JP2011230993A - Method of manufacturing carbon material - Google Patents

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毅 喜屋武
Toshiyuki Watanabe
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a novel carbon material.SOLUTION: In this method of manufacturing a carbon material, while a feed compound as carbon source is supplied in a closed vessel in which argon, carbon dioxide or nitrogen in supercritical state is contained as an ambient fluid, discharge plasma is generated by applying a voltage between the two electrodes set in the closed vessel and the feed compound is decomposed by the discharge plasma and a membranal carbon material is formed at least on one of the two electrodes.

Description

本発明は炭素材料の製造方法および新規な構造を有する炭素材料に関する。   The present invention relates to a carbon material production method and a carbon material having a novel structure.

近年、プラズマCVD (Chemical Vapor Deposition)法を始めとする様々な方法により炭素系モノマを放電分解してアモルファスカーボン薄膜やダイヤモンド状カーボン薄膜の作製が盛んに行われている（例えば、特許文献１〜３、非特許文献１，２）。薄膜を作製するうえで重要となる点は、いかに最適な析出パラメータ(ガス圧力、ガス流量、電力、基板温度、放電周波数や放電形式など)を選ぶかである。アモルファスカーボン薄膜の作製においては、原料としてメタンなどの炭化水素が広く用いられ、それらの炭化水素分子をプラズマ中で分解すると硬質のアモルファスカーボン膜が作製されることが知られている。しかし、メタンなどの炭化水素を含むプラズマ中での微粒子生成については、炭素同士が立体的にも平面的(あるいは鎖状)にも結び付く可能性があるため成長条件のわずかな変化で構造が変わり、成長過程の解析も容易ではない。そのため、ダイヤモンド薄膜作製においてはメタンに代わってアセトンやアルコールなどの有機化合物を原料とした成膜がなされている。このプロセスは低電力であり、堆積速度が向上することが報告されている。これは原料の違いによる解離、電離および膜生成過程の相違に基づくものだと考えられている。   In recent years, an amorphous carbon thin film or a diamond-like carbon thin film has been actively produced by discharge decomposition of a carbon-based monomer by various methods including a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method (for example, Patent Documents 1 to 3). 3. Non-patent documents 1, 2). An important point in producing a thin film is how to select the optimum deposition parameters (gas pressure, gas flow rate, power, substrate temperature, discharge frequency, discharge type, etc.). In the production of an amorphous carbon thin film, hydrocarbons such as methane are widely used as raw materials, and it is known that when these hydrocarbon molecules are decomposed in plasma, a hard amorphous carbon film is produced. However, with regard to the generation of fine particles in plasmas containing hydrocarbons such as methane, the structure changes with slight changes in growth conditions because carbon may be linked sterically or planarly (or chained). Also, analysis of the growth process is not easy. Therefore, in forming a diamond thin film, a film is formed using an organic compound such as acetone or alcohol instead of methane as a raw material. This process is reported to be low power and improve the deposition rate. This is thought to be based on dissociation, ionization, and film formation processes due to differences in raw materials.

上記のような種々の方法にて製造される炭素材料は、電気・電子・磁気分野、エネルギー分野、表面改質分野（耐摩耗性）、プローブ・センサ分野、医療・診断分野など、広汎な分野への応用が将来へ向け期待されており、より優れた物性を持つ炭素材料の開発が強く望まれている。
一方で、上記の製造方法では、炭素源となる原料化合物が、芳香族環などを含む難分解性化合物である場合などは成膜が困難であるなどの問題が報告されている。 Carbon materials produced by various methods as described above are used in a wide range of fields such as the electrical / electronic / magnetic field, energy field, surface modification field (wear resistance), probe / sensor field, and medical / diagnosis field. Therefore, the development of carbon materials with better physical properties is strongly desired.
On the other hand, in the production method described above, there have been reported problems such as difficulty in film formation when the raw material compound serving as a carbon source is a hardly decomposable compound containing an aromatic ring or the like.

一方、近年、超臨界流体を溶媒として用いた炭素材料の合成が注目されている（例えば、非特許文献３）。この方法では、難分解性化合物を炭素源として使用できるが、触媒を用い、非常に高温・高圧な雰囲気(例えば、１０００℃、１０００ＭＰａ)において長時間のプロセスが必要となる。また、使用した触媒が、生成する炭素材料へ不純物として残留するという問題もある。   On the other hand, in recent years, synthesis of carbon materials using a supercritical fluid as a solvent has attracted attention (for example, Non-Patent Document 3). In this method, although a hardly decomposable compound can be used as a carbon source, a long process is required in a very high temperature and high pressure atmosphere (for example, 1000 ° C., 1000 MPa) using a catalyst. There is also a problem that the used catalyst remains as an impurity in the generated carbon material.

特開２００９−１２７０５号公報JP 2009-12705 A 特開２００８−２９１３２号公報JP 2008-29132 A 特開２００６−２８９８３号公報JP 2006-28983 A

Y. Hatashi, J. Plasma Fusion Res., 78(4), 320-324 (2002)Y. Hatashi, J. Plasma Fusion Res., 78 (4), 320-324 (2002) M. Motiei, Y. R. Hacoher, J. C. Moreno, and A. J. Gedanken, J. Am. Chem. Soc., 123(35), 8624-8625 (2001)M. Motiei, Y. R. Hacoher, J. C. Moreno, and A. J. Gedanken, J. Am. Chem. Soc., 123 (35), 8624-8625 (2001) T. Ito, K. Katahira, Y. Shimizu, T. Sasaki, N. Koshizaki, and K. Terashima, J. Mater. Chem., 14, 1513-1515 (2004)T. Ito, K. Katahira, Y. Shimizu, T. Sasaki, N. Koshizaki, and K. Terashima, J. Mater. Chem., 14, 1513-1515 (2004)

かかる状況下、本発明は、広汎な分野への応用が期待できる新規な炭素材料の製造方法を提供することを目的とする。   Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a novel method for producing a carbon material that can be expected to be applied to a wide range of fields.

