JP2005097029A - カーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法およびカーボンナノチューブ組成物 - Google Patents
カーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法およびカーボンナノチューブ組成物 Download PDFInfo
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Abstract
カーボンナノチューブを含有する組成物の精製する方法を提供する。
【解決手段】
カーボンナノチューブを含有する組成物を、下記一般式(1)に示す化合物を1種類以上含む液体に浸し、カーボンナノチューブが多く含まれる溶液部と、カーボンナノチューブを含有する組成物に含まれるカーボンナノチューブ以外の成分を多く含む溶液部を個別に回収することにより、カーボンナノチューブの純度を高める。
ClHmXn・・・(1)
X=ハロゲン、O、N、Sのいずれかを含む置換基
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
n=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
ただしn=m=0の場合は除く
【選択図】なし
Description
斉藤弥八、坂東俊治、カーボンナノチューブの基礎、株式会社コロナ社、p17、23、47 ケミカル・フィジックス・レターズ(Chemical Physics Letters)303(1999),117-124 ケミカル・フィジックス・レターズ(Chemical Physics Letters)360(2002),229-234 アプライド・フィジックス・エー(Applied Physics A)74(2002),345-348 マテリアル・レターズ(Materials Letters)57(2002),734-738
ClHmXn・・・(1)
X=ハロゲン、O、N、Sのいずれかを含む置換基
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
n=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
ただしn=m=0の場合は除く
そして、一般式(1)で示される化合物が、
X=OH
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=3以上の原子価の許容される整数を表す
n=1以上の原子価の許容される整数を表す
であることを特徴とすることで、カーボンナノチューブの精製効率を向上できる。
l=5以上の原子価の許容される整数を表す
m=5以上の原子価の許容される整数を表す
n=0
であることを特徴とすることで、よりいっそうカーボンナノチューブの精製効率を向上できる。
ClHmXn・・・(1)
X=ハロゲン、O、N、Sのいずれかを含む置換基
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
n=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
ただしn=m=0の場合は除く
このような組成物は、カーボンナノチューブ同士の絡まり合いがより少なく、用途特性に優れる。
X=OH
l=4以上の原子価の許容される整数を表す
m=4以上の原子価の許容される整数を表す
n=1以上の原子価の許容される整数を表す
であることを特徴とする、カーボンナノチューブ組成物にも関わる。
l=5以上の原子価の許容される整数を表す
m=5以上の原子価の許容される整数を表す
n=0
であることを特徴とする、カーボンナノチューブ組成物にも関わる。
ClHmXn・・・(1)
X=ハロゲン、O、N、Sのいずれかを含む置換基
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
n=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
ただしn=m=0の場合は除く
さらに、カーボンナノチューブを含有する組成物が固体触媒を含有することを特徴とする場合、固体触媒を回収、再利用する事が出来る。
ClHmXn・・・(1)
X=ハロゲン、O、N、Sのいずれかを含む置換基
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
n=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
ただしn=m=0の場合は除く
なお、以下詳細に説明するが、本発明におけるカーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法は、カーボンナノチューブとフラーレンを含有する組成物を、トルエン、ベンゼン、ヘキサンなどの有機溶媒に接触させ、カーボンナノチューブとフラーレンの溶解性の差を利用して、固液分離によってカーボンナノチューブとフラーレンを分離させる方法とは異なる技術である。
ClHmXn・・・(1)
X=ハロゲン、O、N、Sのいずれかを含む置換基
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
n=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
ただしn=m=0の場合は除く
であり、好ましくはl=1〜10、m=0〜22、n=0〜10(ただしn=m=0の場合は除く)、さらに好ましくはl=1〜6、m=0〜14、n=0〜6(ただしn=m=0の場合は除く)の範囲である。
X=OH
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=3以上の原子価の許容される整数を表す
n=1以上の原子価の許容される整数を表す
が好ましく、より好ましくはl=1〜10、m=3〜22、n=1〜10、さらに好ましくはl=1〜6、m=3〜14、n=1〜6の範囲であり、このような化合物を用いることでカーボンナノチューブの精製効率を向上できる。
l=5以上の原子価の許容される整数を表す
m=5以上の原子価の許容される整数を表す
n=0
が好ましく、より好ましくはl=5〜10、m=5〜22、n=0、さらに好ましくはl=5〜6、m=5〜14、n=0の範囲であり、このような化合物を用いることで、さらにカーボンナノチューブの精製効率を向上できる。
ClHmXn・・・(1)
X=ハロゲン、O、N、Sのいずれかを含む置換基
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
n=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
ただしn=m=0の場合は除く
このようなカーボンナノチューブ組成物は、カーボンナノチューブ同士の絡まり合いがより少なく、前述した用途特性に優れることから好ましい。一般式(1)において、l=1以上、m=0以上、n=0以上(ただしn=m=0の場合は除く)であり、好ましくはl=1〜10、m=0〜22、n=0〜10(ただしn=m=0の場合は除く)、さらに好ましくはl=1〜6、m=0〜14、n=0〜6(ただしn=m=0の場合は除く)の範囲である。
X=OH
l=4以上の原子価の許容される整数を表す
m=4以上の原子価の許容される整数を表す
