JP2011132078A - Apparatus for manufacturing carbon nanoparticles - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently manufacture carbon nanoparticles while keeping the internal conditions of a cavity-forming section suitable. <P>SOLUTION: After the cavity-forming section 20 is formed at an end of a cathode member 10 and a first graphite part 12 of the cathode member 10 and a second graphite part 42 of an anode member 40 are arranged so as to face each other in the cavity-forming section 20 in an apparatus for manufacturing carbon nanoparticles, an inert gas is supplied through a gas passage 18 to the cavity-forming section 20 soaked in a liquid and an arc is discharged between both the graphite parts to manufacture the carbon nanoparticles. The anode member 40 includes a moving device 46 located outside a reaction vessel 4 and a guide member 44 projecting into the reaction vessel 4, wherein the second graphite part 42 is relatively moved by the moving device 46 vertically along the guide member 44 toward the inside of the cavity-forming section 20. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体中においてカーボンナノ粒子を製造する製造装置に関する。   The present invention relates to a production apparatus for producing carbon nanoparticles in a liquid.

この種のカーボンナノ粒子の製造装置として、特許文献1の製造装置が公知である。この製造装置は、液体を保持可能な反応槽(上部開放状)と、棒状黒鉛からなる陰極部材と、棒状黒鉛からなる陽極部材を備える。
陰極部材は、その一端が凹状であり(空洞化部位が形成されており)、空洞化部位に連通するガス流路を有する。
As a manufacturing apparatus of this kind of carbon nanoparticles, a manufacturing apparatus of Patent Document 1 is known. This manufacturing apparatus includes a reaction tank (open top) capable of holding a liquid, a cathode member made of bar-shaped graphite, and an anode member made of bar-shaped graphite.
The cathode member has a concave shape at one end (a hollow portion is formed) and has a gas flow path communicating with the hollow portion.

公知技術では、反応槽に対して陰極部材を垂直に立設して、空洞化部位を液中に配置する。そして陽極部材を反応槽上部から投入したのち、溶液内の空洞化部位に遊挿することで、陰極部材と陽極部材を対面配置する。
つぎに空洞化部位にガス流路から不活性ガスを供給しつつ、陰極部材と陽極部材の間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造する。この構成によると、比較的小スペースの空洞化部位内にてカーボンナノ粒子を製造できるため、製造装置を極力小型化又は簡略化することができる。
In the known technique, the cathode member is erected vertically with respect to the reaction vessel, and the hollow portion is disposed in the liquid. Then, after the anode member is introduced from the upper part of the reaction tank, the cathode member and the anode member are arranged to face each other by being loosely inserted into a hollow portion in the solution.
Next, while supplying an inert gas from the gas flow path to the hollowed portion, an arc discharge is generated between the cathode member and the anode member to produce carbon nanoparticles. According to this configuration, since the carbon nanoparticles can be manufactured in a hollow portion having a relatively small space, the manufacturing apparatus can be miniaturized or simplified as much as possible.

また上述の構成では、液中の陽極部材を適宜入れ替えて、カーボンナノ粒子を断続的に(バッチ式にて)製造することができる。
公知技術では、反応槽上部から陽極部材を取出したのち、新たな陽極部材を空洞化部位に遊挿する。このときステッピングモータなどに陽極部材を手作業で逐次接続したのち、陽極部材を反応槽内に再度投入する。
In the above-described configuration, the carbon nanoparticle can be produced intermittently (in a batch manner) by appropriately replacing the anode member in the liquid.
In the known technique, after the anode member is taken out from the upper part of the reaction tank, a new anode member is loosely inserted into the hollow portion. At this time, after sequentially connecting the anode member manually to a stepping motor or the like, the anode member is again put into the reaction vessel.

ところで上述の製造装置では、アーク放電によって陰極部材の表面に同粒子が付着するなどして、カーボンナノ粒子の製造効率が低下する。このため陰極部材の表面を定期的に洗浄する必要があった。
そこで特許文献2には、真空中において、陰極部材と陽極部材を水平方向に相対移動可能とした技術の開示がある。このように陽極部材を、陰極部材から離間するように水平方向に移動させることで、露出した陰極部材の表面を効率良く洗浄することができる。
By the way, in the manufacturing apparatus described above, the production efficiency of the carbon nanoparticles is lowered, for example, because the same particles adhere to the surface of the cathode member by arc discharge. Therefore, it is necessary to periodically clean the surface of the cathode member.
Therefore, Patent Document 2 discloses a technique in which a cathode member and an anode member can be relatively moved in a horizontal direction in a vacuum. Thus, by moving the anode member in the horizontal direction so as to be separated from the cathode member, the exposed surface of the cathode member can be efficiently cleaned.

特開2005−170739号公報JP-A-2005-170739 特開平7−216660号公報JP-A-7-216660

ところで特許文献1の技術では、空洞化部位内を不活性ガスで満たす必要がある。このときカーボンナノ粒子(特にシングルウォールカーボンナノホーン(SWCNHs))の良好な製造には、反応場となる空洞化部位内が、約760torr(大気圧)程度の不活性ガス雰囲気下にあることが必要である。このため陰極部材や陽極部材の各種構成(各黒鉛部の径寸法やガス流量など)を十分検討するなどして、空洞化部位内の雰囲気(内部環境)を安定させる必要がある。
しかし特許文献2の技術(陽極部材を水平方向に移動させる技術)は、専ら真空中でカーボンナノ粒子を製造する技術であり、上述の配慮にやや欠けるところがあった。このため特許文献1と2の技術を単に組み合わせた場合、空洞化部位内のガス漏れなどにより、カーボンナノ粒子の製造不良が生じるおそれがあった。
また電極部材を水平方向に移動させると、アークプラズマが弧を描くなどして安定せず陽極又は陰極部材が損傷する可能性がある。
本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、空洞化部位の内部環境を好適に維持しつつ、カーボンナノ粒子を効率良く製造又は回収することにある。
By the way, with the technique of patent document 1, it is necessary to fill the inside of a hollow part with an inert gas. At this time, in order to successfully produce carbon nanoparticles (especially single wall carbon nanohorns (SWCNHs)), the inside of the cavitation site as a reaction field needs to be in an inert gas atmosphere of about 760 torr (atmospheric pressure). It is. For this reason, it is necessary to stabilize the atmosphere (internal environment) in the hollowed portion by thoroughly examining various configurations of the cathode member and the anode member (diameter size and gas flow rate of each graphite portion).
However, the technique of Patent Document 2 (the technique of moving the anode member in the horizontal direction) is a technique for producing carbon nanoparticles exclusively in a vacuum, and there is a place where the above consideration is somewhat lacking. For this reason, when the technologies of Patent Documents 1 and 2 are simply combined, there is a risk that defective production of carbon nanoparticles may occur due to gas leakage in the hollowed portion.
Further, when the electrode member is moved in the horizontal direction, the arc plasma may draw an arc and may not be stabilized, and the anode or cathode member may be damaged.
The present invention was devised in view of the above points, and the problem to be solved by the present invention is to efficiently produce or recover carbon nanoparticles while suitably maintaining the internal environment of the hollowed portion. It is in.

上記課題を解決するための手段として、第1発明のカーボンナノ粒子の製造装置では、液体を保持可能な密閉状の反応槽に陰極部材と陽極部材を配置する。そして陰極部材の一端に空洞化部位を形成して、陰極部材の第一黒鉛部と陽極部材の第二黒鉛部を空洞化部位内で対面配置する。つぎに液中の空洞化部位にガス流路から不活性ガスを供給しつつ、両黒鉛部間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造する構成である。
この種の構成では、空洞化部位の内部環境を好適に維持するなどして、カーボンナノ粒子を効率良く製造できることが望ましい。
As means for solving the above problems, in the carbon nanoparticle production apparatus of the first invention, the cathode member and the anode member are arranged in a sealed reaction vessel capable of holding a liquid. Then, a cavity portion is formed at one end of the cathode member, and the first graphite portion of the cathode member and the second graphite portion of the anode member are disposed facing each other in the cavity portion. Next, the carbon nano particles are produced by generating an arc discharge between the two graphite parts while supplying an inert gas from the gas flow path to the hollow portion in the liquid.
In this type of configuration, it is desirable that the carbon nanoparticles can be efficiently produced by suitably maintaining the internal environment of the hollowed portion.

そこで本発明では、上述の陽極部材が、反応槽外に配置の移動部材と、反応槽内に突出のガイド部を有する。そして第二黒鉛部が、移動装置によって、ガイド部に沿って空洞化部位内に向かって垂直方向に相対移動する構成とした。
本発明によれば、空洞化部位を適切な位置に配置しつつ、第二黒鉛部を垂直方向に相対移動させる。これにより空洞化部位からの不活性ガスの漏れを防止又は低減することができる。さらに本発明では、複数の第二黒鉛部を逐次(連続的に)空洞化部位内に供給することで、カーボンナノ粒子を継続的に製造することができる。
Therefore, in the present invention, the above-described anode member has a moving member disposed outside the reaction tank and a protruding guide portion inside the reaction tank. And the 2nd graphite part was set as the structure which relatively moves to a perpendicular direction toward a hollow part along a guide part with a moving apparatus.
According to the present invention, the second graphite portion is relatively moved in the vertical direction while disposing the hollow portion at an appropriate position. Thereby, the leakage of the inert gas from the hollowed portion can be prevented or reduced. Furthermore, in this invention, a carbon nanoparticle can be continuously manufactured by supplying a several 2nd graphite part in a hollow part sequentially (continuously).

第2発明のカーボンナノ粒子の製造装置は、第1発明の製造装置であって、上述の第一黒鉛部が、不活性ガスのガス流又はアーク放電のジェット流により、第二黒鉛部から離間する方向(例えば垂直方向)に移動する。
本発明では、第一黒鉛部の移動により(配置位置の調整により)、第一黒鉛部と第二黒鉛部の間の適切なクリアランス(アーク放電ギャップ)を比較的簡単に確保することができる。
The carbon nanoparticle production apparatus of the second invention is the production apparatus of the first invention, wherein the first graphite part is separated from the second graphite part by a gas flow of an inert gas or an arc discharge jet flow. Move in the direction (for example, the vertical direction).
In the present invention, an appropriate clearance (arc discharge gap) between the first graphite portion and the second graphite portion can be relatively easily ensured by moving the first graphite portion (by adjusting the arrangement position).

第3発明のカーボンナノ粒子の製造装置は、第1発明又は第2発明の製造装置であって、上述の陰極部材が、棒状の第一黒鉛部と、第一黒鉛部周囲のカバー部と、除去手段を有する。
そして本発明では、カバー部と第一黒鉛部のいずれか一方を、一方とは異なる他方に対して垂直方向に相対移動可能とする。そしてカバー部を、第一黒鉛部周りに配置して空洞化部位を形成する。さらにカバー部を垂直方向に相対移動させて、カバー部から第一黒鉛部を露出させたのち、第一黒鉛部に付着した付着物を除去手段によって除去する構成とした。
本発明によれば、比較的簡単な構成により空洞化部位を形成できるとともに、第一黒鉛部の付着物をより確実に除去することができる。
The carbon nanoparticle production apparatus of the third invention is the production apparatus of the first invention or the second invention, wherein the cathode member comprises a rod-shaped first graphite part, a cover part around the first graphite part, It has a removal means.
In the present invention, any one of the cover part and the first graphite part is movable relative to the other different from the other in the vertical direction. And a cover part is arrange | positioned around the 1st graphite part, and a hollow part is formed. Further, the cover portion is relatively moved in the vertical direction so that the first graphite portion is exposed from the cover portion, and then the deposit attached to the first graphite portion is removed by the removing means.
According to the present invention, a hollow portion can be formed with a relatively simple configuration, and the deposit on the first graphite portion can be more reliably removed.

