JP2737736B2 - Manufacturing method of a carbon single-walled nanotubes - Google Patents

Manufacturing method of a carbon single-walled nanotubes

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Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カーボン単層ナノチューブの製造方法に関し、特に長時間の連続製造が可能なカーボン単層ナノチューブの製造方法に関する。 The present invention relates to relates to a method of manufacturing a carbon single-walled nanotubes, and in particular long-time continuous production method of the carbon single-walled nanotubes can be produced.

【0002】 [0002]

【従来の技術】カーボンナノチューブは、厚さ数原子層のグラファイト状炭素原子面を丸めた円筒が1個あるいは数個入れ子になったものであり、外径がnmオーダーの極めて微小な物質である。 BACKGROUND ART Carbon nanotubes are those cylinders with rounded graphitic carbon atomic plane of the thickness of several atomic layers becomes one or several nested outer diameter is extremely small substance nm order .

【0003】数個以上の円筒状黒鉛層が同心円状に形成された通常のカーボンナノチューブは、カーボンナノチューブの電気特性や化学特性に大きなばらつきがあった。 [0003] Several more usually cylindrical graphite layers are concentrically formed of carbon nanotubes, there is large variation in electric properties and chemical properties of the carbon nanotubes. そこで、チューブの形状が単層に制御されたカーボン単層ナノチューブが開発された。 Therefore, the carbon single-walled nanotubes shape of the tube is controlled to a single layer has been developed.

【0004】カーボン単層ナノチューブの製法としては従来、電極に炭素棒を使ったアーク放電が用いられてきた。 [0004] As the production method of carbon single-walled nanotubes conventional arc discharge using carbon rods to the electrode has been used. この手法では電極の炭素材を原料としてカーボンナノチューブを合成するため、製造時間の経過と共に電極が消費するのは避けられず、アーク放電の状態自身も経時変化してしまう。 To synthesize carbon nanotubes of carbon material of the electrode as a raw material in this approach, inevitably the electrode is consumed over production time, the state itself of the arc discharge is changed with time.

【0005】また、カーボン単層ナノチューブを高効率に合成するには、原料の炭素以外に鉄、ニッケル等の金属触媒を必要とする。 [0005] To synthesize carbon single-walled nanotubes in high efficiency requires iron, a metal catalyst such as nickel in addition to carbon sources. アーク放電法では、これらの触媒金属はしばしば炭素電極内に埋め込んだ形で供給されるが、放電時に電極が高温になると、炭素に比べ蒸気圧が高い触媒金属が優先的に蒸発するため炭素と触媒の供給量の比率が経時変化してしまう。 The arc discharge method, but these catalysts metals are often supplied in the form embedded in the carbon electrode, the electrode reaches a high temperature during discharge, and carbon for vapor pressure higher catalytic metal than carbon evaporates preferentially the ratio of the supply amount of the catalyst will change with time.

【0006】以上の理由からアーク放電法では、数分間を越える製造条件の定常性を望めず、長時間のカーボン単層ナノチューブの合成が困難である。 [0006] In the above arc discharge method reasons, not be expected stationarity manufacturing conditions exceeding several minutes, it is difficult to synthesize long carbon single-walled nanotubes.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】カーボン単層ナノチューブはその結晶性の良さから強靱な炭素繊維となるが、 Carbon single-walled nanotubes [0008] is a tough carbon fiber from its crystalline good,
従来のアーク放電装置では炭素棒電極が消費され、また炭素と触媒の供給量の比率が経時変化するため数分間を越える長時間の運転ができず、実用に供せるだけのカーボン単層ナノチューブの収量を得ることは困難であった。 In conventional arc discharge device consumes carbon rod electrode, also the ratio of the supply amount of the carbon and the catalyst can not have long operating exceeding several minutes to change over time, practically the only carbon single-walled nanotubes Kyoseru to obtain the yield was difficult.

【0008】従ってカーボン単層ナノチューブの工業上の発展により、長時間運転が可能な合成法の確立が避け得ない課題となっている。 [0008] With the development of the industry of carbon single-walled nanotubes therefore, it has become an issue that establishment can not avoid a long period of time can be run in this synthesis method.

