TW201119939A - Porous carbon and method for producing the same - Google Patents

Porous carbon and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
TW201119939A
TW201119939A TW099119935A TW99119935A TW201119939A TW 201119939 A TW201119939 A TW 201119939A TW 099119935 A TW099119935 A TW 099119935A TW 99119935 A TW99119935 A TW 99119935A TW 201119939 A TW201119939 A TW 201119939A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
porous carbon
particles
carbon
metal particles
metal
Prior art date
Application number
TW099119935A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI503273B (zh
Inventor
Takahiro Morishita
Yohko Nishi
Tomoyuki Ohkuni
Original Assignee
Toyo Tanso Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Tanso Co filed Critical Toyo Tanso Co
Publication of TW201119939A publication Critical patent/TW201119939A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI503273B publication Critical patent/TWI503273B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
    • B01J37/086—Decomposition of an organometallic compound, a metal complex or a metal salt of a carboxylic acid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/391—Physical properties of the active metal ingredient
    • B01J35/393—Metal or metal oxide crystallite size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • B01J35/45—Nanoparticles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/615—100-500 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/617—500-1000 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64—Pore diameter
    • B01J35/647—2-50 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64—Pore diameter
    • B01J35/651—50-500 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/009—Preparation by separation, e.g. by filtration, decantation, screening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04—Mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/06—Washing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/16—Reducing
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • C04B35/528—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components
