JPH05186209A - 炭素クラスターｃ６０の製造法 - Google Patents
炭素クラスターｃ６０の製造法Info
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- JPH05186209A JPH05186209A JP4005186A JP518692A JPH05186209A JP H05186209 A JPH05186209 A JP H05186209A JP 4005186 A JP4005186 A JP 4005186A JP 518692 A JP518692 A JP 518692A JP H05186209 A JPH05186209 A JP H05186209A
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- Japan
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- fullerene
- soot
- carbon cluster
- internal combustion
- combustion engine
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 内燃機関のシリンダー内で燃料を燃焼させ排
気ガスに含まれるススをベンゼンで抽出後、炭素クラス
ター（フラーレン）Ｃ60を分離する。 【効果】 従来、廃棄されていたススから超電導素材と
して有用なフラーレンＣ60を得ることができる。また内
燃機関を利用するので特別な製造装置を必要とすること
がなく、ススの連続的回収も可能である。
気ガスに含まれるススをベンゼンで抽出後、炭素クラス
ター（フラーレン）Ｃ60を分離する。 【効果】 従来、廃棄されていたススから超電導素材と
して有用なフラーレンＣ60を得ることができる。また内
燃機関を利用するので特別な製造装置を必要とすること
がなく、ススの連続的回収も可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のシリンダー内
で燃料を燃焼する際、排気ガスに含有されるススから炭
素クラスターＣ60を製造する方法に関する。
で燃料を燃焼する際、排気ガスに含有されるススから炭
素クラスターＣ60を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素クラスター（フラーレンとも云う）
とは炭素原子からなる五員環12個と非限定数の六員環か
ら構成される閉じた篭状のクラスターの総称であり、五
員環12個と六員環20個からなるクラスターは「フラーレ
ンＣ60」または「バックミンスターフラーレン」と呼ば
れ、更に五員環12個と六員環25個からなるクラスターは
「フラーレンＣ70」と呼ばれている。
とは炭素原子からなる五員環12個と非限定数の六員環か
ら構成される閉じた篭状のクラスターの総称であり、五
員環12個と六員環20個からなるクラスターは「フラーレ
ンＣ60」または「バックミンスターフラーレン」と呼ば
れ、更に五員環12個と六員環25個からなるクラスターは
「フラーレンＣ70」と呼ばれている。
【０００３】フラーレンＣ60は近年発見されたものであ
り、その二酸化窒素との高い反応性は触媒として注目さ
れ、またＣ60にアルカリ金属合金をドーピングすると高
温超電導性を発現させるので超電導素材として有用であ
り、さらに固体Ｃ60の半導体としての特性は種々のセン
サー用の素材として使用される可能性がある。
り、その二酸化窒素との高い反応性は触媒として注目さ
れ、またＣ60にアルカリ金属合金をドーピングすると高
温超電導性を発現させるので超電導素材として有用であ
り、さらに固体Ｃ60の半導体としての特性は種々のセン
サー用の素材として使用される可能性がある。
【０００４】このような新素材としてのフラーレンＣ60
の製造は今迄主として超高純度黒鉛を原料としてレーザ
ー加熱、抵抗加熱またはアーク放電による方法とベンゼ
ン・酸素・アルゴン混合ガスを原料としバーナーを用い
た燃焼法の二通りが行われていた。しかし、これらはい
ずれも高価な原料と特殊な製造容器と特殊な燃焼装置を
用いることが必要であった。
の製造は今迄主として超高純度黒鉛を原料としてレーザ
ー加熱、抵抗加熱またはアーク放電による方法とベンゼ
ン・酸素・アルゴン混合ガスを原料としバーナーを用い
た燃焼法の二通りが行われていた。しかし、これらはい
ずれも高価な原料と特殊な製造容器と特殊な燃焼装置を
用いることが必要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は安価な原料
と特殊な製造装置を必要とせずフラーレンＣ60を製造す
る方法について鋭意検討を重ねた結果、内燃機関のシリ
ンダー内で燃料を燃焼させる際に発生するスス内にフラ
ーレンＣ60が含有されていることを見出し、これからフ
ラーレンＣ60を製造することに成功した。
と特殊な製造装置を必要とせずフラーレンＣ60を製造す
る方法について鋭意検討を重ねた結果、内燃機関のシリ
ンダー内で燃料を燃焼させる際に発生するスス内にフラ
ーレンＣ60が含有されていることを見出し、これからフ
ラーレンＣ60を製造することに成功した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の炭素クラスター
（フラーレン）Ｃ60の製造方法は内燃機関のシリンダー
内で燃料を燃焼させ、排気ガスに含まれるススを芳香族
炭化水素で抽出し、得られた炭素クラスター混合物より
液体カラムクロマトグラフィーにより炭素クラスターＣ