【0009】又、カーボン単層ナノチューブ合成時にアモルファスカーボンやグラファイトも生成してしまうため、これら他相の生成を抑制し、良質のカーボン単層ナノチューブを得る製造条件を得ることも課題となっていた。 [0009] Further, since the thus generated also amorphous carbon or graphite at the time of carbon single-walled nanotubes synthesis, to suppress the formation of these other phases, was also a challenge to obtain manufacturing conditions for obtaining a carbon single-walled nanotubes of good quality .

【0010】 [0010]

【課題を解決するための手段】先の課題を解決するにはプラズマに直接触れる炭素電極を使わずに高温プラズマを発生させる必要があるため、本発明では高周波コイルによって無電極プラズマを発生させている。 Order to resolve the destination of the problems SUMMARY OF THE INVENTION The need to generate a high temperature plasma without the carbon electrode in direct contact with the plasma, to generate an electrodeless plasma by the high frequency coil in the present invention there.

【0011】この方法は、ガス流制御でプラズマ形状を安定化させることにより、如何なる壁面にもプラズマを接触させないことが可能で、カーボン単層ナノチューブ合成に用いることにより、合成時間の制限が解消された。 [0011] This method, by stabilizing the plasma shape gas flow controller, any wall also can not contact the plasma, by using the carbon single-walled nanotubes synthesis, it is eliminated synthesis of time limit It was.

【0012】なお炭素原料としては、供給量の制御性の良いガスを用いることが好ましくメタン等の炭化水素を用いることができる。 [0012] As noted carbon source, it is possible to use hydrocarbons is such preferably methane using a good gas controllability of the supply amount.

【0013】金属触媒を、炭素源とは全く独立にプラズマに供給すれば、炭素と金属触媒の供給量の比率が経時変化することがない。 [0013] The metal catalyst, be supplied to the plasma completely independently of the carbon source, it is not the proportion of the supply amount of carbon and metal catalyst changes over time.

【0014】カーボン単層ナノチューブの生成時にアモルファスカーボンやグラファイトも発生するが、これを抑制する為には炭素に対してエッチング作用をもつ水素や酸素を添加するとよい。 [0014] may Amorphous carbon or graphite at the time of generation of carbon single-walled nanotubes is also generated, in order to suppress the addition of hydrogen and oxygen with etching action to the carbon. またプラズマの一部に外部よりガスを供給することによって、プラズマ温度を急激に下げ生成粉を急冷することができ、これによってもアモルファスカーボンやグラファイトなど副生成物の生成を抑制することができる。 Also by supplying a gas from outside to a portion of the plasma, it can be quenched rapidly lowered produce powder plasma temperature, whereby it is possible to suppress the formation of such by-products amorphous carbon and graphite also.

【0015】さらに、カーボン単層ナノチューブを捕集するための基板を、水冷などにより冷却することにより、多層のカーボンナノチューブの生成を抑制し、単層のカーボンナノチューブを選択的に製造することができる。 Furthermore, the substrate for collecting carbon single-walled nanotubes, by cooling by water-cooling, it is possible to suppress the formation of multi-layer carbon nanotubes, to selectively produce single-walled carbon nanotubes .

【0016】 [0016]

【発明の実施の形態】本発明による実施の一形態を以下に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An embodiment according to the present invention will be described below.

【0017】本発明のカーボン単層ナノチューブ製造方法は、無電極の高周波プラズマを用いるため、アーク放電における電極の消耗の問題が原理的に無く、長時間運転が可能である。 [0017] Carbon single-walled nanotubes production method of the present invention employs a high-frequency plasma of electrodeless, the electrode of consumable problems in arc discharge in principle without, are possible long-term operation.

