JP2005272177A - Method for producing inclusion carbon cluster by arc discharge - Google Patents
Method for producing inclusion carbon cluster by arc discharge Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005272177A JP2005272177A JP2004085126A JP2004085126A JP2005272177A JP 2005272177 A JP2005272177 A JP 2005272177A JP 2004085126 A JP2004085126 A JP 2004085126A JP 2004085126 A JP2004085126 A JP 2004085126A JP 2005272177 A JP2005272177 A JP 2005272177A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- encapsulated
- carbon cluster
- arc discharge
- liquid
- producing
- 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
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
本発明は籠状或いは筒状の内部に炭素原子以外のものを含む内包炭素クラスタの製造方法に関し、特にベンゼン環や内包対象物を液体を用いてアーク放電することにより製造しようとするものである。 The present invention relates to a method for producing an encapsulated carbon cluster containing a non-carbon atom inside a bowl-like or cylindrical shape, and in particular, an attempt is made to produce a benzene ring or an encapsulated object by arc discharge using a liquid. .
真空中で内包対象原子と炭素クラスタのプラズマを発生し、それらのプラズマを制御することにより内包炭素クラスタを製造する方法がある。この方法では、製造装置の真空引きなどの操作が必要なために時間がかかる、得られる内包炭素クラスタの収率が低いなどの問題を抱えている。 There is a method for producing an encapsulated carbon cluster by generating plasma of encapsulated atoms and carbon clusters in a vacuum and controlling the plasma. This method has problems such as a time required for an operation such as evacuation of the production apparatus, and a low yield of encapsulated carbon clusters obtained.
本発明は、低コストで高収率に内包炭素クラスタを製造する方法を提供しようとするものである。 The present invention seeks to provide a method for producing encapsulated carbon clusters at low cost and high yield.
請求項1記載の内包炭素クラスタの製造方法は、ベンゼン環と内包対象物とを有する液体を用いてアーク放電する工程と、アーク放電による生成物から内包炭素クラスタを抽出する工程とを有することを特徴とする。 The method for producing an encapsulated carbon cluster according to claim 1 includes a step of performing arc discharge using a liquid having a benzene ring and an encapsulated object, and a step of extracting the encapsulated carbon cluster from a product by arc discharge. Features.
請求項2記載の内包炭素クラスタの製造方法は、請求項1のアーク放電する工程を、ベンゼン環と内包対象物とを有する液体中で行なうことを特徴とする。
The method for producing an encapsulated carbon cluster according to
請求項3記載の内包炭素クラスタの製造方法は、請求項1のアーク放電する工程を、ベンゼン環を有する液体と内包対象物を有する液体との混合液体中で行なうことを特徴とする。
The method for producing an encapsulated carbon cluster according to
請求項4記載の内包炭素クラスタの製造方法は、請求項1のアーク放電する工程を、ベンゼン環を有する液体と内包対象物を有する中性塩電解液との混合液体中で行なうことを特徴とする。
The method for producing an encapsulated carbon cluster according to
請求項6記載の内包炭素クラスタの製造方法は、請求項2乃至5のいずれか1項におけるアーク放電中、ベンゼン環と内包対象物とを有する液体を撹拌することを特徴とする。
The method for producing an encapsulated carbon cluster according to
請求項7記載の内包炭素クラスタの製造方法は、請求項2乃至6のいずれか1項において、内包対象物がアルカリ金属であることを特徴とする。
The method for producing an inclusion carbon cluster according to
請求項8記載の内包炭素クラスタの製造方法は、請求項1のアーク放電する工程を、ベンゼン環と内包対象物とを有する液体を電極に噴霧しながら行なうことを特徴とする。 The method for producing an encapsulated carbon cluster according to claim 8 is characterized in that the arc discharge step of claim 1 is performed while spraying a liquid having a benzene ring and an encapsulated object onto the electrode.
請求項9記載の内包炭素クラスタの製造方法は、アーク放電する工程を、ベンゼン環を有する液体と内包対象物を有する液体を電極に噴霧しながら行なうことを特徴とする。 The method for producing an encapsulated carbon cluster according to claim 9 is characterized in that the arc discharge step is performed while spraying a liquid having a benzene ring and a liquid having an encapsulated object on the electrode.
