JP2017048085A - 半導体型カーボンナノチューブの収集方法 - Google Patents
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Abstract
Description
直線状配管を通過した分散液を、らせん状配管を通過させる工程を包含する、半導体型カーボンナノチューブの収集方法を提供する。
原料として使用するCNTは、半導体型CNT以外のCNTである。CNTは、炭素の6員環の基本ベクトル(a1およびa2)で表されるカイラルベクトル(Ch = na1 + ma2)によってその構造を表すことができ、(n、m)をカイラル指数という。このカイラル指数の(n−m)が3の倍数でないものが半導体型CNTである。
CNT分散液の分散媒は、常温常圧下で液体であり、蒸発させることが可能な液体である。分散媒はCNT結晶が良好に分散する液体が好ましい。分散媒の比重は、CNT結晶の分散性の観点から0.7〜1.5、好ましくは0.75〜0.90、より好ましくは0.79〜0.85である。分散媒の沸点は、40〜205℃、好ましくは80〜150℃、より好ましくは100〜130℃である。分散媒の沸点が40℃未満であると高圧配管内で突沸することとなり、205℃を超えると分散性が極端に悪くなる。
まず、CNTを分散媒に添加し、CNT結晶を分散媒に馴染ませる。その結果、CNT結晶が懸濁したCNT分散液が得られる。得られた懸濁液を、細孔を通過させる。そのことで、懸濁したCNT結晶の粒子径が均一化され、CNT結晶が配管に詰まり難くなる。配管に詰まらない程度にCNT結晶の粒子径が均一化された分散状態を、「均一に分散している」という。例えば、細孔の通過以外の適当な処理を行うことで、CNT結晶が配管に詰まるおそれが無くなっている場合は、CNT分散液を細孔に通す必要は無い。
CNT結晶が均一に分散したCNT分散液は、直線状配管を通過させる。図1は、分散媒中にカーボンナノチューブ結晶が均一に分散しているカーボンナノチューブの分散液を、直線状配管を通過させる手段を有する装置の構成を示す模式図である。この装置は、相互に連通された分散液貯留槽11、ポンプ12、直線状配管13及び受液槽14を有している。直線状配管13は複数を直列してもよい。
CNT結晶が無配向状態に分散したCNT分散液は、らせん状配管を通過させる。図2は、分散媒中にカーボンナノチューブ結晶が無配向状態に分散しているカーボンナノチューブの分散液を、らせん状配管を通過させる手段を有する装置の構成を示す模式図である。この装置は、相互に連通された分散液貯留槽21、ポンプ22、らせん状配管23及び受液槽24を有している。らせん状配管23は複数を直列してもよい。
Gバンド(1590cm−1)の形状より、浮上層の上部に存在するCNT結晶及び浮上層の下部に存在するCNT結晶は、いずれも半導体型CNTである。
図6のスペクトルの半値幅は図7のスペクトルの半値幅よりも狭いので、浮上層の上部に存在するCNT結晶の結晶性は、浮上層の下部に存在するCNT結晶の結晶性よりも高い。
12、22…ポンプ、
13…直線状配管、
23…らせん状配管、
14、24…受液槽、
31…容器、
32…CNT分散液、
33…浮上層、
34…沈降層、
35…分散媒層
36…浮上層の上部、
37…浮上層の下部。
Claims (10)
- 分散媒中にカーボンナノチューブ結晶が無配向状態に分散しているカーボンナノチューブの分散液を、らせん状配管を通過させる工程を包含する、半導体型カーボンナノチューブの収集方法。
- 前記分散媒は、比重0.7〜1.5を有するものである請求項1に記載の方法。
- 前記分散液のらせん状配管の通過は、50〜250MPaの加圧下で行われる請求項1又は2に記載の方法。
- 前記らせん状配管は、内径が0.2〜0.4mm、長さが10〜500mm、らせん直径が5〜10mmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記分散液は、分散媒中にカーボンナノチューブ結晶が均一に分散しているカーボンナノチューブの分散液を、直線状配管を通過させて得たものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記直線状の配管は、内径が0.09〜0.4mm、長さが0.1〜500mmである、請求項5に記載の方法。
- 前記分散液は、分散媒中にカーボンナノチューブ結晶が懸濁しているカーボンナノチューブの分散液を、細孔を通過させて得たものである、請求項5又は6に記載の方法。
- 前記細孔は、内径が0.09〜0.4mmである請求項7に記載の方法。
- 分散媒中にカーボンナノチューブ結晶が均一に分散しているカーボンナノチューブの分散液を、直線状配管を通過させる工程、及び
直線状配管を通過した分散液を、らせん状配管を通過させる工程を包含する、半導体型カーボンナノチューブの収集方法。 - 分散媒中にカーボンナノチューブ結晶が無配向状態に分散しているカーボンナノチューブの分散液を、らせん状配管を通過させる手段を有する、半導体型カーボンナノチューブの収集装置。
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