KR20020025074A - 플러렌류의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

플러렌류의 제조방법 및 제조장치 Download PDF

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Abstract

한쌍의 탄소봉전극(1)(2) 사이에, 아크방전을 발생시키는 동시에, 한쌍의 탄소봉전극(1)(2) 사이에, 가스공급관(8) 또는 관통공(16)에서 탄소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 플러렌류, 특히 카본나노튜브를 대량으로 또한 간이하게, 더구나 고수율로 제조한다.

Description

플러렌류의 제조방법 및 제조장치{Method and system for producing fullerene}
카본나노튜브는, 탄소의 동소체로 두께 수 원자층의 그래파이트형 탄소원자면을 둥글해 한 원통이 단층 또는 복수층으로 중합되어서 구성된 것이며, 직경을 약 0.5nm 내지 10nm로 이루고, 그 길이를 약 수㎛정도로 하는 미세한 재료이다.
카본나노튜브는, 이미 실용화되어 있는 냉음극을 비롯하여, 반도체 초집적회로나 섬유소재, 수소흡장체, 촉매 등으로서 다방면에 걸쳐서 그 응용이 도모되고 있는 재료로서 주목되고 있다. 특히 카본나노튜브는, 이론상 특이한 전기적 물성을 가지고 있는 것, 미소하면서도 표면적이 큰 것, 애스펙트비가 큰 것, 중공(中空)이라는 독특한 형상을 가지고 있는 것, 독특한 형상에 유래하는 특이한 표면의 성질을 가지고 있는 것 등에서, 새로운 탄소재료로서 주목되고 있다.
이와 같은 실정에서, 카본나노튜브를 대량 또한 간이하게, 고수율로 제조할 수 있는 방법의 개발이 소망되고 있다.
한편, 탄소의 동소체인 플러렌도 또, 감광체, 광전변환소자, 태양전지, 옵티컬리미터, 토너, 비선형 광학소자, 스위칭소자, 초전도체, 트랜지스터, 죠세프손소자, 센서, 다이오드, 촉매, 에미터 등에의 응용이 기대되고 있고, 카본나노튜브와 동일하게, 대량 또한 간이하게, 더구나 고수율로 제조할 수 있는 방법의 개발이 소망되고 있다.
종래, 카본나노튜브를 제조하는 방법으로서는, 감압하의 불활성한 가스분위기 중에 있어서, 탄소와 코발트 등의 촉매금속을 혼합한 혼합물에, 레이져빔의 조사를 실시하여 탄소를 증발시켜서 나노튜브를 합성하고, 냉각한 예를 들면 선단을 끝이 가늘어지는 형상으로 한 회수로드 상에서, 카본나노튜브를 회수시키는 방법이나, 탄소봉을 전극에 사용하여, 감압하의 불활성가스 분위기 중에 있어서, 아크방전을 실시하여, 탄소봉의 위에, 카본나노튜브를 성장시키는 방법, 예를 들면, 일본 특개평 6-280116호 공보, 특개평 6-157016호 공보에 기재되는 방법 등이 제안되고 있고, 플러렌에 대해서도 동일한 제조방법이 제안되고 있다.
탄소와 코발트 등의 촉매금속을 혼합한 혼합물에, 레이져빔의 조사를 실시하는 방법에 있어서는, 레이져광원이 필요하게 되고, 장치가 대규모의 것으로 되게 된다. 아크방전을 실시하는 방법에 있어서는, 전극인 탄소봉 자체가 카본나노튜브나 플러렌의 원료로 되어 있기 때문에, 제조 가능한 카본나노튜브나 플러렌의 양이 전극으로서 이용하는 탄소봉의 크기에 의해 제한되게 된다.
본 발명은, 플러렌류의 제조방법 및 제조장치에 관하여, 더욱 상세히는, 플러렌류, 특히 카본나노튜브를 대량으로 또한 간이하게, 고수율로 제조할 수 있는 플러렌류의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치의 일예를 나타내는 대략 측면도이다.
도 2는, 본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치의 다른 예를 나타내는 대략 측면도이다.
도 3은, 본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치의 또 다른 예를 나타내는 대략 측면도이다.
도 4는, 도 3에 나타내는 제조장치에 있어서 음극으로서 이용되는 탄소봉 전극을 나타내는 대략 사시도이다.
도 5는, 본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치의 또 다른 예를 나타내는 대략 측면도이다.
본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 종래의 기술이 가지고 있는 문제점을해결할 수 있는 신규의 플러렌류의 제조방법 및 제조장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 플러렌류, 특히, 카본나노튜브를 대량으로 또한 간이하게, 더구나 고수율로 제조할 수 있는 플러렌류의 제조방법 및 제조장치를 제공하는데 있다.
상술과 같은 목적을 달성하기 위해서 제안되는 본 발명의 방법은, 한 쌍의 탄소봉 전극간에, 아크방전을 발생시키는 동시에, 한 쌍의 탄소봉 전극간에 탄소를 포함하는 가스를 공급함으로써 플러렌류를 제조하도록 한 것이다.