60を分離することを特徴とする。
（フラーレン）Ｃ60の製造方法は内燃機関のシリンダー
内で燃料を燃焼させ、排気ガスに含まれるススを芳香族
炭化水素で抽出し、得られた炭素クラスター混合物より
液体カラムクロマトグラフィーにより炭素クラスターＣ
60を分離することを特徴とする。
【０００７】本発明で使用する内燃機関は如何なるもの
であってもよいが、通常火花点火機関（ガソリン、石
油、ガス機関）、もしくは圧縮点火機関（ディーゼル、
焼玉機関）が用いられる。使用する燃料も任意であるが
一般にガソリン、軽油、重油等が好ましく使用される。
であってもよいが、通常火花点火機関（ガソリン、石
油、ガス機関）、もしくは圧縮点火機関（ディーゼル、
焼玉機関）が用いられる。使用する燃料も任意であるが
一般にガソリン、軽油、重油等が好ましく使用される。
【０００８】本発明ではこれらの燃料を前記内燃機関の
シリンダー内で燃焼させ排気ガス中に含まれるススから
炭素クラスターを芳香族炭化水素例えばベンゼン、トル
エン等によって抽出する。シリンダー内の燃焼は４サイ
クル機関であっても２サイクル機関であってもよいが２
サイクル機関ではオイルが混合する場合がありオイルを
除去する必要があるので４サイクル機関の方が好まし
い。
シリンダー内で燃焼させ排気ガス中に含まれるススから
炭素クラスターを芳香族炭化水素例えばベンゼン、トル
エン等によって抽出する。シリンダー内の燃焼は４サイ
クル機関であっても２サイクル機関であってもよいが２
サイクル機関ではオイルが混合する場合がありオイルを
除去する必要があるので４サイクル機関の方が好まし
い。
【０００９】シリンダー内の燃焼によりエンジン排気口
から排出された排気ガス中に含まれたススを集めて芳香
族炭化水素で抽出する。
から排出された排気ガス中に含まれたススを集めて芳香
族炭化水素で抽出する。
【００１０】抽出は芳香族炭化水素の沸点で行うことが
好ましく、連続抽出の可能なソックスレー抽出器を使用
することが好ましい。一般にこの抽出によりスス中の炭
素クラスター成分が分離される。一般に炭素クラスター
成分はスス中約0.1 〜５％含まれる。得られた炭素クラ
スター成分は電子衝撃法による質量分析法の結果図１に
示されるように質量／電荷が200 〜900 の種々の炭素数
の炭素クラスターの混合物である。フラーレンＣ60は質
量／電荷＝60×12／１＝720 の位置にピークを生じフラ
ーレンＣ70は840 の位置にピークを生じる。それらの相
対的な割合は図１の相対量の大きさから知ることができ
る。
好ましく、連続抽出の可能なソックスレー抽出器を使用
することが好ましい。一般にこの抽出によりスス中の炭
素クラスター成分が分離される。一般に炭素クラスター
成分はスス中約0.1 〜５％含まれる。得られた炭素クラ
スター成分は電子衝撃法による質量分析法の結果図１に
示されるように質量／電荷が200 〜900 の種々の炭素数
の炭素クラスターの混合物である。フラーレンＣ60は質
量／電荷＝60×12／１＝720 の位置にピークを生じフラ
ーレンＣ70は840 の位置にピークを生じる。それらの相
対的な割合は図１の相対量の大きさから知ることができ
る。
【００１１】この抽出物中の炭素クラスター混合物は更
に通常の方法の液体カラムクロマトグラフィーにより各
成分に分離することによりフラーレンＣ60を容易に純粋
な状態で分離することができる。液体カラムクロマトグ
ラフィーとしては吸着剤としてカラムに中性アルミナ
（約300 メッシュ）を充填しヘキサン等で展開すること
が一般的である。このカラムクロマトグラフィーにより
フラーレンＣ60は紫色のヘキサン溶液として得られ、ヘ
キサンを蒸発することにより純度99.9％以上のフラーレ
ンＣ60を得ることができる。
に通常の方法の液体カラムクロマトグラフィーにより各
成分に分離することによりフラーレンＣ60を容易に純粋
な状態で分離することができる。液体カラムクロマトグ
ラフィーとしては吸着剤としてカラムに中性アルミナ
（約300 メッシュ）を充填しヘキサン等で展開すること
が一般的である。このカラムクロマトグラフィーにより
フラーレンＣ60は紫色のヘキサン溶液として得られ、ヘ
キサンを蒸発することにより純度99.9％以上のフラーレ
ンＣ60を得ることができる。
【００１２】本発明では装置として内燃機関のシリンダ
ーを用いるため、連続的に長期間内燃機関を運転し発生
したススをベンゼン等の抽出液に連続的に回収すること
により、炭素クラスターを含むススの回収の連続化が可
能となる。
ーを用いるため、連続的に長期間内燃機関を運転し発生
したススをベンゼン等の抽出液に連続的に回収すること
により、炭素クラスターを含むススの回収の連続化が可
能となる。
【００１３】以下、実施例により本発明を具体的に説明
する。
する。
【００１４】
【実施例】実施例１ 内燃機関として三菱自動車（株）の４サイクル、2000cc
のターボ・エンジンを用いガソシリンを１時間燃焼させ
エンジン排気口における排気ガス中より0.17ｇのススを
得た。このススをベンゼンを用いてソックスレー抽出器
で20分の周期で４時間抽出操作を行い、ベンゼンを蒸発
させて0.0012ｇの茶褐色の固体を得た。この固体の一部
を１マイクロ・リットルのベンゼンに溶かし、質量分析
装置（日本電子（株）製JMS-AX505H) を用い、70電子・
ボルトのエネルギーの電子による衝撃イオン化法で陽イ
オン質量を分析した。図は質量／電荷が200 から900 ま
での領域での各々のイオンの相対存在量を示す。質量／
電荷が720 と840 のピークはそれぞれフラーレンＣ60と