    • C04B35/532—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components containing a carbonisable binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0022—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof obtained by a chemical conversion or reaction other than those relating to the setting or hardening of cement-like material or to the formation of a sol or a gel, e.g. by carbonising or pyrolysing preformed cellular materials based on polymers, organo-metallic or organo-silicon precursors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2235/00—Indexing scheme associated with group B01J35/00, related to the analysis techniques used to determine the catalysts form or properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2235/00—Indexing scheme associated with group B01J35/00, related to the analysis techniques used to determine the catalysts form or properties
    • B01J2235/15—X-ray diffraction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2235/00—Indexing scheme associated with group B01J35/00, related to the analysis techniques used to determine the catalysts form or properties
    • B01J2235/30—Scanning electron microscopy; Transmission electron microscopy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64—Pore diameter
    • B01J35/643—Pore diameter less than 2 nm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/449—Organic acids, e.g. EDTA, citrate, acetate, oxalate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/48—Organic compounds becoming part of a ceramic after heat treatment, e.g. carbonising phenol resins
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)

Description

201119939 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種多孔質碳及製造方法，特別係關於 一種於內部含有金屬粒子之多孔質碳及其製造方法。 【先前技術】 含有金屬粒子之多孔質碳係工業價値高的觸媒，例如 ，利用活性碳高之吸附能而吸附反應物質，可以觸媒之金 屬粒子反應。上述金屬粒子已知有鉑、銀、銅等，其用途 有燃料電池用高活性電極、NOx、SOx分解過濾膜、鋰離 子充電電池用電極材料等。 此處，上述含有金屬粒子之多孔質碳材料係已提出一 種於碳擔體之表面、及細孔內部以金屬粒子爲奈米程度微 細地分散者，其製造方法係已提出一種使金屬粒子等、界 面活性劑、熱硬化性樹脂等、與溶劑混合而加熱混合體以 使之硬化後，再燒成而使之碳化的方法（參照下述專利文 獻1 )。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]特開2005 -3 1 4223號公報 【發明內容】 [發明欲解決之課題] 但’在上述習知之方法中係於碳擔體之表面及細孔內 -5- 201119939 部存在金屬粒子，故金屬粒子之表面呈露出狀態。