본 발명은, 한 쌍의 탄소봉 전극간에, 플러렌류의 원료가 되는 탄소를 포함하는 가스를 공급하고 있으므로, 제조 가능한 플러렌류의 양이, 전극으로서 이용하는 탄소봉의 크기에 의해 제한되지 않고, 장시간에 걸처서 플러렌류의 합성이 가능하게 되고, 대량으로 또한 간이하게, 더구나 고수율로 플러렌류, 특히 카본나노튜브를 제조하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 있어서는, 탄소를 포함하는 가스가 한 쌍의 탄소봉 전극간에 연속적으로 공급되는 것이 소망스럽다. 탄소를 포함하는 가스는, 탄화수소가스를 주성분으로 하는 가스를 포함하고 있다. 탄소를 포함하는 가스는, 바람직하게는, 메탄을 포함하고 있다. 또한, 탄소를 포함하는 가스는, 바람직하게는 유황을 포함하고 있다.
본 발명의 방법은, 플러렌류, 특히 카본나노튜브를 생성할 때에, 탄소를 포함하는 가스가 메탄에 더하여, 촉진제로서 작용하는 유황을 포함하고 있음으로써, 플러렌류, 특히 카본나노튜브의 생성을 촉진하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 있어서 사용되는 탄소를 포함하는 가스는, 바람직하게는, 메탄과 유화수소를 포함하고 있다. 탄소를 포함하는 가스가 메탄에 더하여서, 촉진제로서 작용하는 유황을 포함한 유화수소를 포함함으로써, 플러렌류, 특히 카본나노튜브의 생성을 촉진하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 방법에 있어서는, 탄소를 포함하는 가스를 티오펜 중에 통과시킴으로써, 탄소를 포함하는 가스에 유황을 함유시키고 있다.
본 발명의 방법에 있어서는, 탄소를 포함하는 가스를 티오펜 중에 버블링시킴으로써, 탄소를 포함하는 가스에 유황을 함유시키고 있다.
본 발명의 방법에서는, 또한, 한 쌍의 탄소봉 전극간에, 탄소를 포함하는 가스에 더하여, 수소가스 및/또는 불활성가스가 공급된다. 여기서, 불활성가스로서는, 헬륨이나 아르곤이 사용되고, 더욱이는, 크세논, 크립톤이나 질소 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 방법은, 바람직하게는, 한 쌍의 탄소봉 전극 중, 정극이 되는 탄소봉 전극이 촉매금속을 포함하고 있다. 이 촉매금속에는, Co, Ni, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ta, W, Au, Th, U, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm 및 Lu로 이루어지는 군에서 선택된 1 또는 2이상의 금속으로 되어 있다. 이와 같은 촉매금속을 정극이 되는 탄소봉 전극이 포함됨으로써, 이들의 촉매금속을 내포한 금속내포 플러렌류를 효율적으로 제조하는 것이 가능하게 된다.
상술과 같은 목적을 달성하기 위해서 제안되는 본 발명에 관계되는 플러렌류의 제조장치는, 한 쌍의 탄소봉 전극과, 한 쌍의 탄소봉 전극간에 탄소를 포함하는가스를 연속적으로 공급 가능한 가스공급기구를 갖춘다.
본 발명에 관계되는 플러렌류의 제조장치는, 한 쌍의 탄소봉 전극간에, 플러렌류의 원료가 되는 탄소를 포함하는 가스를 공급 가능한 가스공급기구를 갖추고 있기 때문에, 제조 가능한 플러렌류의 양이, 전극으로서 사용되는 탄소봉의 크기에 의해 제한되지 않고, 장시간에 걸쳐서 플러렌류의 합성이 가능하게 되고, 대량으로 또한 간이하게, 더구나 고수율로 플러렌류, 특히 카본나노튜브를 제조하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 관계되는 장치는, 또한, 한 쌍의 탄소봉 전극의 한편에, 한 쌍의 탄소봉 전극간에 개구하는 관통공이 형성되고, 가스공급기구가 관통공을 통하여 탄소를 포함하는 가스를 한 쌍의 탄소봉 전극간에 공급 가능하게 구성되어 있다.
이와 같이, 한 쌍의 탄소봉 전극의 한편에, 한 쌍의 탄소봉 전극간에 개구하는 관통공이 형성되고, 이 관통공을 통하여 탄소를 포함하는 가스를 한 쌍의 탄소봉 전극간에 공급할 수 있으므로, 탄소를 포함하는 가스를 확실하게 한 쌍의 탄소봉 전극간의 아크방전부분에 공급할 수 있고, 제조 가능한 플러렌류의 양이 전극으로서 사용하는 탄소봉의 크기에 의해 제한되지 않고, 장시간에 걸쳐서 플러렌류의 합성이 가능하게 되고, 대량으로 또한 간이하게, 더구나 고수율로 플러렌류, 특히 카보나노튜브를 제조하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 관계되는 제조장치에 있어서, 가스공급기구는 한 쌍의 탄소봉 전극간에 대향하는 노즐을 갖춘 관을 포함하고 있다.
본 발명에 관계되는 플러렌류의 제조장치는, 또한, 가스공급기구에 탄소를포함하는 가스를 공급하는 원료가스 공급원을 갖추고 있다.
원료가스 공급원은, 가스공급기구에 탄화수소가스를 주성분으로 하는 가스를 공급한다.
본 발명에 관계되는 플러렌류의 제조장치는, 또한, 가스공급기구에 수소가스 및/또는 불활성가스를 공급하는 수소가스 공급원 및/또는 불활성가스 공급원을 갖추고 있다. 여기서, 불활성가스로서는, 헬륨이나 아르곤이 사용되고, 더욱이는, 크세논, 크립톤이나 질소 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 관계되는 플러렌류의 제조장치에 있어서, 원료가스 공급원은, 가스공급기구에 메탄을 공급하도록 구성되어 있다.
