JP2001310130A - カーボンナノコイル生成用のインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法 - Google Patents
カーボンナノコイル生成用のインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カーボンナノコイルを生成できるインジウム
・スズ・鉄系触媒を安価にかつ大量に製造できる方法を
実現する。 【解決手段】 本発明に係るカーボンナノコイル生成用
のインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法は、外直径が
１０００ｎｍ以下であるカーボンナノコイルを製造する
ために用いられるインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方
法において、インジウム含有有機化合物とスズ含有有機
化合物を有機溶媒に混合して有機溶液を形成する第１工
程と、この有機溶液を基板に塗布して有機膜を形成する
第２工程と、この有機膜を焼成してインジウム・スズ膜
を形成する第３工程と、このインジウム・スズ膜の表面
に鉄膜を形成する第４工程から構成されることを特徴と
する。
・スズ・鉄系触媒を安価にかつ大量に製造できる方法を
実現する。 【解決手段】 本発明に係るカーボンナノコイル生成用
のインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法は、外直径が
１０００ｎｍ以下であるカーボンナノコイルを製造する
ために用いられるインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方
法において、インジウム含有有機化合物とスズ含有有機
化合物を有機溶媒に混合して有機溶液を形成する第１工
程と、この有機溶液を基板に塗布して有機膜を形成する
第２工程と、この有機膜を焼成してインジウム・スズ膜
を形成する第３工程と、このインジウム・スズ膜の表面
に鉄膜を形成する第４工程から構成されることを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外直径が１０００
ｎｍ以下であるカーボンナノコイルの製造に用いられる
インジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法に関し、更に詳
細には、金属含有有機化合物と有機溶媒を利用して安価
に大量生産が可能なカーボンナノコイル生成用のインジ
ウム・スズ・鉄系触媒の製造方法に関する。
ｎｍ以下であるカーボンナノコイルの製造に用いられる
インジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法に関し、更に詳
細には、金属含有有機化合物と有機溶媒を利用して安価
に大量生産が可能なカーボンナノコイル生成用のインジ
ウム・スズ・鉄系触媒の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コイルの外直径がナノオーダーであるカ
ーボンナノコイルの歴史は比較的新しい。１９９４年に
アメリンクス等（Ａｍｅｌｉｎｃｋｘ，Ｘ．Ｂ．Ｚｈａ
ｎｇ，Ｄ．Ｂｅｒｎａｅｒｔｓ，Ｘ．Ｆ．Ｚｈａｎｇ，
Ｖ．Ｉｖａｎｏｖ ａｎｄ Ｊ．Ｂ．Ｎａｇｙ，ＳＣＩ
ＥＮＣＥ，２６５（１９９４）６３５）がカーボンナノ
コイルの生成に成功した。従来から発見されていたカー
ボンマイクロコイルがアモルファス構造であるのに対
し、カーボンナノコイルがグラファイト構造であること
も解明された。種々のカーボンナノコイルが作成され、
最小のコイル外直径は約１２ｎｍと極めて小さかった。
しかし、そのコイル収率はわずかであり、工業生産に利
用できるものではなく、より効率的な製造方法が求めら
れた。
ーボンナノコイルの歴史は比較的新しい。１９９４年に
アメリンクス等（Ａｍｅｌｉｎｃｋｘ，Ｘ．Ｂ．Ｚｈａ
ｎｇ，Ｄ．Ｂｅｒｎａｅｒｔｓ，Ｘ．Ｆ．Ｚｈａｎｇ，
Ｖ．Ｉｖａｎｏｖ ａｎｄ Ｊ．Ｂ．Ｎａｇｙ，ＳＣＩ
ＥＮＣＥ，２６５（１９９４）６３５）がカーボンナノ
コイルの生成に成功した。従来から発見されていたカー
