JP2015214435A - 中空カーボン粒子、その製造方法、金属または酸化物のナノ粒子で修飾された中空カーボン粒子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】小麦粉を不活性雰囲気中で加熱することによって、このような中空カーボン粒子が得られる。小麦粉に金属塩を混ぜて同様に加熱すれば金属または酸化物ナノ粒子が担持された状態の中空カーボン粒子が得られる。図には、ナノサイズの細孔が設けられた区画壁面のSEM像である。一部の細孔にはNiナノ粒子が入りこんでいることが判る。
【選択図】図4c
Description
ここで、前記カーボン粒子の外径が100μm以下であってよい。
また、前記複数の区画の大きさが5μm〜25μmであってよい。
また、表面積が400m2/gから1000m2/gであってよい。
本発明の他の側面によれば、小麦粉を熱分解する、上記何れかの中空カーボン粒子の製造方法が与えられる。
ここで、前記熱分解は不活性雰囲気中で行われてよい。
また、前記不活性雰囲気は窒素、アルゴンまたはヘリウムであってよい。
また、前記熱分解の温度は300℃から2000℃であってよい。
また、前記加熱時間は1分から5時間であってよい。
本発明の更に他の側面によれば、金属または酸化物のナノ粒子で修飾された上記何れかの中空カーボン粒子が与えられる。
ここで、前記ナノ粒子の直径は100nm未満であってよい。
また、前記ナノ粒子の直径は50nm未満であってよい。
また、前記ナノ粒子はNi,Fe、Co、Ag,Au、Pd、Cu及びZnからなる群から選択されてよい。
本発明の更に他の側面によれば、小麦粉を熱分解する、上記何れかの金属または酸化物のナノ粒子で修飾された中空カーボン粒子の製造方法が与えられる。
ここで、前記熱分解は不活性雰囲気中で行われてよい。
また、前記不活性雰囲気は窒素、アルゴンまたはヘリウムであってよい。
また、前記熱分解の温度は300℃から2000℃であってよい。
また、前記加熱時間は1分から5時間であってよい。
また、前記熱分解後に酸素含有雰囲気中で前記ナノ粒子を酸化してよい。
また、前記ナノ粒子の酸化は300℃以下で行われてよい。
図1aに示すSEM像は、固体粉末原料として全粒小麦を使用して不活性な窒素雰囲気中で600℃で3時間かけて作製された、不規則な形状の5〜100μmの直径を有するカーボン粒子を示す。これらのカーボン粒子には、カーボン壁によって分離されて5〜25μmの微小な区画が形成された開口部がその表面に見える。カーボン粒子及びカーボン壁の滑らかな表面が観察される。大部分滑らかな内部及び外部モルフォロジーを有する多数の表面開口及び区画は、600℃、900℃及び1100℃で作成した試料で観察される。このような構造は炭素科学の分野では珍しくユニークなものである。
以下で説明するように、本発明の材料に所望の金属や酸化物を付加することで、電気化学的またその他の性能をさらに向上させ、例えば、再生可能エネルギー貯蔵に関する技術の開発に利用できるようになると期待される。
Claims (20)
- 全体が不規則な形状のカーボン粒子であって、その内部に互いにカーボン壁で区切られた複数の区画を有するとともに、マイクロポーラス及びメソポーラスの細孔を有する中空カーボン粒子。
- 前記カーボン粒子の外径が100μm以下である、請求項1に記載の中空カーボン粒子。
- 前記複数の区画の大きさが5μm〜25μmである、請求項2に記載の中空カーボン粒子。
- 表面積が400m2/gから1000m2/gである、請求項1から3の何れかに記載の中空カーボン粒子。
- 小麦粉を熱分解する、請求項1から4の何れかの中空カーボン粒子の製造方法。
- 前記熱分解は不活性雰囲気中で行われる、請求項5に記載の中空カーボン粒子の製造方法。
- 前記不活性雰囲気は窒素、アルゴンまたはヘリウムである、請求項6に記載の中空カーボン粒子の製造方法。
- 前記熱分解の温度は300℃から2000℃である、請求項5から7の何れかに記載の中空カーボン粒子の製造方法。
- 前記加熱時間は1分から5時間である、請求項6から8の何れかに記載の中空カーボン粒子の製造方法。
- 金属または酸化物のナノ粒子で修飾された請求項1から4の何れかに記載の中空カーボン粒子。
- 前記ナノ粒子の直径は100nm未満である、請求項10に記載の中空カーボン粒子。
- 前記ナノ粒子の直径は50nm未満である、請求項11に記載の中空カーボン粒子。
- 前記ナノ粒子はNi,Fe、Co、Ag,Au、Pd、Cu及びZnからなる群から選択される、請求項10から12の何れかに記載の中空カーボン粒子。
- 小麦粉を熱分解する、請求項10から13の何れかの中空カーボン粒子の製造方法。
- 前記熱分解は不活性雰囲気中で行われる、請求項14に記載の中空カーボン粒子の製造方法。
- 前記不活性雰囲気は窒素、アルゴンまたはヘリウムである、請求項15に記載の中空カーボン粒子の製造方法。
- 前記熱分解の温度は300℃から2000℃である、請求項15または16に記載の中空カーボン粒子の製造方法。
- 前記加熱時間は1分から5時間である、請求項15から17の何れかに記載の中空カーボン粒子の製造方法。
- 前記熱分解後に酸素含有雰囲気中で前記ナノ粒子を酸化する、請求項14から18の何れかに記載の中空カーボン粒子の製造方法。
- 前記ナノ粒子の酸化は300℃以下で行われる、請求項19に記載の中空カーボン粒子の製造方法。
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| CN111333051B (zh) * | 2020-01-10 | 2021-05-28 | 厦门理工学院 | 一种以淀粉为碳基负载的复合材料、制备方法及其应用 |
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