본 발명에 관계되는 플러렌류의 제조장치는, 또한, 원료가스 공급원과 가스공급기구와의 사이에, 탄소를 포함하는 가스에 유황을 첨가하는 유황첨가수단을 갖추고 있다. 이 유황첨가수단을 갖추고 있고, 탄소를 포함하는 가스가 플러렌류, 특히 카본나노튜브를 생성할 때에, 촉진제로서 작용하는 유황을 포함함으로써, 플러렌류, 특히 카본나노튜브의 생성이 촉진된다.
본 발명에 관계되는 플러렌류의 제조장치는, 또한, 가스공급기구에 유화수소를 공급하는 유화수소 공급원을 갖추고 있다. 이와 같이, 유화수소 공급원을 갖춤으로써, 탄소를 포함하는 가스가 메탄에 더하여 촉진제로서 작용하는 유황을 포함한 유화수소를 포함함으로써, 플러렌류, 특히 카본나노튜브의 생성을 촉진하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 관계되는 플러렌류의 제조장치는, 한 쌍의 탄소봉 전극 중,정극이 되는 탄소봉 전극이 촉매금속을 포함하고 있다. 이 촉매금속에는, Co, Ni, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ta, W, Au, Th, U, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm 및 Lu로 이루어지는 군에서 선택된 1 또는 2이상의 금속으로 되어 있다. 이와 같은 촉매금속을 정극이 되는 탄소봉 전극을 포함함으로써, 이들의 촉매금속을 내포한 금속내포 플러렌류를 효율적으로 제조하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에 설명되는 실시예의 설명으로부터 한층 명백하게 된다.
이하, 본 발명에 관계되는 플러렌류의 제조방법, 특히 카본나노튜브의 제조에 사용되는 제조장치를 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 정극으로서 작용하는 제 1탄소봉전극(1)과, 부극으로서 작용하는 제 2탄소봉전극(2)을 갖추고, 한 쌍의 제 1 및 제 2탄소봉전극(1, 2)은, 반응용기(3)내에서 서로 한쪽의 단부가 대향하도록 배치되어 있다. 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 타단부는, 각각 직류전원(4)에 접속되고, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이에서 아크방전(5)이 생성 가능하게 구성되어 있다. 여기에, 정극으로서 작용하는 제 1탄소봉전극(1)에는, 카본나노튜브를 생성할 때에 촉매가 되는 Co 및 Ni을 함유한 탄소봉이 사용되고 있다.
본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 또한, 메탄가스 봄베(6)와 수소가스 봄베(7)를 갖추고, 메탄가스 봄베(6)에서 공급된 메탄가스와, 수소가스 봄베(7)에서 공급된 수소가스는, 가스공급관(8) 내에서, 혼합되어 티오펜탱크(9) 내에 유도된다. 티오펜탱크(9)내에 유도된 메탄과 수소의 혼합가스는, 티오펜(10) 중에 도입되어서 버블링되고, 유황이 첨가된 후, 가스공급관(8)을 거쳐서 반응용기(3)내에 유도되도록 구성되어 있다.
가스공급관(8)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이의 아크방전(5)이 생성되는 부분에 대향하는 노즐(11)을 갖춘다. 메탄과 수소의 혼합가스는, 노즐(11)에서 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2) 사이의 아크방전(5)이 생성되어 있는 부분에 공급된다. 반응용기(3)는, 또한, 가스배출부(12)를 갖추고 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치는, 이하와 같이 하여, 카본나노튜브를 생성한다.
직류전원(4)에서 제 1 및 제 2탄소봉전극(1, 2)에 전류가 공급되면, 한 쌍의 제 1 및 제 2탄소봉전극(1, 2)사이에 아크방전(5)이 생성된다.
동시에, 메탄가스 봄베(6) 및 수소가스 봄베(7)에서, 각각, 메탄가스와 수소가스가, 예를 들면 체적비 1:5의 비율로, 가스공급관(8) 내에 공급되어, 가스공급관(8)내에서 혼합된 후, 티오펜탱크(9)내에 유도되고, 티오펜(10)중에 도입되어 버블링되어서 유황이 첨가된다.
티오펜탱크(9) 내에서, 유황이 첨가된 메탄과 수소의 혼합가스는, 가스공급관(8)에 의해 반응용기(3)내에 유도되고, 노즐(11)에서 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이의 아크방전(5)이 생성되고 있는 부분에 소정의 유속으로 공급되고, 그 결과, 카본나노튜브가 생성되어서 제 2탄소봉전극(2) 상에 카본나노튜브가 성장시켜진다.
여기에, 제 2탄소봉전극(2) 상에 성장되는 카본나노튜브는, 제 2탄소봉전극(2) 상에 퇴적하고, 제 2탄소봉전극(2)의 방전면적이 감소하고 아크방전에 지장을 초래할 우려가 있는, 본 발명에 관계되는 제조장치는, 메탄과 수소의 혼합가스가 아크방전(5)이 생성되어 있는 부분에 공급되기 때문에, 메탄과 수소의 혼합가스의 유속을 선택함으로써 생성한 카본나노튜브가 부극으로서 작용하는 제 2탄소봉전극(2) 상에 퇴적하고, 방전면적을 감소시키는 것을 효과적으로 방지하여,고수율로 카본나노튜브를 생성하는 것이 가능하게 된다.