Ｃ70の１価イオンに対応する（炭素原子質量12×原子数
60個＝720 ，12×70＝840)。その存在比は１：0.07であ
った。
のターボ・エンジンを用いガソシリンを１時間燃焼させ
エンジン排気口における排気ガス中より0.17ｇのススを
得た。このススをベンゼンを用いてソックスレー抽出器
で20分の周期で４時間抽出操作を行い、ベンゼンを蒸発
させて0.0012ｇの茶褐色の固体を得た。この固体の一部
を１マイクロ・リットルのベンゼンに溶かし、質量分析
装置（日本電子（株）製JMS-AX505H) を用い、70電子・
ボルトのエネルギーの電子による衝撃イオン化法で陽イ
オン質量を分析した。図は質量／電荷が200 から900 ま
での領域での各々のイオンの相対存在量を示す。質量／
電荷が720 と840 のピークはそれぞれフラーレンＣ60と
Ｃ70の１価イオンに対応する（炭素原子質量12×原子数
60個＝720 ，12×70＝840)。その存在比は１：0.07であ
った。
【００１５】このような実験を数回繰返した後、抽出物
を集めて液体カラムクロマトグラフィーによりフラーレ
ンＣ60を分離した。液体カラムクロマトグラフィーとし
ては吸着剤としてカラムに中性アルミナ（約300 メッシ
ュ）を充填しヘキサンで展開した。フラーレンＣ60成分
は紫色のヘキサン溶液として得られた。このヘキサンを
蒸発することによりフラーレンＣ60が得られ、その量は
全抽出物中約0.5 ％であった。またフラーレンＣ60の純
度は質量分析の結果99.5％であった。
を集めて液体カラムクロマトグラフィーによりフラーレ
ンＣ60を分離した。液体カラムクロマトグラフィーとし
ては吸着剤としてカラムに中性アルミナ（約300 メッシ
ュ）を充填しヘキサンで展開した。フラーレンＣ60成分
は紫色のヘキサン溶液として得られた。このヘキサンを
蒸発することによりフラーレンＣ60が得られ、その量は
全抽出物中約0.5 ％であった。またフラーレンＣ60の純
度は質量分析の結果99.5％であった。
【００１６】実施例２ 内燃機関としてヤマハ（株）のバイク、４サイクル250c
c のエンジンを用いガソリンを10時間燃焼させエンジン
排気口における排気ガス中より0.2 ｇのススを得た。こ
のススを用い実施例１と同様の操作により0.0015ｇの茶
褐色の固体が得られた。この固体を実施例１と同様に質
量分析を行い、図１と類似の結果を得た。Ｃ60とＣ70の
存在比は１：0.1 であった。
c のエンジンを用いガソリンを10時間燃焼させエンジン
排気口における排気ガス中より0.2 ｇのススを得た。こ
のススを用い実施例１と同様の操作により0.0015ｇの茶
褐色の固体が得られた。この固体を実施例１と同様に質
量分析を行い、図１と類似の結果を得た。Ｃ60とＣ70の
存在比は１：0.1 であった。
【００１７】また、この実験を数回繰返し得られた抽出
物を液体カラムクロマトグラフィーにより分離し、純度
99.5％のフラーレンＣ60を得た。
物を液体カラムクロマトグラフィーにより分離し、純度
99.5％のフラーレンＣ60を得た。
【００１８】
【発明の効果】本発明において、炭素クラスター（フラ
ーレン）Ｃ60の製造原料は内燃機関のシリンダー内で燃
料を燃焼させる際排気ガスに含まれるススである。この
ススは従来廃素され、特別の用途のないものであるが、
このススを利用して極めて高価かつ超電導素材等として
有用な新素材であるフラーレンＣ60を得ることのできる
のは工業的に大きな意義がある。
ーレン）Ｃ60の製造原料は内燃機関のシリンダー内で燃
料を燃焼させる際排気ガスに含まれるススである。この
ススは従来廃素され、特別の用途のないものであるが、
このススを利用して極めて高価かつ超電導素材等として
有用な新素材であるフラーレンＣ60を得ることのできる
のは工業的に大きな意義がある。
【００１９】また内燃機関のシリンダーを製造装置とす
るため、特殊な製造装置や燃焼装置を必要とせず、更に
連続的に内燃機関を運転しススを発生させることがで
き、ススの回収の連続化が可能なことも本発明の効果の
一つである。
るため、特殊な製造装置や燃焼装置を必要とせず、更に
連続的に内燃機関を運転しススを発生させることがで
き、ススの回収の連続化が可能なことも本発明の効果の
一つである。
【図１】ススの抽出物の電子衝撃法による質量分析チャ
ートを示す。
ートを示す。
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関のシリンダー内で燃料を燃焼さ
せ排気ガスに含まれるススを芳香族炭化水素で抽出し、
得られた炭素クラスター混合物より液体カラムクロマト
グラフィーにより炭素クラスターＣ60を分離することを
特徴とする炭素クラスターＣ60の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4005186A JPH05186209A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 炭素クラスターｃ６０の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4005186A JPH05186209A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 炭素クラスターｃ６０の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05186209A true