ダイヤモンド微粒子、フラレン、中空オニオ
ンライクカーボン、金属内包オニオンライクカーボンを
作製できる。 (2)X線、マイクロ波および超音波による照射処理および
／または加熱処理、減圧および／または反応雰囲気を適
宜選択することにより、或いは複数の処理を組み合わせ
ることにより、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド薄
膜、ダイヤモンド微粒子、フラレン、中空オニオンライ
クカーボンおよび金属内包オニオンライクカーボンのい
ずれかを選択的に或いはこれらの生成物を任意の割合で
混在させた複合材料を作製できる。
【００２０】例えば、金属内包オニオンライクカーボン
は、原料炭素材料を比較的低温で処理することにより形
成され、ナノチューブの前駆体となり得るものと考えら
れる。
は、原料炭素材料を比較的低温で処理することにより形
成され、ナノチューブの前駆体となり得るものと考えら
れる。
【００２１】また、オニオンライクカーボンは、上記で
得られた金属内包オニオンライクカーボンを選択的に取
り出し、金属の種類に応じた温度で(例えば、Mgの場合
には、約800℃で)焼成することにより、得ることができ
る。
得られた金属内包オニオンライクカーボンを選択的に取
り出し、金属の種類に応じた温度で(例えば、Mgの場合
には、約800℃で)焼成することにより、得ることができ
る。
【００２２】ナノチューブとフラレンは、原料炭素材料
を減圧下に約500℃以上の温度で処理することにより、
合成することができる。
を減圧下に約500℃以上の温度で処理することにより、
合成することができる。
【００２３】ダイヤモンド微粒子は、例えば、原料炭素
材料を高密度化(例えば、プレス成形)し、比較的高温度
(例えば、1000℃以上)でX線照射を行って、高エネルギ
ーを付与することにより合成できる。
材料を高密度化(例えば、プレス成形)し、比較的高温度
(例えば、1000℃以上)でX線照射を行って、高エネルギ
ーを付与することにより合成できる。
【００２４】(3)従って、本発明による機能性炭素材料
は、耐磨耗性材料、水素吸蔵材料、電子線放射エミッタ
ー、ダイヤモンド半導体、その他の電子材料などとして
有用である。
は、耐磨耗性材料、水素吸蔵材料、電子線放射エミッタ
ー、ダイヤモンド半導体、その他の電子材料などとして
有用である。
【００２５】
【実施例】実施例１ (a)電極還元による原料炭素材料の合成 特開平8-335702号公報に示す方法に従って、反応性陽極
を用いて、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルム
を電解還元することにより、-C≡C-および／または=C=
を含む炭素材料を合成した。
を用いて、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィルム
を電解還元することにより、-C≡C-および／または=C=
を含む炭素材料を合成した。
【００２６】すなわち、PTFEフィルム(10mm×10mm×30m
m）10枚を表１に示す組成のテトラヒドロフラン(THF)溶
液とともにフラスコ中に仕込んだ。
m）10枚を表１に示す組成のテトラヒドロフラン(THF)溶
液とともにフラスコ中に仕込んだ。
【００２７】
【表１】
【００２８】次いで、フラスコ内をアルゴンガスにより
置換した後、アルゴン雰囲気下で、フラスコ内に設置し
た陽極（マグネシウム）と陰極（ステンレススチール）
間に40Vの電圧を印加して、0℃で10時間電解還元した。
電解還元終了後、黒色になったPTFEフィルムをTHFで洗
浄し、真空乾燥した。 (b)化学還元による原料炭素材料の合成 化学還元による原料炭素材料の合成は、以下の様にして
行った。
置換した後、アルゴン雰囲気下で、フラスコ内に設置し
た陽極（マグネシウム）と陰極（ステンレススチール）
間に40Vの電圧を印加して、0℃で10時間電解還元した。
電解還元終了後、黒色になったPTFEフィルムをTHFで洗
浄し、真空乾燥した。 (b)化学還元による原料炭素材料の合成 化学還元による原料炭素材料の合成は、以下の様にして
行った。
【００２９】すなわち、三方コックを装着した内容積10
0mlのナスフラスコ(以下反応器という)に粒状のMg10.0
g、無水塩化リチウム(LiCl)2.66g、無水塩化第一鉄（Fe
Cl2）1.60gおよびPTFEフィルム（8mm×8mm×50μm）20
枚（合計重量約0.2g）ならびにスターラーチップを収容
し、50℃で1mmHgに加熱減圧して、原料を乾燥した後、
乾燥アルゴンガスを反応器内に導入し、さらに予めナト
リウムーベンゾフェノンケチンで乾燥したTHF44mlを加
え、室温でマグネチックスターラーにより約３時間攪拌
した。
0mlのナスフラスコ(以下反応器という)に粒状のMg10.0
g、無水塩化リチウム(LiCl)2.66g、無水塩化第一鉄（Fe
Cl2）1.60gおよびPTFEフィルム（8mm×8mm×50μm）20