第4発明のカーボンナノ粒子の製造装置は、第1発明〜第3発明のいずれかに記載の製造装置であって、上述の陰極部材が、棒状の第一黒鉛部と、第一黒鉛部周囲のカバー部と、第一黒鉛部を保持する保持部を有する。
そこで本発明では、第一黒鉛部とカバー部の間に保持部を配置する。そしてガス流路を、保持部と第一黒鉛部の間又は保持部内に形成する構成とした。このように第一黒鉛部の周囲にガス流路を形成して、第一黒鉛部の表面やカバー部の内面等に不活性ガスを吹き付けることにより、空洞化部位に対する付着物の付着を防止又は低減することができる。
A carbon nanoparticle production apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the production apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the cathode member includes a rod-shaped first graphite portion and a periphery of the first graphite portion. And a holding part for holding the first graphite part.
Therefore, in the present invention, a holding part is disposed between the first graphite part and the cover part. And it was set as the structure which forms a gas flow path between a holding | maintenance part and a 1st graphite part, or in a holding | maintenance part. In this way, by forming a gas flow path around the first graphite part and spraying an inert gas on the surface of the first graphite part, the inner surface of the cover part, etc., it is possible to prevent adhesion of deposits to the hollow portion or Can be reduced.

第5発明のカーボンナノ粒子の製造装置は、第1発明〜第4発明のいずれかに記載の製造装置であって、第一回収装置と第二回収装置と第三回収装置の少なくとも一つを有する。
そして第一回収装置が、槽内の気相中に浮遊するカーボンナノ粒子を回収可能であり、第二回収装置が、槽内の液中に存在するカーボンナノ粒子を回収可能であり、第三回収装置が、槽内の液面上に浮遊するカーボンナノ粒子を回収可能である。
本発明によれば、第一回収装置、第二回収装置及び第三回収装置の少なくとも一つによって、槽内のカーボンナノ粒子を効率良く回収することができる。
A carbon nanoparticle production apparatus according to a fifth invention is the production apparatus according to any one of the first invention to the fourth invention, wherein at least one of the first recovery device, the second recovery device, and the third recovery device is provided. Have.
The first recovery device can recover the carbon nanoparticles floating in the gas phase in the tank, and the second recovery device can recover the carbon nanoparticles present in the liquid in the tank. The collection device can collect the carbon nanoparticles floating on the liquid surface in the tank.
According to the present invention, the carbon nanoparticles in the tank can be efficiently recovered by at least one of the first recovery device, the second recovery device, and the third recovery device.

本発明に係る第1発明によれば、空洞化部位の内部環境を好適に維持しつつ、カーボンナノ粒子を効率良く製造することができる。また第2発明によれば、カーボンナノ粒子を更に効率良く製造することができる。また第3発明によれば、比較的簡単な構成で、カーボンナノ粒子を効率良く製造することができる。また第4発明によれば、カーボンナノ粒子を更に効率良く製造することができる。そして第5発明によれば、カーボンナノ粒子を効率良く回収することができる。   According to the first invention of the present invention, carbon nanoparticles can be efficiently produced while suitably maintaining the internal environment of the hollow portion. According to the second invention, carbon nanoparticles can be produced more efficiently. Moreover, according to the third invention, carbon nanoparticles can be efficiently produced with a relatively simple configuration. According to the fourth invention, carbon nanoparticles can be produced more efficiently. And according to 5th invention, a carbon nanoparticle can be collect | recovered efficiently.

製造装置の概略図である。It is the schematic of a manufacturing apparatus. 陰極部材の横断面図である。It is a cross-sectional view of a cathode member. 陰極部材の縦断面図であり、(a)は、カバー部を上昇させた状態の図であり、(b)は、カバー部を下降させた状態の図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a cathode member, (a) is a figure of the state which raised the cover part, (b) is a figure of the state which lowered | hung the cover part. 洗浄時の陰極部材の縦断面図であり、(a)は、第一黒鉛部の洗浄前の図であり、(b)は、第一黒鉛部の洗浄後の図であり、(c)は、洗浄後にカバー部を下降させた状態の図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the cathode member at the time of washing | cleaning, (a) is a figure before washing | cleaning of a 1st graphite part, (b) is a figure after washing | cleaning of a 1st graphite part, (c) is It is a figure of the state which lowered the cover part after washing. 陰極部材と陽極部材の概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of a cathode member and an anode member. (a)〜(g)は、第二黒鉛部の相対移動を順に示す陰極部材と陽極部材の概略側面図である。(A)-(g) is a schematic side view of the negative electrode member and positive electrode member which show the relative movement of a 2nd graphite part in order. (a)は、陰極部材の横断面図であり、(b)〜(f)は、別例の陰極部材の横断面図である。(A) is a cross-sectional view of a cathode member, (b)-(f) is a cross-sectional view of the cathode member of another example. 実施例2の製造装置の概略図である。6 is a schematic diagram of a manufacturing apparatus of Example 2. FIG. 実施例2の陰極部材と陽極部材の概略縦断面図である。4 is a schematic longitudinal sectional view of a cathode member and an anode member of Example 2. FIG. 透過型電子顕微鏡を用いたカーボンナノ粒子の観察図である。It is an observation figure of the carbon nanoparticle using a transmission electron microscope. ラマン錯乱測定によるカーボンナノ粒子のピークを示した図である。It is the figure which showed the peak of the carbon nanoparticle by a Raman confusion measurement.

以下、本発明を実施するための形態を、図1〜図11を参照して説明する。なお各図には、製造装置の上方に符号UP、製造装置の下方に符号DWを付す。
図1の製造装置2は、液体を保持可能な反応槽4と、陰極部材10(第一黒鉛部12)と、陽極部材40(第二黒鉛部42)と、複数の回収装置を有する(各構成の詳細は後述する)。陰極部材10の下端には空洞化部位20が形成される。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. In each figure, reference sign UP is given above the manufacturing apparatus, and reference sign DW is given below the manufacturing apparatus.
1 has a reaction vessel 4 capable of holding a liquid, a cathode member 10 (first graphite portion 12), an anode member 40 (second graphite portion 42), and a plurality of recovery devices (each Details of the configuration will be described later). A hollow portion 20 is formed at the lower end of the cathode member 10.

<実施形態1>
そして本実施形態では、反応槽4内に陰極部材10と陽極部材40を配置して、陰極部材10の第一黒鉛部12と陽極部材40の第二黒鉛部42を対面させる。つぎにガス流路18から不活性ガスを液中の空洞化部位20に供給しつつ(水蒸気の侵入を阻止しつつ)、両黒鉛部12,42間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造する。
この種の構成では、空洞化部位20の内部環境を好適に維持しつつ、カーボンナノ粒子を効率良く製造又は回収できることが望ましい。
そこで本実施形態では、後述する構成によって、カーボンナノ粒子を効率良く製造又は回収することとした。以下、各構成について詳述する。
<Embodiment 1>
In this embodiment, the cathode member 10 and the anode member 40 are disposed in the reaction vessel 4 so that the first graphite portion 12 of the cathode member 10 and the second graphite portion 42 of the anode member 40 face each other. Next, while supplying an inert gas from the gas flow path 18 to the hollow portion 20 in the liquid (inhibiting the intrusion of water vapor), an arc discharge is generated between the graphite portions 12 and 42 to generate carbon nanoparticles. To manufacture.
In this type of configuration, it is desirable that the carbon nanoparticles can be efficiently produced or recovered while suitably maintaining the internal environment of the hollow portion 20.
Therefore, in the present embodiment, the carbon nanoparticles are efficiently produced or recovered by the configuration described later. Hereinafter, each configuration will be described in detail.

[反応槽]
反応槽4は、密閉状の箱体(略矩形)であり、複数の連通部(4a,4b,4c,4d)と、複数の配管部材(6a,6b)と、ガス供給装置8と、電源部材Eを有する(図1及び図5を参照)。反応槽4の形状や寸法(容量)は、カーボンナノ粒子の製造量などに応じて適宜変更できる。液体(種類)は特に限定しないが、アーク放電時に流動性のある液体であることが好ましく、典型的に水を用いることができる。
なお反応槽4は、図示しない液体流入口を有し、適宜槽内に液体を補充可能である。
[Reaction tank]
The reaction tank 4 is a sealed box (substantially rectangular), and includes a plurality of communication portions (4a, 4b, 4c, 4d), a plurality of piping members (6a, 6b), a gas supply device 8, a power supply It has the member E (refer FIG.1 and FIG.5). The shape and dimensions (capacity) of the reaction vessel 4 can be appropriately changed according to the production amount of the carbon nanoparticles. The liquid (kind) is not particularly limited, but is preferably a liquid that is fluid during arc discharge, and typically water can be used.
The reaction tank 4 has a liquid inlet (not shown) and can appropriately replenish the tank with liquid.

また電源部材Eは、後述の陰極部材10と陽極部材40に電力を供給する部材であり、槽外に配設することができる。
またガス供給装置8は、不活性ガスを供給可能な部材であり、槽外に配置することができる。不活性ガスの種類は特に限定しないが、空気よりも反応性の低いガスであればよく、窒素(N2)、ヘリウム(He)及びアルゴン(Ar)を例示できる。
The power supply member E is a member that supplies power to the cathode member 10 and the anode member 40 described later, and can be disposed outside the tank.
Moreover, the gas supply apparatus 8 is a member which can supply an inert gas, and can be arrange | positioned outside a tank. The type of the inert gas is not particularly limited, and may be any gas that is less reactive than air, and examples thereof include nitrogen (N 2 ), helium (He), and argon (Ar).

また第一連通部4aは、第一配管6aに連通する孔部であり、反応槽4の上部に形成できる。また第二連通部4bは、後述の第二回収装置60に連通する孔部であり、反応槽4の一側面に形成できる。また第三連通部4cは、第二配管6bに連通する孔部であり、反応槽4の他側面に形成できる。そして第四連通部4dは、後述の陽極部材40に連通する孔部であり、反応槽4の底面に形成できる。
そして第一配管6aは、略逆U字状(側面視)の配管である。第一配管6aの一端は、第一連通部4aを介して反応槽4の上部側に開口し、第一配管6aの他端は、後述の第一回収装置50(槽外)に連通する。
また第二配管6bは、略逆U字状(側面視)の配管である。第二配管6bの一端は、第三連通部4cに連通して槽内に開口し、第二配管6bの他端は、槽外のガス供給装置8(槽外)に連通する。
The first communication part 4 a is a hole communicating with the first pipe 6 a and can be formed in the upper part of the reaction tank 4. The second communication portion 4 b is a hole communicating with a second recovery device 60 described later, and can be formed on one side surface of the reaction tank 4. The third communication portion 4 c is a hole communicating with the second pipe 6 b and can be formed on the other side of the reaction tank 4. The fourth communication portion 4 d is a hole communicating with an anode member 40 described later, and can be formed on the bottom surface of the reaction tank 4.
The first pipe 6a is a pipe having a substantially inverted U shape (side view). One end of the first pipe 6a opens to the upper side of the reaction tank 4 through the first communication part 4a, and the other end of the first pipe 6a communicates with a first recovery device 50 (outside the tank) described later. .
The second pipe 6b is a pipe having a substantially inverted U shape (side view). One end of the second pipe 6b communicates with the third communication portion 4c and opens into the tank, and the other end of the second pipe 6b communicates with the gas supply device 8 outside the tank (outside the tank).

[陰極部材]
陰極部材10(棒状部材)は、第一黒鉛部12と、保持部14と、カバー部16と、ガス流路18と、除去手段19を有する(図1〜図5を参照)。
本実施形態では、後述する第一黒鉛部12と保持部14とカバー部16によって、陰極部材10の一側に空洞化部位20を形成する。そして陰極部材10を反応槽4内に保持しつつ、空洞化部位20を下側(液中)に配置する。つぎに陰極部材10の他側(上側)を、上述の第二配管6bを介してガス供給装置8につなげる。
[Cathode member]
The cathode member 10 (rod-like member) includes a first graphite portion 12, a holding portion 14, a cover portion 16, a gas flow path 18, and a removing means 19 (see FIGS. 1 to 5).
In the present embodiment, a hollow portion 20 is formed on one side of the cathode member 10 by the first graphite portion 12, the holding portion 14, and the cover portion 16 described later. The hollow member 20 is disposed on the lower side (in the liquid) while the cathode member 10 is held in the reaction vessel 4. Next, the other side (upper side) of the cathode member 10 is connected to the gas supply device 8 through the second pipe 6b described above.