ボンマイクロコイルがアモルファス構造であるのに対
し、カーボンナノコイルがグラファイト構造であること
も解明された。種々のカーボンナノコイルが作成され、
最小のコイル外直径は約１２ｎｍと極めて小さかった。
しかし、そのコイル収率はわずかであり、工業生産に利
用できるものではなく、より効率的な製造方法が求めら
れた。
【０００３】彼らの製造方法は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのよ
うな金属触媒を微小粉に形成し、この触媒近傍を６００
〜７００℃に加熱し、この触媒に接触するようにアセチ
レンやベンゼンのような有機ガスを流通させ、これらの
有機分子を分解する方法である。生成されたカーボンナ
ノコイルの形状も様々で、偶然的に生成されたに過ぎな
かった。
うな金属触媒を微小粉に形成し、この触媒近傍を６００
〜７００℃に加熱し、この触媒に接触するようにアセチ
レンやベンゼンのような有機ガスを流通させ、これらの
有機分子を分解する方法である。生成されたカーボンナ
ノコイルの形状も様々で、偶然的に生成されたに過ぎな
かった。
【０００４】１９９９年にリー等（Ｗ．Ｌｉ，Ｓ．Ｘｉ
ｅ，Ｗ．Ｌｉｕ，Ｒ．Ｚｈａｏ，Ｙ．Ｚｈａｎｇ，Ｗ．
Ｚｈｏｕ ａｎｄ Ｇ．Ｗａｎｇ，Ｊ．Ｍａｔｅｒｉａ
ｌＳｃｉ．，３４（１９９９）２７４５）は、新たにカ
ーボンナノコイルの生成に成功した。彼らの製造方法
は、グラファイトシートの表面に鉄粒子を被覆した触媒
を中央に置き、この触媒近傍をニクロム線で７００℃に
加熱する。この触媒に接触するように、体積で１０％の
アセチレンと９０％の窒素の混合ガスを流通させる方法
である。しかし、この製造方法もコイル生成率が小さ
く、工業的量産法としては極めて不十分なものであっ
た。
ｅ，Ｗ．Ｌｉｕ，Ｒ．Ｚｈａｏ，Ｙ．Ｚｈａｎｇ，Ｗ．
Ｚｈｏｕ ａｎｄ Ｇ．Ｗａｎｇ，Ｊ．Ｍａｔｅｒｉａ
ｌＳｃｉ．，３４（１９９９）２７４５）は、新たにカ
ーボンナノコイルの生成に成功した。彼らの製造方法
は、グラファイトシートの表面に鉄粒子を被覆した触媒
を中央に置き、この触媒近傍をニクロム線で７００℃に
加熱する。この触媒に接触するように、体積で１０％の
アセチレンと９０％の窒素の混合ガスを流通させる方法
である。しかし、この製造方法もコイル生成率が小さ
く、工業的量産法としては極めて不十分なものであっ
た。
【０００５】このような状況下にあって、１９９９年の
末になり、本発明者等はカーボンナノコイルの量産方法
を発見するに至った。この方法は特願平１１−３７７３
６３号として発表されている。この方法は、反応器の内
部にインジウム・スズ・鉄系触媒を配置し、この触媒近
傍を炭化水素ガスが触媒により分解する温度以上に加熱
し、炭化水素ガスを触媒に接触するように流通させて、
触媒表面にカーボンナノコイルを成長させる方法であ
る。この方法は最大で９５％以上の生成効率であること
が分かり、カーボンナノコイルの大量生産を可能にする
ものである。
末になり、本発明者等はカーボンナノコイルの量産方法
を発見するに至った。この方法は特願平１１−３７７３
６３号として発表されている。この方法は、反応器の内
部にインジウム・スズ・鉄系触媒を配置し、この触媒近
傍を炭化水素ガスが触媒により分解する温度以上に加熱
し、炭化水素ガスを触媒に接触するように流通させて、
触媒表面にカーボンナノコイルを成長させる方法であ
る。この方法は最大で９５％以上の生成効率であること
が分かり、カーボンナノコイルの大量生産を可能にする
ものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この製法の核心はイン
ジウム・スズ・鉄系触媒にある。インジウム・スズ・鉄
系触媒を如何に安価に提供できるかがカーボンナノコイ
ルの製造価格の低減化を決定する。発明者等は市販され
ているＩＴＯ基板に鉄膜を蒸着してインジウム・スズ・
鉄系触媒を作成した。ＩＴＯ基板が高価格であり、しか
も鉄の蒸着という量産に不向きな方法で作成したため、
極めて高価なインジウム・スズ・鉄系触媒となってしま
った。
ジウム・スズ・鉄系触媒にある。インジウム・スズ・鉄
系触媒を如何に安価に提供できるかがカーボンナノコイ
