JP2007210808A - Dwcnt複合体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るDECNT複合体は、2層カーボンナノチューブ(DWCNT)において、隣接する2層カーボンナノチューブの外層同士が炭素チエーンを介して共有結合し、連結チューブ構造をなすことを特徴とする。
【選択図】図8
Description
そこで本発明は、この2層カーボンナノチューブ(DWCNT)が複数本、隣接するもの同士炭素チエーンを介して共有結合し、複数本が束状となった状態で扱えるDWCNT複合体およびその製造方法を提供する。
また、複数本の2層カーボンナノチューブが平行に連結していることを特徴とする。
まず、高純度DWCNTを作製する方法について説明する。
12は反応管で、周辺に電熱ヒータ14配置がされ、反応管12内が加熱されるようになっている。
反応管12内に、主触媒として鉄塩を含む基板16を、副触媒としてモリブデン酸塩を含む基板18を配置する。
炭素源は特に限定されるものではないが、メタンガスを好適に用いることができる。不活性ガスはアルゴンガスが好適である。
具体的には、まず、上記のように生成したCNTを、FeとMgOを除去するために、35%塩酸中に9時間浸漬した。次いで、500℃で20分間、空気中で酸化処理した。
上記のように、高純度に精製されたDWCNTが得られる(多少のMWCNTを含む)。このDWCNTは、同軸構造に由来するユニークな物理的、化学的性質を有することから、種々の複合材料として好適に用い得る。
この熱処理は、高純度の不活性ガス(アルゴンガス)雰囲気中で、1500〜2800℃の種々の温度で、約30分間行った。
むろん、図4からも明らかなように、2100℃の熱処理でSWCNTは消失している。
図5は、2100℃で熱処理したDWCNTのHR―TEMイメージである。このイメージは、DWCNTのシーケンシャルな変化プロセスを示している。
図5の(III)区では、(II)区における閉じられたスペース内の2つのインナー層が分解し、アウター層の内壁に沿って展開して1つのシングルインナー層を形成し初めている。すなわち、より大きな径の1つのDWCNTに再編されようとしている。このことは熱処理温度が高く(2200℃以上)なるにつれ、より大きな径のDWCNTに再編されることを示唆している。
しかし、径が大きくなると、強度的に弱くなるという問題が生じる。
発明者らは、各種温度で熱処理したDWCNTをさらに注意深く観察した。
その結果、1500℃で熱処理したDWCNTのラマンスペクトルを観察したところ、図6に示すように、1855cm-1のところに突然特異なピークが現れることを見出した(2.33eVで励起)。1300℃で熱処理をしたDWCNTの場合は、極めて小さなピークが見られる。2000℃で熱処理したDWCNTの場合にはこのピークは消失している。
結局、隣接するDWCNTが炭素チエーンを介して共有結合する熱処理温度は1400〜1800℃程度であり、1400〜1600℃の範囲が好適で、1500℃付近での熱処理が最も好適である。
12 反応管
14 電熱ヒータ
16 基板
18 基板
Claims (3)
- 2層カーボンナノチューブ(DWCNT)において、隣接する2層カーボンナノチューブの外層同士が炭素チエーンを介して共有結合し、連結チューブ構造をなすことを特徴とするDWCNT複合体。
- 複数本の2層カーボンナノチューブが平行に連結していることを特徴とする請求項1記載のDWCNT複合体。
- 多数本の2層カーボンナノチューブを1400〜1600℃の温度範囲で熱処理を行って、隣接する2層カーボンナノチューブの外層同士を炭素チエーンを介して共有結合させることを特徴とするDWCNT複合体の製造方法。
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