本発明者等はこれまで超臨界流体および亜臨界流体におけるナノパルス放電技術を利用したナノパルス放電プラズマの研究を行ってきた。その知見を基に創意工夫した結果、特定の超臨界状態の流体中にて、炭素源となる原料化合物を原料としてプラズマ放電を行うことにより、無触媒で新規な炭素材料が合成可能であることを見出し、本発明を完成させた。   The inventors of the present invention have so far studied nanopulse discharge plasma using nanopulse discharge technology in supercritical fluid and subcritical fluid. As a result of ingenuity based on this knowledge, new carbon materials can be synthesized without catalyst by performing plasma discharge using a raw material compound as a carbon source in a specific supercritical fluid. The present invention was completed.

すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
＜１＞ 超臨界状態のアルゴン、二酸化炭素または窒素を雰囲気流体とする密閉容器内に炭素源となる原料化合物を供給しつつ、前記密閉容器内に設けられた２つの電極に電圧を印加することで前記２つの電極間に生起させた放電プラズマによって前記原料化合物を分解し、前記２つの電極のうちの少なくとも一方の電極上に膜状の炭素材料を形成する炭素材料の製造方法。
＜２＞ 超臨界状態のアルゴンを雰囲気流体とする請求項１記載の炭素材料の製造方法。
＜３＞ 前記原料化合物が、芳香族化合物である前記＜１＞または＜２＞に記載の炭素材料の製造方法。
＜４＞ 前記原料化合物が、フェノールまたはアニリンである前記＜３＞記載の炭素材料の製造方法。
＜５＞ 前記電極が、不平等電極である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の炭素材料の製造方法。
＜６＞ 電極間距離が、０．１〜１０ｍｍである前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の炭素材料の製造方法。
＜７＞ ナノパルス発生電源を用いて電圧を印加することによって、放電をナノパルス放電により行うナノパルス発生電源前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の炭素材料の製造方法。
＜８＞ 形成されるプラズマが、熱平衡プラズマである前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の炭素材料の製造方法。
＜９＞ 前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の方法にて製造され、アモルファス構造を有する炭素を含有する膜状の炭素材料。
＜１０＞ 回折面としてグラファイト００２面およびグラファイト１００面を有する炭素を含有する前記＜９＞記載の炭素材料。 That is, the present invention relates to the following inventions.
<1> Applying a voltage to the two electrodes provided in the sealed container while supplying a raw material compound serving as a carbon source into the sealed container using argon, carbon dioxide, or nitrogen in a supercritical state as an atmospheric fluid A method for producing a carbon material, wherein the raw material compound is decomposed by a discharge plasma generated between the two electrodes to form a film-like carbon material on at least one of the two electrodes.
<2> The method for producing a carbon material according to claim 1, wherein argon in a supercritical state is used as an atmospheric fluid.
<3> The method for producing a carbon material according to <1> or <2>, wherein the raw material compound is an aromatic compound.
<4> The method for producing a carbon material according to <3>, wherein the raw material compound is phenol or aniline.
<5> The method for producing a carbon material according to any one of <1> to <4>, wherein the electrode is an unequal electrode.
<6> The method for producing a carbon material according to any one of <1> to <5>, wherein the distance between the electrodes is 0.1 to 10 mm.
<7> A nanopulse generation power source that performs discharge by nanopulse discharge by applying a voltage using a nanopulse generation power source. The method for producing a carbon material according to any one of <1> to <6>.
<8> The method for producing a carbon material according to any one of <1> to <7>, wherein the plasma to be formed is thermal equilibrium plasma.
<9> A film-like carbon material produced by the method according to any one of <1> to <8> and containing carbon having an amorphous structure.
<10> The carbon material according to <9>, containing carbon having a graphite 002 plane and a graphite 100 plane as diffraction planes.

本発明の製造方法によると、アモルファス構造を有する炭素を含有した新規な炭素材料を得ることができる。   According to the production method of the present invention, a novel carbon material containing carbon having an amorphous structure can be obtained.

本発明に係る炭素材料を製造する際の装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure at the time of manufacturing the carbon material which concerns on this invention. 実施例１の炭素材料のＳＥＭ画像（500倍）である。2 is an SEM image (500 times) of the carbon material of Example 1. 実施例１の炭素材料のＳＥＭ画像（3000倍）である。2 is an SEM image (3000 times) of the carbon material of Example 1. 実施例１の炭素材料のＳＥＭ画像（10000倍）である。2 is an SEM image (10,000 times) of the carbon material of Example 1. 実施例１の炭素材料のラマンスペクトルである。2 is a Raman spectrum of the carbon material of Example 1. 実施例１の炭素材料のＵＶスペクトルである。2 is a UV spectrum of the carbon material of Example 1. 実施例１の炭素材料のＸ線回折パターンである。2 is an X-ray diffraction pattern of the carbon material of Example 1. FIG. 実施例２の炭素材料のＳＥＭ画像（500倍）である。3 is a SEM image (500 times) of the carbon material of Example 2. 実施例２の炭素材料のＳＥＭ画像（3000倍）である。3 is a SEM image (3000 times) of the carbon material of Example 2. （ａ）は、実施例２の炭素材料のＳＥＭ画像（10000倍）であり、（ｂ）は（ａ）に対応するＥＤＸの結果である。(A) is the SEM image (10000 time) of the carbon material of Example 2, (b) is the result of EDX corresponding to (a). 実施例２の炭素材料のラマンスペクトルである。3 is a Raman spectrum of the carbon material of Example 2. 実施例２の炭素材料のＸＲＦ測定の結果である。It is a result of the XRF measurement of the carbon material of Example 2.

以下、本発明につき詳細に説明する。
本発明は、先ず、超臨界状態のアルゴン、二酸化炭素または窒素を雰囲気流体とする密閉容器内に炭素源となる原料化合物（以下、単に「原料化合物」と称す場合がある。）を供給しつつ、前記密閉容器内に設けられた２つの電極に電圧を印加することで前記２つの電極間に生起させた放電プラズマによって前記原料化合物を分解し、前記２つの電極のうちの少なくとも一方の電極上に膜状の炭素材料を形成することを特徴とする炭素材料の製造方法に関するものである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, first, a raw material compound serving as a carbon source (hereinafter may be simply referred to as “raw material compound”) is supplied into a sealed container using argon, carbon dioxide, or nitrogen in a supercritical state as an atmospheric fluid. The raw material compound is decomposed by a discharge plasma generated between the two electrodes by applying a voltage to the two electrodes provided in the sealed container, and on at least one of the two electrodes. The present invention relates to a method for producing a carbon material characterized by forming a film-like carbon material.