ルの製造価格の低減化を決定する。発明者等は市販され
ているＩＴＯ基板に鉄膜を蒸着してインジウム・スズ・
鉄系触媒を作成した。ＩＴＯ基板が高価格であり、しか
も鉄の蒸着という量産に不向きな方法で作成したため、
極めて高価なインジウム・スズ・鉄系触媒となってしま
った。
【０００７】ＩＴＯ基板はインジウム酸化物とスズ酸化
物からなる導電性と高透光性を有する透明基板であり、
オプトエレクトロニクス等において不可欠な工業材料と
して実用化されている。このＩＴＯ基板の高価格性の原
因はその製造方法にある。主な製造方法は３種である。
物からなる導電性と高透光性を有する透明基板であり、
オプトエレクトロニクス等において不可欠な工業材料と
して実用化されている。このＩＴＯ基板の高価格性の原
因はその製造方法にある。主な製造方法は３種である。
【０００８】第１はスプレー法で、ＩｎＣｌ３、ＳｎＣ
ｌ４、Ｈ２Ｏ、ＨＣｌとアルコールの混合溶液を基板に
スプレーして約５００℃で焼成する。この方法では、焼
成過程で塩素系ガスが発生し、環境を汚染したり、装置
の腐食などの問題が発生する。第２はＣＶＤ法で、Ｉｎ
キレート、ジブチル錫ジアセテートを原料とし、約５０
０度の基板温度で、Ｎ２ガスをキャリヤとしてＣＶＤ
（気相反応法）により製造される。この方法は密閉容器
内での製法であるため、大量生産に不向きである。第３
は真空蒸着法で、ＩｎやＳｎを蒸発源として基板温度約
４００度で化成蒸着させるものである。真空装置内で作
業するため、大量生産に適しない。
ｌ４、Ｈ２Ｏ、ＨＣｌとアルコールの混合溶液を基板に
スプレーして約５００℃で焼成する。この方法では、焼
成過程で塩素系ガスが発生し、環境を汚染したり、装置
の腐食などの問題が発生する。第２はＣＶＤ法で、Ｉｎ
キレート、ジブチル錫ジアセテートを原料とし、約５０
０度の基板温度で、Ｎ２ガスをキャリヤとしてＣＶＤ
（気相反応法）により製造される。この方法は密閉容器
内での製法であるため、大量生産に不向きである。第３
は真空蒸着法で、ＩｎやＳｎを蒸発源として基板温度約
４００度で化成蒸着させるものである。真空装置内で作
業するため、大量生産に適しない。
【０００９】このように、従来のインジウム・スズ・鉄
系触媒は、高価なＩＴＯ基板に鉄を真空蒸着して作成さ
れているため、その製造コストが高いと同時に量産が出
来ず、結果としてカーボンナノコイルの安価な大量生産
を不可能としていた。従って、本発明の目的は、インジ
ウム・スズ・鉄系触媒の安価な量産方法を確立して、カ
ーボンナノコイルの大量生産とその価格の低減化を実現
することである。
系触媒は、高価なＩＴＯ基板に鉄を真空蒸着して作成さ
れているため、その製造コストが高いと同時に量産が出
来ず、結果としてカーボンナノコイルの安価な大量生産
を不可能としていた。従って、本発明の目的は、インジ
ウム・スズ・鉄系触媒の安価な量産方法を確立して、カ
ーボンナノコイルの大量生産とその価格の低減化を実現
することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、外直
径が１０００ｎｍ以下であるカーボンナノコイルを製造
するために用いられるインジウム・スズ・鉄系触媒の製
造方法において、インジウム含有有機化合物とスズ含有
有機化合物を有機溶媒に混合して有機溶液を形成する第
１工程と、この有機溶液を基板に塗布して有機膜を形成
する第２工程と、この有機膜を焼成してインジウム・ス
ズ膜を形成する第３工程と、このインジウム・スズ膜の
表面に鉄膜を形成する第４工程から構成されることを特
徴とするカーボンナノコイル生成用のインジウム・スズ
・鉄系触媒の製造方法である。
径が１０００ｎｍ以下であるカーボンナノコイルを製造
するために用いられるインジウム・スズ・鉄系触媒の製
造方法において、インジウム含有有機化合物とスズ含有
有機化合物を有機溶媒に混合して有機溶液を形成する第
１工程と、この有機溶液を基板に塗布して有機膜を形成
する第２工程と、この有機膜を焼成してインジウム・ス
ズ膜を形成する第３工程と、このインジウム・スズ膜の
表面に鉄膜を形成する第４工程から構成されることを特
徴とするカーボンナノコイル生成用のインジウム・スズ
