JP3335330B2 - カーボンナノチューブの製造方法およびカーボンナノチューブ膜の製造方法 - Google Patents
カーボンナノチューブの製造方法およびカーボンナノチューブ膜の製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0051—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore size, pore shape or kind of porosity
- C04B38/0054—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore size, pore shape or kind of porosity the pores being microsized or nanosized
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンナノチュ
ーブの製造方法およびカーボンナノチューブ膜の製造方
法に関する。
ーブの製造方法およびカーボンナノチューブ膜の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素を吸蔵する能力を持つ、カーボンナ
ノチューブが見出され、エネルギー貯蔵体としての可能
性が挙げられている。さらに、カーボンナノチューブを
膜の厚み方向に伸びるように配向された無数のカーボン
ナノチューブからなるカーボンナノチューブ膜を作製す
ることで、物質分離膜、電子材料としての新たな展開も
期待されている。
ノチューブが見出され、エネルギー貯蔵体としての可能
性が挙げられている。さらに、カーボンナノチューブを
膜の厚み方向に伸びるように配向された無数のカーボン
ナノチューブからなるカーボンナノチューブ膜を作製す
ることで、物質分離膜、電子材料としての新たな展開も
期待されている。
【０００３】このカーボンナノチューブは、グラファイ
ト膜を丸めた円筒が複数個入れ子になったものであり、
その製造方法として、不活性ガス雰囲気において、原料
となるアモルファスカーボンにアーク又はレーザ照射な
どを行って炭素を蒸発させて、蒸発した炭素を炭素棒表
面に凝縮(再結合)させることにより、上記炭素棒表面に
カーボンナノチューブを成長させる方法が一般的であ
る。
ト膜を丸めた円筒が複数個入れ子になったものであり、
その製造方法として、不活性ガス雰囲気において、原料
となるアモルファスカーボンにアーク又はレーザ照射な
どを行って炭素を蒸発させて、蒸発した炭素を炭素棒表
面に凝縮(再結合)させることにより、上記炭素棒表面に
カーボンナノチューブを成長させる方法が一般的であ
る。
【０００４】しかしながら、このような製造方法によれ
ば、カーボンナノチューブ以外に、グラファイト、フラ
ーレン、あるいはアモルファスカーボンが生成されるた
め、カーボンナノチューブの収率が低く、また、このカ
ーボンナノチューブを膜状に形成することは極めて困難
なものであった。
ば、カーボンナノチューブ以外に、グラファイト、フラ
ーレン、あるいはアモルファスカーボンが生成されるた
め、カーボンナノチューブの収率が低く、また、このカ
ーボンナノチューブを膜状に形成することは極めて困難
なものであった。
【０００５】このような問題に対して、特開平１０−２
６５２０８号公報では、ＳｉＣを減圧下で加熱し、珪素
原子を除去することでカーボンナノチューブを製造する
方法を提案している。
６５２０８号公報では、ＳｉＣを減圧下で加熱し、珪素
原子を除去することでカーボンナノチューブを製造する
方法を提案している。
【０００６】しかしながら、この方法においても１２０
０℃以上の温度での加熱を必要とするために、その生産
性を大幅に改善することはできない。
０℃以上の温度での加熱を必要とするために、その生産
性を大幅に改善することはできない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、Ｓｉ