本発明の製造方法の特徴の一つは、超臨界状態のアルゴン、二酸化炭素または窒素を雰囲気流体とした密閉容器に、原料化合物を供給しつつ、前記密閉容器内に設けられた２つの電極に電圧を印加することで、前記電極間に生起させた放電プラズマ（好適には、ナノパルス放電プラズマ）によって超臨界状態のアルゴン、二酸化炭素または窒素中に溶解した炭素源となる原料化合物を分解することにあり、このことによってアモルファス構造の炭素を含む炭素材料を、前記２つの電極うちの少なくとも一方の電極上に生成することができる。
ここで、「超臨界状態」とは、気相と液相両者の密度が等しくなり区別がつかなくなる点（臨界点）を超えた温度・圧力下にある状態をいい、液体的な性質と気体的な性質をもった高密度流体と言うことができる。アルゴンの場合には、臨界温度が１５０．７５Ｋ、臨界圧力が４．８７ＭＰａである。また、二酸化炭素の場合には、臨界温度が３０４．１Ｋ、臨界圧力が７．３８ＭＰａであり、窒素の場合には、臨界温度が１２６．２Ｋ、臨界圧力が３．３９ＭＰａである。
この中でも、超臨界状態のアルゴンを雰囲気流体とすることが好ましい。超臨界状態のアルゴンを雰囲気流体とすると絶縁耐力が低いため、放電しやすいという利点があり、本発明の製造方法に好適である。 One of the features of the production method of the present invention is that the two compounds provided in the closed vessel are supplied while supplying the raw material compound to the closed vessel using argon, carbon dioxide or nitrogen in a supercritical state as an atmospheric fluid. By applying a voltage, the raw material compound serving as a carbon source dissolved in argon, carbon dioxide, or nitrogen in a supercritical state is decomposed by discharge plasma (preferably nanopulse discharge plasma) generated between the electrodes. Thus, a carbon material containing amorphous carbon can be produced on at least one of the two electrodes.
Here, the “supercritical state” means a state where the density of both the gas phase and the liquid phase is equal and the temperature / pressure exceeds the point where it cannot be distinguished (critical point). It can be said that it is a high-density fluid having a natural property. In the case of argon, the critical temperature is 150.75 K, and the critical pressure is 4.87 MPa. In the case of carbon dioxide, the critical temperature is 304.1 K and the critical pressure is 7.38 MPa, and in the case of nitrogen, the critical temperature is 126.2 K and the critical pressure is 3.39 MPa.
Among these, supercritical argon is preferably used as the atmospheric fluid. When argon in a supercritical state is used as an atmospheric fluid, the dielectric strength is low, so that there is an advantage that it is easy to discharge, which is suitable for the manufacturing method of the present invention.

本発明の製造方法における原料化合物としては、炭素を含む化合物であればよいが、より良質な膜状炭素材料を形成するには芳香族化合物が好適である。具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの非縮合芳香族炭化水素、ナフタレン、アントラセンなどの縮合多環式芳香族炭化水素、フェノール、アニリン、ピロール、ピリジンなどの複素環芳香族化合物、インドール、キノリンなどの縮合複素環芳香族化合物などを挙げることができる。この中でも、入手容易性の観点からは、フェノール、アニリンが好適である。   The raw material compound in the production method of the present invention may be a compound containing carbon, but an aromatic compound is suitable for forming a higher-quality film-like carbon material. Specifically, non-condensed aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, condensed polycyclic aromatic hydrocarbons such as naphthalene and anthracene, heterocyclic aromatic compounds such as phenol, aniline, pyrrole and pyridine, indole, Examples thereof include condensed heterocyclic aromatic compounds such as quinoline. Among these, phenol and aniline are preferable from the viewpoint of availability.

本発明の製造方法で使用する製造装置は、超臨界状態のアルゴン、二酸化炭素または窒素を形成できる温度および圧力に設定可能な密閉容器（チャンバー）を有し、その密閉容器に原料化合物を供給する原料供給手段と、その内部に対向して配置される２つの電極と、該２つの電極間に電圧を印加する電源と、を備えるものであればよく、特に限定されない。市販の超臨界水プラズマ生成装置を転用してもよい。製造装置の好適な具体例の一つとしては、超臨界水プラズマ生成装置(株式会社AKICO製）を挙げることができる。   The production apparatus used in the production method of the present invention has a sealed container (chamber) that can be set to a temperature and pressure that can form argon, carbon dioxide, or nitrogen in a supercritical state, and supplies a raw material compound to the sealed container. There is no particular limitation as long as it includes a raw material supply means, two electrodes arranged opposite to each other, and a power source for applying a voltage between the two electrodes. A commercially available supercritical water plasma generator may be diverted. One preferred specific example of the production apparatus is a supercritical water plasma generation apparatus (manufactured by AKICO Corporation).

なお、電極間に電圧を印加する電源として高周波電源や直流電流電源を用いることができるが、ナノパルス放電技術にて使用されるナノパルス発生電源が好ましい。ナノパルス発生電源を用いて電圧を印加することによって、放電をナノパルス放電により行うことにより、急峻な立ち上がりの大電力を小さなエネルギーで投入できるため、超臨界流体のような高圧・高密度雰囲気中で比較的、容易に（大容量）放電プラズマを生起できるという利点がある。
このナノパルス発生電源として、具体的には、磁気パルス圧縮方式電源（ＭＰＣ電源）もしくはブルームラインパルス形成ネットワーク電源（ＢＰＦＮ電源）を電力供給の電源として用いることができる。 A high frequency power source or a direct current power source can be used as a power source for applying a voltage between the electrodes, but a nano pulse generating power source used in the nano pulse discharge technique is preferable. By applying a voltage using a nano pulse generation power supply and performing discharge by nano pulse discharge, a large power with a steep rise can be input with small energy, so it is compared in a high pressure and high density atmosphere like a supercritical fluid There is an advantage that discharge plasma can be generated easily (large capacity).
Specifically, a magnetic pulse compression power source (MPC power source) or a bloom line pulse forming network power source (BPFN power source) can be used as the power source for power supply.