因此， 長期間使用時等有金屬粒子氧化，作爲觸媒之功能降低等 之課題。又，於以界面活性劑之靜電作用功能所產生的金 屬粒子之分散中係亦有所謂產生無法使金屬粒子充分分散 之課題。 因此本發明之目的在於提供一種可抑制金屬粒子氧化 ，同時並藉由使金屬粒子充分分散，可長期間維持金屬粒 子之添加效果的多孔質碳及其製造方法。 [用以解決課題之手段] 本發明之多孔質碳，係構成間隙孔之外廓的碳質壁形 成3次元網目構造，在臨近於上述碳質壁的上述間隙孔的 位置形成微孔，其特徵在於：於上述碳質壁內分散金屬粒 子，且上述金屬粒子之中至少一部分的金屬粒子係以粒子 表面之一部分於上述微孔以露出狀態下配置。 如上述構成，若金屬粒子分散於碳質壁內，金屬粒子 之表面的至少一部分受碳質被覆，故與露出狀態比較，可 抑制金屬粒子氧化。因此，可長期間維持金屬粒子之添加 效果。另一方面，金屬粒子之中至少一部分的金屬粒子係 粒子表面的一部分於微孔以露出狀態下配置，故可充分發 揮作爲金屬粒子之觸媒等的功能。 又，若構成間隙孔之外廓的碳質壁形成3次元網目構 造，且在臨近於碳質壁的間隙孔的位置形成微孔，可增大 每單位量之吸附有效面積，或，增大在細孔之毛細管凝集 -6- 201119939 量。尙且，若構成間隙孔之外廓的碳質壁形成3次元網目 構造，亦可適應於其用途必須有彈力性之情形。 又，在本說明書中，細孔徑爲2nm以下者稱爲微孔， 細孔徑爲2〜5 0 n m者稱爲間隙孔，細孔徑超過5 0 n m者稱爲 巨孔，有時總稱此等之孔爲細孔。 又，上述金屬粒子係可使用鉑、銀、銅、錫、鐵等， 使用鈾時，可使用多孔質碳作爲燃料電池用高活性電極或 NOx、S Ox分解過濾膜等，使用銀時，可使用多孔質碳作 爲汽車之排出氣體中的NOx、SOx等的吸附劑或氣體、液 體中之殺菌過濾膜等，使用銅時，係可使用多孔質碳作爲 氨氣吸附分解觸媒、電刷材塡充劑等，使用錫時係可使用 多孔質碳作爲低融點焊接粉末、鋰離子充電電池用電極材 料等，使用鐵時係使用多孔質碳作爲有機合成用觸媒、電 刷材塡充劑等。 宜以上述間隙孔之大小成爲略相同的方式構成。 若以間隙孔之大小成爲略相同的方式構成，使用精製 或觸媒等爲目的時，可充分達成其目的。 宜上述金屬粒子之平均粒徑爲4〜5〇〇nm。 金屬粒子之平均粒徑不足4nm時，金屬粒子易埋沒於 碳質壁內之不佳情形，結晶構造無法維持而進行非晶化， 故有時大小參差不齊、觸媒能力、作爲金屬之特性無法發 揮，另外，若金屬粒子之平均粒徑超過500nm，與碳質分 離而析出，故成爲無法進入碳壁之狀態，且金屬粒子之比 表面積會降低，故有時觸媒能力降低。 201119939 又，上述金屬粒子之平均粒徑係藉動態光散射法測定 時之値。 宜上述金屬粒子對構成上述碳質壁之碳與上述金屬粒 子之總量的比率爲0.5〜9 0重量％。 金屬粒子之比率不足〇.5質量％時係有時無法充分發揮 金屬粒子之添加效果，另外，金屬粒子之比率超過90質量 %之多孔質碳的製作很困難。 宜含有上述間隙孔及微孔之細孔中的孔徑爲 0.3〜100nm 〇 細孔徑不足0.3 nm者係很難製作，另外，若細孔徑超 過lOOnm，每單位體積之碳質壁的量變少，恐無法保持3次 元網目構造。 宜比表面積爲100〜l〇〇〇m2/g。 比表面積不足l〇〇m2/g，氣孔之形成量不充分，有不 形成三次元網目構造之問題，另外，若比表面積超過 1 0 00m2/g，碳壁之形狀未能保持，有所謂粒子崩壞之問題 〇 宜上述間隙孔爲開氣孔，成爲氣孔部分連續之構成。 若爲氣孔部分連續之構成，氣體之辦動變順利，更易 補充氣體。 本發明之多孔質碳的製造方法，其特徵在於具有如下 步驟：使含有有機質樹脂之流動性材料、金屬粒子與鑄模 粒子混合而製作混合物的步驟；使上述混合物於非氧化性 環境加熱燒成而製作燒成物之步驟；除去上述燒成物中之 -8- 201119939 上述鑄模粒子之步驟。 若爲如此之方法，可製造上述之多孔質碳。此時，使 混合物在非氧化性環境下加熱燒成而製作碳質壁時，其後 ，在成爲間隙孔之部位存在鑄模粒子，故並非於該部位分 散金屬粒子。又’即使使用融點低之金屬（融點低於加熱 燒成時之溫度的金屬）作爲金屬粒子，如上述般，若鑄模 粒子存在，流動性材料以及金屬粒子鎖入於鑄模粒子間， 故加熱燒成時即使金屬粒子溶解，可抑制金屬粒子從碳質 壁溶出。進一步’若存在鑄模粒子，加熱燒成時碳質壁之 厚度變小，故可抑制碳質壁內金屬粒子凝集，於碳質壁內 可使金屬粒子奈米分散。 又，爲順利地得到上述作用效果，鑄模粒子對流動性 材料、金屬粒子、鑄模粒子之總量的比率，宜爲3 0〜8 0 w t % 。若鑄模粒子之比率太少，有時無法充分發揮鑄模粒子之 添加效果，另外，若鑄模粒子之比率太多，產生碳質壁之 厚度太小等之問題。 本發明之多孔質碳的製造方法，其特徵在於具有如下 步驟：使含有有機質樹脂之流動性材料、在還原性環境下 加熱燒成時含有金屬析出之金屬鹽的金屬成分、與鑄模粒 子混合而製作混合物的步驟；使上述混合物於還原性環境 下加熱燒成而製作燒成物之步驟；除去上述燒成物中之上 述鑄模粒子之步驟。 