【0018】製造時に生成物の品質に時間的ばらつきが生じないようにするには、炭素原料と触媒金属原料の一定量をプラズマ中に定常的に供給すればよく、このためには触媒金属は粉体の形でキャリアガスの定常流にのせて供給し、炭素原料は流量制御された炭化水素ガスの形態でそれぞれ別に供給する。 [0018] To avoid potential temporal variation in the quality of the product during manufacturing may be constantly supply a constant amount of the carbon source and the catalyst metal source in the plasma, the catalyst metal for this purpose is in the form of a powder was fed placed on a steady flow of carrier gas, the carbon raw material separately supplies each in the form of flow control hydrocarbon gas.

【0019】本発明の実施の形態では、通常数百Tor [0019] In an embodiment of the present invention is, usually several hundred Tor
rの真空度でアーク領域のプラズマを発生させており、 r is to generate plasma of the arc region at a vacuum degree of,
この場合プラズマ中の原子の温度は1万℃の高温に達するため、供給した数μmの粒径をもつ触媒金属粉体はほぼ完全に蒸発する。 In this case the temperature of the atoms in the plasma reach the high temperature of 10,000 ° C., the catalyst metal powder having a particle diameter of several μm was supplied almost completely evaporated. 炭素原料である炭化水素ガスはプラズマ内でさらに容易に原子化される。 Hydrocarbon gas is carbon raw material is more easily atomized in the plasma.

【0020】プラズマ内で原子化された炭素と触媒金属は、プラズマ炎の周縁の低温部で凝集し微粒子を形成する。 The atomized carbon and catalytic metal in the plasma is to aggregate at the low temperature portion of the periphery of the plasma flame to form fine particles. この微粒子上で触媒作用により、固溶していた炭素原子又は飛来した炭素原子がカーボン単層ナノチューブを形成する。 The catalytically on microparticles, solid solution have carbon atoms or flying the carbon atoms form a carbon single-walled nanotubes.

【0021】ただし、この時アモルファスカーボンやグラファイトも形成されてしまうが、カーボン単層ナノチューブの方が成長速度が速い為、炭素をエッチングする水素や酸素を添加すれば、アモルファスやグラファイトの方がより優先的にエッチングされ、品質の良いカーボン単層ナノチューブが得られる。 [0021] However, although this time amorphous become carbon or graphite are also formed, for better carbon single-walled nanotubes have high growth rate, if the addition of hydrogen and oxygen to etch the carbon, more is more amorphous and graphite preferentially etched, good carbon single-walled nanotubes quality.

【0022】また、微粒子が形成する場所であるプラズマ炎の周縁部に外部よりガスを供給し、プラズマの温度を急激に低下させることにより、成長速度の遅いアモルファスカーボンやグラファイトが十分に形成されないまま、急冷によりそれらの反応を停止させ、品質の良いカーボン単層ナノチューブを得ることができる。 Further, fine particles are gas supply from the outside to the periphery of the plasma flame is a place of forming, by lowering the temperature of the plasma rapidly, while slower amorphous carbon or graphite growth rate is not sufficiently formed to stop their reaction by quenching, it is possible to obtain a good carbon single-walled nanotubes quality.

【0023】更に、カーボン単層ナノチューブを捕集する基板を、水冷などにより冷却することにより、多層のカーボンナノチューブの生成を抑制し、単層のカーボンナノチューブを選択的に製造することができる。 Furthermore, the substrate for collecting carbon single-walled nanotubes, by cooling by water-cooling, it is possible to suppress the formation of multi-layer carbon nanotubes, to selectively produce single-walled carbon nanotubes.

【0024】 [0024]

【実施例】 【Example】

実施例1 以下に、本発明の一実施例について、図1を参照して説明する。 The following Examples 1, for one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0025】本実施例では、高周波プラズマ発生装置において発振周波数4MHzで、約10kWの電力をコイル3に供給することにより、300Torr程度の真空度で数cmのサイズの高温プラズマ2を形成することができた。 [0025] In this embodiment, the oscillation frequency 4MHz in the high frequency plasma generator, by supplying power of about 10kW to the coil 3, to form a high-temperature plasma 2 of size of several cm at a vacuum degree of about 300Torr did it.