Ｃを減圧下で加熱するカーボンナノチューブの製造方法
においては、その加熱温度が高いために、量産性の面で
いまだ不十分なものであった。
Ｃを減圧下で加熱するカーボンナノチューブの製造方法
においては、その加熱温度が高いために、量産性の面で
いまだ不十分なものであった。
【０００８】本発明はこのよう問題に鑑みて為されたも
のであり、比較的低温の熱処理であっても高配向なカー
ボンナノチューブ、あるいはカーボンナノチューブ膜の
製造可能な方法を提供することを目的とする。
のであり、比較的低温の熱処理であっても高配向なカー
ボンナノチューブ、あるいはカーボンナノチューブ膜の
製造可能な方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭化物と反応
ガスとを接触させ、前記炭化物から炭素以外の元素を除
去して炭素のチューブを形成するカーボンナノチューブ
の製造方法において、前記反応ガスとして、ハロゲンを
含むガスを用いることを特徴としたカーボンナノチュー
ブの製造方法である。
ガスとを接触させ、前記炭化物から炭素以外の元素を除
去して炭素のチューブを形成するカーボンナノチューブ
の製造方法において、前記反応ガスとして、ハロゲンを
含むガスを用いることを特徴としたカーボンナノチュー
ブの製造方法である。
【００１０】また、前記炭化物は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｆｅ，
Ｎｉ，Ｚｎ，ＡｌおよびＳｉの群から選ばれる少なくと
も一種の炭化物を用いることができる。
Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｆｅ，
Ｎｉ，Ｚｎ，ＡｌおよびＳｉの群から選ばれる少なくと
も一種の炭化物を用いることができる。
【００１１】また、前記反応ガスを２００〜１５００℃
の範囲内、さらには１２００℃以下で前記炭化物に接触
させることが望ましい。
の範囲内、さらには１２００℃以下で前記炭化物に接触
させることが望ましい。
【００１２】また、前記ハロゲンは、塩素あるいはフッ
素から選ばれる少なくとも一種を用いることが望まし
い。
素から選ばれる少なくとも一種を用いることが望まし
い。
【００１３】また、前記炭化物を膜状の炭化物とするこ
とで、カーボンナノチューブ膜を形成することができ
る。すなわち、表面に炭化物膜を有する基体を準備する
工程と、前記炭化物膜に反応ガスを接触させ、前記炭化
物膜から炭素以外の元素を除去し、炭素のチューブから
なる膜にする工程とからカーボンナノチューブ膜を製造
することができる。
とで、カーボンナノチューブ膜を形成することができ
る。すなわち、表面に炭化物膜を有する基体を準備する
工程と、前記炭化物膜に反応ガスを接触させ、前記炭化
物膜から炭素以外の元素を除去し、炭素のチューブから
なる膜にする工程とからカーボンナノチューブ膜を製造
することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】ＳｉＣを１×１０-4Ｔｏｒｒ程度
の減圧下で加熱すると、１４００℃以上でＳｉＣが分解
して、ＳｉＣから珪素原子が除去され、表面にカーボン
ナノチューブが生成される（特開平１０−２６５２０８
号公報）。この現象には、減圧下中に残存する微量酸素
が影響し、表面で酸化されたＳｉＣが、ＳｉＯガスとし
て放出され、その結果残されたカーボンがチューブを形
成していると考えられる。すなわち、 ＳｉＣ(s)＋１／2Ｏ2(g) → ＳｉＯ(g)＋Ｃ(s) の反応が、この製法のポイントになると推察される。た
だし、この反応は１４００℃以上の高温処理が必要であ
るため、カーボンナノチューブの量産には適さない。
の減圧下で加熱すると、１４００℃以上でＳｉＣが分解
して、ＳｉＣから珪素原子が除去され、表面にカーボン
ナノチューブが生成される（特開平１０−２６５２０８
号公報）。この現象には、減圧下中に残存する微量酸素
が影響し、表面で酸化されたＳｉＣが、ＳｉＯガスとし
て放出され、その結果残されたカーボンがチューブを形