(第一黒鉛部)
第一黒鉛部12は、専ら黒鉛製の棒状部材である(図1〜図3を参照)。黒鉛の純度は特に限定しないが、例えば純度99%〜99.999%の黒鉛を使用できる。また第一黒鉛部12の径寸法D1は特に限定しないが、第二黒鉛部42(後述)以上の径寸法を有することが好ましい。
本実施形態の第一黒鉛部12は、垂直に直立した状態で陰極部材10の中央に配置しており、後述の保持部14にて上下動不能に支持される。そして第一黒鉛部12の下端は、空洞化部位20内に露出しており、後述の第二黒鉛部42と対面可能である。また第一黒鉛部12の上端には導線Lが配設される。導線Lは、第二配管6b内に配索されて反応槽4外部の電源部材Eに電気的につながる。
(First graphite part)
The first graphite portion 12 is a bar-shaped member made exclusively of graphite (see FIGS. 1 to 3). Although the purity of graphite is not particularly limited, for example, graphite having a purity of 99% to 99.999% can be used. The diameter D1 of the first graphite part 12 is not particularly limited, but preferably has a diameter larger than that of the second graphite part 42 (described later).
The first graphite portion 12 of the present embodiment is disposed in the center of the cathode member 10 in a vertically upright state, and is supported by a holding portion 14 described later so as not to move up and down. And the lower end of the 1st graphite part 12 is exposed in the hollowing site | part 20, and can face the below-mentioned 2nd graphite part 42. FIG. A conducting wire L is disposed at the upper end of the first graphite portion 12. The conducting wire L is routed in the second pipe 6b and is electrically connected to the power supply member E outside the reaction tank 4.

(保持部)
保持部14は、中空な筒状部材であり、ガス流路18と、保持機構14a(図示省略)を有する(図3及び図4を参照)。
本実施形態では、保持部14に対して第一黒鉛部12を挿設する。そして保持部14の上端を、保持機構14aを介して反応槽4の壁面や第二配管6bなどに固定する。これにより保持部14によって、後述のカバー部16の相対移動に追従することなく、第一黒鉛部12を所定位置で保持する構成とする。
ここで保持部14の径寸法を適宜設定することにより(比較的簡単に)、第一黒鉛部12とカバー部16の間に適切なクリアランスC1(アーク放電ギャップ)を形成することができる。C1の寸法は特に限定しないが、典型的には2〜3mm程度である。
(Holding part)
The holding part 14 is a hollow cylindrical member, and includes a gas flow path 18 and a holding mechanism 14a (not shown) (see FIGS. 3 and 4).
In the present embodiment, the first graphite portion 12 is inserted into the holding portion 14. And the upper end of the holding | maintenance part 14 is fixed to the wall surface of the reaction tank 4, the 2nd piping 6b, etc. via the holding mechanism 14a. Thus, the first graphite portion 12 is held at a predetermined position by the holding portion 14 without following the relative movement of the cover portion 16 described later.
Here, an appropriate clearance C1 (arc discharge gap) can be formed between the first graphite portion 12 and the cover portion 16 by appropriately setting the diameter of the holding portion 14 (relatively easily). The dimension of C1 is not particularly limited, but is typically about 2 to 3 mm.

(ガス流路)
ガス流路18は、空洞化部位20に不活性ガスを供給するための流路である(図2及び図3を参照)。ガス流路18の数は空洞化部位20の構成により適宜変更可能である(後述の変形例を参照)。例えば径寸法3mm程度の第一黒鉛部12を使用する場合、2〜8のガス流路18を保持部14に形成できる。
本実施形態では、複数のガス流路18を、保持部14の内周面(第一黒鉛部12を臨む面)に形成する。複数のガス流路18は、保持部14の内周面に等間隔(90°)で配置して、各々、保持部14の軸芯方向に延びる。そしてガス流路18の上端は、保持部14上端に開口して第二配管6bに通じる。またガス流路18の下端は、保持部14の下端(空洞化部位20内)に開口する。
そして第二配管6bから保持部14上方に不活性ガスを供給して、ガス流路18を通じて後述の空洞化部位20内に供給する。ここで不活性ガスの流量は特に限定しないが、5L/minより多く30L/min以下に設定することが望ましい。不活性ガスの流量が5L/min以下のとき、アーク放電が安定継続せず、カーボンナノ粒子の製造量が少量になりやすい。
(Gas flow path)
The gas flow path 18 is a flow path for supplying an inert gas to the hollow portion 20 (see FIGS. 2 and 3). The number of gas flow paths 18 can be changed as appropriate depending on the configuration of the hollowed portion 20 (see a modification example described later). For example, when the first graphite portion 12 having a diameter of about 3 mm is used, 2 to 8 gas flow paths 18 can be formed in the holding portion 14.
In the present embodiment, the plurality of gas flow paths 18 are formed on the inner peripheral surface of the holding portion 14 (the surface facing the first graphite portion 12). The plurality of gas flow paths 18 are arranged on the inner peripheral surface of the holding portion 14 at equal intervals (90 °), and each extend in the axial direction of the holding portion 14. The upper end of the gas flow path 18 opens to the upper end of the holding portion 14 and communicates with the second pipe 6b. The lower end of the gas flow path 18 opens to the lower end of the holding portion 14 (in the hollow portion 20).
Then, an inert gas is supplied from the second pipe 6 b to the upper portion of the holding portion 14 and supplied into a cavity 20 described later through the gas flow path 18. Here, the flow rate of the inert gas is not particularly limited, but it is desirable to set the flow rate of the inert gas to be greater than 5 L / min and less than 30 L / min. When the flow rate of the inert gas is 5 L / min or less, arc discharge does not continue stably, and the production amount of carbon nanoparticles tends to be small.

(カバー部)
カバー部16は、中空な筒状部材であり、駆動機構16a(図示省略)を有する(図2及び図3を参照)。カバー部16の厚み寸法D2は特に限定しないが、例えば径寸法3mm程度の第一黒鉛部12を使用する場合、カバー部16の厚み寸法D2を1〜2mmに設定することができる。
また駆動機構16aの構成は特に限定しないが、ワイヤ部材やシリンダ部材を例示することができる。例えばカバー部16にクランプを取付けたのち、ワイヤ部材で上下動させることができる。またシリンダ部材によりカバー部16を上下動させることもできる。
(Cover part)
The cover part 16 is a hollow cylindrical member and has a drive mechanism 16a (not shown) (see FIGS. 2 and 3). Although the thickness dimension D2 of the cover part 16 is not particularly limited, for example, when the first graphite part 12 having a diameter of about 3 mm is used, the thickness dimension D2 of the cover part 16 can be set to 1 to 2 mm.
Moreover, although the structure of the drive mechanism 16a is not specifically limited, a wire member and a cylinder member can be illustrated. For example, after attaching a clamp to the cover part 16, it can be moved up and down by a wire member. Further, the cover portion 16 can be moved up and down by the cylinder member.

本実施形態では、カバー部16に対して保持部14を相対移動可能に挿設する。そしてカバー部16の上端を、図示しない駆動機構16aを介して反応槽4の壁面や第二配管6bなどに取付ける。これによりカバー部16が、保持部14(第一黒鉛部12)に対して垂直方向に相対移動可能となる。
そして本実施形態では、カバー部16が垂直方向下方に相対移動して、第一黒鉛部12周りに配置することで、陰極部材10の下端に空洞化部位20が形成される(空洞化部位20が適切な位置に形成される)。
このように陰極部材10一端に空洞化部位20を形成することで、第一黒鉛部12と第二黒鉛部42の隙間(アーク放電ギャップ)を適切に保持しつつ、アーク放電の発生領域を覆うことができる。なお第一黒鉛部12に対するカバー部16の突出長さ寸法P1(空洞化部位の深さ寸法)は特に限定しないが、典型的には5mm〜30mm程度である(図3を参照)。
またカバー部16材が垂直方向上方に移動して、カバー部16材から第一黒鉛部12を露出させたのち、第一黒鉛部12に付着(堆積)した付着物ADを後述の除去手段19によって除去することができる。
In the present embodiment, the holding portion 14 is inserted with respect to the cover portion 16 so as to be relatively movable. And the upper end of the cover part 16 is attached to the wall surface of the reaction tank 4, the 2nd piping 6b, etc. via the drive mechanism 16a which is not shown in figure. As a result, the cover part 16 can be moved relative to the holding part 14 (first graphite part 12) in the vertical direction.
In the present embodiment, the cover portion 16 is relatively moved downward in the vertical direction and arranged around the first graphite portion 12, thereby forming a hollow portion 20 at the lower end of the cathode member 10 (hollow portion 20. Is formed in a suitable position).
By forming the hollow portion 20 at one end of the cathode member 10 in this manner, the gap (arc discharge gap) between the first graphite portion 12 and the second graphite portion 42 is appropriately maintained, and the arc discharge generation region is covered. be able to. In addition, although the protrusion length dimension P1 (depth dimension of a hollow part) of the cover part 16 with respect to the 1st graphite part 12 is not specifically limited, Typically, it is about 5 mm-30 mm (refer FIG. 3).
Further, after the cover part 16 material moves vertically upward to expose the first graphite part 12 from the cover part 16 material, the adhering matter AD attached (deposited) to the first graphite part 12 is removed by a removing means 19 described later. Can be removed.

(保持部とカバー部の材質)
ここで保持部14とカバー部16の材質は特に限定しないが、黒鉛、金属及び合金を例示できる。
金属の種類は特に限定しないが、アーク放電付近の高温に耐えうる金属(SUS304などのステンレス合金,銅,チタン,モリブテン,タングステン等)又はその合金を用いることが好ましい。
なかでも黒鉛とは異なる比重を有する金属等を保持部14やカバー部16の材質に用いることが好ましい。アーク放電により保持部14やカバー部16が破損したとしても、その破損物や破砕物とカーボンナノ粒子が、比重の違いにより水中で分離しつつ沈殿するため、カーボンナノ粒子(生成物)の純度に悪影響を極力与えない。
(Material of holding part and cover part)
Here, the material of the holding portion 14 and the cover portion 16 is not particularly limited, and examples thereof include graphite, metal, and alloy.
The type of metal is not particularly limited, but it is preferable to use a metal that can withstand a high temperature in the vicinity of arc discharge (a stainless alloy such as SUS304, copper, titanium, molybdenum, tungsten, or the like) or an alloy thereof.
In particular, it is preferable to use a metal having a specific gravity different from that of graphite for the material of the holding portion 14 and the cover portion 16. Even if the holding part 14 or the cover part 16 is damaged by the arc discharge, the damaged or crushed material and the carbon nanoparticles precipitate while being separated in water due to the difference in specific gravity, so the purity of the carbon nanoparticles (product) Will not be adversely affected.