若爲如上述之方法，可製造上述之多孔質碳。此時， 製作混合物之步驟時，只添加金屬粒子作爲金屬成分時， -9 - 201119939 在製作燒成物之步驟中只要在非氧化性環境下加熱燒即可 ，但添加含有金屬鹽作爲金屬成分者時，在製作燒成物之 步驟中必須在還原性環境下加熱燒成。又，於金屬成分係 金屬鹽之外亦可含有金屬粒子。 又，在上述製造方法時，使用樹脂清漆作爲流動性材 料時，如示於圖11之槪念圖，成爲樹脂清漆與金屬鹽之錯 合物。 本發明之多孔質碳的製造方法，其特徵在於具有如下 步驟：含有具備於構造中含有金屬原子之有機質樹脂的流 動性材料、與鑄模粒子混合而製作混合物的步驟；使上述 混合物於非氧化性環境下加熱燒成而製作燒成物之步驟； 除去上述燒成物中之上述鑄模粒子之步驟。 含有金屬作爲微粒子之方法，上述之方法外，亦可使 用於構造中含有金屬原子之高分子材料。例如，如卡鉑 (Carb〇platin)(參照圖10之槪念圖）般，若使用於高分子 材料之構造中含有鉑者，可得到上述之多孔質碳。 於上述鑄型粒子係宜爲使用略同徑者。 若於鑄模粒子使用略同徑者，上述之間隙孔的大小成 爲略同等。 上述流動性材料宜爲在2 00 °C以下之溫度產生流動性 之樹脂、或清漆狀之高分子樹脂。 就流動性材料而言，若使用在200 °C以下之溫度產生 流動性之樹脂、或清漆狀之高分子樹脂，可更順利地製作 上述之多孔質碳。 -10- 201119939 但，流動性材料係不限於在200 t以下之溫度產生流 動性之樹脂等，即使在2〇〇 〇C以下之溫度不產生流動性， 只要爲亦可溶於水或有機溶劑之高分子材料，可使用於本 發明中。如此之材料可例示PVA (聚乙烯醇）、ρΕτ (聚 對本一甲酸乙一醋）樹脂、醯亞胺系樹脂' 酣系樹脂等。 (其他之事項） (1 )流動性材料係宜爲使用碳收率爲40%以上85%以 下者。若流動性材料之碳收率太小或太大（具體地，流動 性材料之碳收率不足4 0 %，或超過8 5 % )，有時成爲未能 保持三次元網目構造之碳粉末，但若使用碳收率爲4〇%以 上8 5 %以下之流動性材料，除去鑄模粒子後，鑄模粒子存 在之處可確實地得到具有成爲連續孔之三次元網目構造的 碳質壁。又，鑄模粒子若使用粒徑略同一者，可形成同一 尺寸之連續孔’故可製作海綿狀且略籠狀之碳質壁。 又’流動性材料之碳收率若爲上述範圍，微孔非常發 達，故比表面積變大。但，流動性材料之碳收率即使爲上 述範圍，不使用鑄模粒子時係微孔不發達。 (2 )藉由改變鑄模粒子之徑或有機質樹脂的種類， 可調整細孔之徑、多孔質碳之細孔分布、及碳質壁的厚度 。因此，藉由適當選擇鑄模粒子之徑與有機質樹脂之種類 ，俾具有更均一的細孔徑，亦可製作具有更大的細孔容量 之多孔質碳。進一步，使用於碳源含有有機質樹脂之流動 性材料，而且，不經過賦活處理步驟，可製作多孔質碳’ -11 - 201119939 故所得到之多孔質碳係成爲非常高純度者。 (3 )鑄模粒子宜爲使用鹼土族金屬化合物。鹼土族 金屬化合物可藉由弱酸或熱水除去（亦即，不使用強酸， 可除去鑄模粒子）’故在除去鑄模粒子之步驟中，可抑制 多孔質碳本身的性狀變化者。又，使用弱酸時，有所謂除 去速度變快之優點’另外’使用熱水時，有所謂可防止酸 殘留而成爲雜質之不佳情形的優點。又，在除去鑄模粒子 之步驟中’已溶出之氧化物溶液可再使用來作爲原料，可 降低多孔質碳之製造成本。 (4 )在除去鑄模粒子之步驟中係宜規制成除去後之 鑄模粒子的殘留率爲0 · 5 %以下。若除去後之鑄模粒子的殘 留率超過0 · 5 %，殘留於間隙孔內之鑄模粒子變多，無法發 揮作爲細孔之角色的部位廣泛產生。又，亦恐很難適用於 避免金屬雜質之用途。 [發明之效果] 若依本發明，可發揮如下之優異效果，即可抑制金屬 粒子氧化，同時並藉由使金屬粒子充分分散，可長期間維 持金屬粒子之添加效果。 [用以實施發明之形態] 以下，說明本發明之實施形態。 本發明之碳化物係使於單位構造中含有至少一個以上 之氮或氟原子之聚醯亞胺或碳化收率超過40 wt%之樹脂等 -12- 201119939 (例如，酚樹脂或瀝清）、與金屬粒子等、氧化物粒子等 、在溶液或粉末狀態中進行濕式或乾式混合，使混合物在 非氧化性環境下、或減壓下[1 3 3 P a ( 11 〇 r r )以下]、或' 在還原性環境下’以500 °C以上之溫度進行碳化，冼淨處 理所得到之碳與氧化物而得到’於其碳質壁內係分散金屬 粒子之碳化物。 此處，於上述單位構造中含有至少一個以上之氮或氟 原子之聚醯亞胺係可藉由酸成分與二胺成分之聚縮合而得 到。但，此時，酸成分及二胺成分之任一者或兩者，必須 含有一個以上之氮原子或氟原子。 具體上，藉由使聚醯亞胺之前驅體的聚醯胺酸成膜， 加熱除去溶劑，俾得到聚醯胺酸膜。其次，藉由使所得到 之聚醯胺酸膜以200°C以上進行熱醯亞胺化，俾製造聚醯 亞胺。 