JP5497021B2 - 単層カーボンナノチューブの低温合成法 - Google Patents
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Description
1)炭素原料ガスが触媒により分解してC原子を生成する段階
2)触媒表面に強く付着したカーボンチューブ末端に、前記C原子が拡散する段階
3)前記カーボンチューブ層に前記C原子が組み込まれる段階(非特許文献4および非特許文献5参照)
Tdec: 原料を分解するのに十分な最低温度。
Tdiff:適度に速い速度で、SWCNT末端にまでC原子が拡散可能な温度。
Tg: C原子が容易にカーボンチューブに組み込まれる温度。
Claims (12)
- 単層カーボンナノチューブを製造する方法であって、前記方法は、
ナノチューブ製造用触媒組成物を用意する工程と、
還元雰囲気を用意する工程と、
前記ナノチューブ製造用触媒組成物を還元雰囲気に接触させる工程と、
前記ナノチューブ製造用触媒組成物および前記還元雰囲気を第1の温度にまで加熱する工程と、
前記ナノチューブ製造用触媒組成物を第2の温度にまで冷却する工程と、
吸熱反応性炭素含有原料を用意する工程と、
前記吸熱反応性炭素含有原料を前記ナノチューブ製造用触媒組成物に前記第2の温度で接触させる工程と、
単層カーボンナノチューブを製造する工程を有し、
前記第1の温度が900℃よりも高い温度であり、前記第2の温度が560℃以下の温度であり、前記吸熱反応性炭素含有原料が、一酸化炭素、メタン、メタノール、エタノール、ブタンおよびヘキサンからなる群より選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする方法。 - 前記ナノチューブ製造用触媒組成物が、アルミナに担持したFeおよびMo含有触媒組成物を有することを特徴とする請求項1の単層カーボンナノチューブ製造方法。
- 前記吸熱反応性炭素含有原料がメタンを含むことを特徴とする請求項1の単層カーボンナノチューブ製造方法。
- 前記還元雰囲気が水素含有気体を含むことを特徴とする請求項1の単層カーボンナノチューブ製造方法。
- 前記吸熱反応性炭素含有原料を前記ナノチューブ製造用触媒組成物に接触させる工程の前に、前記吸熱反応性炭素含有原料を分解させる工程をさらに有することを特徴とする、請求項1の単層カーボンナノチューブ製造方法。
- 前記吸熱反応性炭素含有原料を前記ナノチューブ製造用触媒組成物に接触させる工程の前に、前記吸熱反応性炭素含有原料をプラズマ源に接触させる工程をさらに有し、
前記プラズマは前記吸熱反応性炭素含有原料を分解することを特徴とする、請求項1の単層カーボンナノチューブ製造方法。 - 単層カーボンナノチューブを製造する方法であって、前記方法は、
アルミナに担持したFeおよびMo含有触媒組成物を用意する工程と、
還元雰囲気を用意する工程と、
前記アルミナ担持FeおよびMo含有触媒組成物を前記還元雰囲気に接触させる工程と、
前記アルミナ担持FeおよびMo含有触媒組成物および前記還元雰囲気を第1の温度にまで加熱する工程と、
前記アルミナ担持FeおよびMo含有触媒組成物を第2の温度にまで冷却する工程と、
吸熱反応性炭素含有原料を用意する工程と、
前記吸熱反応性炭素含有原料を前記アルミナ担持FeおよびMo含有触媒組成物に前記第2の温度で接触させる工程と、
単層カーボンナノチューブを製造する工程を有し、
前記第1の温度が900℃よりも高い温度であり、前記第2の温度が560℃以下の温度であり、前記吸熱反応性炭素含有原料が、一酸化炭素、メタン、メタノール、エタノール、ブタンおよびヘキサンからなる群より選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする方法。 - 前記アルミナ担持FeおよびMo含有触媒組成物が、5:1のモル比でFeおよびMoを有することを特徴とする、請求項7の単層カーボンナノチューブ製造方法。
- 前記吸熱反応性炭素含有原料がメタンを含むことを特徴とする請求項7の単層カーボンナノチューブ製造方法。
- 前記還元雰囲気が水素含有気体を含むことを特徴とする請求項7の単層カーボンナノチューブ製造方法。
- 前記吸熱反応性炭素含有原料を前記アルミナ担持FeおよびMo含有触媒組成物に接触させる工程の前に、前記吸熱反応性炭素含有原料を分解させる工程をさらに有することを特徴とする、請求項7の単層カーボンナノチューブ製造方法。
- 前記吸熱反応性炭素含有原料を前記アルミナ担持FeおよびMo含有触媒組成物に接触させる工程の前に、前記吸熱反応性炭素含有原料をプラズマ源に接触させる工程をさらに有し、
前記プラズマは前記吸熱反応性炭素含有原料を分解することを特徴とする、請求項7の単層カーボンナノチューブ製造方法。
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