생성한 카본나노튜브는, 신속하게 냉각되는 것이 바람직하나, 본 발명에 관계되는 장치는, 아크방전(5)이 생성되고 있는 고온의 부분에, 메탄과 수소의 혼합가스가 공급되기 때문에, 메탄과 수소의 혼합가스에 의해 생성한 카본나노튜브를 효과적으로 냉각할 수 있고, 또한, 메탄과 수소의 혼합가스의 유속을 선택함으로써, 냉각속도를 소망과 같이 제어하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 관계되는 제조장치는, 한 쌍의 제 1 및 제 2탄소봉전극(1, 2)간의 아크방전(5)이 생성되고 있는 부분에, 노즐(11)에서 소정의 유속으로 카본나노튜브의 원료가 되는 메탄과 수소의 혼합가스가 공급되어서 카본나노튜브가 생성되기 때문에, 제조 가능한 카본나노튜브의 양이 전극으로서 이용하는 탄소봉의 크기에 의해 제한되지 않고, 장시간에 걸쳐서 카본나노튜브의 합성이 가능하게 된다. 따라서, 종래의 장치에 비하여, 대량으로 또한 간이하게, 더구나 고수율로 카본나노튜브를 제조하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명에 관계되는 장치는, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이의 아크방전(5)이 생성되고 있는 부분에 공급되는 메탄과 수소의 혼합이 가스의 유속을 선택함으로써, 생성한 카본나노튜브가 제 2탄소봉전극(2) 상에 퇴적하여 방전면적을 감소시키는 것을 효과적으로 방지하고, 고수율로 카본나노튜브를 생성하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 관계되는 장치는, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이의 아크방전(5)이 생성되고 있는 부분에 공급되는 메탄과 수소의 혼합가스에 의해, 생성한 카본나노튜브를 효과적으로 냉각할 수 있고, 또한, 메탄과 수소의 혼합가스의 유속을 선택함으로써, 냉각속도를 소망과 같이 제어하는 것이 가능하게 된다.
또, 메탄과 수소의 혼합가스는, 티오펜탱크(9) 내에 유도되고, 티오펜(10) 중에 도입되어서 버블링되고, 카본나노튜브를 생성할 때에, 촉진제로서 작용하는 유황을 동반하여, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이의 아크방전(5)이 생성되어 있는 부분에 공급되어 있기 때문에, 카본나노튜브의 생성을 촉진하는 것이 가능하게 된다.
상술한 카본나노튜브의 제조장치에 있어서는, 탄소를 포함하는 가스로서 사용하는 메탄가스에 수소가스를 더한 혼합가스에 유황을 첨가하여 아크방전(5)이 생성되어 있는 제 1 및 제 2탄소봉전극(1, 2) 사이에 공급하도록 하고 있으나, 수소가스에 대신하여 불활성가스를 메탄가스에 혼합하도록 하여도 좋다. 불활성가스로서는, 헬륨이나 아르곤이 사용되고, 또한, 크세논, 크립톤이나 질소 등을 사용할 수 있다. 불활성가스를 사용하는 제조장치에 있어서는, 도 1에 나타내는 제조장치에 있어서, 수소가스 봄베(7)에 대신하여, 불활성가스 봄베를 사용하도록 한다.
이 경우에 있어서도, 메탄가스와 불활성가스는, 예를 들면 체적비 1:5의 비율로, 가스공급관(8) 내에 공급되고, 가스공급관(8) 내에서 혼합된 후, 티오펜탱크(9) 내에 유도되고, 티오펜(10) 중에 도입되어 버블링되어서 유황이 첨가된다.
이와 같이 불활성가스를 이용한 경우에도, 대량으로 또한 간이하게, 더구나고수율로 카본나노튜브를 제조하는 것이 가능하게 된다.
그리고 또, 본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치에 있어서는, 탄소를 포함하는 가스로서 이용하는 메탄가스에 수소가스와 함께 다시 불활성가스를 혼합하도록 하여도 좋다. 이 경우의 제조장치는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 메탄가스 봄베(6) 및 수소가스 봄베(7)에 병렬하여 불활성가스 봄베(17)를 배치한다. 그리고, 메탄가스 봄베(6)에서 공급된 메탄가스와, 수소가스 봄베(7)에서 공급된 수소가스와, 불활성가스 봄베(17)에서 공급된 불활성가스를 가스공급관(8) 내에서 혼합하고, 티오펜탱크(9) 내에 유도하도록 한다.
이 제조장치에 있어서는, 메탄가스와 불활성가스와 수소가스는, 예를 들면, 체적비 1:1:4의 비율로, 가스공급관(8) 내에 공급되고, 가스공급관(8) 내에서 혼합된 후, 티오펜탱크(9) 내에 유도되어 티오펜(10) 중에 도입되고, 버블링되어서 유황이 첨가된다.
이와 같이 수소가스와 함께 다시 불활성가스를 혼합한 경우에도, 대량으로 또한 간이하게, 더구나 고수율로 카본나노튜브를 제조하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치의 또 다른 예를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
이 제조장치는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 메탄가스 봄베(6) 및 수소가스 봄베(7)에 더하여, 유화수소가스 봄베(15)가 설치되고, 메탄가스와 유화수소가스가, 예를 들면, 체적비 9:1로 혼합되고, 또한, 메탄가스 및 유화수소가스와 수소가스가, 예를 들면, 체적비 1:5로 혼합되어서 메탄, 유화수소 및 수소의 혼합가스가반응용기(3)에 공급되도록 구성되어 있다. 이 제조장치에 있어서는, 상술한 제조장치와 같이, 티오펜탱크(9)는 설치되어 있지 않다.