成していると考えられる。すなわち、 ＳｉＣ(s)＋１／2Ｏ2(g) → ＳｉＯ(g)＋Ｃ(s) の反応が、この製法のポイントになると推察される。た
だし、この反応は１４００℃以上の高温処理が必要であ
るため、カーボンナノチューブの量産には適さない。
【００１５】そこで、本発明者らは、酸素以外のガスと
炭化物とを反応させることで、比較的低温の熱処理でカ
ーボンナノチューブが得られないか検討したところ、ハ
ロゲンを含むガスと炭化物とを反応させた場合に、低温
でカーボンナノチューブが得られることを見出して、本
発明に至った。
炭化物とを反応させることで、比較的低温の熱処理でカ
ーボンナノチューブが得られないか検討したところ、ハ
ロゲンを含むガスと炭化物とを反応させた場合に、低温
でカーボンナノチューブが得られることを見出して、本
発明に至った。
【００１６】すなわち、 ＳｉＣ(s)＋Ｈａｌ(g) → ＳｉＨａｌ(g)＋Ｃ(s)（Ｈ
ａｌ：ハロゲン） の反応により、１０００℃以下でもカーボンナノチュー
ブが生成されることを確認した。
ａｌ：ハロゲン） の反応により、１０００℃以下でもカーボンナノチュー
ブが生成されることを確認した。
【００１７】この生成過程を、図面を用いて説明する。
【００１８】図１は、本発明により、カーボンナノチュ
ーブ膜が生成する様子を模式的に示した図である。
ーブ膜が生成する様子を模式的に示した図である。
【００１９】図１（ａ）に示すようにＳｉＣなどの炭化
物基板９にハロゲンを含むガス１０を接触させると、図
１（ｂ）に示すように炭化物基板９表面において、炭化
物はハロゲン化物１２に変化し、蒸気圧の高いハロゲン
化物はハロゲン化物ガス１１として炭化物基板から除去
され、図１（ｃ）に示すように炭化物基板表面には、炭
素がチューブ状に残存され、カーボンナノチューブ膜が
形成される。
物基板９にハロゲンを含むガス１０を接触させると、図
１（ｂ）に示すように炭化物基板９表面において、炭化
物はハロゲン化物１２に変化し、蒸気圧の高いハロゲン
化物はハロゲン化物ガス１１として炭化物基板から除去
され、図１（ｃ）に示すように炭化物基板表面には、炭
素がチューブ状に残存され、カーボンナノチューブ膜が
形成される。
【００２０】例えば塩素ガスを反応ガスとして用いた場
合には、 ＳｉＣ(s)＋２Ｃｌ2(g) → ＳｉＣｌ4(g)＋Ｃ(s) の反応が進行する。
合には、 ＳｉＣ(s)＋２Ｃｌ2(g) → ＳｉＣｌ4(g)＋Ｃ(s) の反応が進行する。
【００２１】本発明者らは、さらに検討を進めた結果、
これらの反応は特にＳｉＣに限られるものではなく、他
の炭化物においても同様の反応によりカーボンナノチュ
ーブが生成されることを確認した。
これらの反応は特にＳｉＣに限られるものではなく、他
の炭化物においても同様の反応によりカーボンナノチュ
ーブが生成されることを確認した。
【００２２】すなわち、所定の元素Ｍの炭化物ＭＣに対
して、 ＭＣ(s)＋Ｈａｌ(g) → ＭＨａｌ(g)＋Ｃ(s) の反応によってカーボンナノチューブが生成される。
して、 ＭＣ(s)＋Ｈａｌ(g) → ＭＨａｌ(g)＋Ｃ(s) の反応によってカーボンナノチューブが生成される。
【００２３】前記Ｍとしては、Ｓｉの他に例えばＴｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＺｎあるいはＡｌの元素を挙げるこ
とができ、これらの炭化物の結晶構造などは特に限定さ
れない。
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＺｎあるいはＡｌの元素を挙げるこ
とができ、これらの炭化物の結晶構造などは特に限定さ
れない。
【００２４】また、本発明に関する反応ガスは、前述の
反応式から明らかなように、炭化物と反応して炭素以外
の元素をハロゲン化物に変えて気化させることで、カー
ボンナノチューブを生成するものであるが、特に反応ガ
スに使用されるハロゲンは限定されるものではない。中
でも塩素やフッ素などが好適であり、例えば塩素ガス
や、ＣＨＣｌＦ2、ＣＣｌ2Ｆ2、ＣＣｌ2ＦＣＣｌＦ2な