・鉄系触媒の製造方法である。
【００１１】請求項２の発明は、前記インジウム・スズ
膜がインジウム酸化物とスズ酸化物の混合膜である請求
項１に記載のインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法で
ある。
膜がインジウム酸化物とスズ酸化物の混合膜である請求
項１に記載のインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法で
ある。
【００１２】請求項３の発明は、前記第４工程におい
て、インジウム・スズ膜の表面に鉄膜を電気メッキによ
り形成する請求項１又は２に記載のインジウム・スズ・
鉄系触媒の製造方法である。
て、インジウム・スズ膜の表面に鉄膜を電気メッキによ
り形成する請求項１又は２に記載のインジウム・スズ・
鉄系触媒の製造方法である。
【００１３】請求項４の発明は、外直径が１０００ｎｍ
以下であるカーボンナノコイルを製造するために用いら
れるインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法において、
インジウム含有有機化合物とスズ含有有機化合物と鉄含
有有機化合物を有機溶媒に混合して有機溶液を形成する
第１工程と、この有機溶液を基板に塗布して有機膜を形
成する第２工程と、この有機膜を焼成してインジウム・
スズ・鉄膜を形成する第３工程から構成されることを特
徴とするカーボンナノコイル生成用のインジウム・スズ
・鉄系触媒の製造方法である。
以下であるカーボンナノコイルを製造するために用いら
れるインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法において、
インジウム含有有機化合物とスズ含有有機化合物と鉄含
有有機化合物を有機溶媒に混合して有機溶液を形成する
第１工程と、この有機溶液を基板に塗布して有機膜を形
成する第２工程と、この有機膜を焼成してインジウム・
スズ・鉄膜を形成する第３工程から構成されることを特
徴とするカーボンナノコイル生成用のインジウム・スズ
・鉄系触媒の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明者等は安価なインジウム・
スズ・鉄系触媒を実現するために鋭意研究した結果、金
属有機化合物を有機溶媒に溶解し、この有機溶液を基板
に塗布して焼成することにより、基板上にインジウム・
スズ・鉄系触媒を強固に坦持形成する方法を創案する至
った。
スズ・鉄系触媒を実現するために鋭意研究した結果、金
属有機化合物を有機溶媒に溶解し、この有機溶液を基板
に塗布して焼成することにより、基板上にインジウム・
スズ・鉄系触媒を強固に坦持形成する方法を創案する至
った。
【００１５】本発明に係るインジウム・スズ・鉄系触媒
の製造方法は二つの方法からなっている。第１の方法
は、インジウム含有有機化合物とスズ含有有機化合物を
有機溶媒に混合して有機溶液を形成する第１工程と、こ
の有機溶液を基板に塗布して有機膜を形成する第２工程
と、この有機膜を焼成してインジウム・スズ膜を形成す
る第３工程と、このインジウム・スズ膜の表面に鉄膜を
形成する第４工程から構成される。
の製造方法は二つの方法からなっている。第１の方法
は、インジウム含有有機化合物とスズ含有有機化合物を
有機溶媒に混合して有機溶液を形成する第１工程と、こ
の有機溶液を基板に塗布して有機膜を形成する第２工程
と、この有機膜を焼成してインジウム・スズ膜を形成す
る第３工程と、このインジウム・スズ膜の表面に鉄膜を
形成する第４工程から構成される。
【００１６】第２の方法は、インジウム含有有機化合物
とスズ含有有機化合物と鉄含有有機化合物を有機溶媒に
混合して有機溶液を形成する第１工程と、この有機溶液
を基板に塗布して有機膜を形成する第２工程と、この有
機膜を焼成してインジウム・スズ・鉄膜を形成する第３
工程から構成される。
とスズ含有有機化合物と鉄含有有機化合物を有機溶媒に
混合して有機溶液を形成する第１工程と、この有機溶液
を基板に塗布して有機膜を形成する第２工程と、この有
機膜を焼成してインジウム・スズ・鉄膜を形成する第３
工程から構成される。
