JP5838245B2 - 金属化合物ナノ粒子を分散担持したカーボンの製造方法 - Google Patents
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Description
さらに、このような液相反応によって生成される水酸化金属水和物が電気エネルギー貯蔵素子として用いられる試みがある(特許文献3)
この化学反応方法は、例えば図1に示すような反応器を用いて行うことができる。図1に示すように、反応器は開口部にせき板1−2を有する外筒1と貫通孔2−1を有し旋回する内筒2からなる。この反応器の内筒内部に反応物を投入し、内筒を旋回することによってその遠心力で内筒内部の反応物が内筒の貫通孔を通って外筒の内壁1−3に移動する。この時反応物は内筒の遠心力によって外筒の内壁に衝突し、薄膜状となって内壁の上部へずり上がる。この状態では反応物には内壁との間のずり応力と内筒からの遠心力の双方が同時に加わり、薄膜状の反応物に大きな機械的エネルギーが加わることになる。この機械的なエネルギーが反応に必要な化学エネルギー、いわゆる活性化エネルギーに転化するものと思われるが、短時間で反応が進行する。
旋回反応器の中に40mlのイソプロピルアルコール、1.25gのチタンテトラブトキシド、1gのケッチェンブラック(ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製、商品名:ケッチェンブラックEC600JD、空隙率78Vol.%、一次粒子径40nm、平均二次粒径337.8nm)を加え、反応器の中でこれらを撹拌した。さらに、1gの水を添加して、66,000N(kgms-2)の遠心力で10分間、内筒を旋回して外筒の内壁に反応物の薄膜を形成するとともに、反応物にずり応力と遠心力を加えて化学反応を促進させ、酸化チタニウムナノ粒子を高分散担持させたケッチェンブラックを得た。
ケッチェンブラックに変えて、1gのカーボンナノチューブ(株式会社ジェムコ製)を用いて、実施例1と同様にして、酸化チタニウムナノ粒子を高分散担持させたカーボンナノチューブを得た。酸化チタニウムナノ粒子の一次粒子径は1〜10nmであった。
イソプロピルアルコール、チタンテトラブトキシド、ケッチェンブラックに変えて、40mlの水、1.965gの塩化ルテニウム、1gのカーボンナノチューブ(株式会社ジェムコ製)を用いて、実施例1と同様にして、酸化ルテニウムナノ粒子を高分散担持させたカーボンナノチューブを得た。図3にこの構造体のTEM像を示す。図3においては、一次粒子径1〜10nmの酸化ルテニウムナノ粒子がカーボンナノチューブに高分散担持していることが分かる。
従来のゾル−ゲル法によって、すなわち本発明の化学反応を行わず、実施例1と同様にして、酸化チタニウム粒子が担持したケッチェンブラックを得た。酸化チタニウム粒子の一次粒子径は10〜50nmであった。
1−2…せき板
1−3…内壁
2…内筒
2−1…貫通孔
Claims (2)
- カーボン材料に金属化合物ナノ粒子を分散担持させたカーボンの製造方法であって、
旋回する反応器内で金属化合物の原料である金属塩と、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、活性炭、メソポーラス炭素またはこれらの複合材のいずれかの内部に空隙部を有するカーボン材料とにずり応力と遠心力を加えて、金属塩の液相反応を促進させて金属化合物であるMxOz、AxMyOz、Mx(DO4)y、AxMy(DO4)z(ただし、M:金属元素(ルテニウムを除く)、A:アルカリ金属又はランタノイド元素、D:Be、B、Si、P、又はGe)で表される金属化合物ナノ粒子を、前記カーボン材料の前記空隙部の表面で生成させ、この金属化合物ナノ粒子を前記カーボン材料の前記空隙部の表面に担持させたことを特徴とするカーボンの製造方法。 - 前記金属化合物が、酸化チタニウムである請求項1に記載のカーボンの製造方法。
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