n=1以上の原子価の許容される整数を表す
を特徴とすることで、さらに作業性に優れるカーボンナノチューブ組成物となることから、好ましい。一般式(1)において、l=1以上、m=3以上、n=1以上であり、好ましくはl=1〜10、m=3〜22、n=1〜10、さらに好ましくはl=1〜6、m=3〜14、n=1〜6の範囲である。
l=5以上の原子価の許容される整数を表す
m=5以上の原子価の許容される整数を表す
n=0
を特徴とすることで、耐吸湿性に優れ、よりいっそう作業性に優れるカーボンナノチューブ組成物となることから、好ましい。一般式(1)において、l=5以上、m=5以上、n=0であり、好ましくはl=5〜10、m=5〜22、n=0、さらに好ましくはl=5〜6、m=5〜14、n=0の範囲である。
(TS−1ゼオライトへの金属塩の担持)
酢酸第一鉄(アルドリッチ社製)0.1gと酢酸コバルト4水和物(ナカライテスク)社製)2.1gとをエタノール(ナカライテスク社製)400mlに加え、超音波洗浄機で10分間懸濁した。この懸濁液に、TS−1ゼオライト(エヌイーケムキャット製、ケイ素/チタン比50)を20.0g加え、超音波洗浄機で10分間処理し、60℃の恒温下でエタノールを除去して、TS−1型ゼオライト粉末に金属塩が担持された固体触媒を得た。
内径64mmの石英管の中央部の石英ウール上に、参考例1の(TS−1ゼオライトへの金属塩の担持)で調製した固体触媒4.0gをとり、アルゴンガスを600cc/分で供給した。石英管を電気炉中に設置して、中心温度を800℃に加熱した(昇温時間30分)。800℃に到達した後、超高純度アセチレンガス(高圧ガス工業製)を5cc/分で30分供給した後、アセチレンガスの供給をやめ、温度を室温まで冷却し、カーボンナノチューブを含有する組成物を取り出した。
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブはきれいなグラファイト層で構成されており、層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は590℃であった。
(Y型ゼオライトへの金属塩の担持)
酢酸第一鉄(アルドリッチ社製)0.2gと酢酸コバルト4水和物(ナカライテスク)社製)2.1gとをエタノール(ナカライテスク社製)400mlに加え、超音波洗浄機で10分間懸濁した。この懸濁液に、Y型ゼオライト(東ソー社製、HSZ−390HUA)を20.0g加え、超音波洗浄機で10分間処理し、60℃の恒温下でエタノールを除去して、Y型ゼオライト粉末に金属塩が担持された固体触媒を得た。
内径64mmの石英管の中央部の石英ウール上に、参考例2の(Y型ゼオライトへの金属塩の担持)で調製した固体触媒4.0gをとり、アルゴンガスを200cc/分で供給した。石英管を電気炉中に設置して、中心温度を800℃に加熱した(昇温時間30分)。800℃に到達した後、アルゴンガスの供給を停止した。真空ポンプで石英管内部を真空排気しながら、エタノール蒸気を30分供給した。このとき、石英管内部の真空度は5Torr(0.7KPa)であった。石英管内部の真空排気を停止し、アルゴンガスを200cc/minで供給した。温度を室温まで冷却し、カーボンナノチューブを含有する組成物を取り出した。
参考例2の(単層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブはきれいなグラファイト層で構成されており、単層のカーボンナノチューブがほとんであった。単層カーボンナノチューブの多くはバンドルの状態で観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、35であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は550℃であった。
(Y型ゼオライトへの金属塩の担持)
酢酸第一鉄(アルドリッチ社製)1.2gと酢酸コバルト4水和物(ナカライテスク)社製)2.1gとをエタノール(ナカライテスク社製)400mlに加え、超音波洗浄機で10分間懸濁した。この懸濁液に、Y型ゼオライト(東ソー社製、HSZ−310NAA)を20.0g加え、超音波洗浄機で10分間処理し、60℃の恒温下でエタノールを除去して、Y型ゼオライト粉末に金属塩が担持された固体触媒を得た。
内径64mmの石英管の中央部の石英ウール上に、参考例3の(Y型ゼオライトへの金属塩の担持)で調製した固体触媒4.0gをとり、アルゴンガスを600cc/分で供給した。石英管を電気炉中に設置して、中心温度を600℃に加熱した(昇温時間30分)。600℃に到達した後、超高純度アセチレンガス(高圧ガス工業製)を10cc/分で30分供給した後、アセチレンガスの供給をやめ、温度を室温まで冷却し、カーボンナノチューブを含有する組成物を取り出した。
参考例3の(多層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブはきれいなグラファイト層で構成されており、層数が10〜20層の多層のカーボンナノチューブがほとんであった。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、1であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は600℃であった。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製(ペンタノール 1液系での精製))
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、ペンタノール200mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、30分静置した。上澄み部分100mlをピペットで回収し、ペンタノール100mlを追加した。このような撹拌、超音波処理、静置、上澄み部分の回収、ペンタノール追加の一連の操作を1回として、10回繰り返した。回収した上澄み部分を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、沈殿部分を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、上澄み部分ではTS−1ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、沈殿部分ではカーボンナノチューブが多く観察された。上澄み部分として固体触媒が回収でき、沈殿部分として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は40%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。
実施例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製)で得た沈殿部分の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は600℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製(ペンタノール・イオン交換水 2液系での精製))