【0026】プラズマの形状を安定させるため、図中上方よりアルゴンガスを毎分約60リットルを供給し、プラズマ内で発生した生成粉はこのガス流に乗って水冷された基板4まで達した後回収される。 [0026] To stabilize the plasma shape, supplying about 60 liters per minute argon gas from above in the drawing, generated dust generated in the plasma after reaching to the substrate 4, which is water cooled aboard the gas stream It is recovered.

【0027】カーボン単層ナノチューブ合成のためには金属触媒を必要とするため、本実施例では、触媒金属を約3〜5μmの粒径をもつ粉体の形態で、流動式の粉体供給装置により毎分3リットルでアルゴンのキャリアガス気流にのせて、ノズル1を経てプラズマまで輸送した。 [0027] For For carbon single-walled nanotubes synthesis which requires a metal catalyst, in the present embodiment, in the form of a powder having a particle size of about 3~5μm the catalytic metal, fluidized powder feeder put the carrier gas stream of argon per minute 3 l by and transported to the plasma through the nozzle 1.

【0028】なお、このキャリアガスの流量が毎分1リットルを下回る場合には、プラズマ内部に存在する逆向きの気流によって、プラズマ中心部に粉体が供給されずに触媒金属の蒸発が不十分であったので、本実施例ではキャリアガス流を毎分3リットルとした。 [0028] In the case where the flow rate of the carrier gas is below 1 liter per minute, depending reverse air flow present inside the plasma, insufficient catalytic metal evaporation without being supplied powder to the plasma center since was, the carrier gas flow was set to min 3 liters in this embodiment.

【0029】触媒金属の種類としては、鉄、コバルト、 [0029] Examples of the kind of catalyst metal, iron, cobalt,
ニッケルいずれの場合にもカーボン単層ナノチューブの合成が可能であった。 Synthesis of carbon single-walled nanotubes in each case nickel was possible. 特にニッケル75%、コバルト2 In particular 75% nickel, cobalt 2
5%の混合粉を用いたものが最もカーボン単層ナノチューブの収率が良かった。 That with 5% of the mixed powder was good and most of the carbon single-walled nanotubes yields. 金属粉の標準的な供給量は毎分約100mgであった。 Standard supply amount of the metal powder was per minute 100 mg.

【0030】炭素源としてメタンをプラズマ炎の下流側の周縁部に毎分約1リットル供給した。 [0030] was supplied per minute about 1 liter methane as a carbon source to the peripheral portion of the downstream side of the plasma flame. なお、メタンを供給する場所としてプラズマ炎の上流側を選んでも、毎分1リットル程度の供給量であればプラズマの安定性を損なわないため実用上問題は無かった。 Even choose upstream of the plasma flame as the location for supplying methane, practical problem order not to impair the plasma stability as long as the supply amount of about 1 liter per minute did not.

【0031】カーボン単層ナノチューブと共に形成されるアモルファスカーボンやグラファイトの生成を抑制するため、プラズマの下流側に炭素に対しエッチング作用をもつ水素を毎分6リットル供給した。 [0031] To suppress the formation of amorphous carbon or graphite formed with carbon single-walled nanotubes were fed 6 liters per minute of hydrogen with an etching effect on carbon downstream of the plasma. メタンの供給量に対する水素の供給量の比が2か3の場合は触媒金属微粒子の周囲に多量のアモルファスやグラファイトが生成したので、本実施例では水素の供給量の比が5を越えるように選んだ。 Since the supply amount of the ratio of hydrogen to feed of methane in the case of 2 or 3 to produce a large amount of an amorphous or graphite around the catalytic metal particle, so that the ratio of the supply amount of hydrogen in this embodiment exceeds 5 selected.