枚（合計重量約0.2g）ならびにスターラーチップを収容
し、50℃で1mmHgに加熱減圧して、原料を乾燥した後、
乾燥アルゴンガスを反応器内に導入し、さらに予めナト
リウムーベンゾフェノンケチンで乾燥したTHF44mlを加
え、室温でマグネチックスターラーにより約３時間攪拌
した。
【００３０】攪拌終了後、反応物中から黒色に変色し、
カーボン状となったPTFEフィルムを回収し、乾燥THF20m
lで二回洗浄し、真空乾燥した。 (c)合成物の同定 電極還元および化学還元で得られたサンプルをラマンス
ペクトル分析に供したところ、いずれの場合にも、C≡C
に帰属される2100cm-1ならびにC＝Cに帰属される1500cm
-1のバンドが観測された。
カーボン状となったPTFEフィルムを回収し、乾燥THF20m
lで二回洗浄し、真空乾燥した。 (c)合成物の同定 電極還元および化学還元で得られたサンプルをラマンス
ペクトル分析に供したところ、いずれの場合にも、C≡C
に帰属される2100cm-1ならびにC＝Cに帰属される1500cm
-1のバンドが観測された。
【００３１】上記の観測結果から、電極還元ならびに化
学還元は、同様に-C≡C-および/または＝C＝を含む炭素
材料を生成させることが明らかになった。以下の実施例
は、特に記載しない限り、両方のサンプルについて実施
した。
学還元は、同様に-C≡C-および/または＝C＝を含む炭素
材料を生成させることが明らかになった。以下の実施例
は、特に記載しない限り、両方のサンプルについて実施
した。
【００３２】実施例２ 実施例１で調製した-C≡C-および/または＝C＝を含む炭
素材料サンプルをパッキンコークス中に仕込み、マイク
ロ波(2450MHz)を10分間照射した。
素材料サンプルをパッキンコークス中に仕込み、マイク
ロ波(2450MHz)を10分間照射した。
【００３３】その結果、サンプル中にマグネシウム微粒
子を内包するオニオンライクカーボンが形成されたこと
を透過型電子顕微鏡により確認した。このマグネシウム
微粒子は、PTFEフィルムを還元する際に、陽極から発生
したマグネシウムイオンが金属マグネシウムとしてフィ
ルム内に析出したものと考えられる。
子を内包するオニオンライクカーボンが形成されたこと
を透過型電子顕微鏡により確認した。このマグネシウム
微粒子は、PTFEフィルムを還元する際に、陽極から発生
したマグネシウムイオンが金属マグネシウムとしてフィ
ルム内に析出したものと考えられる。
【００３４】実施例３ 実施例２の操作により得られたマグネシウム微粒子を内
包するオニオンライクカーボンサンプルを透過型電子顕
微鏡のサンプルホルダーに保持した状態で、サンプルホ
ルダーの温度を800℃に上げて、10分間保持した。その
結果、内包されていたマグネシウム粒子が、溶融気化し
て除去され、サンプル中に中空オニオンライクカーボン
が形成された。
包するオニオンライクカーボンサンプルを透過型電子顕
微鏡のサンプルホルダーに保持した状態で、サンプルホ
ルダーの温度を800℃に上げて、10分間保持した。その
結果、内包されていたマグネシウム粒子が、溶融気化し
て除去され、サンプル中に中空オニオンライクカーボン
が形成された。
【００３５】実施例４ 実施例１と同様にして作製した-C≡C-および/または＝C
＝を含む炭素材料サンプルに対し、減圧チェンバー中
(５×10-4torr）、800℃でX線（Cu Kα１）を1分間照射
した。
＝を含む炭素材料サンプルに対し、減圧チェンバー中
(５×10-4torr）、800℃でX線（Cu Kα１）を1分間照射
した。
【００３６】この製品サンプルをトルエンで抽出し、濃
縮した後、HPLCで分離した（カラム：コスモシール Buc
kyprepパックドカラム）。13C-NMRにより、生成物中に
フラレン(有機溶媒可溶)が形成されていることが確認で
きた。
縮した後、HPLCで分離した（カラム：コスモシール Buc
kyprepパックドカラム）。13C-NMRにより、生成物中に
フラレン(有機溶媒可溶)が形成されていることが確認で
きた。
【００３７】一方、上記と同様にして得られた製品サン
プルをTEMにより観察したところ、カーボンナノチュー
ブ(有機溶媒不溶)が同時に生成していることが確認でき
た。
プルをTEMにより観察したところ、カーボンナノチュー
ブ(有機溶媒不溶)が同時に生成していることが確認でき
た。
【００３８】実施例５ 実施例１と同様にして作製した-C≡C-および/または＝C
＝を含む炭素材料サンプルをプレス成形した後、真空容
器内の加熱ホルダーに設置し、1000℃に加熱しながら減
圧下（5×10-4torr）でX線（Cu Kα１）を10分間照射し
た。
＝を含む炭素材料サンプルをプレス成形した後、真空容
器内の加熱ホルダーに設置し、1000℃に加熱しながら減
圧下（5×10-4torr）でX線（Cu Kα１）を10分間照射し
た。
【００３９】本サンプルをラマン分析、電子線回折およ
びX線回折により分析した結果、ダイヤモンドライクカ