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、ペンタノール100mlとイオン交換水100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(ペンタノール側)と下層部(イオン交換水側)を分液、それぞれ回収し、回収した上層部(ペンタノール側)は、イオン交換水100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(ペンタノール側)にイオン交換水を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(イオン交換水側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(ペンタノール側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(イオン交換水側)ではTS−1ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(ペンタノール側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(イオン交換水側)として固体触媒が回収でき、上層部(ペンタノール側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は60%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。
実施例2の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製)で得た上層部(ペンタノール側)の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は600℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製(n−ヘキサン・イオン交換水 2液系での精製 撹拌処理のみ))
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、n−ヘキサン100mlとイオン交換水100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(n−ヘキサン側)と下層部(イオン交換水側)を分液、それぞれ回収し、回収した上層部(n−ヘキサン側)は、イオン交換水100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(n−ヘキサン側)にイオン交換水を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(イオン交換水側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(n−ヘキサン側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(イオン交換水側)ではTS−1ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(n−ヘキサン側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(イオン交換水側)として固体触媒が回収でき、上層部(n−ヘキサン側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は60%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。
実施例3の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製)で得た上層部(n−ヘキサン側)の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は605℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製(シクロヘキサン・イオン交換水 2液系での精製))
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、シクロヘキサン100mlとイオン交換水100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(シクロヘキサン側)と下層部(イオン交換水側)を分液、それぞれ回収し、回収した上層部(シクロヘキサン側)は、イオン交換水100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(シクロヘキサン側)にイオン交換水を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(イオン交換水側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(シクロヘキサン側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。なお、このときの上層部(シクロヘキサン側)でのシクロヘキサン中でのカーボンナノチューブのかさ密度は10g/リットルであった(上層部(シクロヘキサン側)10mlをメスシリンダーに移したところ、カーボンナノチューブの液面は1mlであり、ここに含まれるカーボンナノチューブは10mgであった)。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(イオン交換水側)ではTS−1ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(シクロヘキサン側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(イオン交換水側)として固体触媒が回収でき、上層部(シクロヘキサン側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は80%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。
実施例4の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製)で得た上層部(シクロヘキサン側)の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は605℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製(シクロヘキサン・イオン交換水 2液系での精製 焼成温度の検討))
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で450℃(昇温時間40分)に加熱した。450℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、シクロヘキサン100mlとイオン交換水100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(シクロヘキサン側)と下層部(イオン交換水側)を分液、それぞれ回収し、回収した上層部(シクロヘキサン側)は、イオン交換水100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(シクロヘキサン側)にイオン交換水を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(イオン交換水側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(シクロヘキサン側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(イオン交換水側)ではTS−1ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(シクロヘキサン側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(イオン交換水側)として固体触媒が回収でき、上層部(シクロヘキサン側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は85%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。
