JP2725736B2 - 強磁性炭素質材料の製造方法 - Google Patents

強磁性炭素質材料の製造方法

Info

Publication number
JP2725736B2
JP2725736B2 JP6068020A JP6802094A JP2725736B2 JP 2725736 B2 JP2725736 B2 JP 2725736B2 JP 6068020 A JP6068020 A JP 6068020A JP 6802094 A JP6802094 A JP 6802094A JP 2725736 B2 JP2725736 B2 JP 2725736B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbonaceous material
iron
ferrocene
ferromagnetic
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6068020A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07249508A (ja
Inventor
洋史 牛島
和久 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP6068020A priority Critical patent/JP2725736B2/ja
Publication of JPH07249508A publication Critical patent/JPH07249508A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2725736B2 publication Critical patent/JP2725736B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/0036Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties showing low dimensional magnetism, i.e. spin rearrangements due to a restriction of dimensions, e.g. showing giant magnetoresistivity
    • H01F1/0045Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/44Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
    • H01F1/442Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a metal or alloy, e.g. Fe

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄微粒子を内部に含ん
だ炭素質材料の製造方法に関する。詳しくは、真空中で
500〜1500℃の温度範囲で鉄含有有機化合物を熱
分解することにより得られる強磁性炭素質材料の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より知られている含金属炭素質材
料、とりわけ鉄を有する金属錯体を原料とする製造方法
としては、フェロセニル残基を有するポリマーの不活
性ガス雰囲気下あるいは真空中での熱分解による方法
と、ピッチ等の炭素源とフェロセン誘導体あるいは鉄
を中心金属とする配位化合物との混合物の不活性ガス雰
囲気下での熱分解による方法が知られている。
【0003】のフェロセニル残基を有するポリマーの
アルゴン気流中での熱分解による方法としては、1)フ
ェロセン−メチルエチルケトンのコポリマーを500℃
で、あるいはポリ(β−フェロセニルクロロアクロレイ
ン)を400℃で熱分解する方法(L. A. Alier ら、Do
kl. Akad. Nauk SSSR, 194, 843 (1970))や、2)真空
中、アセチルフェロセンとフルフラールとから硫酸触媒
による重縮合で得られたポリマーを350〜400℃に
加熱(S. Yajima ら、Nature, 267, 823 (1977) ),あ
るいは1−フェロセンエタノール−ホルムアルデヒド−
フェノールのコポリマーを350〜400℃で熱分解す
る方法(M. Omoriら、Bull. Chem. Jpn., 50, 1157-116
0 (1977))が知られている。これらの方法で得られた含
金属炭素質材料は鉄、酸化鉄あるいは鉄イオンの微粒子
がカーボンマトリックス中に高分散したものである。こ
れらの方法で、得られた含金属炭素質材料は原料の鉄/
炭素比が小さいため鉄の含量が最大でも約15%と少な
いこと、熱分解温度が比較的低いため原料中に含まれる
酸素が酸化鉄をつくり金属鉄の含量をさらに低下させて
しまうという問題点を有する。
【0004】のピッチ等の炭素源とフェロセンあるい
は鉄を中心金属とする配位化合物との混合物を不活性ガ
ス等の雰囲気下で熱分解する方法としては、 1)水素気流中飽和ベンゼン蒸気と共にフェロセンを1
100℃で熱分解する方法(遠藤ら、応用物理,54, 50
7-510 (1985))、 2)溶媒可溶性メソフェースピッチとトリス(アセチル
アセトナト)鉄(III )錯体を不活性ガス雰囲気下で4
00〜1000℃で熱処理する方法(児玉ら、学振第1
17委員会試料,(1993))、 3)ポリスチレンを核としたシード重合によりポリアク
リロニトリル系微粒子高分子を合成し、得られたポリア
クリロニトリル系微粒子高分子と2種類の金属塩との反
応により2種類の金属が固定された微粒子高分子錯体を
合成し、400〜1000℃で焼成する方法(鷲見ら、
Polymer Preprints, 42, 3660-3662 (1993) )等が知ら
れている。これらの方法で得られた含金属炭素質材料は
鉄、あるいは酸化鉄の微粒子がカーボンマトリックス中
に高分散したものである。これらの方法は、熱分解前に
固定化や重合といった複雑な前処理が必要なため、簡便
な製造方法とはいえない。また、得られた含金属炭素質
材料の磁性も飽和磁化で最高23.0emuG/gと決
して大きな値とはいえず、十分な機能が期待できないと
いう問題点を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に金属微粒子は水
中や大気中において急速に酸化が進行してしまうが、炭
素質中に金属微粒子を含ませれば、耐酸化性が飛躍的に
向上する。そのような耐酸化性の優れた金属微粒子を簡
便な方法で効率よく得られれば、数多くの材料開発分野
において極めて重要な技術となることが期待される。本
発明はこのような要求を満足する炭素質中に金属微粒子
を含ませた材料の製造方法を提供することを目的とす
る。さらに本発明は強磁性炭素質材料の製造方法を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、鉄含有有機化合物
を真空中で500〜1500℃の温度範囲で直接熱分解
することにより、安定で飽和磁化の高い強磁性炭素質材
料を簡便な方法で効率よく製造できることを見いだして