(除去手段)
除去手段19は、第一黒鉛部12(下面)の付着物ADを除去するための部材であり、陰極部材10の下部側に配設することができる(図4を参照)。除去手段19の形状は特に限定しないが、ハンマー状の除去手段や、スクレイパー状の除去手段を例示することができる。
本実施形態の除去手段19(ハンマー状)は、略矩形の除去部32と、棒状のアーム部34を有する。除去部32は、その一端(32a)が三角状であり、アーム部34下端に固定される。そしてアーム部34上端を反応槽4の壁面に取付けて、アーム部34のスライド移動(水平移動)や振り子移動により、除去部32一端(32a)を第一黒鉛部12の下面(付着物AD)に衝突させる。
ここで付着物ADの多くは、多層カーボンノチューブやサイズの大きいカーボン粒子であり、これらは第一黒鉛部12の下面に積層する傾向にある。そこで付着物ADに対して除去部32を水平に衝突させることで、第一黒鉛部12から付着物ADを比較的簡単に剥離させることができる。
(Removal means)
The removing means 19 is a member for removing the deposit AD on the first graphite portion 12 (lower surface), and can be disposed on the lower side of the cathode member 10 (see FIG. 4). Although the shape of the removal means 19 is not specifically limited, A hammer-like removal means and a scraper-like removal means can be exemplified.
The removing means 19 (hammer shape) of the present embodiment includes a substantially rectangular removing portion 32 and a rod-shaped arm portion 34. One end (32 a) of the removing unit 32 has a triangular shape and is fixed to the lower end of the arm unit 34. Then, the upper end of the arm part 34 is attached to the wall surface of the reaction tank 4, and the removal part 32 one end (32 a) is connected to the lower surface (attachment AD) of the first graphite part 12 by sliding movement (horizontal movement) or pendulum movement of the arm part 34. Collide with.
Here, most of the deposits AD are multi-layer carbon nanotubes and large-sized carbon particles, and these tend to be laminated on the lower surface of the first graphite portion 12. Therefore, the deposit AD can be relatively easily separated from the first graphite portion 12 by causing the removal portion 32 to collide horizontally with the deposit AD.

[陽極部材]
陽極部材40(棒状部材)は、第二黒鉛部42と、ガイド部44と、移動部材46と、供給手段49を有する(図1、図5、図6を参照)。
第二黒鉛部42は、専ら黒鉛製の棒状部材である。黒鉛の純度は特に限定しないが、例えば純度99%〜99.999%の黒鉛を使用できる。また第二黒鉛部42の径寸法は特に限定しないが、2〜9mm程度に設定することができる。
[Anode member]
The anode member 40 (rod-like member) includes a second graphite portion 42, a guide portion 44, a moving member 46, and a supply means 49 (see FIGS. 1, 5, and 6).
The second graphite part 42 is a bar-shaped member made exclusively of graphite. Although the purity of graphite is not particularly limited, for example, graphite having a purity of 99% to 99.999% can be used. The diameter of the second graphite portion 42 is not particularly limited, but can be set to about 2 to 9 mm.

(ガイド部)
ガイド部44は、先端が略円錐状の棒状部材であり、保持孔44hを有する。保持孔44hは、第二黒鉛部42を相対移動可能に保持する孔部であり、ガイド部44の軸芯に沿って形成することができる。
ここでガイド部44の材質は特に限定しないが、金属などの導電性を有する材質であることが好ましい。本実施形態では、金属製のガイド部44下部に導線Lを配設して、反応槽4外部の電源部材Eに電気的につなげる。これにより第二黒鉛部42が、ガイド部44を介して電源部材Eに電気的につながる。
(Guide part)
The guide portion 44 is a rod-like member having a substantially conical tip, and has a holding hole 44h. The holding hole 44 h is a hole that holds the second graphite portion 42 so as to be relatively movable, and can be formed along the axis of the guide portion 44.
Although the material of the guide part 44 is not specifically limited here, It is preferable that it is a material which has electroconductivity, such as a metal. In the present embodiment, a conductive wire L is disposed below the metal guide portion 44 and is electrically connected to the power supply member E outside the reaction vessel 4. As a result, the second graphite portion 42 is electrically connected to the power supply member E via the guide portion 44.

そして本実施形態では、ガイド部44を、第四連通部4dに挿設して、反応槽4内に向けて突出させる。このとき第四連通部4dにОリングを嵌装することで、第四連通部4dからの液漏れを防止できる。
つぎに槽内のガイド部44上部(保持孔44h)を陰極部材10に向かって延設して、保持孔44hの上部開口を空洞化部位20内に配置する。そして槽外のガイド部44下部を、後述の移動部材46に連結する。このときガイド部44によって、第一黒鉛部12と第二黒鉛部42の中心(軸芯)をあわせることが好ましい。こうすることで第二黒鉛部42に対して垂直に不活性ガスを吹き付けることができるとともに、アークプラズマがまっすぐ下部に向かうことで、第二黒鉛部42を均等に蒸発させることができる。
And in this embodiment, the guide part 44 is inserted in the 4th communication part 4d, and is made to protrude toward the inside of the reaction tank 4. FIG. At this time, it is possible to prevent liquid leakage from the fourth communication portion 4d by fitting the O-ring to the fourth communication portion 4d.
Next, the upper portion of the guide portion 44 (holding hole 44 h) in the tank is extended toward the cathode member 10, and the upper opening of the holding hole 44 h is disposed in the hollowed portion 20. And the guide part 44 lower part outside a tank is connected with the below-mentioned moving member 46. FIG. At this time, it is preferable to align the centers (axial centers) of the first graphite portion 12 and the second graphite portion 42 by the guide portion 44. By doing so, an inert gas can be sprayed perpendicularly to the second graphite portion 42, and the second graphite portion 42 can be evenly evaporated by the arc plasma going straight downward.

(移動部材)
移動部材46は、押出アーム47と、押出アーム47を上下動させる駆動部材48を有する(図1、図5、図6を参照)。押出アーム47は、略L字状の部材であり、垂直部47aと水平部47bを有する。
駆動部材48の内部構成は特に限定しないが、ステッピングモータ、サーボモータ、エアシリンダ及びそれらの組合せを例示することができる。また駆動部材48を、線材送出装置(線材を正負方向に送る構成)としてもよい。
(Moving member)
The moving member 46 includes a push arm 47 and a drive member 48 that moves the push arm 47 up and down (see FIGS. 1, 5, and 6). The pushing arm 47 is a substantially L-shaped member and has a vertical portion 47a and a horizontal portion 47b.
Although the internal configuration of the drive member 48 is not particularly limited, a stepping motor, a servo motor, an air cylinder, and a combination thereof can be exemplified. Further, the drive member 48 may be a wire rod feeding device (a configuration in which the wire rod is fed in the positive and negative directions).

本実施形態では、保持孔44hの途中(槽外)に押出アーム47を挿設しつつ、駆動部材48を槽外のガイド部44に隣接配置する(図5及び図6を参照)。
そして水平部47bの一端を上下動可能にガイド部44に挿設するとともに、水平部47bの他端を駆動部材48に取付ける。例えば水平部47bは、ガイド部44途中の長孔(図示省略)に上下動可能に挿入することができる。そして保持孔44h内において、第二黒鉛部42の下方に垂直部47aを配置する。この状態で駆動部材48により、水平部47bを上下動することで、保持孔44h内で垂直部47aを上下動させる。これにより第二黒鉛部42を、ガイド部44(保持孔44h)に沿って空洞化部位20内に向かって押出す(相対移動させる)ことができる。
In the present embodiment, the drive member 48 is disposed adjacent to the guide portion 44 outside the tank while inserting the extrusion arm 47 in the middle of the holding hole 44h (outside the tank) (see FIGS. 5 and 6).
One end of the horizontal portion 47b is inserted into the guide portion 44 so as to be movable up and down, and the other end of the horizontal portion 47b is attached to the drive member 48. For example, the horizontal portion 47b can be inserted into a long hole (not shown) in the middle of the guide portion 44 so as to be movable up and down. And the vertical part 47a is arrange | positioned under the 2nd graphite part 42 in the holding hole 44h. In this state, the vertical portion 47a is moved up and down in the holding hole 44h by moving the horizontal portion 47b up and down by the driving member 48. Thereby, the second graphite portion 42 can be extruded (relatively moved) toward the hollow portion 20 along the guide portion 44 (holding hole 44h).

(供給手段)
供給手段49(略矩形の部材)は、収納部49aと、供給口49bを有する(図5及び図6を参照)。収納部49aは、複数の第二黒鉛部42を並列配置可能な凹部であり、供給口49bは、収納部49aの位置側に設けた孔部である。
本実施形態では、供給手段49をガイド部44の途中に配設して、供給口49bを保持孔44hに連通する。そして収納部49aの第二黒鉛部42(例えば42a〜42c)を、供給口49bに向けて順に水平移動させて、保持孔44h内に連続的に供給する構成とする。
(Supply means)
The supply means 49 (substantially rectangular member) has the accommodating part 49a and the supply port 49b (refer FIG.5 and FIG.6). The accommodating part 49a is a recessed part in which a plurality of second graphite parts 42 can be arranged in parallel, and the supply port 49b is a hole provided on the position side of the accommodating part 49a.
In the present embodiment, the supply means 49 is disposed in the middle of the guide portion 44, and the supply port 49b communicates with the holding hole 44h. And the 2nd graphite part 42 (for example, 42a-42c) of the accommodating part 49a is horizontally moved toward the supply port 49b in order, and is set as the structure supplied continuously in the holding hole 44h.

[第一回収装置]
第一回収装置50は、槽内の気相中に浮遊するカーボンナノ粒子(SWCNHs等)を回収する部材であり、第一捕集部52と、第一排出部54と、複数のポンプPを有する(図1を参照)。第一排出部54は、気体を外部に排気する部材である。
また第一捕集部52は、槽内の気相中に浮遊するカーボンナノ粒子を捕捉する部材であり、ポンプPを介して第一配管6aに連通する。
そして本実施形態では、槽内の気相中に浮遊するカーボンナノ粒子を、ポンプPにて反応槽4内の気体とともに吸い出す。このときSWCNHsは、一般的に粒子径70〜100nmの凝集体で存在する。そして第一捕集部52にて、SWCNHs等を捕集するとともに、第一排出部54にて気体を外部に排出する。
[First recovery unit]
The first recovery device 50 is a member that recovers carbon nanoparticles (SWCNHs and the like) suspended in the gas phase in the tank, and includes a first collection unit 52, a first discharge unit 54, and a plurality of pumps P. (See FIG. 1). The 1st discharge part 54 is a member which exhausts gas outside.
The first collection part 52 is a member that captures carbon nanoparticles floating in the gas phase in the tank, and communicates with the first pipe 6 a via the pump P.
In this embodiment, the carbon nanoparticles floating in the gas phase in the tank are sucked out together with the gas in the reaction tank 4 by the pump P. At this time, SWCNHs generally exist as an aggregate having a particle diameter of 70 to 100 nm. And SWCNHs etc. are collected in the 1st collection part 52, and gas is discharged | emitted in the 1st discharge part 54 outside.

ここで第一捕集部52(内部構成)は特に限定しないが、集塵機、乾式分級装置、固体分離装置を例示することができる。
乾式分級装置として、エアセパレータ、サイクロン、dsセパレータ、ターボクラシフィア、ミクロンセパレータを例示できる。また固体分離装置として、ストリーマ放電や静電気を使用する吸着機を例示できる。
また第一捕集部52又は第一排出部54は、MEPAフィルタ、HEPAフィルタ、ULPAフィルタなどの膜部材を有することが好ましい。この膜部材によって、有害なガスや、微細粒子(例えば粒子径が小さく軽いSWCNHs)を確保することで、微細粒子の外部拡散を防止又は低減できる。
Although the 1st collection part 52 (internal structure) is not specifically limited here, A dust collector, a dry classifier, and a solid separation device can be illustrated.
Examples of the dry classifier include an air separator, a cyclone, a ds separator, a turbo classifier, and a micron separator. Further, as the solid separation device, an adsorber using streamer discharge or static electricity can be exemplified.
Moreover, it is preferable that the 1st collection part 52 or the 1st discharge part 54 has film | membrane members, such as a MEPA filter, a HEPA filter, and a ULPA filter. By securing harmful gas and fine particles (for example, SWCNHs having a small particle diameter and light weight) by this film member, external diffusion of the fine particles can be prevented or reduced.