請求項10記載の内包炭素クラスタの製造方法は、請求項9のアーク放電する工程を、ベンゼン環を有する液体と内包対象物の融解液を電極に噴霧することにより行なうことを特徴とする。 The method for producing an encapsulated carbon cluster according to claim 10 is characterized in that the arc discharge step according to claim 9 is performed by spraying a liquid having a benzene ring and a melt of the encapsulated object onto the electrode.
請求項12記載の内包炭素クラスタの製造方法は、請求項8乃至11のいずれか1項において、内包対象物がアルカリ金属であることを特徴とする。 The method for producing an inclusion carbon cluster according to claim 12 is characterized in that, in any one of claims 8 to 11, the inclusion object is an alkali metal.
請求項13記載の内包炭素クラスタの製造方法は、アーク放電する工程を、不活性気体を充填した密閉容器内で行なうことを特徴とする。 The method for producing an encapsulated carbon cluster according to claim 13 is characterized in that the arc discharge step is performed in a sealed container filled with an inert gas.
請求項14記載の内包炭素クラスタの製造方法は、請求項7又は12のアーク放電による生成物から内包炭素クラスタを抽出する工程において、生成物をピリジン又はアニリンに溶解し、溶解液を乾燥させることによりアルカリ金属原子内包炭素クラスタを抽出することを特徴とする。
In the method for producing an encapsulated carbon cluster according to claim 14, in the step of extracting the encapsulated carbon cluster from the product by arc discharge according to
請求項15記載の内包炭素クラスタの製造方法は、請求項7又は12のアーク放電による生成物から内包炭素クラスタを抽出する工程において、生成物をトルエン又は二硫化炭素に溶解することによりアルカリ金属原子内包炭素クラスタを抽出することを特徴とする。
The method for producing an encapsulated carbon cluster according to claim 15, wherein in the step of extracting the encapsulated carbon cluster from the product by arc discharge according to
請求項1によれば、ベンゼン環と内包対象物とを有する液体から炭素クラスタを生成するのと同時に、対象物の内包化も一緒に行なうことができる。すなわち、収率よく内包炭素クラスタを製造することができる。 According to the first aspect, the carbon cluster is generated from the liquid having the benzene ring and the inclusion object, and at the same time, the inclusion of the object can be performed together. That is, the encapsulated carbon cluster can be produced with high yield.
請求項2又は3によれば、ベンゼン環と内包対象物とを有する液体中に一対の電極を設置し、この電極に20〜30Vの電圧を印加してアーク放電することにより内包炭素クラスタを製造する。すなわち、簡単な方法でコストをかけずに内包炭素クラスタを製造することができる。
According to
請求項4又は6のように内包対象物を有する液体として中性塩電解液を用いたり、アーク放電中撹拌したりすることにより、内包炭素クラスタの収率を高めることができる。
By using a neutral salt electrolyte as the liquid having the inclusion object as in
請求項8又は9によれば、ベンゼン環と内包対象物とを有する液体、又はベンゼン環を有する液体と内包対象物を有する液体とを霧状にしてアーク放電が行なわれている電極と空間に吹き付けることにより、炭素クラスタの生成と同時に被対象物の内包化も一緒に行なうことができる。 According to claim 8 or 9, a liquid having a benzene ring and an inclusion target, or a liquid having a benzene ring and a liquid having an inclusion target are atomized into an electrode and a space where arc discharge is performed. By spraying, it is possible to encapsulate the object together with the generation of the carbon clusters.
請求項13のように不活性気体を充填した密閉容器内でアーク放電することにより、目的としない化学反応を防いで効率的に内包炭素クラスタを製造することができる。 By performing arc discharge in a closed container filled with an inert gas as in the thirteenth aspect, it is possible to efficiently produce an encapsulated carbon cluster while preventing an unintended chemical reaction.
アルカリ金属原子内包炭素クラスタはピリジン、アニリンに溶解するが、空の炭素クラスタは溶解しない。請求項14の内包炭素クラスタの製造方法はこの性質を利用したもので、アーク放電による生成物をピリジン又はアニリンに溶解して乾燥させることにより、アルカリ金属原子内包炭素クラスタを抽出することができる。 Alkali metal atom-containing carbon clusters dissolve in pyridine and aniline, but empty carbon clusters do not dissolve. The method for producing an encapsulated carbon cluster according to claim 14 utilizes this property, and an alkali metal atom-encapsulated carbon cluster can be extracted by dissolving a product of arc discharge in pyridine or aniline and drying it.