どフレオン（デュポン社商品名）ガスなどを使用するこ
とができる。
反応式から明らかなように、炭化物と反応して炭素以外
の元素をハロゲン化物に変えて気化させることで、カー
ボンナノチューブを生成するものであるが、特に反応ガ
スに使用されるハロゲンは限定されるものではない。中
でも塩素やフッ素などが好適であり、例えば塩素ガス
や、ＣＨＣｌＦ2、ＣＣｌ2Ｆ2、ＣＣｌ2ＦＣＣｌＦ2な
どフレオン（デュポン社商品名）ガスなどを使用するこ
とができる。
【００２５】また、前記反応ガスは、通常Ａｒなどの不
活性ガスとの混合ガスとして用いられるが、炭化物から
炭素以外の元素を除去可能であれば、前記反応ガスの分
圧は特に限定されるものではなく、通常ハロゲンガス１
に対して、１０１〜１０５の範囲内の不活性ガスを用い
た混合ガスを用いることが好ましい。
活性ガスとの混合ガスとして用いられるが、炭化物から
炭素以外の元素を除去可能であれば、前記反応ガスの分
圧は特に限定されるものではなく、通常ハロゲンガス１
に対して、１０１〜１０５の範囲内の不活性ガスを用い
た混合ガスを用いることが好ましい。
【００２６】反応ガスの分圧は、得られるカーボンナノ
チューブの形状に影響するため、所望の形状に合わせて
分圧をコントロールすればよい。例えば分圧が低いほど
反応速度が遅くなるために細く短いカーボンナノチュー
ブが生成され、分圧が高いほど反応速度が速いために太
く長いカーボンナノチューブが生成される。また、反応
ガスの分圧が極端に低すぎると実質的に反応が進まず、
極端に高すぎ反応速度が速すぎると、得られるカーボン
がチューブ状にならなくなる恐れがあるため、前述した
ような混合ガス程度に反応ガスの分圧を制御することが
好ましい。
チューブの形状に影響するため、所望の形状に合わせて
分圧をコントロールすればよい。例えば分圧が低いほど
反応速度が遅くなるために細く短いカーボンナノチュー
ブが生成され、分圧が高いほど反応速度が速いために太
く長いカーボンナノチューブが生成される。また、反応
ガスの分圧が極端に低すぎると実質的に反応が進まず、
極端に高すぎ反応速度が速すぎると、得られるカーボン
がチューブ状にならなくなる恐れがあるため、前述した
ような混合ガス程度に反応ガスの分圧を制御することが
好ましい。
【００２７】得られるカーボンナノチューブの形状は、
反応ガスとの熱処理温度によっても異なる。熱処理温度
が高ければ、反応速度が速まり太く長いチューブが形成
され、熱処理温度が低ければ細く短いチューブが形成さ
れる。具体的な温度としては、２００℃〜１５００℃で
反応させることでカーボンナノチューブを生成すること
ができるが、反応速度が速すぎると得られるカーボンが
チューブ状にならない恐れがあるため、前述した反応ガ
スの分圧によって多少異なるが、一般に１２００℃を超
えない温度で加熱することが望ましい。
反応ガスとの熱処理温度によっても異なる。熱処理温度
が高ければ、反応速度が速まり太く長いチューブが形成
され、熱処理温度が低ければ細く短いチューブが形成さ
れる。具体的な温度としては、２００℃〜１５００℃で
反応させることでカーボンナノチューブを生成すること
ができるが、反応速度が速すぎると得られるカーボンが
チューブ状にならない恐れがあるため、前述した反応ガ
スの分圧によって多少異なるが、一般に１２００℃を超
えない温度で加熱することが望ましい。
【００２８】要するに、高濃度のハロゲンガスを用い
る、あるいは高温で熱処理することで量産性を向上さ
せ、低濃度のハロゲンガスを用いる、あるいは低温で熱
処理することでよりチューブ径の小さなカーボンナノチ
ューブが得られる。
る、あるいは高温で熱処理することで量産性を向上さ
せ、低濃度のハロゲンガスを用いる、あるいは低温で熱
処理することでよりチューブ径の小さなカーボンナノチ
ューブが得られる。
【００２９】また、原料となる前記炭化物を所定の基板
表面に例えばＣＶＤ法などにより成膜し、得られた膜状
の炭化物を前述したように反応ガスと反応させること
で、基板表面に高配向のカーボンナノチューブを密集さ