[第二回収装置]
第二回収装置60は、槽内の液中(液面又は液体中)に存在するカーボンナノ粒子(SWCNHs等)を回収する部材である(図1を参照)。そして第二回収装置60は、バッファー槽61と、第二捕集部62と、スラリー槽63と、第二排出部64と、複数のポンプPを有する。
本実施形態では、第二捕集部62を、バッファー槽61とスラリー槽63と第二排出部64に接続するとともに、バッファー槽61を第二連通部4bに連通する。そして液面上で浮遊又は液体中のカーボンナノ粒子を、押し出し流れによって液体とともにバッファー槽61に移行させる。そして第二捕集部62にて、カーボンナノ粒子を捕集するとともに、第二排出部64にて液体を外部に排出する。捕集されたカーボンナノ粒子(典型的にスラリー状)はスラリー槽63に貯留(回収)される。
[Second collection device]
The 2nd collection | recovery apparatus 60 is a member which collect | recovers the carbon nanoparticles (SWCNHs etc.) which exist in the liquid (liquid surface or liquid) in a tank (refer FIG. 1). The second recovery device 60 includes a buffer tank 61, a second collection part 62, a slurry tank 63, a second discharge part 64, and a plurality of pumps P.
In the present embodiment, the second collection part 62 is connected to the buffer tank 61, the slurry tank 63, and the second discharge part 64, and the buffer tank 61 is connected to the second communication part 4b. Then, the carbon nanoparticles suspended on the liquid surface or in the liquid are transferred to the buffer tank 61 together with the liquid by the extrusion flow. The second collection unit 62 collects the carbon nanoparticles, and the second discharge unit 64 discharges the liquid to the outside. The collected carbon nanoparticles (typically slurry) are stored (recovered) in the slurry tank 63.

ここで第二捕集部62の内部構成は特に限定しないが、遠心分離装置、超遠心分離装置、濾過装置(濾過膜又は吸着膜を使用する装置)を例示することができる。なかでもカーボンナノ粒子の分離方法(固体分離方法)として濾過装置が好ましい。
濾過装置の作動方式は特に限定しないが、大気圧による自然濾過、減圧、加圧濾過、遠心濾過方式を例示できる。また濾過膜として、濾紙、高分子樹脂、セルロース、ガラス繊維フィルタ、精密濾過膜、NF膜(ナノフィルタ膜)、UF膜(限外濾過膜)、RO膜(逆浸透膜)を例示できる。なかでもUF膜による分離濃縮回収は、ナノカーボン粒子の連続した分離濃縮回収に適する。
Here, the internal configuration of the second collection unit 62 is not particularly limited, but examples thereof include a centrifugal separator, an ultracentrifugal separator, and a filtration device (a device that uses a filtration membrane or an adsorption membrane). Among these, a filtration device is preferable as a method for separating carbon nanoparticles (solid separation method).
The operation method of the filtration device is not particularly limited, and examples thereof include natural filtration using atmospheric pressure, reduced pressure, pressure filtration, and centrifugal filtration. Examples of the filtration membrane include filter paper, polymer resin, cellulose, glass fiber filter, microfiltration membrane, NF membrane (nanofilter membrane), UF membrane (ultrafiltration membrane), and RO membrane (reverse osmosis membrane). In particular, separation / concentration collection using a UF membrane is suitable for continuous separation / concentration collection of nanocarbon particles.

[カーボンナノ粒子の製造]
図1及び図5を参照して、陰極部材10と陽極部材40を反応槽4内に配置して、第一黒鉛部12と第二黒鉛部42を対面させる。そして液中の空洞化部位20にガス流路18から不活性ガスを供給しつつ、両黒鉛部12,42間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造する。
そしてガス流路18により、第一黒鉛部12周囲から不活性ガスを導入する。このとき第一黒鉛部12とカバー部16に対する付着物ADの付着を防止又は低減できるものの、第一黒鉛部12の表面には付着物ADが層状に付着(堆積)していく。
[Production of carbon nanoparticles]
With reference to FIG.1 and FIG.5, the cathode member 10 and the anode member 40 are arrange | positioned in the reaction tank 4, and the 1st graphite part 12 and the 2nd graphite part 42 face each other. Then, while supplying an inert gas from the gas flow path 18 to the hollow portion 20 in the liquid, an arc discharge is generated between the graphite portions 12 and 42 to produce carbon nanoparticles.
Then, an inert gas is introduced from the periphery of the first graphite portion 12 through the gas flow path 18. At this time, although the adhesion of the adhering material AD to the first graphite portion 12 and the cover portion 16 can be prevented or reduced, the adhering material AD adheres (deposits) in layers on the surface of the first graphite portion 12.

(回収作業)
ここでアーク放電によって生成されるカーボンナノ粒子は、専らシングルウォールカーボンナノホーン(SWCNHs)と非晶質炭素(アモルファスカーボンやマルチウォールカーボンナノチューブ(MWCNTs)等)である。
これらカーボンナノ粒子は反応槽4内で、自らの比重や第一黒鉛部12(表面)の状態によって分離する。すなわちSWCNHsは疎水性で且つ軽いため液面上に浮き凝集する。また空洞化部位20内の不活性ガスによって勢いよく吹き上げられた一部のSWCNHsが液面で捕獲できずに空中に浮遊する。そして非晶質炭素等は重く、また凝集しているため反応槽4下部に沈殿する。
そこで気相中のカーボンナノ粒子が第一回収装置50に移動して第一捕集部52に回収される。また反応槽4内の押し出し流れにより、液面上で浮遊又は液体中のカーボンナノ粒子が第二回収装置60に移動して第二捕集部62に回収される。
(Recovery work)
Here, the carbon nanoparticles generated by arc discharge are exclusively single wall carbon nanohorns (SWCNHs) and amorphous carbon (amorphous carbon, multiwall carbon nanotubes (MWCNTs, etc.)).
These carbon nanoparticles are separated in the reaction tank 4 according to their specific gravity and the state of the first graphite portion 12 (surface). That is, since SWCNHs is hydrophobic and light, it floats and aggregates on the liquid surface. Also, some SWCNHs blown up vigorously by the inert gas in the hollowed portion 20 cannot be captured at the liquid level and float in the air. Amorphous carbon and the like are heavy and agglomerated so that they are deposited at the bottom of the reaction tank 4.
Therefore, the carbon nanoparticles in the gas phase move to the first collection device 50 and are collected by the first collection unit 52. Further, the carbon nano particles floating on the liquid surface or in the liquid are moved to the second collection device 60 by the extrusion flow in the reaction tank 4 and collected by the second collection unit 62.

(洗浄作業)
上述のアーク放電終了後、カバー部16を上昇させて、第一黒鉛部12を露出させる(図4を参照)。
このとき空洞化部位20(壁面)に付着した付着物ADが、カバー部16と保持部14の相対移動により剥離する。ここでカバー部16(金属製)には付着物ADがほとんど付着しないため、比較的容易に付着物ADを剥離できる。またカバー部16(黒鉛製)には若干の付着物ADが付着(堆積)するが、カバー部16(壁面)と化学的に結合することはないので、この場合にも比較的スムーズに付着物ADを剥離できる。
つぎに第一黒鉛部12表面の付着物ADを除去手段19で除去する。このとき付着物ADは、第一黒鉛部12に対して強固に固着するわけではないので、比較的簡単に除去手段19で除去できる。このように空洞化部位20内の付着物ADを取り除くことで、空洞化部位20内の反応場を初期状態に復帰させることができる。
(Cleaning work)
After the above arc discharge is completed, the cover portion 16 is raised to expose the first graphite portion 12 (see FIG. 4).
At this time, the deposit AD adhering to the hollow portion 20 (wall surface) is peeled off by the relative movement of the cover portion 16 and the holding portion 14. Here, since the deposit AD hardly adheres to the cover portion 16 (made of metal), the deposit AD can be peeled off relatively easily. Further, a slight amount of adhering material AD is deposited (deposited) on the cover portion 16 (made of graphite), but since it is not chemically bonded to the cover portion 16 (wall surface), the adhering material is relatively smooth in this case as well. AD can be peeled off.
Next, the deposit AD on the surface of the first graphite portion 12 is removed by the removing means 19. At this time, the adhering material AD is not firmly fixed to the first graphite portion 12 and can be removed by the removing means 19 relatively easily. Thus, by removing the deposit AD in the hollow portion 20, the reaction field in the hollow portion 20 can be returned to the initial state.

(連続製造)
そして本実施形態では、第二黒鉛部42(42a〜42c)を、反応槽4下部からガイド部44を通して空洞化部位20に逐次(連続的に)供給する(図5及び図6を参照)。
このときガイド部44内の第二黒鉛部42a(1本目)は、移動部材46により所定の制御速度で第二黒鉛部42に接触するまで垂直方向に上昇する。
そして第二黒鉛部42aが保持部14に接触することでアーク放電を開始する(タッチ&スタート)。このとき電源部材Eの設定(電流、電圧など多数のパラメーター)を制御しながら放電が持続するように、第二黒鉛部42aを相対移動(上昇・下降)又は停止させる。
(Continuous production)
In the present embodiment, the second graphite portion 42 (42a to 42c) is sequentially (continuously) supplied from the lower portion of the reaction tank 4 to the hollow portion 20 through the guide portion 44 (see FIGS. 5 and 6).
At this time, the second graphite portion 42a (first one) in the guide portion 44 rises in the vertical direction until it contacts the second graphite portion 42 at a predetermined control speed by the moving member 46.
Then, arc discharge is started when the second graphite portion 42a contacts the holding portion 14 (touch and start). At this time, the second graphite portion 42a is relatively moved (ascended / descended) or stopped so that the discharge is continued while controlling the setting (a number of parameters such as current and voltage) of the power supply member E.

そして第二黒鉛部42a(1本目)は、第二黒鉛部42b(2本目)によって押出されつつ、アークジェットで飛ばされる限界まで使用される。このときガイド部44に沿って第二黒鉛部42aを上昇させることにより、第一黒鉛部12に正確に対面させる。これにより第二黒鉛部42aが、カバー部16や保持部14と接触(連続放電を妨げる接触)することを防止又は低減して、余計な放電を軽減することができる。
そして第二黒鉛部42b(2本目)も、同様に第二黒鉛部42c(3本目)によって押出されつつ、アークジェットで飛ばされる限界まで使用される。
And the 2nd graphite part 42a (1st) is used to the limit blown off by an arc jet, being extruded by the 2nd graphite part 42b (2nd). At this time, the second graphite portion 42a is raised along the guide portion 44 so that the first graphite portion 12 is accurately faced. Thereby, it can prevent or reduce that the 2nd graphite part 42a contacts the cover part 16 and the holding | maintenance part 14 (contact which disturbs continuous discharge), and can reduce an excess discharge.
And the 2nd graphite part 42b (2nd) is used to the limit blown off by an arc jet, being extruded by the 2nd graphite part 42c (3rd) similarly.

以上説明したとおり本実施形態によると、空洞化部位20を適切な位置に配置しつつ、複数の第二黒鉛部42(42a〜42c)を垂直方向に順次相対移動させる。これにより空洞化部位20からの不活性ガスの漏れを防止又は低減することができる。また第二黒鉛部42a〜42cを逐次(連続的に)空洞化部位20内に供給することで、カーボンナノ粒子を継続的に製造することができる。
このように本実施形態によれば、空洞化部位20の好適な内部環境を維持することで、カーボンナノ粒子を効率良く製造することができる。
As described above, according to the present embodiment, the plurality of second graphite parts 42 (42a to 42c) are sequentially relatively moved in the vertical direction while the hollow portion 20 is disposed at an appropriate position. Thereby, the leakage of the inert gas from the hollow portion 20 can be prevented or reduced. Moreover, carbon nanoparticle can be continuously manufactured by supplying the 2nd graphite parts 42a-42c in the cavity part 20 sequentially (continuously).
Thus, according to the present embodiment, carbon nanoparticles can be efficiently manufactured by maintaining a suitable internal environment of the hollowed portion 20.

また本実施形態によれば、アーク放電の開始から、クリーニング(洗浄作業)を経て再びアーク放電を開始することができる。
このため空洞化部位20内(第一黒鉛部12、保持部14、カバー部16)を、付着物ADの付着のほとんどないクリーンな状態で維持することができる。このとき本実施形態では、上述の洗浄作業とアーク放電を、反応槽4内部又は外部の部材で制御しつつ、カーボンナノ粒子を連続的に製造することができる。
Further, according to the present embodiment, arc discharge can be started again from the start of arc discharge through cleaning (cleaning operation).
For this reason, the inside of the hollow portion 20 (the first graphite portion 12, the holding portion 14, and the cover portion 16) can be maintained in a clean state with little adhesion of the deposit AD. At this time, in the present embodiment, carbon nanoparticles can be continuously produced while controlling the above-described cleaning operation and arc discharge with a member inside or outside the reaction vessel 4.