【0032】上記の方法により、プラズマ炎より多量の微粒子が煤状に放出し、この微粒子が多くのカーボン単層ナノチューブを含んでいることを電子顕微鏡により確認した。 [0032] By the above method, a large amount of fine particles from the plasma flame is discharged into soot, it was confirmed by an electron microscope that the fine particles contains more carbon single-walled nanotubes. ただしプラズマ炎に晒され1000℃程度の高温にある基板上で微粒子を回収した場合には、カーボン単層ナノチューブよりも2,3層でできた多層のカーボンナノチューブの方が多く見られ、基板上でカーボンナノチューブが直径方向に成長することが確認できた。 However when the recovered fine particles on the substrate at the high temperature of about 1000 ° C. exposed to the plasma flame, often seen better multilayer carbon nanotubes made by third layers than carbon single-walled nanotubes, on the substrate in carbon nanotubes has been confirmed that the growth in the diameter direction. 従って、単層ナノチューブのみを得るには、水冷などにより冷却された基板上で回収するとよい。 Therefore, in order to obtain only the single-walled nanotubes, it is preferable to recover on a substrate cooled by water-cooling.

【0033】実施例2 アモルファスカーボン及びグラファイトの生成を抑制するため、プラズマ下流部にアルゴンガスを毎分15リットル供給した。 [0033] To suppress the formation of Example 2 Amorphous carbon and graphite, argon gas was fed 15 liters per minute to the plasma downstream portion. アルゴンガス自身には炭素をエッチングする作用は無いが、アルゴン導入に伴うプラズマの急冷を行なうことにより、成長速度の速いカーボン単層ナノチューブを優先的に残し、他のアモルファスカーボンやグラファイトの生成を抑えることができる。 While not act to etch the carbon in argon gas itself, by performing rapid cooling of the plasma caused by the argon inlet, leaving a fast growth rate of carbon single-walled nanotubes preferentially suppress the generation of other amorphous carbon or graphite be able to.

【0034】急冷の現象は、アルゴンガス導入時にプラズマ下流部の輻射強度が低下したことから目視でも確認できた。 The quenching phenomenon, radiation intensity of the plasma downstream portion was also confirmed visually since the dropped during argon gas inlet. アルゴンを導入しない場合に比べ、触媒金属微粒子の周囲に存在するアモルファスカーボンやグラファイトが少なくなり、特にグラファイトが著しく減少した。 Compared with the case of no introduction of argon, the less amorphous carbon or graphite present around the catalytic metal particle, in particular graphite was significantly reduced. アモルファスカーボンが高温下で結晶性を改善しグラファイトとなる過程をガス急冷が阻害したためと考えられる。 The process of amorphous carbon is graphite to improve the crystallinity at a high temperature presumably because gas quench inhibited.

【0035】一方カーボン単層ナノチューブについては、その結晶性を電子顕微鏡で観察したところ、その結晶性にガス冷却法が悪い影響を与えていないことを確認した。 [0035] On the other hand the carbon single-walled nanotubes, was observing the crystalline with an electron microscope, it was confirmed that the gas cooling method does not adversely affect its crystalline.

【0036】実施例3 市販で容易に入手できる金属粉は粒径のばら付きが大きいため、触媒金属の原料に金属粉を用いた場合に、粒径の大きな金属粉がプラズマ内で完全に蒸発しきれずに生成物に混入して回収されてしまうことがある。 [0036] Since the metal powder readily available in Example 3 Commercially available large with roses particle size, in the case of using the metal powder as a raw material of the catalyst metal, a large metal powder particle size is completely evaporated in the plasma sometimes without being completely it would be recovered by mixing the product.

【0037】これを防ぐ為には金属触媒源として有機金属を用いた。 [0037] using an organometallic metal catalyst source in order to prevent this. 本実施例では鉄の有機金属であるフェロセンを用いた。 Using ferrocene is an organometallic iron in this embodiment. フェロセンは昇崋温度が140℃と低いため、プラズマ中で完全に蒸発し、金属粉を用いた時のような未分解の原料粉は混入していなかった。 Since the 140 ° C. and lower ferrocene temperature 崋温 degree, complete evaporation in the plasma, the raw material powder of undegraded such as when using a metal powder was not mixed.