空の炭素クラスタはトルエン、二硫化炭素に溶解するが、アルカリ金属原子内包炭素クラスタは溶解しない。請求項15の内包炭素クラスタの製造方法はこの性質を利用したもので、アーク放電による生成物をトルエン又は二硫化炭素に溶解することにより、不溶のアルカリ金属原子内包炭素クラスタを抽出することができる。 Empty carbon clusters dissolve in toluene and carbon disulfide, but alkali metal atom-containing carbon clusters do not dissolve. The method for producing an encapsulated carbon cluster according to claim 15 utilizes this property, and an insoluble alkali metal atom-encapsulated carbon cluster can be extracted by dissolving a product of arc discharge in toluene or carbon disulfide. .
ベンゼン環と内包対象物であるナトリウムとを有するナトリウムフェノキシド溶液に一対の電極を浸す。そして不活性気体である窒素を充填して密閉状態にし、電極に電圧を印加してアーク放電を行なう。このときナトリウムフェノキシド分子を構成していたベンゼン環から炭素クラスタが生成され、固形物として析出する。同時にそのうちの一部には上記分子を構成していたナトリウム原子が内包して、ナトリウム原子内包クラスタが生成される。しばらくアーク放電した後、溶液から固形物を取り出して化学的方法などを用いてナトリウム原子内包クラスタを抽出する。
(実施例)
以下、詳細に本発明について説明する。
A pair of electrodes is immersed in a sodium phenoxide solution having a benzene ring and sodium to be included. Then, nitrogen, which is an inert gas, is filled and sealed, and voltage is applied to the electrodes to perform arc discharge. At this time, a carbon cluster is generated from the benzene ring constituting the sodium phenoxide molecule, and is precipitated as a solid. At the same time, sodium atoms constituting the molecule are included in a part of the molecules, and sodium atom inclusion clusters are generated. After arc discharge for a while, a solid substance is taken out from the solution, and sodium atom inclusion clusters are extracted by using a chemical method or the like.
(Example)
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
図1に本発明の一実施例である内包炭素クラスタの製造方法の概略図を示す。 FIG. 1 shows a schematic diagram of a method for producing an encapsulated carbon cluster which is an embodiment of the present invention.
容器1には、ベンゼン環と内包対象物であるナトリウムとを有するナトリウムフェノキシド溶液2を入れる。この溶液2内に一対の電極3を浸す。電極3の材料は特に限定されない。グラファイトなどの炭素系材料でもよいし、モリブデンなど非炭素系材料でもよい。この電極3に電源4から電圧を供給して、アーク放電を行なう。アーク放電中に溶液が外気と反応して内包炭素化合物の生成が妨げられるのを防ぐために、不活性気体導入口6から例えば窒素を充填して容器1を密閉しておく。このとき導入する窒素量を調整して、内包炭素化合物を生成するのに適切な圧力になるようにする。充填に用いる気体は窒素に限定されない。ヘリウム、アルゴンなど他の不活性気体を用いてもよい。
The container 1 is filled with a
電源4から一対の電極3に例えば20〜30Vの電圧を供給してアーク放電を行なったとき、ナトリウムフェノキシド分子を構成していたベンゼン環からフラーレン、カーボンナノチューブなどの炭素クラスタが生成され、固形物として析出する。同時にそのうちの一部には上記分子を構成していたナトリウム原子が内包して、ナトリウム原子内包炭素クラスタが生成される。
When arc discharge is performed by supplying a voltage of, for example, 20 to 30 V from the
ナトリウム原子内包炭素クラスタはピリジン、アニリンに溶解するが、空の炭素クラスタは溶解しない性質がある。そこでしばらくアーク放電した後、固形物を溶液2から取り出してピリジン又はアニリンに浸してナトリウム原子内包炭素クラスタを溶かす。その溶解液を乾燥させることにより、ナトリウム原子内包炭素クラスタを抽出する。
Sodium atom-containing carbon clusters dissolve in pyridine and aniline, but empty carbon clusters do not dissolve. Therefore, after arc discharge for a while, the solid matter is taken out from the
またナトリウム原子内包炭素クラスタはトルエン、二硫化炭素には溶解しないが、空の炭素クラスタは溶解する性質がある。すなわち、固形物を溶液2から取り出してからトルエン又は二硫化炭素に浸すことにより、ナトリウム原子内包炭素クラスタを抽出するようにしてもよい。