さらに本実施形態では、動作する部分と動作を制御する装置(移動部材46等)が槽外に配置される(液体と接しない環境にある)ため、反応槽4を密閉状にできる。また第一回収装置50と第二回収装置60によって、カーボンナノ粒子を捕集できるとともに、その外部拡散を防止又は低減することができる(好適な暴露防止効果を奏する)。
このため本実施形態の装置によれば、密閉化による暴露防止とともに、カーボンナノ粒子の連続製造を実現することができる(経済産業省「ナノマテリアル製造事業者等における安全対策のあり方研究会」を参照)。
Furthermore, in this embodiment, since the part to operate | move and the apparatus (moving member 46 etc.) which control operation | movement are arrange | positioned outside a tank (it exists in the environment which does not contact with a liquid), the reaction tank 4 can be sealed. In addition, the first recovery device 50 and the second recovery device 60 can collect the carbon nanoparticles, and can prevent or reduce the external diffusion thereof (there is a preferable exposure prevention effect).
For this reason, according to the apparatus of the present embodiment, it is possible to realize continuous production of carbon nanoparticles as well as prevent exposure by sealing (Ministry of Economy, Trade and Industry “Study Group on Safety Measures for Nanomaterial Manufacturers”). reference).

[変形例]
本変形例では、ガス流路18の変形例(18b,18c,18e)を説明する(図7を参照)。
例えば陰極部材10Bでは、第一黒鉛部12に複数のガス流路18bを形成できる(図7(b)を参照)。また陰極部材10Cでは、保持部14の中央に複数のガス流路18cを形成できる(図7(c)を参照)。そして陰極部材10Dでは、複数のガス流路18bと複数のガス流路18cを形成できる(図7(d)を参照)。
また陰極部材10Eでは、第一黒鉛部12の外周面に複数条のセレーション(断面視でノコギリ状の凹凸)が形成される(図7(e)を参照)。これにより第一黒鉛部12と保持部14の間に、複数のガス流路18eを形成できる。また陰極部材10Eでは、複数のガス流路18cと複数のガス流路18eを形成できる(図7(f)を参照)。
[Modification]
In this modification, a modification (18b, 18c, 18e) of the gas flow path 18 will be described (see FIG. 7).
For example, in the cathode member 10B, a plurality of gas flow paths 18b can be formed in the first graphite portion 12 (see FIG. 7B). In the cathode member 10C, a plurality of gas flow paths 18c can be formed in the center of the holding portion 14 (see FIG. 7C). In the cathode member 10D, a plurality of gas flow paths 18b and a plurality of gas flow paths 18c can be formed (see FIG. 7D).
Further, in the cathode member 10E, a plurality of serrations (saw-shaped irregularities in a sectional view) are formed on the outer peripheral surface of the first graphite portion 12 (see FIG. 7E). Thereby, a plurality of gas flow paths 18 e can be formed between the first graphite portion 12 and the holding portion 14. In the cathode member 10E, a plurality of gas flow paths 18c and a plurality of gas flow paths 18e can be formed (see FIG. 7 (f)).

<実施形態2>
実施形態2に係る製造装置2Aの基本構造は、実施形態1とほぼ同一であるため、共通の構造等については対応する符号を付すことで詳細な説明を省略する。
図8の製造装置2Aは、反応槽4と、陰極部材10と、陽極部材40と、複数の回収装置(第一回収装置50,第二回収装置60,第三回収装置80)と、乾燥装置70を有する。
そして本実施形態の製造装置は、不活性ガスのガス流又はアーク放電のジェット流により、陰極部材10(第一黒鉛部12)が第二黒鉛部42から離間する方向に移動する構成である(図9を参照)。以下、各構成について詳述する。
<Embodiment 2>
Since the basic structure of the manufacturing apparatus 2A according to the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment, a detailed description is omitted by assigning corresponding reference numerals to common structures and the like.
8A includes a reaction vessel 4, a cathode member 10, an anode member 40, a plurality of recovery devices (first recovery device 50, second recovery device 60, and third recovery device 80), and a drying device. 70.
And the manufacturing apparatus of this embodiment is the structure which the cathode member 10 (1st graphite part 12) moves to the direction separated from the 2nd graphite part 42 by the gas flow of an inert gas, or the jet flow of arc discharge ( (See FIG. 9). Hereinafter, each configuration will be described in detail.

[陰極部材]
陰極部材10は、第一黒鉛部12と、保持部14と、カバー部16と、ガス流路18と、除去手段19と、スライド移動機構(支柱部90,担持部93,付勢部94)を有する(図8及び図9を参照)。
支柱部90は、槽内に垂直に立設する部材(棒状)であり、スライド孔90hを有する。スライド孔90hは、上下に延びる孔部であり、支柱部90の上部に形成することができる。
また担持部93は、槽内に水平に配置される部材(略L字状)であり、スライド爪92を有する。スライド爪92は、担持部93の一端に固定されており、上述のスライド孔90hに摺動可能に取付けることができる。なお第二配管6bは、担持部93内を通り陰極部材10に通じる。
そして付勢部94(略矩形)は、担持部93を上方に向けて付勢する部材であり、付勢アーム96を有する。本実施例の付勢部94は、槽内に配置することができる。そして付勢アーム96が、図示しない付勢手段(例えばバネ部材、ゴム部材、油圧シリンダ等)を介して付勢部94の上部に接続される。
[Cathode member]
The cathode member 10 includes a first graphite portion 12, a holding portion 14, a cover portion 16, a gas flow path 18, a removing means 19, and a slide moving mechanism (a column portion 90, a supporting portion 93, an urging portion 94). (See FIG. 8 and FIG. 9).
The column 90 is a member (bar shape) that stands vertically in the tank and has a slide hole 90h. The slide hole 90 h is a hole that extends vertically, and can be formed in the upper part of the support column 90.
Further, the supporting portion 93 is a member (substantially L-shaped) disposed horizontally in the tank and has a slide claw 92. The slide claw 92 is fixed to one end of the carrying portion 93 and can be slidably attached to the slide hole 90h. The second pipe 6 b passes through the support portion 93 and communicates with the cathode member 10.
The urging portion 94 (substantially rectangular) is a member that urges the carrier portion 93 upward, and includes an urging arm 96. The urging portion 94 of the present embodiment can be disposed in the tank. The urging arm 96 is connected to the upper portion of the urging unit 94 via urging means (not shown) (for example, a spring member, a rubber member, a hydraulic cylinder, etc.).

本実施例では、担持部93の他端(下方に延びる端部)に陰極部材10を取付ける。つぎにスライド孔90hにスライド爪92を取付けることにより、支柱部90に対して担持部93を上下にスライド移動可能に取付ける。
そして担持部93の途中に付勢アーム96を取付けることで、付勢部94の付勢力により、担持部93(陰極部材10)を上方に押し上げる。ここで付勢部94の付勢力は、陰極部材10と担持部93の重量(下向きの荷重)に応じて、適宜変更することができる。
In the present embodiment, the cathode member 10 is attached to the other end (the end extending downward) of the support portion 93. Next, by attaching the slide claw 92 to the slide hole 90h, the support portion 93 is attached to the support column 90 so as to be slidable up and down.
Then, by attaching the urging arm 96 in the middle of the carrying part 93, the carrying part 93 (cathode member 10) is pushed upward by the urging force of the urging part 94. Here, the urging force of the urging unit 94 can be changed as appropriate according to the weight (downward load) of the negative electrode member 10 and the supporting unit 93.

(カーボンナノ粒子の製造)
図9を参照して、陰極部材10と陽極部材40を反応槽4内に配置して、第一黒鉛部12と第二黒鉛部42を対面させる。そして液中の空洞化部位20にガス流路18から不活性ガスを供給しつつ、両黒鉛部12,42間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造する。
このとき本実施形態では、陰極部材10が、不活性ガスのガス流又はアーク放電のジェット流と付勢部94の付勢力(上向きの荷重)によって上方に押し上げられる(図9(b)(c)を参照)。そして上向きの荷重と、陰極部材10と担持部93の重量(下向きの荷重)のバランスをとることで、第一黒鉛部12と第二黒鉛部42の間の適切なクリアランス(典型的に1mm〜3mm)を確保することができる(図9(d)を参照)。
そして最適なクリアランス(アーク放電ギャップ)を保ちつつ、第二黒鉛部42を、反応槽4下部からガイド部44を通して空洞化部位20に供給することで、カーボンナノ粒子を効率良く製造することができる。
このように本実施形態では、第一黒鉛部12の移動により(配置位置の調整により)、第一黒鉛部12と第二黒鉛部42の間の適切なクリアランス(アーク放電ギャップ)を比較的簡単に確保できる。
(Production of carbon nanoparticles)
Referring to FIG. 9, the negative electrode member 10 and the positive electrode member 40 are disposed in the reaction vessel 4 so that the first graphite portion 12 and the second graphite portion 42 face each other. Then, while supplying an inert gas from the gas flow path 18 to the hollow portion 20 in the liquid, an arc discharge is generated between the graphite portions 12 and 42 to produce carbon nanoparticles.
At this time, in this embodiment, the cathode member 10 is pushed upward by the gas flow of the inert gas or the jet flow of the arc discharge and the urging force (upward load) of the urging portion 94 (FIGS. 9B and 9C). )). Then, by balancing the upward load and the weight (downward load) of the cathode member 10 and the supporting portion 93, an appropriate clearance between the first graphite portion 12 and the second graphite portion 42 (typically 1 mm to 3 mm) can be ensured (see FIG. 9D).
Then, while maintaining the optimum clearance (arc discharge gap), the second graphite portion 42 is supplied from the lower part of the reaction vessel 4 to the hollow portion 20 through the guide portion 44, whereby the carbon nanoparticles can be efficiently produced. .
As described above, in the present embodiment, an appropriate clearance (arc discharge gap) between the first graphite portion 12 and the second graphite portion 42 is relatively simple by moving the first graphite portion 12 (by adjusting the arrangement position). Can be secured.

[第三回収装置]
第三回収装置80は、槽内の液面上に浮遊するカーボンナノ粒子を回収する部材であり、ローラ部材82(第三捕集部)と、案内板83と、回収槽84を有する。ローラ部材82は、円筒状の部材であり、軸周りに回転可能である(図8を参照)。ローラ部材82の材質は特に限定しないが、典型的に金属製である。
本実施例では、バッファー槽61の連通孔部(図示省略)にローラ部材82を取付ける。このときローラ部材82の軸を水平に配置するとともに、ローラ部材82の周面をバッファー槽61の液面に接する位置に配置する。また案内板83を下方傾斜状としたのち、案内板83の一側をバッファー槽61の連通孔部に取付けるとともに、案内板83の他側を、槽外の回収槽84内に配置する。
そしてバッファー槽61の液面状で浮遊するカーボンナノ粒子(SWCNHs等)をローラ部材82の周面に付着させる。つぎにローラ部材82を回転させることにより、上記カーボンナノ粒子を、案内板83を介して回収槽84に移送することができる。
[Third recovery device]
The third recovery device 80 is a member that recovers carbon nanoparticles floating on the liquid level in the tank, and includes a roller member 82 (third collection unit), a guide plate 83, and a recovery tank 84. The roller member 82 is a cylindrical member and is rotatable around an axis (see FIG. 8). The material of the roller member 82 is not particularly limited, but is typically made of metal.
In this embodiment, the roller member 82 is attached to the communication hole (not shown) of the buffer tank 61. At this time, the shaft of the roller member 82 is disposed horizontally, and the circumferential surface of the roller member 82 is disposed at a position in contact with the liquid surface of the buffer tank 61. Further, after the guide plate 83 is inclined downward, one side of the guide plate 83 is attached to the communication hole of the buffer tank 61, and the other side of the guide plate 83 is disposed in the collection tank 84 outside the tank.
Then, carbon nanoparticles (SWCNHs or the like) floating in the liquid state of the buffer tank 61 are attached to the peripheral surface of the roller member 82. Next, by rotating the roller member 82, the carbon nanoparticles can be transferred to the collection tank 84 via the guide plate 83.

