JP5313162B2 - 短絡電流によって炭素材料を得るための反応装置および方法 - Google Patents
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Description
本発明は、短絡電流による炭素材料の製造、例えば単層ナノチューブの製造に関する。
その発見以来、カーボンナノチューブは、様々な調査および研究の対象となり、それらによりその特徴的な物理、化学、電気および光学的特性が解明された。科学的および商業的な興味は、その特性に起因した該炭素材料と密接に関連する。
短絡電流を用いることによって、カーボンナノチューブのような炭素材料を製造するための新規な方法を提供することが本発明の目的である。
本発明の反応装置は、本発明の方法に従ってナノチューブのような炭素材料を製造するために使用される単純な装置を含む。前記装置は図1に図示され、図1(A)はイナート雰囲気を使用し、図1(B)は室内雰囲気を使用する。
例1
前駆体材料として、0.5 mmないし3.0 mmの径を持ち、長さが20 mm以下である純グラファイトのロッドを使用した。
図1の装置は、まさに短絡の瞬間であるミリ秒の間にナノチューブを生成する。
本発明によれば、カーボンナノチューブは、金属触媒または他の厳しい実験条件抜きで、短絡電流法を用いることによって製造することができる。それ故に、本発明は、極めて低コストかつ高収率かつ高品質で結果が得られる方法および反応装置を提供する。このような向上は、本発明を工業、研究室および研究所において利用した場合、当技術水準の問題を解決し、当業者に重要な利益をもたらす。
Claims (9)
- 炭素材料を製造するための方法であって、前記方法は、
(i) グラファイトロッドを2つの金属電極に直接接続する工程と、
(ii) 短絡下で交流電圧による大電流を前記金属電極間に前記グラファイトロッドを通じて流し、単層ナノチューブ、炭素ナノ構造体または炭素の同素体を生成する工程と
を含み、前記方法は金属触媒の利用を含まない方法。 - 工程(ii)において、前記交流電圧が複数の周波数下の電源によって発生される請求項1による方法。
- 前記複数の周波数が、サイクロコンバーター電子回路によって発生される請求項2による方法。
- 前記方法が、反応装置中で金属触媒、例えばFe、CoおよびNiを利用することを含まない請求項1ないし3のいずれか1項による方法。
- 工程(ii)において、前記交流電圧が電子回路に接続されたダイオードによって整流される請求項1ないし4のいずれか1項による方法。
- 前記整流が、半波整流または全波整流である請求項5による方法。
- 炭素材料を製造するための反応装置であって、グローブボックス(6)と前記グローブボックス(6)に接続される、イナートガスを運搬する管(9)とを含み、前記グローブボックス(6)はブラケット(7)を持つガラス容器およびAC電源に接続される電極(8)で組立てられる、反応装置。
- ナノチューブのような炭素材料を製造するために、グローブボックス(6)を省くことができ、5つの部品しか必要としない請求項7による反応装置であって、第1の部品はAC電源に接続された電気ケーブル(2)と接続された電子回路を含む電子ボックス(1)であり、第2の部品は部品1の外側にあり、かつガラス反応装置(5)のプラグ(4)に接続された電気ケーブル(3)であり、第4および第5の部品がブラケットとして組立てられる反応装置。
- 大電流(短絡電流)が流されたときに粉砕され、前記ナノチューブを生成するグラファイトロッドの電圧を表示するマルチメーター(10)をさらに含む請求項7または8による反応装置。
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