ーボンが生成していることが確認できた。本実施例で形
成されたダイヤモンドライクカーボンは、SEM観察の結
果、数μm以下の微粒子状ダイヤモンドライクカーボン
であった。
びX線回折により分析した結果、ダイヤモンドライクカ
ーボンが生成していることが確認できた。本実施例で形
成されたダイヤモンドライクカーボンは、SEM観察の結
果、数μm以下の微粒子状ダイヤモンドライクカーボン
であった。
【００４０】実施例６ 実施例１と同様にして作製した-C≡C-および/または＝C
＝を含む炭素材料サンプルを、特開平7-83888号公報に
記載の超音波測定装置のホルダーに設置し、400℃に加
熱しながら超音波（20kHz）を照射した。超音波照射後
のサンプルをTEMにより観察した結果、カーボンナノチ
ューブが生成していることが確認できた。
＝を含む炭素材料サンプルを、特開平7-83888号公報に
記載の超音波測定装置のホルダーに設置し、400℃に加
熱しながら超音波（20kHz）を照射した。超音波照射後
のサンプルをTEMにより観察した結果、カーボンナノチ
ューブが生成していることが確認できた。
【００４１】実施例７ 実施例１と同様にして作製した-C≡C-および/または＝C
＝を含む炭素材料サンプルを、特開平7-83888号公報に
記載の超音波測定装置のホルダーに設置し、THF中で超
音波（20kHz）を照射した。超音波照射後のサンプルをT
EMにより観察した結果、カーボンナノチューブが生成し
ていることが確認できた。
＝を含む炭素材料サンプルを、特開平7-83888号公報に
記載の超音波測定装置のホルダーに設置し、THF中で超
音波（20kHz）を照射した。超音波照射後のサンプルをT
EMにより観察した結果、カーボンナノチューブが生成し
ていることが確認できた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ３０Ｂ 29/04 Ｃ３０Ｂ 29/04 Ｒ (72)発明者 西野 仁 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 來栖 知恵 京都府京都市西京区御陵大枝山町５−32− ４
Claims (4)
- 【請求項１】-C≡C-および/または＝C＝を含む炭素材料
に対し、X線、マイクロ波および超音波の少なくとも1種
を照射することにより、反応させて、カーボンナノチュ
ーブ、ダイヤモンド薄膜、微粒子状ダイヤモンド、フラ
レン、中空オニオンライクカーボンおよび金属を内包す
る中空オニオンライクカーボンの少なくとも1種を形成
させることを特徴とする機能性炭素材料の製法。 - 【請求項２】照射処理を大気中で或いは還元雰囲気下に
行うことを特徴とする請求項１に記載の機能性炭素材料
の製法。 - 【請求項３】-C≡C-および/または＝C＝を含む炭素材料
を常圧でまたは減圧下に照射処理に供することを特徴と
する請求項１または２に記載の機能性炭素材料の製法。 - 【請求項４】照射処理を常温でまたは加熱下に行うこと
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の機能性炭
素材料の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11218782A JP2000109310A (ja) | 1998-08-03 | 1999-08-02 | 機能性炭素材料の製法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21919798 | 1998-08-03 | ||
| JP10-219197 | 1998-08-03 | ||
| JP11218782A JP2000109310A (ja) | 1998-08-03 | 1999-08-02 | 機能性炭素材料の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000109310A true JP2000109310A (ja) | 2000-04-18 |
Family
ID=26522749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11218782A Pending JP2000109310A (ja) | 1998-08-03 | 1999-08-02 | 機能性炭素材料の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000109310A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6641792B2 (en) | 2001-08-03 | 2003-11-04 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Hollow carbon fiber and production method |