実施例5の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製)で得た上層部(シクロヘキサン側)の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は605℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製(ペンタノール・イオン交換水 2液系での精製 遠心分離処理の検討))
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、ペンタノール100mlとイオン交換水100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、遠心分離器(装置:KUBOTA KR−20000T、ローター:RA−3 50ml×8本)を用いて、回転数3000rpm(約1100(×g))×1時間の条件で遠心分離後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(ペンタノール側)と下層部(イオン交換水側)を分液、それぞれ回収し、回収した上層部(ペンタノール側)は、イオン交換水100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、遠心分離、静置、分液、回収した上層部(ペンタノール側)にイオン交換水を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(イオン交換水側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(ペンタノール側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(イオン交換水側)ではTS−1ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(ペンタノール側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(イオン交換水側)として固体触媒が回収でき、上層部(ペンタノール側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は70%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。
実施例6の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製)で得た上層部(ペンタノール側)の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は600℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製(シクロヘキサン・NaCl水溶液 2液系での精製))
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、シクロヘキサン100mlと濃度10%のNaCl水溶液100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(シクロヘキサン側)と下層部(NaCl水溶液側)を分液(上層部(シクロヘキサン側)と下層部(NaCl水溶液側)の界面ははっきり分かれたため、分液操作の作業性は向上した)、それぞれ回収し、回収した上層部(シクロヘキサン側)は、濃度10%のNaCl水溶液100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(シクロヘキサン側)に濃度10%のNaCl水溶液を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(NaCl水溶液側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(シクロヘキサン側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(NaCl水溶液側)ではTS−1ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(シクロヘキサン側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(NaCl水溶液側)として固体触媒が回収でき、上層部(シクロヘキサン側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は80%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。
実施例7の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製)で得た上層部(シクロヘキサン側)の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は595℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製(シクロヘキサン・酸性水溶液 2液系での精製))
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、シクロヘキサン100mlと濃度10%HCl水溶液100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(シクロヘキサン側)と下層部(HCl水溶液側)を分液(上層部(シクロヘキサン側)と下層部(HCl水溶液側)の界面ははっきり分かれたため、分液操作の作業性は向上した)、それぞれ回収し、回収した上層部(シクロヘキサン側)は、濃度10%HCl水溶液100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(シクロヘキサン側)に濃度10%HCl水溶液を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(HCl水溶液側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(シクロヘキサン側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(HCl水溶液側)ではTS−1ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(シクロヘキサン側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(HCl水溶液側)として固体触媒が回収でき、上層部(シクロヘキサン側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は80%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。