せたカーボンナノチューブ膜を製造することができる。
表面に例えばＣＶＤ法などにより成膜し、得られた膜状
の炭化物を前述したように反応ガスと反応させること
で、基板表面に高配向のカーボンナノチューブを密集さ
せたカーボンナノチューブ膜を製造することができる。
【００３０】本発明の製造方法によれば、ハロゲンを含
む反応ガスと、炭化物を構成する炭素以外の元素とが反
応して、塩化物などのハロゲン化物を形成する。形成さ
れた塩化物などのハロゲン化物は蒸気圧が高いため、容
易にガス化し、炭化物から炭素以外の元素が除去され
る。その結果、炭素が炭化物表面に残され、反応が進行
するに伴って、この領域にカーボンナノチューブが形成
される。この反応は、炭化物の表面で生じるため、原料
となる炭化物として所望の表面積を持たせることで、形
成されるカーボンナノチューブを膜状にすることが可能
となり、大面積のカーボンナノチューブ膜を製造するこ
とも可能である。
む反応ガスと、炭化物を構成する炭素以外の元素とが反
応して、塩化物などのハロゲン化物を形成する。形成さ
れた塩化物などのハロゲン化物は蒸気圧が高いため、容
易にガス化し、炭化物から炭素以外の元素が除去され
る。その結果、炭素が炭化物表面に残され、反応が進行
するに伴って、この領域にカーボンナノチューブが形成
される。この反応は、炭化物の表面で生じるため、原料
となる炭化物として所望の表面積を持たせることで、形
成されるカーボンナノチューブを膜状にすることが可能
となり、大面積のカーボンナノチューブ膜を製造するこ
とも可能である。
【００３１】図２は、本発明に係るカーボンナノチュー
ブを製造するための装置の概略図である。
ブを製造するための装置の概略図である。
【００３２】ステンレス鋼製の炉体１内には、黒鉛から
なる反応容器２が収容されている。反応容器２の周りに
は、高周波コイルなどの加熱手段３が設けられ、反応容
器２およびその内部を加熱することができる。反応容器
２には、反応ガス導入路４およびガス排出路５が接続さ
れており、容器２内に反応ガスを流通させるようになっ
ている。また、反応容器２には、炉内の圧力を制御する
ための圧力制御機構６も接続されている。
なる反応容器２が収容されている。反応容器２の周りに
は、高周波コイルなどの加熱手段３が設けられ、反応容
器２およびその内部を加熱することができる。反応容器
２には、反応ガス導入路４およびガス排出路５が接続さ
れており、容器２内に反応ガスを流通させるようになっ
ている。また、反応容器２には、炉内の圧力を制御する
ための圧力制御機構６も接続されている。
【００３３】このような装置において、本発明において
原料として用いられる炭化物８は、反応容器２内に配置
されたサンプルホルダー７上に収容され、加熱手段３に
よって所定温度に加熱されながら、反応ガス導入路４か
ら導入されるハロゲンを含む反応ガスに接触させられ
る。反応により生じた、炭素以外の元素のハロゲン化物
は、ガス排出路から排出される。この処理の結果、反応
容器内の炭化物からカーボンナノチューブが生成され
る。
原料として用いられる炭化物８は、反応容器２内に配置
されたサンプルホルダー７上に収容され、加熱手段３に
よって所定温度に加熱されながら、反応ガス導入路４か
ら導入されるハロゲンを含む反応ガスに接触させられ
る。反応により生じた、炭素以外の元素のハロゲン化物
は、ガス排出路から排出される。この処理の結果、反応
容器内の炭化物からカーボンナノチューブが生成され
る。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例を示して本発明をより
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００３５】実施例１ ＳｉＣ粉末の成型体を１７００℃で焼結し、２０ｍｍ×
５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの炭化珪素基板を炭化物として準
備し、この珪素基板から図２に示す装置を用いてカーボ
ンナノチューブを作製した。