なお上述の構成では、バッファー槽61内に仕切り板を設けるなどして、反応槽4の気密性が確保される。
例えばバッファー槽61の上面から水面下に延びる仕切り板(複数又は単数)を設ける。そして仕切り板と液面によって、カーボンナノ粒子が気体(N2)と共に外部に出て行かないようにトラップする。こうすることで反応槽4を、バッファー槽61内の水によって準密閉する(密閉状とする)ことができる。
In the above-described configuration, the airtightness of the reaction tank 4 is ensured by providing a partition plate in the buffer tank 61.
For example, a partition plate (plural or singular) extending from the upper surface of the buffer tank 61 to below the water surface is provided. The carbon nano particles are trapped by the partition plate and the liquid surface so as not to go out together with the gas (N 2 ). By doing so, the reaction tank 4 can be semi-sealed (sealed) with the water in the buffer tank 61.

[乾燥装置]
乾燥装置70は、カーボンナノ粒子を乾燥させる部材であり、乾燥部72と、排出部74を有する(図8を参照)。
本実施例の乾燥装置70は、第二回収装置60(スラリー槽63の上部)に取付けることができる。そして乾燥部72において、第二回収装置60に捕集されたカーボンナノ粒子(スラリー状)を乾燥したのち、乾燥状態のカーボンナノ粒子を捕集する。そして排出部74から、カーボンナノ粒子を除去した気体や液体を外部に排出することができる。
[Drying equipment]
The drying device 70 is a member that dries the carbon nanoparticles, and includes a drying unit 72 and a discharge unit 74 (see FIG. 8).
The drying device 70 of this embodiment can be attached to the second recovery device 60 (the upper portion of the slurry tank 63). And in the drying part 72, after drying the carbon nanoparticle (slurry form) collected by the 2nd collection | recovery apparatus 60, the carbon nanoparticle of a dry state is collected. And the gas and liquid which removed the carbon nanoparticle can be discharged | emitted from the discharge part 74 outside.

[試験例]
以下、本実施形態を試験例に基づいて説明するが、本発明は試験例に限定されない。
本実施例として、図1の製造装置を用いてカーボンナノ粒子を製造した。そして液面上で浮遊するカーボンナノ粒子を回収した。電源部材の放電電流は50Aに設定した。
また不活性ガスとして窒素(N2)を用いるとともに、その流量を25L/minに設定した。なお窒素(N2)の流量を5L/minに設定した場合、アーク放電が安定継続せず、カーボンナノ粒子(生成物)の製造量が少量であった。
[Test example]
Hereinafter, although this embodiment is described based on a test example, the present invention is not limited to the test example.
As a present Example, the carbon nanoparticle was manufactured using the manufacturing apparatus of FIG. And the carbon nanoparticle which floats on the liquid level was collect | recovered. The discharge current of the power supply member was set to 50A.
Also with using nitrogen (N 2) as an inert gas, and set its flow rate 25L / min. When the flow rate of nitrogen (N 2 ) was set to 5 L / min, arc discharge did not continue stably, and the production amount of carbon nanoparticles (product) was small.

そして本実施例では、第一黒鉛部(製造元:東洋炭素株式会社、製品名:超高純度等方黒鉛材IG−110、純度:99,999%)の径寸法をφ9mmに設定した。また第二黒鉛部(東洋炭素株式会社、製品名:超高純度等方黒鉛材IG−110、純度:99,999%)の径寸法をφ3mmに設定するとともに、その長さ寸法を100mmに設定した。そして第一黒鉛部と第二黒鉛部のクリアランス(アーク放電ギャップ)を2mmに設定した。
またカバー部と保持部の材質として、黒鉛((株)東洋炭素製 超高純度黒鉛 純度99,999%)を使用した。そしてカバー部の厚み寸法を1mmに設定し、保持部の径寸法を12mmに設定した(すなわちアーク放電ギャップを3mmに設定した)。第一黒鉛部に対するカバー部の突出長さ寸法(空洞化部位の深さ寸法)は15mmに設定した。
In the present example, the diameter of the first graphite part (manufacturer: Toyo Tanso Co., Ltd., product name: ultra-high purity isotropic graphite material IG-110, purity: 99,999%) was set to 9 mm. In addition, the diameter of the second graphite part (Toyo Tanso Co., Ltd., product name: ultra-high purity isotropic graphite material IG-110, purity: 99,999%) is set to φ3 mm and its length is set to 100 mm. did. The clearance (arc discharge gap) between the first graphite part and the second graphite part was set to 2 mm.
In addition, graphite (purity 99,999%, ultra-high purity graphite manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd.) was used as the material for the cover part and the holding part. And the thickness dimension of the cover part was set to 1 mm, and the diameter dimension of the holding part was set to 12 mm (that is, the arc discharge gap was set to 3 mm). The projecting length dimension of the cover part relative to the first graphite part (depth dimension of the hollow portion) was set to 15 mm.

(透過型電子顕微鏡を用いたカーボンナノ粒子の観察)
得られたカーボンナノ粒子(生成物)を、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope、製造元:日本電気株式会社、型式:JEM−3010)のメッシュグリッドに振り落として、それを観察した。
(Observation of carbon nanoparticles using a transmission electron microscope)
The obtained carbon nanoparticles (product) were shaken off on a mesh grid of a transmission electron microscope (Transmission Electron Microscope, manufacturer: NEC Corporation, model: JEM-3010) and observed.

(ラマン錯乱測定)
得られたカーボンナノ粒子(生成物)を、レーザーラマン分光光度計(製造元:日本分光株式会社、型式NRS−21VUV)を用いて、試料のスペクトル分析を行った。
(Raman confusion measurement)
The obtained carbon nanoparticles (product) were subjected to spectral analysis of a sample using a laser Raman spectrophotometer (manufacturer: JASCO Corporation, model NRS-21VUV).

[結果及び考察]
本実施例では、第一黒鉛部(3φ・100mm)一本の処理時間は25〜30秒ほどであった。また生成物(カーボンナノ粒子)は、第一黒鉛部一本あたり0.4〜0.5g程度であった。
このことから本実施例の製造装置では、単位時間当りの収率(単純計算)が、特許文献1に記載の技術(実施例1)と比較して大幅に向上したことがわかった(48〜50g/h・13〜14倍)。
[Results and discussion]
In this example, the processing time for one first graphite part (3φ · 100 mm) was about 25 to 30 seconds. The product (carbon nanoparticles) was about 0.4 to 0.5 g per first graphite part.
From this, it was found that in the production apparatus of this example, the yield per unit time (simple calculation) was significantly improved as compared with the technique described in Patent Document 1 (Example 1) (48- 50 g / h · 13-14 times).

またTEM観察にて、上述の生成物が、シングルウォールカーボンナノホーン(SWCNHs)であることを確認した(図10を参照)。SWCNHsの粒径は20〜40nmであった。また同観察では、生成物に不純物(アモルファス状のカーボンやマルチウォールカーボンナノチューブ(MWCNTs))がほとんど観察されなかった。
さらにラマン錯乱測定においてもD−bandに鋭いピークが観測され、またD/G比からも、生成物が、構造欠陥の少ないSWCNHsであると推測された(図11を参照)。
Moreover, it was confirmed by TEM observation that the above-mentioned product was a single wall carbon nanohorn (SWCNHs) (see FIG. 10). The particle size of SWCNHs was 20 to 40 nm. In the same observation, impurities (amorphous carbon and multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs)) were hardly observed in the product.
Furthermore, a sharp peak was observed in the D-band in the Raman confusion measurement, and it was speculated from the D / G ratio that the product was SWCNHs with few structural defects (see FIG. 11).

以上の試験結果から、本実施例の製造装置によれば、純度が極めて高いカーボンナノ粒子を製造できることがわかった。
また本実施例の製造装置によれば、第二黒鉛部を逐次供給することにより、純度が極めて高いカーボンナノ粒子を連続的に製造できることが容易に推測される。
From the above test results, it was found that the production apparatus of this example can produce carbon nanoparticles with extremely high purity.
Moreover, according to the manufacturing apparatus of the present Example, it is easily estimated that carbon nanoparticles having extremely high purity can be continuously manufactured by sequentially supplying the second graphite part.

本実施形態の製造装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。
(1)実施形態1では、第一回収装置50と第二回収装置60を備える製造装置2を例示した。実施形態2では、第一回収装置50と第二回収装置60と第三回収装置80を有する製造装置2Aを例示した。
これら製造装置2(2A)の構成は適宜変更可能である。例えば各製造装置は、第一回収装置と第二回収装置と第三回収装置の中の少なくとも一つの回収装置を有することができる。また各製造装置は、回収装置を非装備とすることもできる。
また本実施形態では、第一回収装置と第二回収装置と第三回収装置の構成を例示したが、これら回収装置の構成を限定する趣旨ではない。例えば第二回収装置は、第二捕集部と第二排出部のみで構成することができる。
また製造装置2(2A)には、必要に応じて乾燥装置70を装備させることができる。そして乾燥装置70は、第三回収装置80(回収槽84)に設けることもできる。
The manufacturing apparatus of the present embodiment is not limited to the above-described embodiment, and can take various other embodiments.
(1) In Embodiment 1, the manufacturing apparatus 2 provided with the 1st collection | recovery apparatus 50 and the 2nd collection | recovery apparatus 60 was illustrated. In the second embodiment, the manufacturing apparatus 2A having the first recovery device 50, the second recovery device 60, and the third recovery device 80 is illustrated.
The structure of these manufacturing apparatuses 2 (2A) can be changed as appropriate. For example, each manufacturing apparatus can have at least one recovery device among a first recovery device, a second recovery device, and a third recovery device. In addition, each manufacturing apparatus can be equipped with no recovery device.
In the present embodiment, the configurations of the first recovery device, the second recovery device, and the third recovery device are illustrated, but the configuration of the recovery devices is not intended to be limited. For example, a 2nd collection | recovery apparatus can be comprised only with a 2nd collection part and a 2nd discharge part.
Further, the manufacturing apparatus 2 (2A) can be equipped with a drying apparatus 70 as necessary. And the drying apparatus 70 can also be provided in the 3rd collection | recovery apparatus 80 (collection tank 84).

(2)また本実施形態では、カバー部16が移動する構成を説明したが、保持部14(第一黒鉛部12)が移動する構成とすることができる。このときカバー部の上端は、保持機構を介して反応槽の壁面や第二配管に固定される。また保持部(第一黒鉛部)の上端は、駆動機構を介して反応槽の壁面や第二配管に取付けられる。
(3)また本実施形態の電源部材Eは、各電極部材に直流電圧を印加する構成とすることができ、直流パルス電圧を印加する構成とすることもできる。
(2) In the present embodiment, the configuration in which the cover portion 16 moves has been described. However, the holding portion 14 (the first graphite portion 12) may be moved. At this time, the upper end of the cover part is fixed to the wall surface of the reaction tank or the second pipe via the holding mechanism. Further, the upper end of the holding part (first graphite part) is attached to the wall surface of the reaction tank or the second pipe via a drive mechanism.
(3) Moreover, the power supply member E of this embodiment can be set as the structure which applies a DC voltage to each electrode member, and can also be set as the structure which applies a DC pulse voltage.