【００１７】本発明で用いられるインジウム含有有機化
合物、スズ含有有機化合物、鉄含有有機化合物として
は、公知の有機金属化合物が用いられる。例えば、トリ
メチルインジウム、トリフェニルインジウム、オクチル
酸インジウム、カルボン酸インジウム、トリエチルス
ズ、トリメチルスズ、テトラフェニルスズ、オクチル酸
スズ、カルボン酸スズ、カルボン酸鉄、鉄カルボニル、
鉄カルボニル誘導体、鉄ニトロシル、鉄ニトロシル誘導
体等がある。これら以外の公知の各種有機金属錯体など
も用いられる。特に、有機溶媒に可溶な金属有機化合物
が有用である。
合物、スズ含有有機化合物、鉄含有有機化合物として
は、公知の有機金属化合物が用いられる。例えば、トリ
メチルインジウム、トリフェニルインジウム、オクチル
酸インジウム、カルボン酸インジウム、トリエチルス
ズ、トリメチルスズ、テトラフェニルスズ、オクチル酸
スズ、カルボン酸スズ、カルボン酸鉄、鉄カルボニル、
鉄カルボニル誘導体、鉄ニトロシル、鉄ニトロシル誘導
体等がある。これら以外の公知の各種有機金属錯体など
も用いられる。特に、有機溶媒に可溶な金属有機化合物
が有用である。
【００１８】本発明に用いられる有機溶媒には、アセト
ン、トルエン、ベンゼン、アルコール等の公知の有機溶
媒が用いられる。特に、インジウム含有有機化合物、ス
ズ含有有機化合物、鉄含有有機化合物を溶解させる有機
溶媒が有用である。
ン、トルエン、ベンゼン、アルコール等の公知の有機溶
媒が用いられる。特に、インジウム含有有機化合物、ス
ズ含有有機化合物、鉄含有有機化合物を溶解させる有機
溶媒が有用である。
【００１９】本発明では、インジウム含有有機化合物と
スズ含有有機化合物、又はインジウム含有有機化合物と
スズ含有有機化合物と鉄含有有機化合物を有機溶媒に溶
解させる。そしてこの溶液をガラス、セラミック等から
なる板、管などの基板上に塗布し、溶媒を蒸発させて基
板上に有機膜を形成する。
スズ含有有機化合物、又はインジウム含有有機化合物と
スズ含有有機化合物と鉄含有有機化合物を有機溶媒に溶
解させる。そしてこの溶液をガラス、セラミック等から
なる板、管などの基板上に塗布し、溶媒を蒸発させて基
板上に有機膜を形成する。
【００２０】塗布方法には、有機溶液中への基板のディ
ップ、基板への刷毛塗り、基板へのスプレー、基板上へ
のスピンコート等種々の方法がある。また塗布後、基板
を乾燥させるには、加熱乾燥法や、自然風・温風・熱風
乾燥法が採用される。
ップ、基板への刷毛塗り、基板へのスプレー、基板上へ
のスピンコート等種々の方法がある。また塗布後、基板
を乾燥させるには、加熱乾燥法や、自然風・温風・熱風
乾燥法が採用される。
【００２１】次に、前記有機膜を焼成して、有機成分を
分解逃散させ、基板上にインジウム・スズ膜、又はイン
ジウム・スズ・鉄膜を形成する。焼成温度は金属有機化
合物の分解温度以上に設定される。従って、焼成温度は
金属有機化合物の種類に依存するが、一般には４００℃
〜８００℃が望ましい。
分解逃散させ、基板上にインジウム・スズ膜、又はイン
ジウム・スズ・鉄膜を形成する。焼成温度は金属有機化
合物の分解温度以上に設定される。従って、焼成温度は
金属有機化合物の種類に依存するが、一般には４００℃
〜８００℃が望ましい。
【００２２】前記インジウム・スズ膜は金属インジウム
と金属スズから構成される場合と、インジウム酸化物と
スズ酸化物から構成される場合がある。前者は金属体か
らなるが、後者はいわゆるＩＴＯ基板である。また、イ
ンジウム・スズ・鉄膜の場合には、金属インジウムと金
属スズと金属鉄から構成される金属体と、インジウム酸
化物とスズ酸化物と鉄酸化物から構成される金属酸化物
混合体の場合がある。インジウム・スズ・鉄膜はそのま
まインジウム・スズ・鉄系触媒として機能する。
と金属スズから構成される場合と、インジウム酸化物と
スズ酸化物から構成される場合がある。前者は金属体か
らなるが、後者はいわゆるＩＴＯ基板である。また、イ
ンジウム・スズ・鉄膜の場合には、金属インジウムと金
属スズと金属鉄から構成される金属体と、インジウム酸
化物とスズ酸化物と鉄酸化物から構成される金属酸化物
混合体の場合がある。インジウム・スズ・鉄膜はそのま