| JP2004331452A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Hitachi Chem Co Ltd | カーボンナノファイバ及びその製造方法 |
| WO2011051223A1 (de) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | Futurecarbon Gmbh | Verfahren zum herstellen von kohlenstoff-nanomaterialien und/oder kohlenstoff-mikromaterialien sowie entsprechendes material |
| WO2012168993A1 (ja) * | 2011-06-06 | 2012-12-13 | 神港精機株式会社 | オニオンライクカーボンの作製方法 |
| WO2014199084A1 (fr) * | 2013-06-12 | 2014-12-18 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Nanomateriaux graphitiques sous forme d'oignons de carbone, leur procede de preparation et leur utilisation |
| JP2016087481A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | 燕山大学 | 超高硬度ナノ双晶ダイヤモンドバルク材料、及びその製造方法 |
| US10160654B2 (en) | 2014-11-13 | 2018-12-25 | Yanshan University | Ultrahard nanotwinned diamond bulk material and method for preparing the same |
-
1999
- 1999-08-02 JP JP11218782A patent/JP2000109310A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6641792B2 (en) | 2001-08-03 | 2003-11-04 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Hollow carbon fiber and production method |
| US7273652B2 (en) | 2001-08-03 | 2007-09-25 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Hollow carbon fiber and production method |
| JP2004331452A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Hitachi Chem Co Ltd | カーボンナノファイバ及びその製造方法 |
| WO2011051223A1 (de) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | Futurecarbon Gmbh | Verfahren zum herstellen von kohlenstoff-nanomaterialien und/oder kohlenstoff-mikromaterialien sowie entsprechendes material |
| WO2012168993A1 (ja) * | 2011-06-06 | 2012-12-13 | 神港精機株式会社 | オニオンライクカーボンの作製方法 |
| JP5159960B2 (ja) * | 2011-06-06 | 2013-03-13 | 神港精機株式会社 | オニオンライクカーボンの作製方法 |
| US8992880B2 (en) | 2011-06-06 | 2015-03-31 | Shinko Seiki Company, Limited | Method of manufacturing onion-like carbon |
| WO2014199084A1 (fr) * | 2013-06-12 | 2014-12-18 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Nanomateriaux graphitiques sous forme d'oignons de carbone, leur procede de preparation et leur utilisation |
| FR3007019A1 (fr) * | 2013-06-12 | 2014-12-19 | Commissariat Energie Atomique | Nanomateriaux graphitiques sous forme d'oignons de carbone, leur procede de preparation et leur utilisation |