Sodium atom-containing carbon clusters do not dissolve in toluene and carbon disulfide, but empty carbon clusters have the property of dissolving. That is, the sodium atom-containing carbon cluster may be extracted by removing the solid from the
本実施例による方法でカリウム原子内包炭素クラスタ、リチウム原子内包炭素クラスタを製造するときは、溶液2としてそれぞれカリウムフェノキシド、リチウムフェノキシドを用いればよい。
When a potassium atom-containing carbon cluster and a lithium atom-containing carbon cluster are produced by the method according to this example, potassium phenoxide and lithium phenoxide may be used as the
図1のナトリウムフェノキシド溶液2の代わりに、ベンゼン環を有する液体と内包対象物を有する液体との混合液、例えばトルエンと塩化ナトリウムとの混合液を用いる。混合液内に浸された一対の電極に電圧を供給してアーク放電を行なったとき、トルエン分子を構成していたベンゼン環からフラーレン、カーボンナノチューブなどの炭素クラスタが生成され、固形物として析出する。同時にそのうちの一部には塩化ナトリウム分子を構成していたナトリウム原子が内包して、ナトリウム原子内包クラスタが生成される。
Instead of the
特許登録第2053775号公報「電解液中ア−ク放電による非導電性材料の加工法」では、電解液中でアーク放電を行なうことによりセラミックスなどの加工量が大幅に増大したということが報告されている。すなわち、内包対象物を有する液体として、上記のように中性塩電解液を用いることが好ましい。 Patent registration No. 2053775 “Processing method of non-conductive material by arc discharge in electrolyte” reported that the amount of processing of ceramics and the like was significantly increased by performing arc discharge in the electrolyte. ing. That is, it is preferable to use the neutral salt electrolyte as described above as the liquid having the inclusion object.
また混合液内でアーク放電中、例えば超音波撹拌器を用いて混合液を撹拌することにより、生成中の炭素クラスタとナトリウム原子が接触する頻度が高まり、ナトリウム原子内包クラスタの生成率を向上させることができる。 Also, during arc discharge in the mixed solution, for example, by stirring the mixed solution using an ultrasonic stirrer, the frequency of contact between the carbon clusters being generated and sodium atoms is increased, and the generation rate of sodium atom inclusion clusters is improved. be able to.
析出した固形物からナトリウム原子内包クラスタを抽出する方法は、実施例1と同じである。 The method for extracting sodium atom inclusion clusters from the precipitated solid is the same as in Example 1.
図2に本発明の他の実施例である内包炭素クラスタの製造方法の概略図を示す。図1と同一のものは同じ番号で示す。 FIG. 2 shows a schematic diagram of a method for producing an inclusion carbon cluster according to another embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG.
電極3に電圧を印加してアーク放電中、不活性気体導入口6から窒素、ヘリウム、またはアルゴンなどの不活性気体を導入する。またアーク放電が起こっている一対の電極及びその間の空間に、トルエン溶液噴霧口7、ナトリウム融解液噴霧口8それぞれからトルエン溶液、ナトリウム融解液を霧状にして吹き付ける。このとき、トルエン分子を構成していたベンゼン環からフラーレン、カーボンナノチューブなどの炭素クラスタが生成される。同時にそのうちの一部にナトリウム原子が内包して、ナトリウム原子内包クラスタが生成される。
A voltage is applied to the
生成した固形物からナトリウム原子内包クラスタを抽出する方法は、実施例1と同じである。 The method for extracting sodium atom inclusion clusters from the generated solid is the same as in Example 1.
図2は2種類の溶液を噴霧する構成になっているが、アーク放電が起こっている電極と空間にベンゼン環と内包対象物とを有する溶液、例えばナトリウムフェノキシド溶液を噴霧するようにしてもよい。 In FIG. 2, two types of solutions are sprayed. However, a solution having a benzene ring and an inclusion target in an electrode and a space where arc discharge occurs, for example, a sodium phenoxide solution may be sprayed. .