本発明に達した。
【0007】すなわち本発明によれば、鉄を構成元素と
する有機金属化合物又は配位化合物から選ばれる鉄含有
有機化合物を真空中で500〜1500℃、好ましくは
600〜1100℃、より好ましくは800〜1050
℃の温度範囲で直接熱分解することにより、安定で飽和
磁化の高い強磁性炭素質材料を簡便な方法で効率よく製
造できる。
【0008】以下に本発明を具体的に説明する。
【0009】本発明において用いる鉄含有有機化合物
有機金属化合物又は配位化合物から選ばれる。有機金属
化合物としては、フェロセン、アルキルなどの脂肪
族基、もしくはアリールなどの芳香族基を有するフェロ
セン、置換部分に酸素、窒素等のヘテロ元素を有する
フェロセン誘導体、フェロセン以外の有機金属化合物
を挙げることができる。配位化合物としては、シュウ酸
鉄(II)、トリス(2,2’−ビピリジン)鉄(II)、
トリス(アセチルアセトナト)鉄(III )、トリス(ジ
エチルジチオカルバマト)鉄(III )、トランス−ジク
ロロ(1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカ
ン)鉄(III )等を挙げることができる。これらは単独
または2つ以上の混合物あるいは他の有機物との混合物
として用いることができる。
【0010】の具体例として、メチルフェロセン、エ
チルフェロセン、ブチルフェロセン、1,1’−ジブチ
ルフェロセン、フェニルフェロセン、シクロヘキシルフ
ェロセン等が挙げられる。
【0011】の具体例として、アセチルフェロセン、
1,1’−ジアセチルフェロセン、α−ヒドロキシメチ
ルフェロセン、メトキシカルボニルフェロセン、ホルミ
ルフェロセン、N,N−ジメチルアミノメチルフェロセ
ン、トリメチルシリルフェロセン、メチルチオフェロセ
ン等が挙げられる。
【0012】の具体例として、ペンタカルボニル鉄
(0)、テトラカルボニルビス(シクロペンタジエニル
二鉄(I)、(ベンゼン)(シクロペンタジエニル)鉄
(II)、テトラキス(シクロペンタジエニル)テトラス
ルフィド四鉄(III )等が挙げられる。
【0013】こうして含金属炭素質材料は、前記鉄含有
有機化合物を真空中で、500〜1500℃の範囲の温
度に加熱することによって得ることができる。ここで真
空とは1〜50000Pa、より好ましくは10〜50
00Paをいう。
【0014】こうして得られた含金属炭素質材料は、炭
素質中に金属微粒子(鉄微粒子)が高分散している。炭
素質中に含まれる金属微粒子は特に限定するものではな
いが高含量とすることができ、全重量中通常20重量%
以上、好ましくは25重量%以上、より好ましくは30
重量%以上とすることができる。この含金属炭素質材料
は金属微粒子の上に炭素質が被覆した構造となってい
る。
【0015】炭素質中に含まれる鉄の微粒子は、粉末X
線回折による分析からα−鉄であることが確認された。
また、走査型電子顕微鏡観察によると、これら金属微粒
子を含む炭素質の粒子径は約0.5μmであった。さら
に、X線光電子分光による分析から鉄は炭素質の表面に
は存在しないことが確認された。
【0016】この方法では、耐酸化性の優れた強磁性金
属微粒子を簡便な方法で効率よく得られるので、数多く
の材料開発分野において利用することが可能である。
【0017】
【実施例】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。 実施例1 フェロセン1.03gを石英製の反応管の左端に入れ、
約3時間系内を真空排気後、同反応管の右側を800℃
に加熱する。反応温度に達した後、左端のフェロセンを
加熱蒸発させ蒸気を右側の加熱部に導いた。800℃で
30分反応後、同温度で60分排気後冷却し、反応管の
内壁に付着した炭素質生成物0.837gを得た。得ら
れた含金属炭素質材料の収率、磁気測定から求めた常温
15kGでの飽和磁化、保磁力、元素分析から求めた鉄
と炭素の含量をそれぞれ表1に示した。
【0018】比較例 真空排気を行わず、代りに系内をアルゴン雰囲気とした
以外は実施例1と全く同様にして反応を行わせたところ
含金属炭素質材料の収率は、実施例1の81.2%に対
し26.1%であった。
【0019】実施例2 反応温度を1000℃とした以外は実施例1と同様に反
応させた。得られた含金属炭素質材料の収率、磁気測定
から求めた常温15kGでの飽和磁化、保磁力、元素分
析から求めた鉄と炭素の含量をそれぞれ表1に示した。
【0020】実施例3〜9 ブチルフェロセン、1,1’−ジブチルフェロセン、ア
セチルフェロセン、1,1’−ジアセチルフェロセン、
フェニルフェロセン、N,N−ジメチルアミノメチルフ
ェロセン又はトリス(アセチルアセトナト)鉄(III )
をそれぞれ原料として用いた以外は実施例1と全く同様
に反応させた。得られた含金属炭素質材料の収率、磁気
測定から求めた常温15kGでの飽和磁化、保磁力、元
素分析から求めた鉄と炭素の含量をそれぞれ表1に示し
た。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】本発明により、炭素質によって被覆され
た金属微粒子(鉄微粒子)効率良く、しかも極めて簡
便な方法で製造することができる。これは耐酸化性の優
れた強磁性金属微粒子としてのみならず、導電性あるい
は新規な触媒材料、磁性流体や電気粘性流体の原料とし
ても応用が期待できる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄を構成元素とする有機金属化合物又は
    配位化合物から選ばれる鉄含有有機化合物を真空中で5
    00〜1500℃の温度範囲で熱分解することを特徴と
    する強磁性炭素質材料の製造方法。
  2. 【請求項2】 該有機金属化合物がフェロセン又はフェ
    ロセン誘導体である請求項1記載の強磁性炭素質材料の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 該フェロセン誘導体が脂肪族基又は芳香
    族基から選ばれた置換基を有するものである請求項2記
    の強磁性炭素質材料の製造方法。
  4. 【請求項4】 該フェロセン誘導体の置換基ヘテロ元
    素を有する請求項3記載の強磁性炭素質素材の製造方
    法。
JP6068020A 1994-03-11 1994-03-11 強磁性炭素質材料の製造方法 Expired - Lifetime JP2725736B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6068020A JP2725736B2 (ja) 1994-03-11 1994-03-11 強磁性炭素質材料の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6068020A JP2725736B2 (ja) 1994-03-11 1994-03-11 強磁性炭素質材料の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07249508A JPH07249508A (ja) 1995-09-26
JP2725736B2 true JP2725736B2 (ja) 1998-03-11