【0038】フェロセンを触媒原料として用い炭素原料としてメタンを用い、高効率にカーボン単層ナノチューブを合成することが可能であった。 [0038] ferrocene using methane as the carbon source used as the catalyst material, it was possible to synthesize carbon single-walled nanotubes in high efficiency.

【0039】なおフェロセン自身にも炭素原子を含んでいるため、メタンを用いずにフェロセンだけでも、収率は悪いながらカーボン単層ナノチューブが合成できた。 It should be noted because it contains carbon atoms in ferrocene itself, alone ferrocene without methane yield carbon single-walled nanotubes could be synthesized with bad.

【0040】 [0040]

【発明の効果】従来のアーク放電によるカーボン単層ナノチューブの製造方法では、電極である炭素棒が放電時に消費され、更に電極に埋め込んだ触媒金属はその蒸気圧の高さからより急激に消費される。 EFFECTS OF THE INVENTION The manufacturing method of a carbon single-walled nanotubes by conventional arc discharge, carbon rod as an electrode is consumed during discharge is more rapidly consumed catalyst metal embedded more electrodes because of their high vapor pressure that. 炭素電極の消耗はプラズマ状態に時間的変動を生じ、触媒金属の選択的な蒸発はプラズマへの炭素と触媒金属の供給量の変動を生じるため、カーボン単層ナノチューブの長時間合成は困難であった。 Consumable carbon electrodes results in temporal variations in the plasma state, selective vaporization of the catalyst metal to produce a variation in the supply amount of the carbon and catalyst metal to the plasma, prolonged synthesis of carbon single-walled nanotubes difficult It was.

【0041】この課題を解決するため、本発明は図1で示すような無電極プラズマ合成装置を用いた。 [0041] To solve this problem, the present invention employs the electrodeless plasma synthesis apparatus as shown in Figure 1. これは4 This 4
MHzの高周波コイルにより最高温度が約1万℃の高温プラズマを如何なる壁面にも接触させずに形成したもので、時間制限の無いカーボン単層ナノチューブの合成を可能にした。 But the maximum temperature by MHz high-frequency coil to form a high temperature plasma of about 10,000 ℃ without contact to any wall, allowing the synthesis of free carbon single-walled nanotubes timed.

【0042】触媒金属を数μmの粒径を持つ粉体の形態で定常キャリアガス流に乗せて供給し、炭素原料はメタンガスとしてガス流量計を介してプラズマに安定供給している。 The catalytic metal is fed placed on a stationary carrier gas flow in a powder form having a particle diameter of several μm, and the carbon raw material is stable supplied to the plasma through a gas flowmeter as methane. 金属触媒と炭素を別系統でプラズマへ供給すれば、各成分元素の供給量比は一定で、品質の揃ったカーボン単層ナノチューブを合成することができる。 Be supplied to the plasma a metal catalyst and carbon on a separate line, the supply amount ratio of each component element is constant, it is possible to synthesize carbon single-walled nanotubes with uniform quality.

【0043】プラズマ内で原子化された炭素と触媒金属は、プラズマ周縁の低温部で凝集し生成粉を形成するが、この時アモルファスカーボンやグラファイトも形成されてしまう。 The atomized carbon and catalytic metal in the plasma is to form a product powder aggregate at the low temperature of the plasma periphery, this time of amorphous carbon and graphite will also be formed. そこで本発明では、カーボン単層ナノチューブが他の相に比べ成長速度が速いことを利用し、炭素をエッチングする水素や酸素を添加することによって、アモルファスやグラファイトをより優先的にエッチングし、品質の良いカーボン単層ナノチューブを得ることが出来た。 Therefore, in the present invention, by utilizing the carbon single-walled nanotubes is faster growth rate than the other phases, by the addition of hydrogen and oxygen to etch the carbon, more preferentially etching the amorphous or graphite, quality I was able to get a good carbon single-walled nanotubes.

