JP2699852B2 - 単層カーボンナノチューブの製造法 - Google Patents

単層カーボンナノチューブの製造法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、黒鉛を基本構造とした
炭素からなる極微小円筒状繊維（カーボンナノチュー
ブ）の製造方法に関し、さらに詳しくは、単層円筒構造
を持ち外径が３ｎｍ以下に揃ったナノチューブを製造す
る方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】希ガスと炭化水素の混合ガス雰囲気中
で、炭素電極と金属電極の間にアーク放電を起こさせ、
金属と炭素を同時に蒸発させ、蒸発した金属を触媒とし
て作用させ、チューブの外径が揃った単層カーボンナノ
チューブを製造する方法が考え出されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の方
法では、金属電極は温度が上昇すると溶けてしまい、放
電条件を変更することで金属と炭素の割合を独立に変え
ることができない。そのため製造条件の制御が困難であ
った。
【０００４】本発明の目的は、単層カーボンナノチュー
ブの製造条件の制御性を向上し、収率を上げるための方
法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、放電電極の一
方に炭素、他方に金属と炭素の混合物を用い、原料ガス
に炭化水素を用いてアーク放電で単層カーボンナノチュ
ーブを製造するとき、金属と炭素の混合物の電極とし
て、炭素棒に穴をあけ金属線を挿入することにより形成
されたものを用いる。またキャリアガスとして水素を添
加する。
【０００６】電極を本発明のような構造にすることで炭
素と金属の蒸発量の制御性が上がる。またキャリアガス
として水素を添加することにより、収率の向上がみられ
る。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。
【０００８】図１は、アーク放電による単層カーボンナ
ノチューブ製造装置である。真空容器１の中に炭素棒電
極（正電極）７と金属を含む炭素棒電極（負電極）１０
を設け正電極の方を可動装置１２につなげて電極間の距
離を可変とした。正電極７は直径１センチの炭素棒、負
電極１０は炭素棒に穴をあけ金属線を挿入した直径１セ
ンチの棒である。
【０００９】メタンガス２０Ｔｏｒｒ、ヘリウムガス１
８０Ｔｏｒｒの雰囲気で、放電電圧３０Ｖ、放電電流５
０Ａでアーク放電させることで大量の単層カーボンナノ
チューブができた。ナノチューブの太さは１〜２ｎｍで
従来と同じく揃っていた。
【００１０】図２は図１における金属を含む電極１０の
詳細な構造を示したものである。炭素棒電極（直径１セ
ンチ）の長さ方向に１ミリの穴を４個あけ、鉄線を挿入
した。従来は電極１０として金属電極を用いていたが、
金属棒のみでは電極が溶けてしまう温度でも使用可能
で、挿入する金属線の本数により、炭素棒表面に露出す
る炭素と金属の面積比を制御できるので、金属の蒸発量
を制御できるようになる。
【００１１】またキャリアガスに水素をおよそ１０Ｔｏ
ｒｒ添加することで、その収率がさらに１０倍程度改善
された。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、太さの揃
った単層カーボンナノチューブを大量に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】単層カーボンナノチューブの製造装置の概略図
である。
【図２】金属線を挿入した炭素棒の構造を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ 真空容器 ２ 真空排気系 ３ 真空計 ４ 真空バルブ ５ ガス供給系 ６ 圧力計 ７ 炭素棒電極 ８ アーク放電源 ９ 負導電端子 １０ 金属を含む炭素棒電極 １１ 正導電端子 １２ 可動装置 ２１ 金属線 ２２ 炭素棒電極

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】放電電極の一方に炭素、他方に金属と炭素
    の混合物を用い、原料ガスに炭化水素を用いたアーク放
    電による単層カーボンナノチューブの製造法であって、
    金属と炭素の混合物の電極として、炭素棒に穴をあけ金
    属線を挿入することにより形成されたものを用い、キャ
    リアガスとしてヘリウムガスと水素ガスの混合ガスを用
    いることを特徴とする単層カーボンナノチューブの製造
    法。
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