도 3 및 도 4에 나타내는 본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치는, 부극으로서 작용하는 제 2탄소봉전극(2)에는, 탄소봉전극(2)의 긴쪽축에 따라서 이 탄소봉전극(2)을 관통하고, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)과의 사이에 개구하는 관통공(16)이 형성되어 있다. 관통공(16)은, 가스공급관(8)의 일부를 형성하고 있다.
상술과 같이 구성된 카본나노튜브의 제조장치를 이용함으로써, 다음과 같이 하여 카본나노튜브의 생성이 행해진다.
직류전원(4)에서 제 1 및 제 2탄소봉전극(1, 2)에 전류가 공급되면, 한 쌍의 제 1 및 제 2탄소봉전극(1, 2)사이에 아크방전(5)이 생성된다.
동시에, 메탄가스 봄베(6) 및 유화수소가스 봄베(15)에서, 각각, 메탄가스와 유화수소가스가, 예를 들면, 체적비 9:1의 비율로, 가스공급관(8) 내에 공급되고, 또한, 수소가스 봄베(7)에서, 수소가스가 가스공급관(8) 내에 공급되고, 메탄가스 및 유화수소가스와 수소가스가, 예를 들면, 체적비 1:5의 비율로, 혼합되어서 메탄, 유화수소 및 수소의 혼합가스가, 가스공급관(8)에 의해, 탄소봉전극(2)에 형성된 관통공(16) 내에 공급된다.
관통공(16)은, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이에 개구하도록 형성되어 있기 때문에, 관통공(16) 내에 공급된 메탄, 유화수소 및 수소의 혼합가스는, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이에 생성되어 있는 아크방전(5)의 부분에, 소정의 유속으로 공급되고, 그 결과, 카본나노튜브가 생성되어서, 탄소봉전극(2) 상에 카본나노튜브가 성장시켜진다.
본 발명에 관계되는 제조장치를 이용함으로써, 카본나노튜브의 원료가 되는 메탄, 유화수소 및 수소의 혼합가스는, 부극이 되는 제 2탄소봉전극(2)에 형성되어, 한 쌍의 탄소봉전극(1)과 탄소봉전극(2)의 사이에 개구하는 관통공(16)을 거쳐서 공급되기 때문에, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이에 생성되어 있는 아크방전(5)의 부분에, 직접적으로, 카본나노튜브의 원료가 되는 메탄, 유화수소 및 수소의 혼합가스를 공급하여, 카본나노튜브를 생성할 수 있다. 본 발명에 관계되는 제조장치를 이용함으로써, 제조 가능한 카본나노튜브의 양이 전극으로서 이용하는 탄소봉의 크기에 의해 제한되지 않고, 장시간에 걸쳐서 카본나노튜브의 합성이 가능하게 되기 때문에, 종래의 장치에 비하여, 대량으로 또한 간이하게, 더구나 고수율로 카본나노튜브를 제조하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 관계되는 제조장치는, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이의 아크방전(5)이 생성되어 있는 부분에 공급되는 메탄, 유화수소 및 수소의 혼합가스의 유속을 선택함으로써, 생성한 카본나노튜브가 탄소봉전극(2) 상에 퇴적하여, 방전면적을 감소시키는 것을 효과적으로 방지하고, 고수율로 카본나노튜브를 생성하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명에 관계되는 제조장치는, 한 쌍의 탄소봉전극(1)과 탄소봉전극(2)의 사이의 아크방전(5)이 생성되어 있는 부분에 공급되는 메탄, 유화수소 및 수소의 혼합가스에 의해, 생성한 카본나노튜브를 효과적으로 냉각할 수 있고, 또한, 메탄과 수소의 혼합가스의 유속을 선택함으로써, 냉각속도를 소망과 같이 제어하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 관계되는 제조장치는, 메탄가스와 수소가스에, 카본나노튜브를 생성할 때에, 촉진제로서 작용하는 유황을 포함하는 유화수소가스가 혼합되고, 메탄, 유화수소 및 수소의 혼합가스가, 한 쌍의 제 1탄소봉전극(1)과 제 2탄소봉전극(2)의 사이의 아크방전(5)이 생성되어 있는 부분에 공급되어 있기 때문에, 카본나노튜브의 생성을 촉진하는 것이 가능하게 된다.
상술한 도 3 및 도 4에 나타내는 카본나노튜브의 제조장치는, 메탄가스 봄베(6) 및 수소가스 봄베(7)에 더하여, 유화수소가스 봄베(15)를 설치하고, 메탄가스 및 유화수소가스의 혼합가스에 다시 수소가스를 혼합하고, 메탄, 유화수소 및 수소의 혼합가스를 반응용기(3)에 공급되도록 구성되어 있으나, 수소가스에 대신하여 불활성가스를 메탄가스에 혼합하도록 하여도 좋다. 불활성가스로서는, 헬륨이나 아르곤이 사용되고, 더욱이는 크세논, 크립톤이나 질소 등을 사용할 수 있다. 불활성가스를 사용하는 제조장치에 있어서는, 도 3에 나타내는 제조장치에 있어서, 수소가스 봄베(7)에 대신하여, 불활성가스 봄베를 사용하도록 한다. 이 경우에 있어서도, 메탄가스와 유화수소가스는, 예를 들면, 체적비 9:1로 혼합되고, 다시, 메탄가스 및 유화수소가스와 불활성가스가, 예를 들면, 체적비 1:5로 혼합되어서, 메탄, 유화수소 및 불활성가스의 혼합가스가 반응용기(3)에 공급되도록 구성되어 있다.