【0044】同じ効果を狙った他の手法としては、プラズマ周縁部に外部よりアルゴンガスを供給し、プラズマの温度を急激に低下させることにより、成長速度の遅いアモルファスカーボンやグラファイトが十分に形成されない段階で、急冷により反応を停止させ、品質の良いカーボン単層ナノチューブを得ることが出来た。 [0044] Another method aimed at the same effect, providing an argon gas from the outside into the plasma periphery, by lowering the temperature of the plasma rapidly, slow amorphous carbon or graphite growth rate is not sufficiently formed in step, the reaction was stopped by rapid cooling, it was possible to get a good carbon single-walled nanotubes quality.

【0045】また、冷却された捕集基板を用いれば、複数層のカーボンナノチューブの生成を抑え単層カーボンナノチューブを選択的に得ることができる。 Further, by using a cooled collecting substrate, can be selectively obtained single-walled carbon nanotubes suppress the production of carbon nanotubes in a plurality of layers.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の高周波プラズマによるカーボン単層ナノチューブ製造装置の概念図である。 1 is a conceptual diagram of a carbon single-walled nanotube production apparatus by high frequency plasma of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 粉体供給ポート 2 プラズマ 3 高周波コイル 4 捕集基板 1 powder feed port 2 plasma 3 RF coil 4 collection substrate

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 無電極の高周波プラズマを用いてプラズマを発生させ、炭素原料と金属触媒を前記プラズマ中に供給することを特徴とするカーボン単層ナノチューブの製造方法。 1. A plasma is generated by using a high-frequency plasma of an electrodeless method for producing a carbon single-walled nanotubes, characterized in that to supply the carbon source and the metal catalyst in the plasma.
  2. 【請求項2】 無電極の高周波プラズマを用いてプラズマを発生させ、炭素原料と金属触媒を別々に前記プラズマ中に供給することを特徴とするカーボン単層ナノチューブの製造方法。 Wherein plasma is generated by using a high-frequency plasma of an electrodeless method for producing a carbon single-walled nanotubes, characterized in that to supply the carbon source and the metal catalyst in the separate plasma.
  3. 【請求項3】 前記炭素原料として炭化水素ガスを用いることを特徴とする請求項1または請求項2記載のカーボン単層ナノチューブの製造方法。 3. A process according to claim 1 or claim 2 carbon single-walled nanotubes, wherein the use of hydrocarbon gas as the carbon source.
  4. 【請求項4】 粉体状の金属触媒を前記プラズマ中に供給することを特徴とする請求項1または請求項2記載のカーボン単層ナノチューブの製造方法。 4. The method of claim 1 or claim 2 carbon single-walled nanotubes method according powdery metal catalysts and supplying into the plasma.
  5. 【請求項5】 前記炭素原料および前記金属触媒として有機金属を用いることを特徴とする請求項1記載のカーボン単層ナノチューブの製造方法。 Wherein said carbon source and method for producing a carbon single-walled nanotubes according to claim 1, characterized by using an organic metal as the metal catalyst.
  6. 【請求項6】 前記プラズマ中に、炭素をエッチングするガスを供給することを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3または請求項4または請求項5記載のカーボン単層ナノチューブの製造方法。 6. A in the plasma, produced according to claim 1 or claim 2 or claim 3 or claim 4 or a carbon single-walled nanotubes of claim 5, wherein the supplying gas for etching the carbon Method.
  7. 【請求項7】 前記プラズマ領域の温度を局所的に低下させることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3または請求項4または請求項5記載のカーボン単層ナノチューブの製造方法。 7. The method of claim 1 or claim 2 or claim 3 or claim 4 or claim 5 carbon single-walled nanotube production method according to, characterized in that to locally reduce the temperature of the plasma region.
  8. 【請求項8】 カーボンナノチューブを捕集する基板が冷却されていることを特徴とする、請求項1または請求項2または請求項3または請求項4または請求項5または請求項6または請求項7記載のカーボンナノチューブの製造方法。 8., characterized in that a substrate for collecting carbon nanotubes are cooled, claim 1 or claim 2 or claim 3 or claim 4 or claim 5 or claim 6 or claim 7 method of manufacturing a carbon nanotube according.
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