本発明の製造方法において、放電プラズマとしては、アークプラズマ等の熱平衡プラズマ、グロープラズマ等の非平衡プラズマのいずれでもよいが、高効率に本発明の炭素材料を製造するためには、熱平衡プラズマが好ましい。   In the production method of the present invention, the discharge plasma may be either thermal equilibrium plasma such as arc plasma or non-equilibrium plasma such as glow plasma. However, in order to produce the carbon material of the present invention with high efficiency, the thermal equilibrium plasma is used. preferable.

本発明の製造方法において、前記電極を構成する材料は、超臨界状態の雰囲気流体中で電圧を印加しても安定な材料が使用される。具体的には、鉄、クロム、ニッケル、マンガンなどの金属やステンレスに代表されるこれらの合金、タングステンなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。なお、生成する炭素材料への不純物の混入を避ける観点から、高純度の電極材料を使用することが望ましい。   In the manufacturing method of the present invention, the material constituting the electrode is a material that is stable even when a voltage is applied in a supercritical atmospheric fluid. Specific examples include metals such as iron, chromium, nickel, and manganese, alloys thereof typified by stainless steel, and tungsten, but are not limited thereto. In addition, it is desirable to use a high-purity electrode material from the viewpoint of avoiding impurities from being mixed into the generated carbon material.

本発明の製造方法において、２つの電極が、それぞれ同一の金属（若しくはその合金）であっても、異なる金属（若しくはその合金）であってもよい。また、電極の形状には特に制限はないが、高効率に炭素を析出させるためには、平板状であることが好ましい。
なお、上記２つの電極が、不平等電極であることが好ましい。ここで、「不平等電極」とは、一方の電極に電解が集中しやすい電極配置であり、また電極の大きさが、もう一方の電極の大きさより小さい組み合わせであるものをいい、不平等電極を用いることで、超臨界流体のような高密度流体中でも容易にナノパルス放電プラズマを形成しやすいという利点がある。具体的には一方の平板状電極とし、もう一方の電極を針状電極とすることができる。 In the production method of the present invention, the two electrodes may be the same metal (or an alloy thereof) or different metals (or alloys thereof). Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the shape of an electrode, However, In order to precipitate carbon efficiently, it is preferable that it is flat form.
The two electrodes are preferably unequal electrodes. Here, the “unequal electrode” is an electrode arrangement in which electrolysis tends to concentrate on one electrode, and is a combination in which the size of the electrode is smaller than the size of the other electrode. Is advantageous in that nanopulse discharge plasma can be easily formed even in a high-density fluid such as a supercritical fluid. Specifically, one flat electrode can be used, and the other electrode can be a needle electrode.

以下、図１に示す本発明の製造方法に好適な炭素材料製造装置の模式図に基づいて説明するが、本発明の製造方法はこれに限定されるものではない。
炭素材料製造装置１は、密閉性のある反応容器２と、反応容器２内にそれぞれが対向するように配置された電極２ａおよび電極２ｂと、反応容器２を加熱するためのヒータ３と、電極２ａおよび平板電極２ｂの間に電圧を印加する電源４と、反応容器２内に超臨界流体となるガスを供給するガス供給手段５と、を主要部として構成される。 Hereinafter, although demonstrated based on the schematic diagram of the carbon material manufacturing apparatus suitable for the manufacturing method of this invention shown in FIG. 1, the manufacturing method of this invention is not limited to this.
The carbon material manufacturing apparatus 1 includes a sealed reaction vessel 2, electrodes 2a and 2b arranged to face each other in the reaction vessel 2, a heater 3 for heating the reaction vessel 2, and an electrode A power supply 4 for applying a voltage between 2a and the plate electrode 2b and a gas supply means 5 for supplying a gas that becomes a supercritical fluid into the reaction vessel 2 are configured as main parts.

反応容器２はステンレス製で、中央のサファイアガラス製の窓（図示せず）から中の電極を観察することができる。反応容器２の設計圧力は２９．５ＭＰａ、設計温度は３００℃であり、超臨界状態のアルゴン、二酸化炭素または窒素を雰囲気流体とすることができる。
なお、高電圧流入のためのブッシング（図示せず）には耐熱性を有するPEEK(Poly ether ether ketene)樹脂(融点:３３４℃、連続仕様温度:２５０℃)を使用し、その内側に二重のOリングを設けて気密性を高めた仕様となっている。反応器両端には冷却ユニットがあり、PEEK樹脂を反応器内部温度の急激な温度上昇から保護している。 The reaction vessel 2 is made of stainless steel, and the inside electrode can be observed from a central sapphire glass window (not shown). The design pressure of the reaction vessel 2 is 29.5 MPa, the design temperature is 300 ° C., and argon, carbon dioxide, or nitrogen in a supercritical state can be used as the atmospheric fluid.
For bushings (not shown) for high voltage inflow, heat-resistant PEEK (Poly ether ether ketene) resin (melting point: 334 ° C, continuous specification temperature: 250 ° C) is used. The O-ring is installed to improve airtightness. There are cooling units at both ends of the reactor to protect the PEEK resin from a sudden rise in temperature inside the reactor.

電極２ａは、直径１ｍｍ、長さ４０ｍｍのタングステン製の針状電極であり、電極２ｂの直径２０ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス製の平板状電極であり、電極２ａと電極２ｂとは対面配置されている。   The electrode 2a is a tungsten needle electrode having a diameter of 1 mm and a length of 40 mm. The electrode 2b is a stainless steel plate electrode having a diameter of 20 mm and a thickness of 5 mm. The electrode 2a and the electrode 2b are arranged facing each other. Yes.

ヒータ３は、反応容器２を加熱するために使用されるものであり、公知の電気炉が使用される。   The heater 3 is used to heat the reaction vessel 2, and a known electric furnace is used.