이와 같이 불활성가스를 사용한 경우에도, 대량으로 또한 간이하게, 더구나고수율로 카본나노튜브를 제조하는 것이 가능하게 된다.
그리고 또, 본 발명에 관계되는 카본나노튜브의 제조장치는, 메탄가스 및 유화수소가스의 혼합가스에 다시 수소가스 및 불활성가스를 혼합하고, 메탄, 유화수소, 수소, 불활성가스의 혼합가스를 반응용기(3)에 공급되도록 구성하여도 좋다. 이 경우의 제조장치는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 메탄가스 봄베(6) 및 수소가스 봄베(7)에 더하여 유화수소가스 봄베(15)가 설치되고, 또한, 불활성가스 봄베(17)가 병렬하여 설치되어 있다.
이 제조장치에 있어서는, 메탄가스와 유효수소가스가 혼합되고, 또한, 메탄가스와 유화수소가스의 혼합가스에 수소가스 및 불활성가스가 혼합되어서 반응용기(3)에 공급되도록 구성되어 있다. 이 경우, 수소가스, 불활성가스, 메탄가스, 유화수소가스의 혼합비율은 4 : 1 : 0.9 : 0.1의 체적비로 혼합된다.
이와 같이 수소가스와 함께 다시 불활성가스를 혼합한 경우에도, 대량으로 또한 간이하게, 더구나 고수율로 카본나노튜브를 제조하는 것이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 이점을 한층 명확하게 하기 위해, 본 발명의 실시예 및 비교예를 언급한다.
실시예 1
도 1에 나타내는 카본나노튜브의 제조장치를 사용하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
여기에, 수소가스와 메탄가스를 5:1의 체적비로 혼합한 혼합가스를, 유속 100ml/분으로 반응용기 내에 공급하고, 반응용기내의 압력을 1.33×103파스칼로 유지하는 동시에, 한 쌍의 탄소봉전극 사이에, 25V의 직류전압을 인가하여, 45분에 걸쳐서 반응시켰다. 이 때에, 한 쌍의 탄소봉전극의 사이에 생기는 전류는 약 150A이었다. 단, 티오펜탱크는 설치하지 않고, 수소가스와 메탄가스를 직접 반응용기 내에 도입하였다.
정극이 되는 탄소봉전극에는, Co/Ni을, 1.2/1.2(mol%)함유한 탄소봉을 사용하고, 각 탄소봉전극으로서는, 직경 10mm, 길이 100mm의 것을 사용하였다.
반응종료후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 인정되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM)및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브상의 생성물이 주로, 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또한, 반응종료 후, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 5.2cm/시간이었다.
실시예 2
수소가스와 메탄가스를 5:1의 체적비로 혼합한 혼합가스를, 유속 100ml/분으로, 반응용기 내에 공급하고, 반응용기내의 압력을 3.33×103파스칼로 유지한 점을 제외하고, 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
반응종료 후. 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 확인되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이 주로, 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 5.1cm/시간이었다.
실시예 3
수소가스와 메탄가스를 5:1의 체적비로 혼합한 혼합가스를, 유속 100ml/분으로, 반응용기 내에 공급하고, 반응용기내의 압력을 6.33×103파스칼로 유지한 점을 제외하고, 실시예 1과 완전히 동일하게 하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
반응종료 후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 확인되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이 주로, 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 5.1cm/시간이었다.
실시예 4
도 2에 나타내는 카본나노튜브의 제조장치를 사용하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
여기에, 수소가스와 아르곤가스와 메탄가스를 4 : 4: 1의 체적비로 혼합한 혼합가스를 유속 100ml/분으로, 반응용기 내에 공급하고, 반응용기내의 압력을 1.33×103파스칼로 유지하는 동시에, 한 쌍의 탄소봉전극 사이에, 25V의 직류전압을 인가하여, 45분에 걸쳐서 반응시켰다. 이 때에, 한 쌍의 탄소봉전극 사이에 생기는 전류는 약 150A이었다.
정극이 되는 탄소봉전극에는, Co/Ni을, 1.2/1.2(mol%)함유한 탄소봉을 사용하여, 각 탄소봉전극으로서는, 직경 10mm, 길이 100mm의 것을 사용하였다.
반응종료 후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 인정되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이, 주로 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또한, 반응종료 후, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 5.1cm/시간이었다.
실시예 5
도 3 및 도 4에 나타내는 카본나노튜브의 제조장치를 사용하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
여기에, 부극에는 긴쪽 축선에 따라서, 긴쪽 축선을 포함하는 직경 2mm의 관통공이 형성된 탄소봉을 사용하고, 관통공을 통하여 수소가스, 메탄가스 및 유화수소가스를 체적비로 5 : 0.9 : 0.1의 비율로 혼합한 혼합가스를 공급한 점을 제외하고, 실시예 3과 완전히 동일하게 하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
반응종료 후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 확인되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이, 주로 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 3.6cm/시간이었다.