前述二胺係可例示2,2-雙（4-胺基苯基）六氟丙烷 [2,2-Bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane]、2,2-雙（三 氟甲基）-聯苯胺[2,2’-Bis(trifluoromethyl)-benzidine]、 4,4’-二胺基八氟聯苯基、或3,3’-二氟-4,4’-二胺基二苯基 甲烷、3，3’-二氟-4,4’-二胺基二苯基醚、3,3’·二（三氟甲 基）-4,4’-二胺基二苯基醚、3,3’-二氟-4,4’-二胺基二苯基 丙烷、3,3’-二氟-4,4’-二胺基二苯基六氟丙烷、3,3’-二氟-4,4’·二胺基二苯甲酮、3,3’，5,5’-四氟-4,4’-二胺基二苯基 甲烷、3,3’，5,5’-四（三氟甲基）-4,4’-二胺基二苯基甲烷 、3,3’，5,5’-四氟-4,4’-二胺基二苯基丙烷、3,3’，5,5’-四（ -13- 201119939 三氟甲基）-4,4，-二胺基二苯基丙烷、3,3’，5,5’-四氟-4,4’-二胺基二苯基六氟丙烷、丨，3·二胺基_5_ (全氟壬基氧）苯 、1，3-二胺基-4-甲基- 5-(全氟壬基氧）苯、1，3_二胺基-4-甲氧基- 5-(全氟壬基氧）苯、1，3-二胺基- 2,4，6-三氟- 5-( 全氟壬基氧）苯、1，3_二胺基-4-氣- 5-(全氟(壬基氧）本、 1，3-二胺基-4-溴-5-(全氟壬基氧）苯、1，2-二胺基-4-(全 氟壬基氧）苯、1，2-二胺基-4-甲基- 5-(全氟壬基氧）苯、 1，2-二胺基-4-甲氧基-5-(全氟壬基氧）苯、1，2-二胺基-3,4,6-三氟-5-(全氟壬基氧）苯、I，2-二胺基·4·氯_5_ (全 氟壬基氧）苯、I，2·二胺基溴- 5·(全氟壬基氧）苯、 1,4-二胺基- 3-(全氟壬基氧）苯、1，4-二胺基-2-甲基- 5-( 全氟壬基氧）苯、1，4-二胺基_2_甲氧基- 5-(全氣壬基氧） 苯、1,4-二胺基-2,3,6-三氟-5-(全氟壬基氧）苯、1，4-二 胺基-2-氯-5-(全氟壬基氧）苯、1,4-二胺基-2-溴-5-(全 氟壬基氧）苯' 1，3-二胺基- 5-(全氟己基氧）苯、1，3 -二 胺基-4-甲基-5-(全氟己基氧）苯、1，3-二胺基-4-甲氧基-5-(全氟己基氧）苯、1，3-二胺基-2，4,6 -三氟- 5-(全氟己 基氧）苯、1,3-二胺基-4 -氯- 5-(全氟己基氧）苯、1，3 -二 胺基-4-溴- 5-(全氟己基氧）苯、1，2-二胺基-4-(全氟己 基氧）苯、1，2-二胺基-4-甲基- 5-(全氟己基氧）苯、1,2-二胺碁-4-甲氧基- 5-(全氟己基氧）苯、1，2-二胺基-3,4,6-三氟- 5-(全氟己基氧）苯、I，2-二胺基氯_5·(全氟己 基氧）苯、1,2-二胺基-4-溴- 5-(全氟己基氧）苯、1,4 -二 胺基- 3-(全氟己基氧）苯、1，4-二胺基-2-甲基- 5-(全氟 -14- 201119939 己基氧）苯、1,4-二胺基-2-甲氧基- 5-(全氟己基氧）苯、 1，4-二胺基-2,3,6-三氟-5-(全氟己基氧）苯、1，4-二胺基-2-氯_5-(全氟己基氧）苯、丨，4-二胺基-2-溴- 5-(全氟己 基氧）苯、或不含有氟原子之對苯二胺（PPD )、二氧二 苯胺等之芳香族二胺。又，上述二胺成分係可組合上述各 芳香族二胺2種以上而使用。 另外’酸成分可舉例如含有氟原子之4,4·六氟異亞丙 基二酞酸酐（6 FDA)、及不含有氟原子之3,4,3，，4’-聯苯 基四羧酸二酐（BPDA)、均苯四甲酸二酐（PMDA)等。 又，使用來作爲聚醯亞胺前驅體之溶劑的有機溶劑可 舉例如N -甲基-2 -吡咯烷酮、二甲基甲醯胺等。 醯亞胺化之方法係如示於公知之方法[例如，參照高 分子學會編「新高分子實驗學」共立出版、1996年3月28 曰、第3卷高分子之合成、反應（2) 158頁]，亦可依加熱 或化學醯亞胺化之任一方法，本發明係不受此醯亞胺化之 方法影響。 進一步，聚醯亞胺以外之樹脂，可使用具有石油系煤 焦瀝青、丙烯酸樹脂等具有40%以上之碳收率者。 另外，使用來作爲上述氧化物之原料係鹼土族金屬氧 化物（氧化鎂、氧化鈣等之外，亦可使用藉熱處理在熱分 解過程狀態變化成氧化鎂、金屬有機酸（檸檬酸鎂、草酸 鎂、檸檬酸鈣、草酸鈣等）、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽。 又，除去氧化物之洗淨液係宜可使用鹽酸、硫酸、硝 酸、檸檬酸、醋酸、蟻酸等一般性無機酸’形成2mol/升 -15- 201119939 以下之稀釋而使用。又，亦可使用80°C以上之熱水 進一步，爲得到本發明之多孔質碳係在非氧化 ’宜爲5 00 °C以上、1 5 00 °C以下之溫度進行碳化。 