実施例8の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製)で得た上層部(シクロヘキサン側)の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は600℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製(シクロヘキサン・アルカリ水溶液 2液系での精製))
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、シクロヘキサン100mlと濃度10%のNaOH水溶液100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(シクロヘキサン側)と下層部(NaOH水溶液側)を分液、それぞれ回収し、回収した上層部(シクロヘキサン側)は、濃度10%のNaOH水溶液100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(シクロヘキサン側)に濃度10%のNaOH水溶液を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(NaOH水溶液側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(シクロヘキサン側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(NaOH水溶液側)ではTS−1ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(シクロヘキサン側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(NaOH水溶液側)として固体触媒が回収でき、上層部(シクロヘキサン側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は85%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。
実施例8の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製)で得た上層部(シクロヘキサン側)の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は610℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製(シクロヘキサン・イオン交換水 2液系での精製 フッ化水素酸処理))
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、シクロヘキサン100mlとイオン交換水100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(シクロヘキサン側)と下層部(イオン交換水側)を分液、それぞれ回収し、回収した上層部(シクロヘキサン側)は、イオン交換水100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(シクロヘキサン側)にイオン交換水を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(イオン交換水側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(シクロヘキサン側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(イオン交換水側)ではTS−1ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(シクロヘキサン側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。さらに、上層部(シクロヘキサン側)から回収した固形物を、濃度0.8mol/リットルのフッ化水素酸水溶液100ml中に投入後、室温に保持しながら1時間撹拌した。その後、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。
実施例10のフッ化水素酸水溶液処理後の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。日本電子(株)社製の走査顕微鏡(JSM−6301F)に付属のEDSで元素分析を行った結果、炭素100重量%に対して珪素は1重量%以下、金属(鉄、コバルト)は1重量%以下であった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は600℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の精製(シクロヘキサン・イオン交換水 2液系での精製 フッ化水素酸処理))
参考例2の(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、シクロヘキサン100mlとイオン交換水100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(シクロヘキサン側)と下層部(イオン交換水側)を分液、それぞれ回収し、回収した上層部(シクロヘキサン側)は、イオン交換水100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(シクロヘキサン側)にイオン交換水を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(イオン交換水側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(シクロヘキサン側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(イオン交換水側)ではY型ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(シクロヘキサン側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(イオン交換水側)として固体触媒が回収でき、上層部(シクロヘキサン側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例2の(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は95%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例2の(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。さらに、上層部(シクロヘキサン側)から回収した固形物を、濃度0.2mol/リットルのフッ化水素酸水溶液100ml中に投入後、室温に保持しながら1時間撹拌した。その後、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。