上記２つの電極は、高密度のアルゴン、二酸化炭素または窒素分子からなる超臨界流体で満たされた密閉容器内に設置されることになるため、プラズマ放電を可能とするためには２つの電極間を近づける必要がある。一方で、電極間距離が短すぎると、プラズマの体積が小さくなり、原料化合物を分解する反応効率が低下する。そのため、上記２つの電極間の距離は、０．１〜１０ｍｍであることが好ましく、特に０．３〜１ｍｍであることが好ましい。２つの電極間の距離がこの範囲内にあると、ナノパルス放電プラズマを形成しやすくなり、高効率に反応を進行させることができる。   The two electrodes are placed in a closed container filled with a supercritical fluid made of high-density argon, carbon dioxide, or nitrogen molecules. Therefore, in order to enable plasma discharge, the two electrodes are placed between the two electrodes. Need to be close. On the other hand, when the distance between electrodes is too short, the volume of the plasma is reduced, and the reaction efficiency for decomposing the raw material compound is lowered. Therefore, the distance between the two electrodes is preferably 0.1 to 10 mm, and particularly preferably 0.3 to 1 mm. When the distance between the two electrodes is within this range, it becomes easy to form nanopulse discharge plasma, and the reaction can proceed with high efficiency.

電源４は、ナノパルス発生電源であり、具体的にはＭＰＣ電源もしくはＢＰＦＮ電源を好適に用いることができる。
電圧を印加における好適な条件としては、ＭＰＣ電源もしくはＢＰＦＮ電源を使用し、針状−平板上電極間の距離０．１〜１０ｍｍ、繰り返し周波数が、２〜２５０pps (pulse per second)の範囲であり、出力が、５〜６００ＭＷである。 The power source 4 is a nano pulse generation power source, and specifically, an MPC power source or a BPFN power source can be suitably used.
The preferred conditions for applying the voltage are MPC power supply or BPFN power supply, the distance between needle-plate electrodes is 0.1-10mm, and the repetition frequency is in the range of 2-250pps (pulse per second). The output is 5 to 600 MW.

ガス供給手段５は、反応容器２内にアルゴンなどの対象となるガスを供給するための設備であり、ガスボンベとガス圧調整バルブとから構成され、反応容器２内の圧力をコントロールすることができる。   The gas supply means 5 is a facility for supplying a target gas such as argon into the reaction vessel 2 and includes a gas cylinder and a gas pressure adjusting valve, and can control the pressure in the reaction vessel 2. .

本発明の製造方法は、上記炭素材料製造装置１を使用して以下のように行うことができる。
まず、反応容器２内に原料化合物を設置し、ガス供給手段５よりアルゴン等の雰囲気流体を反応容器２内に供給し所定の圧力とし、ヒータ３により加熱することにより所定の温度とすることによって、反応容器２内を超臨界状態とする。原料化合物は、超臨界状態の雰囲気流体に溶け込み反応容器２内に拡散する。
次いで、電源４であるナノパルス発生電源により、針状の電極２ａと平板状の電極２ｂの間に所定の繰り返し回数、出力で電圧を印加することによって、電極２ａと電極２ｂの間にナノパルス放電プラズマを形成する。この放電プラズマにより、超臨界流体中に溶解した炭素源となる原料化合物を分解し、平板状の電極２ｂの上にアモルファス構造の炭素を含む炭素材料を形成する。 The manufacturing method of this invention can be performed as follows using the said carbon material manufacturing apparatus 1. FIG.
First, a raw material compound is placed in the reaction vessel 2, an atmospheric fluid such as argon is supplied from the gas supply means 5 into the reaction vessel 2 to a predetermined pressure, and heated to a predetermined temperature by heating with the heater 3. Then, the reaction vessel 2 is brought into a supercritical state. The raw material compound dissolves in the supercritical fluid and diffuses into the reaction vessel 2.
Next, the nanopulse generating power source, which is the power source 4, applies a voltage at a predetermined number of repetitions between the needle-like electrode 2a and the plate-like electrode 2b, thereby producing a nanopulse discharge plasma between the electrode 2a and the electrode 2b. Form. By this discharge plasma, the raw material compound which becomes the carbon source dissolved in the supercritical fluid is decomposed, and a carbon material containing amorphous carbon is formed on the flat electrode 2b.

本発明の炭素材料は、上述の本発明の製造方法により得ることができ、アモルファス構造を有する炭素を含有する膜状の炭素材料である。
例えば、タングステン製針電極と、ステンレス製平板電極とを、電極間距離１ｍｍに対面配置し、電圧を約１８〜３５kVまで段階的に増大させ、パルス電圧（繰り返し周波数２５０pps）を印加することによって製造することにより、アモルファス構造を有する炭素を含有し、かつ、回折面としてグラファイト００２面およびグラファイト１００面を有する炭素を含有する炭素材料を得ることができる。 The carbon material of the present invention can be obtained by the above-described production method of the present invention, and is a film-like carbon material containing carbon having an amorphous structure.
For example, a tungsten needle electrode and a stainless steel plate electrode are arranged facing each other at a distance of 1 mm between electrodes, the voltage is increased stepwise from about 18 to 35 kV, and a pulse voltage (repetition frequency: 250 pps) is applied. By doing so, it is possible to obtain a carbon material containing carbon having an amorphous structure and containing carbon having a 002 plane and a 100 plane graphite as diffraction planes.

このような炭素材料は、高強度、耐摩耗性に優れた材料であり、その特徴を生かして、分散強化剤、耐摩耗性材料、その他の電子材料、水素吸蔵材料に応用することができる。また、生体適合性が良いため、メディカル分野への適用することもできる。   Such a carbon material is a material having high strength and excellent wear resistance, and can be applied to dispersion strengtheners, wear-resistant materials, other electronic materials, and hydrogen storage materials by taking advantage of its characteristics. In addition, since it has good biocompatibility, it can be applied to the medical field.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.

