JP5368323B2 - 電極を含むカーボンナノチューブの製造方法 - Google Patents
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Description
酢酸鉄Fe(OOCCH3)2(Alpha AESAR社製)をメタノールに加えた液と、別にアルミナをメタノール中に縣濁させた液(Alpha AESAR社製)とを用意し、これらの2つの液を混合して1時間、十分に攪拌した。混合液中の鉄とアルミナのモル比は約1:30である。その後、溶媒を蒸発させて残った乾燥塊を、120℃の窒素ガスを流した雰囲気中で3時間加熱した。この作製した乾燥塊を自然冷却し、乳鉢で粉砕した。粉砕後の触媒粉末を500℃で1時間仮焼し、粉砕した後、CVD装置の石英反応管中に入れた。
アセチルアセトネート鉄Fe(CH3COCHCOCH3)3(Alpha AESAR社製)をメタノールに加えた液と、別にマグネシアをメタノール中に縣濁させた液(Alpha AESAR社製)とを用意し、これらの2つの液を混合して1時間十分に攪拌した。混合液中の鉄とマグネシアのモル比は約1:25である。その後、溶媒を蒸発させ、残った乾燥塊を、窒素ガスを流した120℃の雰囲気中で3時間加熱した。この作製した乾燥塊を自然冷却し、乳鉢で粉砕した。粉砕後の触媒粉末を500℃で1時間仮焼し、粉砕した後、CVD装置の石英反応管中に入れた。
酢酸鉄Fe(OOCCH3)2(Alpha AESAR社製)とグリコールとのモル比が1:15である、酢酸鉄Fe(OOCCH3)2(Alpha AESAR社製)とグリコールとの混合液を作製した。この混合液を、窒素ガスを流した150℃の雰囲気中で20分間加熱して鉄ナノ粒子を作製した。この鉄/グリコール反応混合液を室温まで自然冷却して、アルミナ(Alpha AESAR社製)をさらに加えた。作製した混合液中の金属:アルミナのモル比は1:30である。この混合液を4時間攪拌した後、窒素ガス流により、溶媒を除去した。作製した乾燥塊を集めて、CVD装置の石英反応管中に入れた。
酢酸鉄Fe(OOCCH3)2(Alpha AESAR社製)とグリコールとのモル比が1:15である、酢酸鉄Fe(OOCCH3)2(Alpha AESAR社製)がグリコール中に縣濁した混合液を作製した。この混合液を、窒素ガスを流した150℃の雰囲気中で20分間加熱して鉄ナノ粒子を作製した。この鉄/グリコール反応混合液を室温まで自然冷却して、アルミナ(Alpha AESAR社製)をさらに加えた。作製した混合液中の金属:アルミナのモル比は1:40である。この混合液を4時間攪拌した後、窒素ガス流により、溶媒を除去した。作製した乾燥塊を集めて、CVD装置の石英反応管中に入れた。
Claims (21)
- カーボンナノチューブの製造方法であって、
触媒金属塩と、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、グリコール、テトラハイドロフランおよびこれらの混合物から成る群から選ばれる、少なくとも一つの溶媒である第一の溶媒と、を用意し、
前記触媒金属塩を前記第一の溶媒に接触させて、金属塩含有溶液を生成させ、
前記金属塩含有溶液を加熱して、金属触媒ナノ粒子を生成し、
担持体材料と第二の溶媒とを用意し、
前記担持体材料と前記第二の溶媒とを接触させて、担持体材料縣濁液を生成させ、
前記金属触媒ナノ粒子含有溶液を前記担持体材料縣濁液に接触させて被担持金属触媒を生成させ、
前記第一の溶媒と前記第二の溶媒とを除去し、
前記被担持金属触媒を加熱し、
前記被担持金属触媒を粉砕して被担持金属触媒粉末を作製し、
前記被担持金属触媒粉末をカーボンソースと接触させて、カーボンナノチューブとカーボン含有ノンカーボンナノチューブ材料とを被担持金属触媒粉末上に生成させ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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記第二の溶媒は水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、グリコール、テトラハイドロフランおよびこれらの混合物から成る群から選ばれる、少なくとも一つの溶媒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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記被担持金属触媒粉末上の前記カーボンナノチューブと前記カーボン含有ノンカーボンナノチューブ材料とを前記担持体材料を除去する十分に強い酸に接触させるステップをさらに含む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3に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記酸はフッ酸、硫酸、硝酸およびこれらの混合物からなる群から選ばれる、少なくとも一つの酸を含むもの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3に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記被担持金属触媒粉末上の前記カーボンナノチューブと前記カーボン含有ノンカーボンナノチューブ材料とにマイクロ波を照射するステップをさらに含む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5に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記カーボン含有ノンカーボンナノチューブ材料が酸化され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3に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記カーボンナノチューブと前記カーボン含有ノンカーボンナノチューブ材料とを加熱するステップをさらに含む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7に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記加熱するステップは前記カーボン含有ノンカーボンナノチューブ材料を酸化させるのに十分高い温度まで加熱するステップを含む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7に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記加熱するステップは350℃まで加熱するステップを含む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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記担持体材料はアルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニアおよびゼオライトからなるグループから選ばれる少なくとも一つの材料を含む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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記触媒金属塩はクロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、モリブデン、パラジウム、銀、タングステン、白金、金およびこれら金属の混合物からなるグループから選ばれる少なくとも一つの金属を含む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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記触媒金属塩は酢酸塩、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩、塩酸塩、水酸化塩、アセチルアセトネートおよびこれらの混合物を含む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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記カーボンソースは一酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、ブチレン、アセチレン、ベンゼン、ナフタレン、トルエン、アルコール類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アセトンおよびこれらの混合物からなるグループから選ばれる少なくとも一つの化合物を含む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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記被担持金属触媒粉末を前記カーボンソースと接触させる前に、還元性雰囲気に接触させるステップをさらに含む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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記カーボン含有ノンカーボンナノチューブ材料は、アモルファスカーボン、マルチシェルカーボン、カーボン含有シェル、カーボンブラック、カーバイドからなるグループから選ばれる少なくとも一つの化合物含む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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記触媒金属塩と前記担持体材料とのモル比率は、1:5から1:100の範囲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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記触媒金属塩と前記担持体材料とのモル比率は、1:15から1:60の範囲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17に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記触媒金属塩と前記担持体材料とのモル比率は、1:15から1:40の範囲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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記触媒金属塩と前記担持体材料とのモル比率を変化させるステップをさらに有し、前記モル比率を変化させることにより前記被担持金属触媒の粒子サイズを変化させ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19に記載のカーボンナノチューブの製造方法であって、前記被担持金属触媒の前記粒子サイズが1ナノメ−タから11ナノメ−タの範囲に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1に記載のカーボンナノチューブの製造方法にしたがって作製された前記カーボンナノチューブと前記触媒金属塩とを含むことを特徴とする電極。
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