実施例11のフッ化水素酸水溶液処理後の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例2の(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、カーボンナノチューブはきれいなグラファイト層で構成されており、単層のカーボンナノチューブがほとんであった。単層カーボンナノチューブの多くはバンドルの状態で観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。日本電子(株)社製の走査顕微鏡(JSM−6301F)に付属のEDSで元素分析を行った結果、炭素100重量%に対して珪素は1重量%以下、金属(鉄、コバルト)は1重量%以下であった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例2の(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、35であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は560℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(多層カーボンナノチューブを含有する組成物の精製(シクロヘキサン・イオン交換水 2液系での精製 フッ化水素酸処理))
参考例3の(多層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で500℃(昇温時間40分)に加熱した。500℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、シクロヘキサン100mlとイオン交換水100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(シクロヘキサン側)と下層部(イオン交換水側)を分液、それぞれ回収し、回収した上層部(シクロヘキサン側)は、イオン交換水100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(シクロヘキサン側)にイオン交換水を追加する一連の操作を1回として、3回繰り返した。回収した下層部(イオン交換水側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(シクロヘキサン側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(イオン交換水側)ではY型ゼオライトが大部分でカーボンナノチューブはほとんどなく、上層部(シクロヘキサン側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(イオン交換水側)として固体触媒が回収でき、上層部(シクロヘキサン側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。固体触媒の回収率(回収した固体触媒の量/参考例3の(多層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量×100)は70%であった。なお、回収した固体触媒の量や、参考例3の(多層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物に含まれる固体触媒の量は、試料を大気雰囲気で800℃(昇温時間60分)に加熱し、800℃で60分保持して、炭素からなる物質を全て焼き飛ばした後の重量減少から計算して求めた。さらに、上層部(シクロヘキサン側)から回収した固形物を、濃度1.2mol/リットルのフッ化水素酸水溶液100ml中に投入後、室温に保持しながら1時間撹拌した。その後、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。
実施例12のフッ化水素酸水溶液処理後の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、参考例3の(多層カーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、カーボンナノチューブはきれいなグラファイト層で構成されており、層数が10〜20層の多層のカーボンナノチューブがほとんであった。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。日本電子(株)社製の走査顕微鏡(JSM−6301F)に付属のEDSで元素分析を行った結果、炭素100重量%に対して珪素は1重量%以下、金属(鉄、コバルト)は1重量%以下であった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、参考例3の(多層カーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で求めたG/D比同様、1であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は600℃であった。精製処理後もカーボンナノチューブのグラファイト層に欠陥が少ないことが予想でき、機械的強度、導電性に優れたカーボンナノチューブであることが期待できる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成 固体触媒の再利用)
内径64mmの石英管の中央部の石英ウール上に、実施例4の方法で回収した下層部(イオン交換水側)の固形物4.0gをとり、アルゴンガスを600cc/分で供給した。石英管を電気炉中に設置して、中心温度を800℃に加熱した(昇温時間30分)。800℃に到達した後、超高純度アセチレンガス(高圧ガス工業製)を5cc/分で30分供給した後、アセチレンガスの供給をやめ、温度を室温まで冷却し、カーボンナノチューブを含有する組成物を取り出した。
実施例13の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、カーボンナノチューブはきれいなグラファイト層で構成されており、層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、3であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は590℃であった。本発明の方法で回収した固体触媒が、再利用可能であることがわかる。
(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成 固体触媒の再利用)
内径64mmの石英管の中央部の石英ウール上に、実施例11の方法で回収した下層部(イオン交換水側)の固形物4.0gをとり、アルゴンガスを200cc/分で供給した。石英管を電気炉中に設置して、中心温度を800℃に加熱した(昇温時間30分)。800℃に到達した後、アルゴンガスの供給を停止した。真空ポンプで石英管内部を真空排気しながら、エタノール蒸気を30分供給した。このとき、石英管内部の真空度は5Torr(0.7KPa)であった。石英管内部の真空排気を停止し、アルゴンガスを200cc/minで供給した。温度を室温まで冷却し、カーボンナノチューブを含有する組成物を取り出した。