Family

ID=13361726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6068020A Expired - Lifetime JP2725736B2 (ja) 1994-03-11 1994-03-11 強磁性炭素質材料の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2725736B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5143469B2 (ja) * 2006-06-16 2013-02-13 地方独立行政法人 大阪市立工業研究所 鉄含有炭素材料の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5635002B2 (ja) * 1973-03-20 1981-08-14
JPS58167413A (ja) * 1982-03-23 1983-10-03 Ngk Insulators Ltd カーボン材料およびその製造法
JPH0625312B2 (ja) * 1987-02-13 1994-04-06 東海カ−ボン株式会社 強磁性カ−ボンブラツクおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07249508A (ja) 1995-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9017445B2 (en) Highly aromatic compounds and polymers as precursors to carbon nanotube and metal nanoparticle compositions in shaped solids
US20080292530A1 (en) Calcination of carbon nanotube compositions
JPS589764B2 (ja) 金属炭窒化物の製法
JPS61100585A (ja) 錯化合物およびその製造方法
US4895709A (en) Method of preparing metal carbides, nitrides, and the like
Wade et al. Electrochemical synthesis of ceramic materials. 2. Synthesis of aluminum nitride (AlN) and an AlN polymer precursor: chemistry and materials characterization
JP2725736B2 (ja) 強磁性炭素質材料の製造方法
JP2782589B2 (ja) 鉄−炭素複合強磁性微粒子の製造方法
Kriz et al. Clusters as Substituents. Synthesis and Thermal Decomposition of Metal Carboranecarboxylates
US4842641A (en) Synthesis of iron-cobalt powders
CA1195336A (en) Volatile metal complexes
Al-Falahi Catalytic graphitization of modified phenolic resin and its nanoparticles fillers behavior towards high temperature
EP0525929B1 (en) Process for producing organic ferromagnetic sustances
Meng et al. Synthesis of one-dimensional nanostructures—β-SiC nanorods with and without amorphous SiO 2 wrapping layers
RU2665055C1 (ru) Магнитный наноматериал на основе ферроценсодержащих полихалконов и способ его получения
WO1986006361A1 (en) Preparing metal compounds, alloys and metals by pyrolysis
KR102529546B1 (ko) 저분자량의 유기 화합물을 이용한 그래핀의 제조방법
US5174975A (en) Method of preparing metal carbides, nitrides, borides and the like
JP2669490B2 (ja) 有機磁性体及びその製造方法
Ruan et al. POSS containing hyperbranched polymers as precursors for magnetic Co@ C-SiO x ceramic nanocomposites with good sinter–resistant properties and high ceramic yield
JPH0751568A (ja) カーボンブラック複合体とその製造方法
JPS61225320A (ja) 含金属炭素質繊維およびその製法
JPH0799108A (ja) 強磁性炭素材料およびその製造方法
JPH01502427A (ja) 遷移金属炭化物およびその製造方法
KR20150122943A (ko) 금속캡슐 탄소나노튜브 필러의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term