1:容器
2:ナトリウムフェノキシド溶液
3:電極
4:電源
5:窒素
6:不活性気体導入口
7:トルエン溶液噴霧口
8:ナトリウム融解液噴霧口
1: Container 2: Sodium phenoxide solution 3: Electrode 4: Power source 5: Nitrogen 6: Inert gas inlet 7: Toluene solution spray port 8: Sodium melt spray port
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004085126A JP2005272177A (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Method for producing inclusion carbon cluster by arc discharge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004085126A JP2005272177A (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Method for producing inclusion carbon cluster by arc discharge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005272177A true JP2005272177A (en) | 2005-10-06 |
Family
ID=35172235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004085126A Pending JP2005272177A (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Method for producing inclusion carbon cluster by arc discharge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005272177A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100369810C (en) * | 2006-05-29 | 2008-02-20 | 西安交通大学 | Process for electric arc preparation of carbon nanomaterials in liquid controlled by magnetic field |
CN100396604C (en) * | 2006-09-14 | 2008-06-25 | 太原理工大学 | Liquid benzene medium arc discharge process of preparing onion-shaped fullerene |
JP2022022942A (en) * | 2020-06-25 | 2022-02-07 | コリア・マリタイム・ユニバーシティ・インダストリー-アカデミック・コーポレーション・ファンデーション | Method for producing heterologous element-doped porous carbon body and heterologous element-doped porous carbon body produced thereby |
-
2004
- 2004-03-23 JP JP2004085126A patent/JP2005272177A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100369810C (en) * | 2006-05-29 | 2008-02-20 | 西安交通大学 | Process for electric arc preparation of carbon nanomaterials in liquid controlled by magnetic field |
CN100396604C (en) * | 2006-09-14 | 2008-06-25 | 太原理工大学 | Liquid benzene medium arc discharge process of preparing onion-shaped fullerene |
JP2022022942A (en) * | 2020-06-25 | 2022-02-07 | コリア・マリタイム・ユニバーシティ・インダストリー-アカデミック・コーポレーション・ファンデーション | Method for producing heterologous element-doped porous carbon body and heterologous element-doped porous carbon body produced thereby |
JP7133599B2 (en) | 2020-06-25 | 2022-09-08 | コリア・マリタイム・ユニバーシティ・インダストリー-アカデミック・コーポレーション・ファンデーション | Method for producing hetero-element-doped porous carbon body, and hetero-element-doped porous carbon body produced thereby |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Unger et al. | Electrochemical functionalization of multi-walled carbon nanotubes for solvation and purification | |
Wang et al. | PdO nanoparticles enhancing the catalytic activity of Pd/carbon nanotubes for 4-nitrophenol reduction | |
CN100348480C (en) | Fullerene-containing carbon, production method and device | |
JP5149787B2 (en) | Fullerene base material and method for producing fullerene base material | |
JP2005272177A (en) | Method for producing inclusion carbon cluster by arc discharge | |
JP2007112677A (en) | Continuous manufacturing apparatus of nano carbon and its continuous manufacture method | |
US20030129119A1 (en) | Nanocarbon materials and process for producing the same | |
Bian et al. | Fabricating Black‐Phosphorus/Iron‐Tetraphosphide Heterostructure via a Solid‐Phase Solution‐Precipitation Method for High‐Performance Nitrogen Reduction | |
Babikir et al. | Plasma‐Assisted CO2 Reduction into Nanocarbon in Water Using Sonochemically Dispersed Liquid Gallium | |
JP5385504B2 (en) | Separating agent for alkali metal-encapsulated fullerenes, method for removing alkali metals and their compounds from fullerenes, method for purification and production of alkali metal-encapsulated fullerenes, and system thereof | |
JP5688911B2 (en) | Film forming apparatus, system, and film forming method | |
JP2009161399A (en) | Apparatus and method for producing carbon nanotube | |
JP4863590B2 (en) | Carbon nanotube modification method, carbon nanotube and electron emission source | |
JP4936349B2 (en) | Method for producing metal-encapsulated carbon nanocapsules | |
JPH07138009A (en) | Device for producing fullerene and method for recovering the same | |
CN111484004B (en) | Preparation method of graphene quantum dots | |
JPH034933A (en) | Plasma powder treatment apparatus | |
JP2005272176A (en) | Method for producing inclusion carbon cluster in electrolyte solution | |
JP2005343708A (en) | Method and apparatus for producing endohedral fullerene in solution | |
JP4958085B2 (en) | Carbon-coated metal element-containing nanowire manufacturing method | |
KR20020031018A (en) | Manufacturing process and it's apparatus of potassium dicyanoaurate | |
Kakaei et al. | Synthesis and Surface Modification | |
JP4674304B2 (en) | Method and apparatus for producing carbon nanotube | |
JP2002308610A (en) | Method for purifying carbon nanotube | |
JP2006219364A (en) | Manufacturing unit for fullerene base material, and its manufacturing method |