５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの炭化珪素基板を炭化物として準
備し、この珪素基板から図２に示す装置を用いてカーボ
ンナノチューブを作製した。
【００３６】まず、炭化珪素基板を反応容器内に収納
し、反応容器内に反応ガス導入路を介して、純度９９．
７％の塩素ガスとアルゴンガスとが体積比で１：１００
の混合ガスを供給した。この時、反応容器内の温度を１
０００℃とし、３ｈｒ加熱処理を施した。
し、反応容器内に反応ガス導入路を介して、純度９９．
７％の塩素ガスとアルゴンガスとが体積比で１：１００
の混合ガスを供給した。この時、反応容器内の温度を１
０００℃とし、３ｈｒ加熱処理を施した。
【００３７】熱処理した炭化珪素基板の表面を透過型電
子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察したところ、１０〜１
５ｎｍ径のカーボンナノチューブで構成される高配向カ
ーボンナノチューブ膜が形成されていることが確認され
た。
子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察したところ、１０〜１
５ｎｍ径のカーボンナノチューブで構成される高配向カ
ーボンナノチューブ膜が形成されていることが確認され
た。
【００３８】実施例２ ２０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの板状グラファイト表
面に、ＣＶＤ法を用いて形成した膜厚２００ｎｍのＳｉ
Ｃを炭化物として用いたことを除いて実施例１と同様に
してカーボンナノチューブ膜を作製した。
面に、ＣＶＤ法を用いて形成した膜厚２００ｎｍのＳｉ
Ｃを炭化物として用いたことを除いて実施例１と同様に
してカーボンナノチューブ膜を作製した。
【００３９】ＳｉＣ膜は、完全に炭素化しており、１０
〜１５ｎｍ径のカーボンナノチューブで構成される高配
向カーボンナノチューブ膜が形成されていることが確認
された。
〜１５ｎｍ径のカーボンナノチューブで構成される高配
向カーボンナノチューブ膜が形成されていることが確認
された。
【００４０】実施例３ 熱処理温度を６００℃にしたことを除き、実施例２と同
様にしてカーボンナノチューブを作製した。
様にしてカーボンナノチューブを作製した。
【００４１】ＳｉＣ膜は、完全に炭素化しており、３〜
８ｎｍ径のカーボンナノチューブで構成される高配向カ
ーボンナノチューブ膜が形成されていることが確認され
た。
８ｎｍ径のカーボンナノチューブで構成される高配向カ
ーボンナノチューブ膜が形成されていることが確認され
た。
【００４２】実施例４ 反応ガスとして、 ＣＨＣｌＦ2ガスを用いたことを除
き、実施例２と同様にしてカーボンナノチューブを作製
した。
き、実施例２と同様にしてカーボンナノチューブを作製
した。
【００４３】ＳｉＣ膜は、完全に炭素化しており、１０
〜１５ｎｍ径のカーボンナノチューブで構成される高配
向カーボンナノチューブ膜が形成されていることが確認
された。
〜１５ｎｍ径のカーボンナノチューブで構成される高配
向カーボンナノチューブ膜が形成されていることが確認
された。
【００４４】実施例５ 粒径１０μｍの炭化珪素粉末を炭化物として使用したこ
とを除き、実施例１と同様にしてカーボンナノチューブ
を作製した。炭化珪素粉末は完全に炭素に変化し、カー
ボンナノチューブで構成されるカーボン粉末が形成され
ていた。
とを除き、実施例１と同様にしてカーボンナノチューブ
を作製した。炭化珪素粉末は完全に炭素に変化し、カー
ボンナノチューブで構成されるカーボン粉末が形成され
ていた。
【００４５】この炭素粉末を負極に利用し、正極にＬｉ
ＣｏＯ２を採用した非水電解質二次電池を作製したとこ
ろ、通常のグラファイト粉末で負極を作製した場合と比
較して、１．３５倍の高容量化が達成された。
ＣｏＯ２を採用した非水電解質二次電池を作製したとこ
ろ、通常のグラファイト粉末で負極を作製した場合と比
較して、１．３５倍の高容量化が達成された。