실시예 6
티오펜탱크는 설치하고, 수소가스와 메탄가스를, 티오펜중에서, 버블링시킨 후에, 반응용기 내에 도입한 점을 제외하고, 실시예 3과 완전히 동일하게 하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
반응종료 후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 확인되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이, 주로 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 3.6cm/시간이었다.
실시예 7
도 5에 나타내는 카본나노튜브의 제조장치를 사용하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
여기에, 부극에는 긴쪽 축선에 따라서, 긴쪽 축선을 포함하는 직경 2mm의 관통공이 형성된 탄소봉을 사용하여, 관통공을 통하여 메탄가스와 유화수소가스가 혼합되고, 또한, 메탄가스와 유화수소가스의 혼합가스에 수소가스 및 불활성가스가 혼합되어서 반응용기(3)에 공급하였다. 이 때, 수소가스, 아르곤가스, 메탄가스, 유화수소가스의 혼합비율은 4 : 1 : 0.9 : 0.1의 체적비로 혼합된다. 혼합가스의 종류 및 혼합비율을 다르게 하는 외는, 실시예 3과 완전히 동일하게 하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
반응종료 후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 확인되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이, 주로 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 3.5cm/시간이었다.
비교예 1
반응용기 내에, 수소가스를 도입하여, 반응용기내의 압력을 1.33×103파스칼로 유지하는 동시에, 한 쌍의 탄소봉전극 사이에, 25V의 직류전압을 인가하여, 45분에 걸쳐서 반응시키고, 카본나노튜브를 생성하였다. 메탄가스를 도입하지 않은 점을 제외하고, 반응조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
반응종료 후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 확인되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이, 주로 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 6.0cm/시간이었다.
비교예 2
반응용기 내에, 수소가스를 도입하여, 반응용기내의 압력을 3.33×103파스칼로 유지하는 동시에, 한 쌍의 탄소봉전극의 사이에, 25V의 직류전압을 인가하여, 45분에 걸쳐서 반응시키고, 카본나노튜브를 생성하였다. 메탄가스를 도입하지 않은 점을 제외하고, 반응조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
반응종료 후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 확인되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이, 주로 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 6.3cm/시간이었다.
비교예 3
반응용기 내에, 수소가스를 도입하여 반응용기내의 압력을 3.33×103파스칼로 유지하는 동시에, 한 쌍의 탄소봉전극의 사이에, 25V의 직류전압을 인가하여, 45분에 걸쳐서 반응시키고, 카본나노튜브를 생성하였다. 메탄가스를 도입하지 않은 점을 제외하고, 반응조건은 실시예 1과 동일하게 하였다.
반응종료 후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 확인되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이, 주로 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 3.6cm/시간이었다.
비교예 4
부극에, 긴쪽 축선에 따라서, 긴쪽 축선을 포함하는 직경 2mm의 관통공이 형성된 탄소봉을 사용하여, 관통공을 통하여 수소가스를 공급하고, 메탄가스를 공급하지 않은 점을 제외하고, 실시예 4와 완전히 동일하게 하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
반응종료 후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 확인되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이, 주로 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 6.5cm/시간이었다.
비교예 5
티오펜탱크는 설치하고, 수소가스를 티오펜중에서, 버블링시킨 후에, 반응용기내에 도입하고, 메탄가스를 도입하지 않은 점을 제외하고, 실시예 5와 완전히 동일하게 하여, 카본나노튜브를 생성하였다.
반응종료 후, 반응용기내의 상 내벽면에, 웨이브형의 생성물의 존재가 확인되어, 웨이브형의 생성물을 회수하여, 주사형 전자현미경(SEM) 및 투과형 전자현미경(TEM)을 사용하여, 관찰한 결과, 웨이브형의 생성물이, 주로 카본나노튜브로 이루어지는 플러렌류인 것이 확인되었다.
또, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 길이를 측정하고, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도를 산출한 바, 6.5cm/시간이었다.
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5에서, 플러렌류의 원료가 되는 메탄가스를 반응용기 내에 공급한 경우에는, 수소가스만을 공급한 경우에 비하여, 정극으로서 사용한 탄소봉전극의 감소속도가 작고, 따라서, 장시간에 걸쳐서 플러렌류의 합성을 계속할 수 있고, 또, 반응시간이 동일한 경우에도, 보다 많은, 특히, 카본나노튜브를 생성하는 것이 가능하게 되는 것이 판명되었다.
본 발명은, 상술한 도면을 참조하여 설명한 예 및 실시예에 한정되지 않고,,본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들면, 도 1에 나타낸 카본나노튜브의 제조장치는, 메탄가스 봄베(6), 수소가스 봄베(7) 및 티오펜탱크(9)를 갖추고, 다른 편, 도 3 및 도 5에 나타낸 제조장치는, 메탄가스 봄베(6) 및 수소가스 봄베(7)에 더하여, 유화수소 봄베(15)를 갖추고, 티오펜탱크(9)를 갖추지 않으나, 도 1에 나타낸 장치에 있어서, 티오펜탱크(9)에 대신하여 유화수소 봄베(15)를 설치하고, 도 3 및 도 5에 나타낸 장치에 있어서, 유화수소 봄베(15)에 대신하여 티오펜탱크(9)를 설치하도록 하여도 좋다.