| JP2016087481A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | 燕山大学 | 超高硬度ナノ双晶ダイヤモンドバルク材料、及びその製造方法 |
| US10160654B2 (en) | 2014-11-13 | 2018-12-25 | Yanshan University | Ultrahard nanotwinned diamond bulk material and method for preparing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhou et al. | Large‐area nanowire arrays of molybdenum and molybdenum oxides: synthesis and field emission properties | |
| US9796591B2 (en) | Methods for reducing carbon oxides with non ferrous catalysts and forming solid carbon products | |
| EP1146013A1 (en) | Amorphous nano-scale carbon tube and production method therefor | |
| CN106414323A (zh) | 生产石墨烯的方法 | |
| EP1219567A1 (en) | Carbonaceous material for hydrogen storage and method for preparing the same, and cell and fuel cell | |
| JP2007500121A (ja) | 低下した反応温度において、高収量で高選択性でナノカーボン材料を製造するための改良型の触媒および方法 | |
| Dai et al. | Room-temperature synthesis of various allotropes of carbon nanostructures (graphene, graphene polyhedra, carbon nanotubes and nano-onions, n-diamond nanocrystals) with aid of ultrasonic shock using ethanol and potassium hydroxide | |
| KR100746311B1 (ko) | 액상법에 의한 탄소나노튜브의 제조방법 | |
| CN101570329B (zh) | 一种制备碳纳米纤维的方法 | |
| JP2000109310A (ja) | 機能性炭素材料の製法 | |
| JP3136334B2 (ja) | カーボンナノチューブの製造方法 | |
| JPH04958B2 (ja) | ||
| WO2004089821A1 (ja) | 炭素粒子およびその製造方法 | |
| KR101679693B1 (ko) | 탄소나노튜브 제조방법 및 하이브리드 탄소나노튜브 복합체 | |
| CN114852994B (zh) | 少层石墨炔及微纳石墨炔材料的同时可控合成方法 | |
| Kim et al. | Formation of Single Pt Atoms on Thiolated Carbon Nanotubes Using a Moderate and Large‐Scale Chemical Approach | |
| JP2000016806A (ja) | 機能性炭素材料の製法 | |
| JP2000203819A (ja) | 直線状カ―ボンナノチュ―ブの製造方法 | |
| JP3476232B2 (ja) | プラズマアーク法によるｃ３ｎ４の合成方法 | |
| WO1999056870A1 (fr) | Matiere et procede d'occlusion de gaz | |
| Agboola | Development and model formulation of scalable carbon nanotube processes: HiPCO and CoMoCAT process models | |
| JPH11349307A (ja) | 機能性炭素材料の製造方法 | |
| JP4936349B2 (ja) | 金属内包カーボンナノカプセルの製造方法 | |
| TWI335904B (en) | A carbon nanotube and methods for making the same | |
| KR20030093666A (ko) | 자성유체를 이용한 탄소 나노튜브의 합성방법 |