まインジウム・スズ・鉄系触媒として機能する。
【００２３】インジウム・スズ膜上には鉄膜を形成して
インジウム・スズ・鉄系触媒を完成する。鉄膜の形成方
法には、物理蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法など
公知の各種方法があるが、その中でも安価で効率のよい
電気メッキ法が効果的である。また、鉄含有有機化合物
の有機溶液をインジウム・スズ膜上に塗布し、その後焼
成して鉄膜を形成してもよい。即ち、インジウム・スズ
膜と鉄膜の２段焼成法である。
インジウム・スズ・鉄系触媒を完成する。鉄膜の形成方
法には、物理蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法など
公知の各種方法があるが、その中でも安価で効率のよい
電気メッキ法が効果的である。また、鉄含有有機化合物
の有機溶液をインジウム・スズ膜上に塗布し、その後焼
成して鉄膜を形成してもよい。即ち、インジウム・スズ
膜と鉄膜の２段焼成法である。
【００２４】インジウム・スズ膜の厚みは特に制限され
ず、例えば１０ｎｍ〜数μｍである。また、インジウム
・スズ膜上に形成される鉄膜の厚みは、その下にあるイ
ンジウム・スズ膜がカーボンナノコイルの形成に寄与す
るために、薄い方がよい。例えば５ｎｍ〜１００ｎｍで
あるが、この数値に限定されない。インジウム・スズ・
鉄膜の場合には、その表面がカーボンナノコイルの形成
に寄与するから、その厚みは特に制限されず、例えば１
０ｎｍ〜数μｍである。
ず、例えば１０ｎｍ〜数μｍである。また、インジウム
・スズ膜上に形成される鉄膜の厚みは、その下にあるイ
ンジウム・スズ膜がカーボンナノコイルの形成に寄与す
るために、薄い方がよい。例えば５ｎｍ〜１００ｎｍで
あるが、この数値に限定されない。インジウム・スズ・
鉄膜の場合には、その表面がカーボンナノコイルの形成
に寄与するから、その厚みは特に制限されず、例えば１
０ｎｍ〜数μｍである。
【００２５】
【実施例】以下に、本発明に係るカーボンナノコイル生
成用のインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法の実施例
を詳細に説明する。
成用のインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法の実施例
を詳細に説明する。
【００２６】［実施例１：インジウム・スズ膜と鉄膜か
らなる触媒］１００ｍｌのトルエンに、オクチル酸イン
ジウム８．１ｇとオクチル酸スズ０．７ｇを混入し、超
音波振動により均一に溶解させた。この有機溶液をガラ
ス板に刷毛で塗布し、温風で乾燥して有機膜を形成し
た。このガラス基板を５００℃の加熱炉に２０分間投入
して有機膜を焼成し、有機成分を熱分解してインジウム
・スズ膜を形成した。インジウム・スズ膜の厚みは３０
０ｎｍであった。更に、このガラス基板を陰極にしてイ
ンジウム・スズ膜の表面に鉄を電気メッキして、インジ
ウム・スズ・鉄系触媒を作成した。形成された鉄膜の厚
みは５０ｎｍであった。
らなる触媒］１００ｍｌのトルエンに、オクチル酸イン
ジウム８．１ｇとオクチル酸スズ０．７ｇを混入し、超
音波振動により均一に溶解させた。この有機溶液をガラ
ス板に刷毛で塗布し、温風で乾燥して有機膜を形成し
た。このガラス基板を５００℃の加熱炉に２０分間投入
して有機膜を焼成し、有機成分を熱分解してインジウム
・スズ膜を形成した。インジウム・スズ膜の厚みは３０
０ｎｍであった。更に、このガラス基板を陰極にしてイ
ンジウム・スズ膜の表面に鉄を電気メッキして、インジ
ウム・スズ・鉄系触媒を作成した。形成された鉄膜の厚
みは５０ｎｍであった。
【００２７】このインジウム・スズ・鉄系触媒を形成し
た基板をクォーツチューブ内に配置し、ヘリウムガスを
充填し、７００℃まで基板近傍の温度を上昇させた。７
００℃に到達した後、ヘリウムの１／３をアセチレンに
置換し、この混合ガスを２５０ｓｃｃｍの流量で１時間
流通させた。その後、アセチレンを遮断してヘリウムだ
けをフローさせ、室温にまで冷却させた。
た基板をクォーツチューブ内に配置し、ヘリウムガスを
充填し、７００℃まで基板近傍の温度を上昇させた。７
