JP2015071511A - 三次元グラフェン発泡体及びその製造方法 - Google Patents
三次元グラフェン発泡体及びその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】ブドウ糖と塩化アンモニウムとの混合物を昇温することで、これらの熔融液が発泡して多数の泡の集合体を形成し、発泡状態のままで焼成される。その結果、黒鉛支柱でフレームワークが構成された多面体の面の多くのものにグラフェンが張られたセル多面体の集合体であるグラフェン発泡体が得られる。この新規な構造の三次元グラフェン構造体においては、黒鉛支柱により多数のグラフェン膜が互いに離間した状態で支持されているため、上記課題を達成することができる。
【選択図】図4
Description
ここで、前記加熱は前記混合物を所定の昇温速度で昇温してよい。
また、前記所定の昇温速度は1℃/分から100℃/分であってよい。
前記加熱による到達最高温度は1300℃から1400℃である、請求項1から3の何れかに記載のグラフェン発泡体の製造方法。
また、前記到達最高温度を1時間から5時間保持してよい。
また、前記到達最高温度における雰囲気がアルゴン、水素とアルゴンの混合気体及び窒素からなる群から選択された一であってよい。
また、前記炭素源は糖、メラミン及びナフタレンからなる群から選ばれた一または前記群から選ばれた複数の混合物であってよい。
また、前記糖はブドウ糖または蔗糖若しくはブドウ糖と蔗糖との混合物であってよい。
また、前記気媒発生物質は塩化アンモニウム、蓚酸、尿素及びグリセロールからなる群から選択される一または前記群から選択される複数の混合物であってよい。
また、炭素源と前記気体発生物質との質量比が1:1から1:10であってよい。
本発明の他の側面によれば、複数の黒鉛の支柱のネットワーク構造により形成される多面体の接合体と、前記多面体の接合体を構成する各多面体の各面に設けられたグラフェン薄膜とを有するグラフェン発泡体が与えられる。
ここで、前記支柱の幅は1〜20μmであってよい。
また、前記多面体のサイズは100〜500μmであってよい。
また、前記グラフェン薄膜のサイズは10〜300μmであってよい。
また、前記グラフェンは単層グラフェンまたは複数層グラフェンであってよい。
また、グラフェン発泡体を構成する前記多面体の前記面の一部は前記グラフェン薄膜を有していなくてもよい。
ここで、前記多面体の前記面のうちで前記グラフェン薄膜を有する面の数が前記グラフェン薄膜を有していない面の数よりも多くてもよい。
2:アルミナ製チューブ
3:加熱コイル
4:アルミナ製容器
5:糖及びアンモニウム塩からなる原料
6:ガス排出パイプ
Claims (17)
- 昇温することにより液状化し、更に炭素を生成する炭素源と、
昇温することにより気体を生成する気体発生物質と
の混合物を加熱することにより、
前記気体により発泡した液状物を生成し、更に前記発泡した液状物を黒鉛化する、
グラフェン発泡体の製造方法。 - 前記加熱は前記混合物を所定の昇温速度で昇温する、請求項1に記載のグラフェン発泡体の製造方法。
- 前記所定の昇温速度は1℃/分から100℃/分である、請求項2に記載のグラフェン発泡体の製造方法。
- 前記加熱による到達最高温度は1300℃から1400℃である、請求項1から3の何れかに記載のグラフェン発泡体の製造方法。
- 前記到達最高温度を1時間から5時間保持する、請求項4に記載のグラフェン発泡体の製造方法。
- 前記到達最高温度における雰囲気がアルゴン、水素とアルゴンの混合気体及び窒素からなる群から選択された一である、請求項1から5の何れかに記載のグラフェン発泡体の製造方法。
- 前記炭素源は糖、メラミン及びナフタレンからなる群から選ばれた一または前記群から選ばれた複数の混合物である、請求項1から6の何れかに記載のグラフェン発泡体の製造方法。
- 前記糖はブドウ糖または蔗糖若しくはブドウ糖と蔗糖との混合物である、請求項7に記載のグラフェン発泡体の製造方法。
- 前記気媒発生物質は塩化アンモニウム、蓚酸、尿素及びグリセロールからなる群から選択される一または前記群から選択される複数の混合物である、請求項1から8の何れかに記載のグラフェン発泡体の製造方法。
- 炭素源と前記気体発生物質との質量比が1:1から1:10である、請求項1から9の何れかに記載のグラフェン発泡体の製造方法。
- 複数の黒鉛の支柱のネットワーク構造により形成される多面体の接合体と、
前記多面体の接合体を構成する各多面体の各面に設けられたグラフェン薄膜と
を有するグラフェン発泡体。 - 前記支柱の幅は1〜20μmである、請求項11に記載のグラフェン発泡体。
- 前記多面体のサイズは100〜500μmである、請求項11または12に記載のグラフェン発泡体。
- 前記グラフェン薄膜のサイズは10〜300μmである、請求項11〜13の何れかに記載のグラフェン発泡体。
- 前記グラフェンは単層グラフェンまたは複数層グラフェンである、請求項11〜14の何れかに記載のグラフェン発泡体。
- グラフェン発泡体を構成する前記多面体の前記面の一部は前記グラフェン薄膜を有していない、請求項11から15の何れかに記載のグラフェン発泡体。
- 前記多面体の前記面のうちで前記グラフェン薄膜を有する面の数が前記グラフェン薄膜を有していない面の数よりも多い、請求項16に記載のグラフェン発泡体。
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