実施例14の(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、参考例2の(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、カーボンナノチューブはきれいなグラファイト層で構成されており、単層のカーボンナノチューブがほとんであった。単層カーボンナノチューブの多くはバンドルの状態で観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、35であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は550℃であった。本発明の方法で回収した固体触媒が、再利用可能であることがわかる。
(多層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成 固体触媒の再利用)
内径64mmの石英管の中央部の石英ウール上に、実施例12の方法で回収した下層部(イオン交換水側)の固形物4.0gをとり、アルゴンガスを600cc/分で供給した。石英管を電気炉中に設置して、中心温度を600℃に加熱した(昇温時間30分)。600℃に到達した後、超高純度アセチレンガス(高圧ガス工業製)を10cc/分で30分供給した後、アセチレンガスの供給をやめ、温度を室温まで冷却し、カーボンナノチューブを含有する組成物を取り出した。
実施例15の(多層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、参考例3の(多層カーボンナノチューブを含有する組成物の分析)で観察されたカーボンナノチューブ同様、カーボンナノチューブはきれいなグラファイト層で構成されており、層数が10〜20層の多層のカーボンナノチューブがほとんであった。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、1であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は600℃であった。本発明の方法で回収した固体触媒が、再利用可能であることがわかる。
(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の精製)
アーク放電法によって合成された単層カーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、シクロヘキサン100mlとイオン交換水100mlを入れたビーカー(300ml用)に投入し、スターラーで30分撹拌し、超音波洗浄器(YAMATO化学製、BRANSON3210、発信周波数47KHz、出力130W)で30分処理した後、分液ロート(250ml用)に移し、30分静置した。上層部(シクロヘキサン側)と下層部(イオン交換水側)を分液、それぞれ回収し、回収した上層部(シクロヘキサン側)は、イオン交換水100mlを加えてビーカー(300ml用)に投入した。このような撹拌、超音波処理、静置、分液、回収した上層部(シクロヘキサン側)にイオン交換水を追加する一連の操作を1回として、10回繰り返した。回収した下層部(イオン交換水側)を、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。また、上層部(シクロヘキサン側)を回収し、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。それぞれ、ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。それぞれの固形物を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下層部(イオン交換水側)ではカーボンナノチューブはほとんどなく、微粒子状の物質やフィルム状の物質が多く観察され、上層部(シクロヘキサン側)ではカーボンナノチューブが多く観察された。下層部(イオン交換水側)として触媒金属や炭素不純物が回収でき、上層部(シクロヘキサン側)として純度を高めたカーボンナノチューブが得られたことがわかる。
(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製)
参考例1の(2〜5層のカーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、濃度5mol/リットルのフッ化水素酸水溶液100ml中に投入後、室温に保持しながら1時間撹拌した。その後、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。
比較例1のフッ化水素酸水溶液処理後の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブが観察され、比較的きれいなグラファイト層で構成された層数が2〜5層のカーボンナノチューブがほとんどであった。単層のカーボンナノチューブも観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。日本電子(株)社製の走査顕微鏡(JSM−6301F)に付属のEDSで元素分析を行った結果、炭素100重量%に対して珪素は1重量%以下、金属(鉄、コバルト)は3重量%であった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、2であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は580℃であった。
(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の精製)
参考例2の(単層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、濃度5mol/リットルのフッ化水素酸水溶液100ml中に投入後、室温に保持しながら1時間撹拌した。その後、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。
比較例2のフッ化水素酸水溶液処理後の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブは比較的きれいなグラファイト層で構成されており、単層のカーボンナノチューブがほとんであった。単層カーボンナノチューブの多くはバンドルの状態で観察された。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。日本電子(株)社製の走査顕微鏡(JSM−6301F)に付属のEDSで元素分析を行った結果、炭素100重量%に対して珪素は2重量%、金属(鉄、コバルト)は2重量%であった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、20であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は400℃であった。
(多層カーボンナノチューブを含有する組成物の精製)
参考例3の(多層カーボンナノチューブを含有する組成物の合成)で得たカーボンナノチューブを含有する組成物2.5gを、大気雰囲気で500℃(昇温時間40分)に加熱した。500℃で60分保持した後、室温まで冷却した(降温時間60分)。このカーボンナノチューブを含有する組成物2.0gを、濃度5mol/リットルのフッ化水素酸水溶液100ml中に投入後、室温に保持しながら1時間撹拌した。その後、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。ろ紙上の固形物を、精製水500mlを用いて洗浄後、60℃にセットした乾燥機にて乾燥し、固形物を回収した。