(4)また本実施形態では、第一黒鉛部と第二黒鉛部を専ら黒鉛にて形成する例を説明したが、これら黒鉛部の構成を限定する趣旨ではない。
すなわち第一黒鉛部と第二黒鉛部は、鉄、ニッケル又はイットリウムなどの金属(添加物)が含有されていてもよい。また第一黒鉛部と第二黒鉛部の一部又は全部に添加物を付与(散布,塗布,メッキ又はコート)することもできる。また第一黒鉛部と第二黒鉛部(黒鉛の材質)として、アーク放電が起こる程度の伝導性を有する黒鉛化度又は純度を有する炭素(アモルファスカーボンや活性炭など)を使用することができる。
なおカーボンナノ粒子の変性を回避する観点から、カバー部や保持部を、添加物とは異なる材質で形成することが好ましい。
また本実施形態では、複数の第二黒鉛部42を反応槽4に逐次供給する例を説明した。これとは異なり、単数の第二黒鉛部を反応槽に供給することもできる(バッチ式の製造形態を採用することができる)。
(4) In the present embodiment, the example in which the first graphite portion and the second graphite portion are exclusively formed of graphite has been described. However, the configuration of the graphite portions is not intended to be limited.
That is, the first graphite part and the second graphite part may contain a metal (additive) such as iron, nickel, or yttrium. Moreover, an additive can also be provided (spreading, application | coating, plating, or coating) to a part or all of a 1st graphite part and a 2nd graphite part. Further, as the first graphite part and the second graphite part (graphite material), carbon (amorphous carbon, activated carbon, or the like) having a degree of graphitization or purity having conductivity that causes arc discharge can be used.
From the viewpoint of avoiding the modification of the carbon nanoparticles, it is preferable to form the cover part and the holding part with a material different from the additive.
Moreover, in this embodiment, the example which supplies the some 2nd graphite part 42 to the reaction tank 4 sequentially was demonstrated. In contrast to this, a single second graphite part can also be supplied to the reaction vessel (a batch production mode can be adopted).

(5)また実施形態2では、スライド移動機構(支柱部90,担持部93,付勢部94)の構成を例示したが、同機構の構成を限定する趣旨ではない。例えば付勢部は、担持部を押し上げる構成とすることができ、また担持部を吊り上げる構成とすることができる。
(6)また陰極部材10と担持部93が軽量であるとき(下向きの荷重が小さいとき)、付勢部によって、担持部を押し下げたり、下方に引張したりすることができる。担持部の材質は特に限定しないが、例えば金属(比較的重い材質)や樹脂(比較的軽い材質)を例示することができる。
(7)また実施形態2では、陰極部材10自体を垂直方向に移動させる例を説明した。これとは異なり、第一黒鉛部(及び保持部)のみを垂直方向に移動させることもできる。
また実施形態2では、陰極部材10をスライド移動させる例を説明した。これとは異なり、陰極部材10(担持部93)を、スライド爪92を回転中心として回転させる構成とすることもできる。
(8)また実施形態2では、第三捕集部としてローラ部材82を例示したが、第三捕集部の構成を限定する趣旨ではない。例えば第三捕集部としてベルトコンベアを用いることができる。ベルトコンベアによりカーボンナノ粒子を捕捉して、そのまま回収槽に移送することができる(案内板を省略することができる)。また案内板の代わりにベルトコンベアを用いることもできる。
(5) In the second embodiment, the configuration of the slide movement mechanism (the column portion 90, the support portion 93, and the urging portion 94) is exemplified, but the configuration of the mechanism is not limited. For example, the urging unit can be configured to push up the carrying unit and can be configured to lift the carrying unit.
(6) When the cathode member 10 and the supporting portion 93 are lightweight (when the downward load is small), the supporting portion can be pushed down or pulled downward by the biasing portion. Although the material of a support part is not specifically limited, For example, a metal (relatively heavy material) and resin (relatively light material) can be illustrated.
(7) In the second embodiment, the example in which the cathode member 10 itself is moved in the vertical direction has been described. Unlike this, only the first graphite portion (and the holding portion) can be moved in the vertical direction.
In the second embodiment, the example in which the cathode member 10 is slid and moved has been described. Unlike this, the cathode member 10 (supporting portion 93) may be configured to rotate around the slide claw 92 as a rotation center.
(8) Moreover, in Embodiment 2, although the roller member 82 was illustrated as a 3rd collection part, it is not the meaning which limits the structure of a 3rd collection part. For example, a belt conveyor can be used as the third collection unit. The carbon nanoparticles can be captured by the belt conveyor and transferred to the collection tank as it is (the guide plate can be omitted). A belt conveyor can be used instead of the guide plate.

(9)本実施形態の製造方法にて製造されたカーボンナノ粒子は、その純度が極めて高い。このため同粒子は、電界放出ディスプレイ (FED:Field Emission Display)などの電子放出源、二次電池材料、ガス吸蔵材及び電磁波吸収体などに好適に利用できる。 (9) The purity of the carbon nanoparticles produced by the production method of this embodiment is extremely high. Therefore, the particles can be suitably used for an electron emission source such as a field emission display (FED), a secondary battery material, a gas storage material, and an electromagnetic wave absorber.

2 製造装置
4 反応槽
6a 第一配管
6b 第二配管
8 ガス供給装置
10 陰極部材
12 第一黒鉛部
14 保持部
16 カバー部
18 ガス流路
19 除去手段
20 空洞化部位
40 陽極部材
42 第二黒鉛部
44 ガイド部
46 移動部材
47 押出アーム
48 駆動部材
49 供給手段
50 第一回収装置
52 第一捕集部
54 第一排出部
60 第二回収装置
61 バッファー槽
62 第二捕集部
63 スラリー槽
64 第二排出部
70 乾燥装置
72 乾燥部
74 排出部
80 第三回収装置
82 ローラ部材
83 案内板
84 回収槽
90 支柱部
92 スライド爪
93 担持部
94 付勢部
96 付勢アーム
AD 付着物
E 電源部材
L 導線
2 Manufacturing apparatus 4 Reaction tank 6a First pipe 6b Second pipe 8 Gas supply apparatus 10 Cathode member 12 First graphite section 14 Holding section 16 Cover section 18 Gas flow path 19 Removal means 20 Cavity part 40 Anode member 42 Second graphite Unit 44 guide unit 46 moving member 47 pushing arm 48 drive member 49 supply means 50 first collection device 52 first collection unit 54 first discharge unit 60 second collection unit 61 buffer tank 62 second collection unit 63 slurry tank 64 Second discharge unit 70 Drying device 72 Drying unit 74 Discharge unit 80 Third collection device 82 Roller member 83 Guide plate 84 Collection tank 90 Column 92 Slide claw 93 Supporting unit 94 Energizing unit 96 Energizing arm AD Adhering substance E Power supply member L lead wire

Claims (5)

液体を保持可能な密閉状の反応槽に陰極部材と陽極部材を配設するとともに、前記陰極部材の一端に空洞化部位を形成して、前記陰極部材の第一黒鉛部と前記陽極部材の第二黒鉛部を前記空洞化部位内で対面配置したのち、液中の前記空洞化部位に前記ガス流路から不活性ガスを供給しつつ、両黒鉛部間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造するカーボンナノ粒子の製造装置において、
前記陽極部材が、前記反応槽外に配置の移動部材と、前記反応槽内に突出のガイド部を有し、前記第二黒鉛部が、前記移動装置によって、前記ガイド部に沿って前記空洞化部位内に向かって垂直方向に相対移動するカーボンナノ粒子の製造装置。
The cathode member and the anode member are disposed in a sealed reaction vessel capable of holding a liquid, and a hollow portion is formed at one end of the cathode member, so that the first graphite portion of the cathode member and the anode member After disposing the two graphite parts facing each other in the hollowed part, the carbon nanoparticle is generated by generating an arc discharge between the two graphite parts while supplying an inert gas from the gas flow path to the hollowed part in the liquid. In the carbon nanoparticle production apparatus for producing
The anode member has a moving member disposed outside the reaction tank, and a guide portion protruding inside the reaction tank, and the second graphite portion is hollowed along the guide portion by the moving device. A device for producing carbon nanoparticles that moves relative to each other in the vertical direction.
前記第一黒鉛部が、前記不活性ガスのガス流又は前記アーク放電のジェット流により、前記第二黒鉛部から離間する方向に移動する構成とした請求項1に記載のカーボンナノ粒子の製造装置。   2. The apparatus for producing carbon nanoparticles according to claim 1, wherein the first graphite part moves in a direction away from the second graphite part by a gas flow of the inert gas or a jet flow of the arc discharge. . 前記陰極部材が、棒状の第一黒鉛部と、前記第一黒鉛部周囲のカバー部と、除去手段を有し、
前記カバー部と前記第一黒鉛部のいずれか一方を、前記一方とは異なる他方に対して垂直方向に相対移動可能とし、
前記カバー部を、前記第一黒鉛部周りに配置して前記空洞化部位を形成するとともに、前記カバー部を垂直方向に相対移動させて、前記カバー部から前記第一黒鉛部を露出させたのち、前記第一黒鉛部に付着した付着物を前記除去手段によって除去する構成とした請求項1又は2に記載のカーボンナノ粒子の製造装置。
The cathode member has a rod-shaped first graphite portion, a cover portion around the first graphite portion, and a removing means,
Either one of the cover part and the first graphite part can be moved relative to the other different from the one in the vertical direction,
The cover portion is disposed around the first graphite portion to form the hollow portion, and the cover portion is relatively moved in the vertical direction to expose the first graphite portion from the cover portion. The apparatus for producing carbon nanoparticles according to claim 1 or 2, wherein the deposit attached to the first graphite portion is removed by the removing means.
前記陰極部材が、棒状の第一黒鉛部と、前記第一黒鉛部周囲のカバー部と、前記第一黒鉛部を保持する保持部を有し、
前記保持部を、前記第一黒鉛部と前記カバー部の間に配置するとともに、前記ガス流路を、前記保持部と前記第一黒鉛部の間又は前記保持部内に形成する構成とした請求項1〜3のいずれかに記載のカーボンナノ粒子の製造装置。
The negative electrode member has a rod-shaped first graphite part, a cover part around the first graphite part, and a holding part for holding the first graphite part,
The configuration is such that the holding portion is disposed between the first graphite portion and the cover portion, and the gas flow path is formed between the holding portion and the first graphite portion or in the holding portion. The manufacturing apparatus of the carbon nanoparticle in any one of 1-3.
前記製造装置が、第一回収装置と第二回収装置と第三回収装置の少なくとも一つを有し、
前記第一回収装置が、槽内の気相中に浮遊するカーボンナノ粒子を回収可能であり、前記第二回収装置が、槽内の液中に存在するカーボンナノ粒子を回収可能であり、前記第三回収装置が、槽内の液面上に浮遊するカーボンナノ粒子を回収可能である請求項1〜4のいずれかに記載のカーボンナノ粒子の製造装置。
The manufacturing apparatus has at least one of a first recovery device, a second recovery device, and a third recovery device,
The first recovery device can recover the carbon nanoparticles floating in the gas phase in the tank, the second recovery device can recover the carbon nanoparticles present in the liquid in the tank, The apparatus for producing carbon nanoparticles according to any one of claims 1 to 4, wherein the third recovery device is capable of recovering the carbon nanoparticles floating on the liquid surface in the tank.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015519280A (en) * 2012-04-18 2015-07-09 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Removal of carbon nanotubes from aqueous systems
US20170369984A1 (en) * 2016-06-24 2017-12-28 Veeco Instruments Inc. Enhanced cathodic arc source for arc plasma deposition

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015519280A (en) * 2012-04-18 2015-07-09 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Removal of carbon nanotubes from aqueous systems
US9975793B2 (en) 2012-04-18 2018-05-22 Exxonmobil Upstream Research Company Removing carbon nanotubes from a water system
US20170369984A1 (en) * 2016-06-24 2017-12-28 Veeco Instruments Inc. Enhanced cathodic arc source for arc plasma deposition
CN107541705A (en) * 2016-06-24 2018-01-05 威科仪器有限公司 For the enhanced cathode arc source of arc plasma deposition
CN107541705B (en) * 2016-06-24 2020-12-04 威科仪器有限公司 Enhanced cathode arc source for arc plasma deposition
US11466360B2 (en) 2016-06-24 2022-10-11 Veeco Instruments Inc. Enhanced cathodic ARC source for ARC plasma deposition

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