率之樹脂爲高分子，故不足500 °C時，有時碳化不 細孔之發達不充分，另外，1 500°C以上係收縮率大 物燒結，粗大化，故細孔尺寸變小而比表面積變小 【實施方式】 [實施例] [第1實施例] (實施例） 首先，如圖1 ( a )所示般，使作爲碳前驅體之 酸樹脂清漆（醯亞胺系樹脂）1、作爲鑄模粒子之 (Mg〇、平均結晶粒徑爲1 0〇nm ) 2、作爲金屬鹽之 酸6以1 0 : 5 : 1之質量比混合。此時，聚醯胺酸樹 與氯化鉑酸6成爲金屬錯合物。其次，如圖1 (b) 使此混合物在氮環境中以1 000 °C熱處理1小時，而 鈾酸6還原成鉛，且，使聚醯胺酸樹脂清漆1熱分解 作含鉑粒子7之碳3。最後，如圖1 ( c )所示般，J 升之比率添加所得到之碳3的硫酸溶液進行洗淨， 完全溶出，俾得到具有多數孔4之多孔質碳5。又， 質碳5中，上述鉑粒子7對構成碳質壁之碳與鉑粒3 量的比率爲5質量％。 以下稱如此做法所製作之多孔質碳爲本發明碳 環境下 高碳收 充分s ，氧化 聚醯胺 氧化鎂 氯化鉑 脂清漆 所示般 使氯化 ，俾製 乂 1 m ο 1 / 使MgO 在多孔 1 7之總 \\ ° -16- 201119939 將本發明碳A1之STEM (掃描透過電子顯微鏡）照片 表示於圖2中。從圖2明顯可知在多孔質碳內鈾粒子以奈米 級分散。又’有關本發明碳A 1，使除去氧化錶前後之S E Μ (掃描電子顯微鏡）照片分別表示於圖3 ( a )[除去氧化 鎂之前]及圖3 ( b )[除去氧化錶之後]。從兩圖明顯可知， 於除去氧化鎂之前係成爲3次元網目構造，但除去氧化鎂 之後係成爲3次元網目構造（海綿狀之碳形狀）。更具體 地，如圖4所示般，本發明碳A 1的構造具有大小略同等之 多數間隙孔10，於臨近碳質壁12的間隙孔10之位置形成微 孔11，且於碳質壁12內存在鉑粒子7，此鈾粒子7之一部分 成爲露出於上述微孔11之構造。 又，在本發明碳A1中係碳部分之體積對碳壁全體的體 積之比率爲4〇%，微孔之孔徑爲10nm，比表面積爲 7 00m2/g。又，微孔之孔徑係使用HK法而計算，間隙孔之 孔徑係使用B J Η法而計算。 (實施例2〜8 ) 鉑粒子7對構成碳質壁1 2之碳與鈾粒子7之總量的比率 分別爲1〇質量％、15質量％、20質量％、30質量％、35質量 %、45質量％、65質量％之外，其他係與上述實施例1同樣 做法而製作多孔質碳。 使如此做法所製作之多孔質碳以下分別稱爲本發明碳 Α2〜Α8。 201119939 (比較例1〜4 ) 除未添加作爲鑄模粒子之氧化鎂外，其餘係與上述實 施例1〜實施例4同樣做法而製作多孔質碳。 使如此做法所製作之多孔質碳在以下分別稱爲比較碳 Z1 〜Z4 ° (實驗） 硏究上述本發明碳A1〜A8及比較碳Z1-Z4中之鉑的含 量（鉑粒子7對構成碳質壁12之碳與舶粒子7之總量的比例 )與鉑之平均粒徑的關係，故其結果表示於圖5。 從圖5明顯可看出，在鉑含量爲5質量％〜35質量％之本 發明碳A1〜A6中鉑粒徑極小至約5nm，又，鉛含量各45質 量％、6 5質量％之本發明碳A 7、A 8中，鉑粒徑小至約1 7 nm 以下。對此，比較碳Z1〜Z4中係即使鉑含量爲5質量％之比 較碳Z 1，鈾粒徑大至約1 8 nm，在鉑含量爲1 0質量％以上之 比較碳Z2〜Z4中鈾粒徑極大至約23nm以上。 此理由係完全未明確，但如本發明碳A 1〜A8，使用 MgO塡充劑時係在製造步驟之全體中藉MgO塡充劑，微保 持至碳壁之厚度不容許鈾粒子之凝集的程度，故推斷於多 孔質碳之碳壁內可維持金屬粒子被奈米分散之狀態。然而 ，在比較碳Z1~Z4中係不使用MgO塡充劑，故，推斷於熱 處理時在聚醯胺酸樹脂清漆中引起鉑粒子之凝集，成爲鉑 之平均粒徑大者。 -18- 201119939 [第2實施例] (實施例） 首先，使作爲碳前驅體之聚乙燒醇、作爲鑄模粒子之 氧化鎂（MgO、平均粒徑爲l〇〇nm )、作爲金屬鹽之氧化 錫以1 0 : 1 0 : 5之質量比混合。然後’使此混合物在氮環 境中以1 000 °C進行熱處理1小時’而使氧化錫還原成錫， 且，使聚乙烯醇熱分解，俾製作含錫之碳。最後，以 1 mol/升之比率添加所得到之碳的鹽酸溶液進行洗淨，使 MgO完全溶出，俾得到具有多數孔之多孔質碳。又，在多 孔質碳中，錫對構成碳質壁之碳與錫之總量的比率爲 5 5 w t % 〇 以下稱如此做法所製作之多孔質碳爲本發明碳B。 將本發明碳B之外觀照片表示於圖6。從圖6明顯可推 測金屬之析出完全看不到，在多孔質碳內錫粒子被奈米級 分散。 (比較例） 除未添加作爲鑄模粒子之氧化鎂外，其餘係與上述實 施例同樣做法而製作多孔質碳。 以下稱如此做法所製作之多孔質碳爲比較碳Y。 將比較碳Y之外觀照片表示於圖7中。照片中之白粒子 爲所析出之金屬，從圖7明顯可知錫粒子凝集而析出於多 孔質碳外。 成爲上述外觀係如本發明碳B，使用MgO塡充劑時係 -19- 201119939 於多孔質碳之碳壁內包含金屬粒子之狀態即使在加熱燒成 中亦可維持，故並非金屬析出於多孔質碳外。亦即，藉由 存在MgO塡充劑，可抑制於間隙孔溶出金屬。然而，可認 爲在比較碳Y中係不使用MgO塡充劑，故較金屬粒子之融 點還高溫之加熱燒成時，起因於被熔融之金屬溶出於間隙 孔。 (實驗） 使與在上述實施例使用之混合物同一的混合物在氮環 境中各以60(TC、700 °C、8 00 °C、及900°C進行熱處理1小 時後，以鹽酸溶液進行洗淨，使MgO完全溶出。繼而，進 行以鹽酸溶液洗淨前後之碳的X線繞射，故其結果分別表 示於圖8 (以鹽酸溶液洗淨之前）及圖9 (以鹽酸溶液洗淨 之後）。 於圖8及圖9可明顯看出，在700°C以下進行熱處理時 ，無論以鹽酸溶液洗淨之前後而存在Sn02，可看出以800 °C進行熱處理時，以鹽酸溶液洗淨之前係不存在Sn02，但 以鹽酸溶液洗淨之後而存在Sn02。然而，可看出在900 °C 以下進行熱處理時，無論以鹽酸溶液洗淨之前後而未存在 Sn02。因此，使用氧化錫作爲金屬鹽時，確實地進行氧化 錫之還原處理，係可知熱處理溫度宜爲900°C以上。 [產業上之利用可能性] 本發明係可使用來作爲氣體吸附、分解材料、燃料電 -20- 201119939 池用高活性電極、氣體、液體中之殺菌過濾膜、電刷材塡 充劑、低融點焊接粉末、鋰離子充電電池用電極材等。 【圖式簡單說明】 [圖1]係表示本發明碳之製造步驟的圖，圖〗（a)係表 示混合有聚醯胺酸樹脂清漆與氧化鎂、氯化鈷酸之狀態的 說明圖’圖1 ( b )係表示熱處理混合物之狀態的說明圖， 圖1 (c)係表示多孔質碳之說明圖。 [圖2]係本發明碳^之STEM (掃描透過電子顯微鏡） 照片。 [圖3 ]係除去本發明碳a i中之氧化鎂的前後之S e μ ( 掃描透過電子顯微鏡）照片，圖3 ( a )係除去氧化鎂之前 的照片 '圖3 ( b )係除去氧化鎂之後的照片。 [圖4]係表示本發明碳的狀態之說明圖》 [圖5]係表示本發明碳A1〜A8及比較碳Z 1-Z4中之鉑的 含量與鉑之平均粒徑的關係之圖表。 [圖6]係本發明碳b之外觀照片。 [圖7]係比較碳γ之外觀照片。 [圖8 ]係以鹽酸溶液洗淨前之碳的X線繞射圖。 [圖9]係以鹽酸溶液洗淨後之碳的X線繞射圖。 [圖1 0]係表示於構造中含有金屬原子之高分子材料的 狀態之槪念圖。 [圖1 1 ]係表示樹脂清漆與金屬鹽之錯合物的狀態之槪 念圖。 -21 - 201119939 【主要元件符號說明】 1 :聚醯胺酸樹脂清漆（醯亞胺系樹脂） 2 :氧化鎂 3 :碳 4 :孔 5 :多孔質碳 6 :氯化鉑酸 7 :鉑粒子 -22-

Claims (1)

  1. 201119939 七、申請專利範圍： 1 · 一種多孔質碳，係構成間隙孔之外廓的碳質壁形成 3次元網目構造，在臨近於上述碳質壁的上述間隙孔的位 置形成微孔，其特徵在於： 於上述碳質壁內分散金屬粒子，且上述金屬粒子之中 至少一部分的金屬粒子係以粒子表面之一部分於上述微孔 以露出狀態下配置。 2 ·如申請專利範圍第1項之多孔質碳，其中以上述間 隙孔之大小成爲略相同的方式構成。 3 .如申請專利範圍第1或2項之多孔質碳，其中上述金 屬粒子之平均粒徑（動態光散射法）爲4〜5 OOrim。 4 .如申請專利範圍第1〜3項中任一項之多孔質碳，其 中上述金屬粒子對構成上述碳質壁之碳與上述金屬粒子之 總量的比率爲0.5〜90wt%。 5. 如申請專利範圍第1〜4項中任一項之多孔質碳，其 中含有上述間隙孔及微孔之細孔中的孔徑爲0.3〜lOOnm。 6. 如申請專利範圍第1〜5項中任一項之多孔質碳，其 中比表面積爲100〜l〇〇〇m2/g。 7. 如申請專利範圍第1〜6項中任一項之多孔質碳，其 中上述間隙孔爲開氣孔，成爲氣孔部分連續之構成。 8. —種多孔質碳的製造方法，其特徵在於具有如下步 驟： 使含有有機質樹脂之流動性材料、金屬粒子與鑄模粒 子混合而製作混合物的步驟； -23- 201119939 使上述混合物於非氧化性環境加熱燒成而製作燒成物 之步驟； 除去上述燒成物中之上述鑄模粒子之步驟。 9. 一種多孔質碳的製造方法，其特徵在於具有如下步 驟： 使含有有機質樹脂之流動性材料、在還原性環境加熱 燒成時含有金屬析出之金屬鹽的金屬成分、與鑄模粒子混 合而製作混合物的步驟； 使上述混合物於還原性環境加熱燒成而製作燒成物之 步驟； 除去上述燒成物中之上述鑄模粒子之步驟。 10. —種多孔質碳的製造方法，其特徵在於具有如下 步驟： 含有具備於構造中含有金屬原子之有機質樹脂的流動 性材料、與鑄模粒子混合而製作混合物的步驟； 使上述混合物於非氧化性環境加熱燒成而製作燒成物 之步驟； 除去上述燒成物中之上述鑄模粒子之步驟。 1 1 _如申請專利範圍第8 ~ 1 0項中任一項之多孔質碳的 製造方法，其中於上述鑄模粒子中係使用略同徑者。 1 2 ·如申請專利範圍第8〜1 1項中任—項之多孔質碳的 製造方法，其中就上述流動性材料而言，使用在2 0 0 °C以 下之溫度產生流動性的樹脂、或清漆狀之高分子樹脂。 -24-