００℃に到達した後、ヘリウムの１／３をアセチレンに
置換し、この混合ガスを２５０ｓｃｃｍの流量で１時間
流通させた。その後、アセチレンを遮断してヘリウムだ
けをフローさせ、室温にまで冷却させた。
【００２８】ガラス基板を走査型電子顕微鏡で観察した
ところ、鉄膜の表面には無数のカーボンナノコイルが観
察された。使用したアセチレンと生成したカーボンナノ
コイルの重量比から、コイル収率は９０％であることが
分かった。従来のＩＴＯ基板を用いた場合には最大で９
５％収率であったから、この実施例で作成したインジウ
ム・スズ・鉄系触媒はカーボンナノコイルの安価な大量
生産に活用できることが分かった。
ところ、鉄膜の表面には無数のカーボンナノコイルが観
察された。使用したアセチレンと生成したカーボンナノ
コイルの重量比から、コイル収率は９０％であることが
分かった。従来のＩＴＯ基板を用いた場合には最大で９
５％収率であったから、この実施例で作成したインジウ
ム・スズ・鉄系触媒はカーボンナノコイルの安価な大量
生産に活用できることが分かった。
【００２９】［実施例２：インジウム・スズ・鉄膜から
なる触媒］１００ｍｌのトルエンに、オクチル酸インジ
ウム８．１ｇとオクチル酸スズ０．７ｇとオクチル酸鉄
０．７ｇを混入し、超音波振動により均一に溶解させ
た。この有機溶液をガラス板にスプレーし、扇風機の自
然風で乾燥して有機膜を形成した。このガラス基板を４
５０℃の加熱炉に３０分間投入して有機膜を焼成し、有
機成分を熱分解してインジウム・スズ・鉄膜からなる触
媒を作成した。インジウム・スズ・鉄膜の厚みは４００
ｎｍであった。
なる触媒］１００ｍｌのトルエンに、オクチル酸インジ
ウム８．１ｇとオクチル酸スズ０．７ｇとオクチル酸鉄
０．７ｇを混入し、超音波振動により均一に溶解させ
た。この有機溶液をガラス板にスプレーし、扇風機の自
然風で乾燥して有機膜を形成した。このガラス基板を４
５０℃の加熱炉に３０分間投入して有機膜を焼成し、有
機成分を熱分解してインジウム・スズ・鉄膜からなる触
媒を作成した。インジウム・スズ・鉄膜の厚みは４００
ｎｍであった。
【００３０】このインジウム・スズ・鉄系触媒を形成し
た基板をクォーツチューブ内に配置し、実施例１と同様
の方法でカーボンナノコイルを作成した。ガラス基板を
走査型電子顕微鏡で観察したところ、膜表面には無数の
カーボンナノコイルが観察された。コイル収率は８５％
であることが分かった。従って、この実施例で作成した
インジウム・スズ・鉄系触媒はカーボンナノコイルの安
価な大量生産に活用できることが分かった。
た基板をクォーツチューブ内に配置し、実施例１と同様
の方法でカーボンナノコイルを作成した。ガラス基板を
走査型電子顕微鏡で観察したところ、膜表面には無数の
カーボンナノコイルが観察された。コイル収率は８５％
であることが分かった。従って、この実施例で作成した
インジウム・スズ・鉄系触媒はカーボンナノコイルの安
価な大量生産に活用できることが分かった。
【００３１】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種
々の変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含す
るものである。
なく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種
々の変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含す
るものである。
【００３２】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、インジウム含
有有機化合物とスズ含有有機化合物の有機溶液を基板に
塗布・焼成するだけでインジウム・スズ膜を形成できる
から、インジウム・スズ・鉄系触媒を簡単に、しかも安
価に量産することを可能にした。従って、カーボンナノ
コイルの製造価格の低減化と量産化を実現できる。
有有機化合物とスズ含有有機化合物の有機溶液を基板に
塗布・焼成するだけでインジウム・スズ膜を形成できる
から、インジウム・スズ・鉄系触媒を簡単に、しかも安