比較例3のフッ化水素酸水溶液処理後の固形物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブは比較的きれいなグラファイト層で構成されており、層数が10〜20層の多層のカーボンナノチューブがほとんであった。カーボンナノチューブ以外の炭素不純物(フラーレン、ナノパーティクル、アモルファスカーボン等)はほとんど観察されなかった。日本電子(株)社製の走査顕微鏡(JSM−6301F)に付属のEDSで元素分析を行った結果、炭素100重量%に対して珪素は1重量%以下、金属(鉄、コバルト)は2重量%であった。また、堀場ジョバンイボン社製のラマン分光測定装置INF−300を使用し、レーザー波長633nmでラマン分光測定を行い、10点の測定スペクトルからG/D比の平均を計算したところ、1であった。島津製作所製の熱分析装置DTG−50で大気30ml/分の気流中で、10℃/分の昇温速度で加熱したところ、発熱ピーク温度は590℃であった。
Claims (16)
- カーボンナノチューブを含有する組成物を、下記一般式(1)に示す化合物を1種類以上含む液体に浸し、カーボンナノチューブが多く含まれる溶液部と、カーボンナノチューブ以外の成分を多く含む溶液部を個別に回収することにより、カーボンナノチューブの純度を高めることを特徴とする、カーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法。
ClHmXn・・・(1)
X=ハロゲン、O、N、Sのいずれかを含む置換基
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
n=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
ただしn=m=0の場合は除く - 請求項1記載の一般式(1)で示される化合物が、
X=OH
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=3以上の原子価の許容される整数を表す
n=1以上の原子価の許容される整数を表す
であることを特徴とする、カーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法。 - 請求項1記載の一般式(1)で示される化合物が、
l=5以上の原子価の許容される整数を表す
m=5以上の原子価の許容される整数を表す
n=0
であることを特徴とする、カーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法。 - カーボンナノチューブを含有する組成物を浸す液体が、2つ以上の層に分かれた液体であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項記載のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法。
- カーボンナノチューブを含有する組成物を浸す液体が、水を5〜95重量%含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項記載のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法。
- カーボンナノチューブが多く含まれる溶液部と、カーボンナノチューブ以外の成分を多く含む溶液部を個別に回収する前に、撹拌処理、超音波処理および遠心分離処理から選ばれる少なくとも1つの処理を行うことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項記載のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法。
- カーボンナノチューブを含有する組成物に、200〜800℃で酸素を接触させた後、液体に浸すことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項記載のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法。
- 次の要件(1)および(2)を満たす、請求項1〜7のいずれか1項記載のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法。
(1)共鳴ラマン散乱測定法の測定により得られるスペクトルで1550〜1650cm-1の範囲内で最大のピーク強度をG、1300〜1400cm-1の範囲内で最大のピーク強度をDとしたときに、精製前のカーボンナノチューブを含有する組成物のラマンG/D比(RI)に対して、精製後の純度を高めたカーボンナノチューブのラマンG/D比(RII)の関係が、RII≧RI。
(2)大気雰囲気中で10℃/分で昇温して900℃まで熱分析を行ったとき、温度300〜900℃の範囲に発熱ピークを持ち、精製前のカーボンナノチューブを含有する組成物の発熱ピーク温度(TI)に対して、精製後の純度を高めたカーボンナノチューブの発熱ピーク温度(TII)の関係が、TII≧TI。 - カーボンナノチューブを含有する組成物が、固体触媒を含有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項記載のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法。
- カーボンナノチューブ以外の成分を多く含む溶液部から、固体触媒が多く含まれる溶液部を回収し、この固体触媒を再利用することを特徴とする請求項9記載のカーボンナノチューブの精製方法。
- カーボンナノチューブが単層および/または2〜5層のカーボンナノチューブを含有することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項記載のカーボンナノチューブを含有する組成物の精製方法。
- 液体に、カーボンナノチューブが0.01重量%以上含まれ、且つ液体中でのカーボンナノチューブのかさ密度が50g/リットル以下であるカーボンナノチューブ組成物。
- 請求項12の液体が、下記一般式(1)に示す化合物を1種類以上含む液体であることを特徴とするカーボンナノチューブ組成物。
ClHmXn・・・(1)
X=ハロゲン、O、N、Sのいずれかを含む置換基
l=1以上の原子価の許容される整数を表す
m=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
n=0または1以上の原子価の許容される整数を表す
ただしn=m=0の場合は除く - 請求項12に記載の一般式(1)に示す化合物が、
X=OH
l=4以上の原子価の許容される整数を表す
m=4以上の原子価の許容される整数を表す
n=1以上の原子価の許容される整数を表す
であることを特徴とする、カーボンナノチューブ組成物。 - 請求項12に記載の一般式(1)に示す化合物が、
l=5以上の原子価の許容される整数を表す
m=5以上の原子価の許容される整数を表す
n=0
であることを特徴とする、カーボンナノチューブ組成物。 - カーボンナノチューブが単層および/または2〜5層のカーボンナノチューブを含有することを特徴とする、請求項12〜15のいずれか1項記載のカーボンナノチューブ組成物。
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