JPH05186209A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=11604201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4005186A Pending JPH05186209A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 炭素クラスターｃ６０の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05186209A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005046877A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-26 | Borisenko Alexander Vasilievic | Apparatus and method for reducing and removing airborne oxidized particulates |
| US7150863B2 (en) | 2001-08-30 | 2006-12-19 | Tda Research, Inc. | Polynuclear aromatic hydrocarbons for fullerene synthesis in flames |
| US7157066B2 (en) | 2001-12-05 | 2007-01-02 | Tda Research, Inc. | Combustion process for synthesis of carbon nanomaterials from liquid hydrocarbon |
| WO2007007613A1 (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Juon Co., Ltd. | 炭素混合物製造方法、炭素混合物製造装置、炭素混合物、フラーレン又はカーボンナノチューブ製造方法、フラーレン又はカーボンナノチューブ製造装置 |
| CN100411981C (zh) * | 2006-04-21 | 2008-08-20 | 华北电力大学（北京） | V型或圆锥型热解火焰合成碳纳米管燃烧器及合成方法 |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP4005186A patent/JPH05186209A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7150863B2 (en) | 2001-08-30 | 2006-12-19 | Tda Research, Inc. | Polynuclear aromatic hydrocarbons for fullerene synthesis in flames |
| US7157066B2 (en) | 2001-12-05 | 2007-01-02 | Tda Research, Inc. | Combustion process for synthesis of carbon nanomaterials from liquid hydrocarbon |
| WO2005046877A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-26 | Borisenko Alexander Vasilievic | Apparatus and method for reducing and removing airborne oxidized particulates |
| JP2007528287A (ja) * | 2003-11-17 | 2007-10-11 | ボリセンコ，アレキサンダー，ヴァシリエヴィッチ | 空気伝播酸化粒子の分解および除去装置および方法 |
| US7553354B2 (en) | 2003-11-17 | 2009-06-30 | Absalut Ecology Establishment | Apparatus and method for reducing and removing airborne oxidized particulates |
| AU2004289534B2 (en) * | 2003-11-17 | 2010-07-08 | Absalut Ecology Corporation | Apparatus and method for reducing and removing airborne oxidized particulates |
| WO2007007613A1 (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Juon Co., Ltd. | 炭素混合物製造方法、炭素混合物製造装置、炭素混合物、フラーレン又はカーボンナノチューブ製造方法、フラーレン又はカーボンナノチューブ製造装置 |
| JPWO2007007613A1 (ja) * | 2005-07-07 | 2009-01-29 | 株式会社ジュオン | 炭素混合物製造方法、炭素混合物製造装置、炭素混合物、フラーレン又はカーボンナノチューブ製造方法、フラーレン又はカーボンナノチューブ製造装置 |
| CN100411981C (zh) * | 2006-04-21 | 2008-08-20 | 华北电力大学（北京） | V型或圆锥型热解火焰合成碳纳米管燃烧器及合成方法 |
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