（使用装置）
超臨界流体プラズマ生成装置： 株式会社AKICO製
電極１：タングステン製針電極(直径：１ｍｍ，長さ：４０ｍｍ)
電極２：ステンレス製平板電極(直径：２０ｍｍ、厚さ：５ｍｍ)
電極間距離：１ｍｍ
電極配置：対面配置
(Device used)
Supercritical fluid plasma generator: AKICO, Inc. Electrode 1: Tungsten needle electrode (diameter: 1 mm, length: 40 mm)
Electrode 2: Stainless steel plate electrode (diameter: 20 mm, thickness: 5 mm)
Distance between electrodes: 1mm
Electrode arrangement: face-to-face arrangement

「実施例１」
図１に示す構成の超臨界流体プラズマ生成装置を使用し、原料化合物としてフェノールを使用して膜状炭素材料の製造を行った。
まず、アルゴンガス（流速１００ｍＬ/ｍｉｎ）で反応器内部および配管内の残留空気を１０分間置換した。次いで、フェノール(純度:９９．０％)を１０ｇ入れたステンレス製シャーレを反応器内部に設置後、気相部（反応器内部および配管内）をアルゴンガスで５分間置換を行った。
アルゴンガスで気相部を置換した後、内圧５．０ＭＰａまでアルゴンガスを圧入した。反応器上部・下部のヒータの電源を入れ、４０℃に設定した。
反応器内温度および圧力を設定値(４０℃，５．０ＭＰａ)にして反応器内のアルゴンが超臨界状態として安定させた。
次いで、ＭＰＣ電源により、電極間に、電圧を約１８〜３５kVまで段階的に増大させ、パルス電圧（繰り返し周波数２５０pps）を印加し、ナノパルス放電を行った。
なお、ナノパルス放電中の電圧・電流値はオシロスコープを使い計測した。
プラズマ放電後、平板電極を取り出し、該電極上に生成した炭素材料を評価した。 "Example 1"
A supercritical fluid plasma generation apparatus having the configuration shown in FIG. 1 was used, and a membranous carbon material was produced using phenol as a raw material compound.
First, argon gas (flow rate 100 mL / min) was used to replace the residual air inside the reactor and the piping for 10 minutes. Next, a stainless steel petri dish containing 10 g of phenol (purity: 99.0%) was placed inside the reactor, and the gas phase portion (inside the reactor and inside the piping) was replaced with argon gas for 5 minutes.
After replacing the gas phase part with argon gas, argon gas was injected to an internal pressure of 5.0 MPa. The heaters at the top and bottom of the reactor were turned on and set to 40 ° C.
The reactor temperature and pressure were set to set values (40 ° C., 5.0 MPa), and argon in the reactor was stabilized in a supercritical state.
Next, the MPC power supply was used to increase the voltage stepwise between the electrodes to about 18 to 35 kV, and a pulse voltage (repetition frequency 250 pps) was applied to perform nanopulse discharge.
The voltage and current values during nanopulse discharge were measured using an oscilloscope.
After plasma discharge, the plate electrode was taken out and the carbon material produced on the electrode was evaluated.

（表面観察）
反応後の平板電極上に生成した炭素材料をレーザー顕微鏡(キーエンス製、VHX-1000)、あるいは走査型電子顕微鏡(日立製FE-SEM S-4500)を用いて表面観察を行った。走査型電子顕微鏡での観察の場合、試料表面にE-1030型日立イオンスパッターを用いて白金‐パラジウム合金を成長速度６．７ｎｍ／ｍｉｎで２分間コーティングした。 (Surface observation)
The surface of the carbon material produced on the plate electrode after the reaction was observed using a laser microscope (manufactured by Keyence, VHX-1000) or a scanning electron microscope (FE-SEM S-4500, manufactured by Hitachi). In the case of observation with a scanning electron microscope, the sample surface was coated with a platinum-palladium alloy at a growth rate of 6.7 nm / min for 2 minutes using E-1030 type Hitachi ion sputtering.

（ラマン分光測定）
ラマン分光評価装置（日本分光株式会社製、型番：NRS-3100、励起波長：532.130nm、分解能：1cm-1）を用いて、電極上に生成した膜状炭素材料の評価を行った。 (Raman spectroscopy measurement)
Using a Raman spectroscopy evaluation apparatus (manufactured by JASCO Corporation, model number: NRS-3100, excitation wavelength: 532.130 nm, resolution: 1 cm −1 ), the film-like carbon material produced on the electrode was evaluated.

（ＵＶ−ｖｉｓ測定）
ＵＶ−ｖｉｓ装置（日本分光株式会社製、型番：V-550）を使用して、電極上に生成した膜状炭素材料の評価を行った。 (UV-vis measurement)
The film-like carbon material produced | generated on the electrode was evaluated using the UV-vis apparatus (The JASCO Corporation make, model number: V-550).

（ＸＲＤ測定）
ＸＲＤ装置（株式会社リガク、型番：Rint2500HV）を使用して、電極上に生成した膜状炭素材料の結晶性評価を行った。 (XRD measurement)
Crystallinity evaluation of the film-like carbon material produced | generated on the electrode was performed using the XRD apparatus (Rigaku Corporation, model number: Rint2500HV).

（ＸＲＦ測定）
ＸＲＦ装置により、電極上に生成した膜状炭素材料の評価を行った。 (XRF measurement)
The film-like carbon material produced | generated on the electrode was evaluated with the XRF apparatus.

反応後のステンレス合金平板電極を目視にて観察したところ、該電極上に褐色物質が生成していることが確認された。
また、茶褐色の物質が付着していたことから、超臨界アルゴンに溶解したフェノールからが放電により堆積物が生成するプラズマ化したことが示唆された。
該電極を、レーザー顕微鏡で観察したところ、放電痕の跡の大きさは条件(放電回数、系内温度、系内圧力、繰り返し周波数、反応器容量)によって異なるが、円形状の跡が連続的に重なっていることがわかった。 When the stainless steel plate electrode after the reaction was visually observed, it was confirmed that a brown substance was formed on the electrode.
Moreover, it was suggested that the brown-colored substance was attached, and that the phenol dissolved in the supercritical argon turned into a plasma in which deposits were generated by discharge.
When the electrodes were observed with a laser microscope, the size of traces of discharge traces varied depending on conditions (number of discharges, system temperature, system pressure, repetition frequency, reactor capacity), but circular traces were continuous. I found that it overlapped.

反応後のステンレス合金平板電極を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した写真を図２〜図４に示す。
図２に示すように、膜状の物質が生成している様子が確認できた。原料となるものがフェノールしか存在しないため、炭素元素主体の生成物であることが考えられる。
また、図３および図４に示すように、拡大すると膜状生成物の表面に亀裂が生じていることがわかった。 The photograph which observed the stainless steel alloy flat plate electrode after reaction with the scanning electron microscope (SEM) is shown in FIGS.
As shown in FIG. 2, it was confirmed that a film-like substance was generated. Since only phenol is present as a raw material, it can be considered to be a product mainly composed of carbon elements.
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, it was found that cracks occurred on the surface of the film-like product when enlarged.