価に量産することを可能にした。従って、カーボンナノ
コイルの製造価格の低減化と量産化を実現できる。
【００３３】請求項２の発明によれば、インジウム・ス
ズ膜がインジウム酸化物とスズ酸化物の混合膜であるか
ら、その物質構造は従来のＩＴＯ基板と同様であり、こ
の混合膜上に鉄膜を形成すれば、ＩＴＯ基板を用いた従
来の最大収率９５％を実現することができる。
ズ膜がインジウム酸化物とスズ酸化物の混合膜であるか
ら、その物質構造は従来のＩＴＯ基板と同様であり、こ
の混合膜上に鉄膜を形成すれば、ＩＴＯ基板を用いた従
来の最大収率９５％を実現することができる。
【００３４】請求項３の発明によれば、インジウム・ス
ズ膜の表面に鉄膜を電気メッキにより形成するから、極
めて安価に、しかも大量にインジウム・スズ・鉄系触媒
を製造することができ、結果的にカーボンナノコイルの
製造価格の低減化と量産化を実現できる。
ズ膜の表面に鉄膜を電気メッキにより形成するから、極
めて安価に、しかも大量にインジウム・スズ・鉄系触媒
を製造することができ、結果的にカーボンナノコイルの
製造価格の低減化と量産化を実現できる。
【００３５】請求項４の発明によれば、インジウム含有
有機化合物とスズ含有有機化合物と鉄含有有機化合物の
有機溶液を基板に塗布・焼成するだけで、インジウム・
スズ・鉄膜を基板上に一気に形成でき、インジウム・ス
ズ・鉄系触媒を安価かつ大量に生産することを可能にし
た。従って、カーボンナノコイルの製造価格の低減化と
量産化を実現できる。
有機化合物とスズ含有有機化合物と鉄含有有機化合物の
有機溶液を基板に塗布・焼成するだけで、インジウム・
スズ・鉄膜を基板上に一気に形成でき、インジウム・ス
ズ・鉄系触媒を安価かつ大量に生産することを可能にし
た。従って、カーボンナノコイルの製造価格の低減化と
量産化を実現できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 昭雄 大阪府大阪市城東区放出西２丁目７番19号 大研化学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4G046 CA02 CB01 CC08 4G069 AA08 BB06A BB06B BC18A BC18B BC18C BC22A BC22B BC22C BC66A BC66B BC66C CB81 EA07 EC28 EE09 FB23 FB30 4L037 CS03 PA06 PA19 PC10 PS03
Claims (4)
- 【請求項１】 外直径が１０００ｎｍ以下であるカーボ
ンナノコイルを製造するために用いられるインジウム・
スズ・鉄系触媒の製造方法において、インジウム含有有
機化合物とスズ含有有機化合物を有機溶媒に混合して有
機溶液を形成する第１工程と、この有機溶液を基板に塗
布して有機膜を形成する第２工程と、この有機膜を焼成
してインジウム・スズ膜を形成する第３工程と、このイ
ンジウム・スズ膜の表面に鉄膜を形成する第４工程から
構成されることを特徴とするカーボンナノコイル生成用
のインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法。 - 【請求項２】 前記インジウム・スズ膜はインジウム酸
化物とスズ酸化物の混合膜である請求項１に記載のイン
ジウム・スズ・鉄系触媒の製造方法。 - 【請求項３】 前記第４工程において、インジウム・ス
ズ膜の表面に鉄膜を電気メッキにより形成する請求項１
又は２に記載のインジウム・スズ・鉄系触媒の製造方
法。 - 【請求項４】 外直径が１０００ｎｍ以下であるカーボ
ンナノコイルを製造するために用いられるインジウム・
スズ・鉄系触媒の製造方法において、インジウム含有有
機化合物とスズ含有有機化合物と鉄含有有機化合物を有
機溶媒に混合して有機溶液を形成する第１工程と、この
有機溶液を基板に塗布して有機膜を形成する第２工程
と、この有機膜を焼成してインジウム・スズ・鉄膜を形
成する第３工程から構成されることを特徴とするカーボ
ンナノコイル生成用のインジウム・スズ・鉄系触媒の製
造方法。
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