【００４６】実施例６ ＳｉＣ膜に代えて、スパッタ法で１００ｎｍ厚の炭化鉄
（Ｆｅ3Ｃ）膜を形成したことを除き実施例３と同様に
してカーボンナノチューブを作製した。
（Ｆｅ3Ｃ）膜を形成したことを除き実施例３と同様に
してカーボンナノチューブを作製した。
【００４７】得られたカーボンナノチューブは、実施例
３と同様なカーボンナノチューブ膜であった。
３と同様なカーボンナノチューブ膜であった。
【００４８】実施例7 ＳｉＣ膜に代えて、スパッタ法で１００ｎｍ厚の炭化チ
タン（ＴｉＣ）膜を形成したことを除き実施例３と同様
にしてカーボンナノチューブを作製した。
タン（ＴｉＣ）膜を形成したことを除き実施例３と同様
にしてカーボンナノチューブを作製した。
【００４９】得られたカーボンナノチューブは、実施例
３と同様なカーボンナノチューブ膜であった。
３と同様なカーボンナノチューブ膜であった。
【００５０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のカーボン
ナノチューブあるいはカーボンナノチューブ膜の製造方
法によれば、従来にない低温の熱処理でこれらを量産す
ることが可能となる。
ナノチューブあるいはカーボンナノチューブ膜の製造方
法によれば、従来にない低温の熱処理でこれらを量産す
ることが可能となる。
【図１】 カーボンナノチューブ膜が生成する様子を模
式的に示した図。
式的に示した図。
【図２】 本発明に係るカーボンナノチューブの製造装
置の概略図。
置の概略図。
１・・・炉体 ２・・・反応容器 ３・・・加熱手段 ４・・・反応ガス導入路 ５・・・ガス排出路 ６・・・圧力制御機構 ７・・・サンプルホルダー ８・・・炭化物 ９・・・炭化物基板 １０・・・ハロゲンを含むガス １１・・・ハロゲン化物ガス １２・・・ハロゲン化物 １３・・・カーボンナノチューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−265208（ＪＰ，Ａ) 楠美智子，柴田潤子，六角真澄，カー ボンナノチューブ配向膜の量産化，セラ ミック，1998年 １月 １日，第33巻, 第１号，第47〜50頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01B 31/00 - 31/36 ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (6)
- 【請求項１】炭化物と反応ガスとを接触させ、前記炭化
物から炭素以外の元素を除去して炭素のチューブを形成
するカーボンナノチューブの製造方法において、 前記反応ガスとして、ハロゲンを含むガスを用いること
を特徴としたカーボンナノチューブの製造方法。 - 【請求項２】前記炭化物は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，
Ｚｎ，ＡｌおよびＳｉの群から選ばれる少なくとも一種
の炭化物であることを特徴とする請求項１記載のカーボ
ンナノチューブの製造方法。 - 【請求項３】前記反応ガスを２００〜１５００℃の範囲
内で前記炭化物に接触させることを特徴とする請求項１
記載のカーボンナノチューブの製造方法。 - 【請求項４】前記反応ガスを１２００℃を超えない温度
で前記炭化物に接触させることを特徴とする請求項３記
載のカーボンナノチューブの製造方法。 - 【請求項５】前記ハロゲンは、塩素あるいはフッ素から
選ばれる少なくとも一種であることを特徴とするカーボ
ンナノチューブの製造方法。 - 【請求項６】表面に炭化物膜を有する基体を準備する工
程と、 前記炭化物膜に反応ガスを接触させ、前記炭化物膜から
炭素以外の元素を除去し、炭素のチューブからなる膜に
する工程とを有することを特徴とするカーボンナノチュ
ーブ膜の製造方法。
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-
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