反応後のステンレス合金平板電極のラマン分光測定の結果を図５に示す。
図５に示すように約1590 cm-1にピークを持ち、1350〜1400 cm-1に肩を持つスペクトルが得られた。なお、電極表面に生成した炭素材料について、数カ所の測定を行った結果、いずれの測定点における炭素材料についても、同様のスペクトルが得られた。
1580 cm-1に現れるsp2 結合に帰属されるGバンドピークと1340 cm-1のsp3 結合に帰属されるDバンドピークであると考えられる。
これらの結果から、フェノールを単一原料として、超臨界アルゴン中でのナノパルス放電プラズマにより、sp2とsp3の中間構造またはその混合により構成されているアモルファス構造を有する炭素を含有する膜状の炭素材料が形成されることが分かった。
なお、該炭素材料のラマンスペクトルは、一般的なRFプラズマCVD等で基板温度が200〜300℃において堆積される硬質アモルファスカーボン膜のラマンスペクトルと非常によく一致している。 The result of the Raman spectroscopic measurement of the stainless steel alloy plate electrode after the reaction is shown in FIG.
Has a peak at about 1590 cm -1, as shown in FIG. 5, the spectrum having a shoulder was obtained 1350-1400 cm -1. In addition, as a result of measuring several places about the carbon material produced | generated on the electrode surface, the same spectrum was obtained about the carbon material in any measurement point.
The G band peak attributed to the sp 2 bond appearing at 1580 cm −1 and the D band peak attributed to the sp 3 bond at 1340 cm −1 are considered.
From these results, a film-like film containing carbon having an amorphous structure composed of an intermediate structure of sp 2 and sp 3 or a mixture thereof by nanopulse discharge plasma in supercritical argon using phenol as a single raw material It was found that a carbon material was formed.
The Raman spectrum of the carbon material agrees very well with the Raman spectrum of a hard amorphous carbon film deposited at a substrate temperature of 200 to 300 ° C. by general RF plasma CVD or the like.

反応後のステンレス合金平板電極に対して、可視紫外分光測定（ＵＶ−ｖｉｓ測定）を行った。結果を図６に示す。
図６に示されるように、280 nm付近にC=O結合のn → π*遷移に起因するショルダーピークを確認できた。このことから、生成物である炭素材料は、C=O結合を有することがわかった。
反応後のステンレス合金平板電極から、生成物である炭素材料を回収し、Ｘ線回折測定（ＸＲＤ測定）を行った。結果を図７に示す。
図７からグラファイト００２面およびグラファイト１００面の回折面に帰属するピークが確認できた。なお、雲母基板を用いているため、図７において雲母基板由来のシグナルも確認されている。
ＸＲＤ測定の結果から、形成された炭素材料には、アモルファスカーボンだけでなく、グラファイト００２面およびグラファイト１００面を有する結晶性の炭素を含有するが存在していることがわかった。 Visible ultraviolet spectroscopic measurement (UV-vis measurement) was performed on the stainless steel plate electrode after the reaction. The results are shown in FIG.
As shown in FIG. 6, a shoulder peak due to the n → π * transition of the C═O bond could be confirmed around 280 nm. From this, it was found that the product carbon material has a C═O bond.
The carbon material which is a product was collect | recovered from the stainless steel alloy plate electrode after reaction, and the X-ray-diffraction measurement (XRD measurement) was performed. The results are shown in FIG.
From FIG. 7, peaks attributable to the diffraction planes of the graphite 002 plane and the graphite 100 plane were confirmed. Since a mica substrate is used, a signal derived from the mica substrate is also confirmed in FIG.
From the results of XRD measurement, it was found that the formed carbon material contains not only amorphous carbon but also crystalline carbon having graphite 002 plane and graphite 100 plane.

（実施例２）
原料化合物として、フェノールの代わりにアニリンを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法にて、電極上に炭素材料を形成させた。
反応後のステンレス合金平板電極を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した写真を図８〜図１０に示す。 (Example 2)
A carbon material was formed on the electrode in the same manner as in Example 1 except that aniline was used instead of phenol as the raw material compound.
The photograph which observed the stainless steel alloy plate electrode after reaction with the scanning electron microscope (SEM) is shown in FIGS.

図８に示すように、実施例１（原料化合物：フェノール）の場合と同様に、原料化合物としてアニリンを使用した場合にも、膜状構造の生成物が形成されていることが確認された。また、その拡大写真である図９及び図１０（ａ）から、一部の粒子状物質が堆積していることがわかる。
さらに、図１０（ａ）に対応するＥＤＸの結果（図１０（ｂ））から、鉄、クロム、マンガン、ニッケルといった金属のピークは非常に弱く、一方炭素のピークが非常に強いことより、比較的厚みのある膜状炭素材料が形成されていることが示唆された。 As shown in FIG. 8, in the same manner as in Example 1 (raw material compound: phenol), it was confirmed that a product having a film-like structure was formed when aniline was used as the raw material compound. Moreover, it can be seen from FIG. 9 and FIG. 10 (a), which are enlarged photographs, that some particulate matter is deposited.
Furthermore, from the results of EDX corresponding to FIG. 10 (a) (FIG. 10 (b)), the peaks of metals such as iron, chromium, manganese, and nickel are very weak, while the peak of carbon is very strong. It was suggested that a film-like carbon material with a certain thickness was formed.