또한, 상술한 설명에서는 카본나노튜브를 제조하는 예가 나타나 있으나, 본 발명은, 카본나노튜브에 한정되지 않고, 카본나노튜브를 포함하는 플러렌류의 제조에 널리 사용할 수 있다.
또, 한 쌍의 탄소봉전극(1, 2)의 사이에, 전압을 인가하는 전원으로서, 직류전원(4)이 사용되고 있으나, 교류전원을 사용하여 한 쌍의 탄소봉전극(1, 2)의 사이에 전압을 인가할 수도 있다.
또한, 정극으로서 작용하는 탄소봉전극(1)에는, 카본나노튜브를 생성할 때에, 촉매가 되는 Co 및 Ni을 함유한 탄소봉이 사용되고 있으나, 촉매로서는, Co 및 Ni에 한정되는 것은 아니고, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ta, W, Au, Th, U, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Lu 등을 촉매로서, 정극으로서 작용하는 탄소봉전극(1)을 구성하는 탄소봉 중에 함유시킬 수 있다.
또, 메탄가스 등의 탄소를 포함하는 가스가 혼합되는 불활성가스에는, 아르곤가스 외에, 헬륨, 크세논, 크립톤, 또한 질소계 가스를 적의 선택하여 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 플러렌류, 특히, 카본나노튜브를 대량으로 또한 간이하게, 고수율로 제조할 수 있다.

Claims (26)

  1. 한 쌍의 탄소봉전극 사이에 아크방전을 발생시키는 동시에, 상기 한 쌍의 탄소봉전극 사이에 탄소를 포함하는 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소를 포함하는 가스는, 상기 한 쌍의 탄소봉전극 사이에 연속적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소를 포함하는 가스는, 탄화수소가스를 주성분으로 하는 가스를 포함한 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 탄소를 포함하는 가스는, 메탄을 포함한 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 탄소를 포함하는 가스는, 유황을 포함한 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 탄소를 포함하는 가스는, 메탄과 유화수소를 포함한 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 탄소를 포함하는 가스를, 티오펜 중에 통과시킴으로써, 상기 탄소를 포함하는 가스가, 유황을 포함한 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 탄소를 포함하는 가스를, 티오펜 중에 버블링시킴으로써, 상기 탄소를 포함하는 가스가, 유황을 포함한 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    또한, 상기 한 쌍의 탄소봉전극 사이에, 상기 탄소를 포함하는 가스에 더하여, 수소가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    또한, 상기 한 쌍의 탄소봉전극 사이에, 상기 탄소를 포함하는 가스에 더하여, 불활성가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    또한, 상기 한 쌍의 탄소봉전극 사이에, 상기 탄소를 포함하는 가스에 더하여, 수소가스와 함께 불활성가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 탄소봉전극 중, 정극이 되는 탄소봉전극이 촉매금속을 포함한 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 촉매금속이, Co, Ni, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ta, W, Au, Th, U, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm 및 Lu로 이루어지는 군에서 선택된 1 또는 2이상의 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조방법.
  14. 플러렌류의 제조장치에 있어서,
    한 쌍의 탄소봉전극과,
    상기 한 쌍의 탄소봉전극 사이에 탄소를 포함하는 가스를 연속적으로 공급가능한 가스공급수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 한 쌍의 탄소봉전극의 한편에 상기 한 쌍의 탄소봉전극 사이에 개구하는 관통공이 형성되고, 상기 가스공급수단이, 상기 관통공을 통하여 상기 탄소를 포함하는 가스를 상기 한 쌍의 탄소봉전극 사이에 공급 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 가스공급수단이, 상기 한 쌍의 탄소봉전극 사이에 대향하는 노즐을 갖춘 관을 포함한 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  17. 제 14항에 있어서,
    또한, 상기 가스공급수단에, 상기 탄소를 포함하는 가스를 공급하는 원료가스 공급원을 갖춘 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 원료가스 공급원이, 상기 가스공급수단에, 탄화수소가스를 주성분으로 하는 가스를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  19. 제 14항에 있어서,
    또한, 상기 가스공급수단에, 수소가스를 공급하는 수소가스 공급원을 갖춘 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  20. 제 14항에 있어서,
    또한, 상기 가스공급수단에, 불활성가스를 공급하는 불활성가스 공급원을 갖춘 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  21. 제 14항에 있어서,
    또한, 상기 가스공급수단에, 수소가스를 공급하는 수소가스 공급원과 함께 불활성가스를 공급하는 불활성가스 공급원을 갖춘 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  22. 제 17항에 있어서,
    상기 원료가스 공급원이, 상기 가스공급수단에, 메탄을 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  23. 제 17항에 있어서,
    또한, 상기 원료가스 공급원과 상기 가스공급수단과의 사이에, 상기 탄소를 포함하는 가스에 유황을 첨가하는 유황첨가수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  24. 제 17항에 있어서,
    또한, 상기 가스공급수단에, 유화수소를 공급하는 유화수소 공급원을 갖춘 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  25. 제 14항에 있어서,
    상기 한 쌍의 탄소봉전극 중, 정극이 되는 탄소봉전극이 촉매금속을 포함한 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 촉매금속이, Co, Ni, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ta, W, Au, Th, U, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm 및 Lu로 이루어지는 군에서 선택된 1 또는 2이상의 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플러렌류의 제조장치.
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