反応後のステンレス合金平板電極のラマン分光測定をおこなった。図１１に示すように約1590cm-1にピークを持ち、1350〜1400cm-1に肩を持つスペクトルが得られた。図１１に示すように約1590cm-1にピークを持ち、1350〜1400cm-1に肩を持つスペクトルが得られた。なお、電極表面に生成した炭素材料について、数カ所の測定を行った結果、いずれの測定点における炭素材料についても、同様のスペクトルが得られた。
これらの結果から、フェノール（実施例１）と同様に、アニリンを単一原料とした場合にも、超臨界アルゴン中でのナノパルス放電プラズマにより、sp2とsp3の中間構造またはその混合により構成されているアモルファス構造を有する炭素を含有する膜状の炭素材料が形成されていることが分かった。 The Raman spectroscopic measurement of the stainless steel plate electrode after the reaction was performed. As shown in FIG. 11, a spectrum having a peak at about 1590 cm −1 and a shoulder at 1350 to 1400 cm −1 was obtained. As shown in FIG. 11, a spectrum having a peak at about 1590 cm −1 and a shoulder at 1350 to 1400 cm −1 was obtained. In addition, as a result of measuring several places about the carbon material produced | generated on the electrode surface, the same spectrum was obtained about the carbon material in any measurement point.
From these results, as in the case of phenol (Example 1), even when aniline is used as a single raw material, it is constituted by an intermediate structure of sp 2 and sp 3 or a mixture thereof by nanopulse discharge plasma in supercritical argon. It has been found that a film-like carbon material containing carbon having an amorphous structure is formed.

また、反応後のステンレス合金平板電極を蛍光エックス線分析（ＸＲＦ）による評価した結果を図１２に示す。
ＸＲＦから、炭素原子は確認されたものの窒素原子は確認できなかった。この結果より、超臨界アルゴン中でのアニリンのナノパルス放電により形成された膜状構造には窒素原子は存在せず、主として炭素原子および水素原子からなることが示唆された。 Moreover, the result of having evaluated the stainless steel alloy plate electrode after reaction by fluorescent X ray analysis (XRF) is shown in FIG.
From XRF, although a carbon atom was confirmed, a nitrogen atom could not be confirmed. This result suggests that the film-like structure formed by nanopulse discharge of aniline in supercritical argon does not contain nitrogen atoms but consists mainly of carbon atoms and hydrogen atoms.

本発明の製造方法で得られた炭素材料は、耐摩耗性材料、分散強化剤、水素吸蔵材料、その他の電子材料等として用いることができる。   The carbon material obtained by the production method of the present invention can be used as an abrasion resistant material, a dispersion strengthening agent, a hydrogen storage material, other electronic materials, and the like.

１ 炭素材料製造装置
２ 反応容器
２ａ 電極（針電極）
２ｂ 電極（平板電極）
３ ヒータ
４ 電源
５ ガス供給手段 1 Carbon material production equipment 2 Reaction vessel 2a Electrode (needle electrode)
2b electrode (flat plate electrode)
3 Heater 4 Power supply 5 Gas supply means

Claims (10)

超臨界状態のアルゴン、二酸化炭素または窒素を雰囲気流体とする密閉容器内に炭素源となる原料化合物を供給しつつ、前記密閉容器内に設けられた２つの電極に電圧を印加することで前記２つの電極間に生起させた放電プラズマによって前記原料化合物を分解し、前記２つの電極のうちの少なくとも一方の電極上に膜状の炭素材料を形成することを特徴とする炭素材料の製造方法。   By supplying a voltage to two electrodes provided in the sealed container while supplying a raw material compound serving as a carbon source into a sealed container using argon, carbon dioxide, or nitrogen in a supercritical state as an atmospheric fluid, A method for producing a carbon material, comprising: decomposing the raw material compound with discharge plasma generated between two electrodes to form a film-like carbon material on at least one of the two electrodes. 超臨界状態のアルゴンを雰囲気流体とする請求項１記載の炭素材料の製造方法。   The method for producing a carbon material according to claim 1, wherein argon in a supercritical state is used as an atmospheric fluid. 前記原料化合物が、芳香族化合物である請求項１または２に記載の炭素材料の製造方法。   The method for producing a carbon material according to claim 1, wherein the raw material compound is an aromatic compound. 前記原料化合物が、フェノールまたはアニリンである請求項３記載の炭素材料の製造方法。   The method for producing a carbon material according to claim 3, wherein the raw material compound is phenol or aniline. 前記２つの電極が、不平等電極である請求項１から４のいずれかに記載の炭素材料の製造方法。   The method for producing a carbon material according to claim 1, wherein the two electrodes are unequal electrodes. 電極間距離が、０．１〜１０ｍｍである請求項１から５のいずれかに記載の炭素材料の製造方法。   The method for producing a carbon material according to claim 1, wherein the distance between the electrodes is 0.1 to 10 mm. ナノパルス発生電源を用いて電圧を印加することによって、放電をナノパルス放電により行う請求項１から６のいずれかに記載の炭素材料の製造方法。   The method for producing a carbon material according to claim 1, wherein discharging is performed by nanopulse discharge by applying a voltage using a nanopulse generation power source. 形成されるプラズマが、熱平衡プラズマである請求項１から７のいずれかに記載の炭素材料の製造方法。   The method for producing a carbon material according to claim 1, wherein the plasma to be formed is a thermal equilibrium plasma. 請求項１から８のいずれかに記載の方法にて製造され、アモルファス構造を有する炭素を含有することを特徴とする膜状の炭素材料。   A film-like carbon material produced by the method according to claim 1 and containing carbon having an amorphous structure. 回折面としてグラファイト００２面およびグラファイト１００面を有する炭素を含有することを特徴とする請求項９記載の炭素材料。   The carbon material according to claim 9, comprising carbon having a graphite 002 plane and a graphite 100 plane as diffraction planes.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017137206A (en) * 2016-02-02 2017-08-10 国立大学法人東京農工大学 Bamboo-like nitrogen-containing carbon nanotube, manufacturing device of bamboo-like nitrogen-containing carbon nanotube and manufacturing method of bamboo-like nitrogen-containing carbon nanotube
CN114113214A (en) * 2021-10-11 2022-03-01 四川大学 Uniform high-temperature heat transfer characteristic testing device suitable for supercritical fluid

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017137206A (en) * 2016-02-02 2017-08-10 国立大学法人東京農工大学 Bamboo-like nitrogen-containing carbon nanotube, manufacturing device of bamboo-like nitrogen-containing carbon nanotube and manufacturing method of bamboo-like nitrogen-containing carbon nanotube
CN114113214A (en) * 2021-10-11 2022-03-01 四川大学 Uniform high-temperature heat transfer characteristic testing device suitable for supercritical fluid
CN114113214B (en) * 2021-10-11 2023-08-01 四川大学 Uniform high-temperature heat transfer characteristic testing device suitable for supercritical fluid

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