TW099119935A 2009-06-19 2010-06-18 Porous carbon and a method for producing the same TWI503273B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009145953A JP5636171B2 (ja) 2009-06-19 2009-06-19 多孔質炭素及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201119939A true TW201119939A (en) 2011-06-16
TWI503273B TWI503273B (zh) 2015-10-11

Family

ID=43356405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099119935A TWI503273B (zh) 2009-06-19 2010-06-18 Porous carbon and a method for producing the same

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9248442B2 (zh)
EP (1) EP2444369A4 (zh)
JP (1) JP5636171B2 (zh)
KR (1) KR101714096B1 (zh)
CN (1) CN102414122B (zh)
TW (1) TWI503273B (zh)
WO (1) WO2010147087A1 (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201628969A (zh) * 2011-03-09 2016-08-16 東洋炭素股份有限公司 多孔質碳薄片
JP5688321B2 (ja) * 2011-04-13 2015-03-25 東洋炭素株式会社 多孔質炭素及びその製造方法
EP2720793B1 (en) * 2011-06-15 2018-03-07 Stc.Unm Non-pgm cathode catalysts for fuel cell application derived from heat treated heteroatomic amines precursors
JP5852548B2 (ja) * 2012-06-12 2016-02-03 トヨタ自動車株式会社 多孔質炭素及び金属空気電池
JP5958132B2 (ja) * 2012-07-18 2016-07-27 Dic株式会社 炭素と金属スズ及び／又は酸化スズ複合ナノシートの製造方法
JP5958139B2 (ja) * 2012-07-20 2016-07-27 Dic株式会社 炭素−鉄系結晶体複合ナノシートの製造方法
DE102012213595A1 (de) 2012-08-01 2014-05-15 Technische Universität Dresden Verfahren zur Herstellung von porösem Kohlenstoff
US20140120339A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 Cabot Corporation Porous carbon monoliths templated by pickering emulsions
US20150367323A1 (en) * 2013-03-13 2015-12-24 Toyo Tanso Co., Ltd. Adsorbing/desorbing agent
JP6159585B2 (ja) * 2013-06-14 2017-07-05 日清紡ホールディングス株式会社 多孔質炭素触媒及びその製造方法並びに電極及び電池
JP6931971B2 (ja) * 2014-09-16 2021-09-08 東レ株式会社 金属複合炭素材料、燃料電池用触媒、燃料電池、水素吸蔵材料、水素タンクおよび金属複合炭素材料の製造方法
JP6500578B2 (ja) * 2015-04-27 2019-04-17 株式会社デンソー 非水電解質二次電池用電極活物質及びその製造方法、並びに非水電解質二次電池
JP6216359B2 (ja) * 2015-10-29 2017-10-18 東洋炭素株式会社 多孔質炭素
JP2017164667A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 三菱鉛筆株式会社 触媒用炭素担体
KR102566190B1 (ko) * 2018-06-29 2023-08-14 토요 탄소 가부시키가이샤 다공질 탄소의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 다공질 탄소를 포함하는 전극 및 촉매 담체
CN109289770B (zh) * 2018-10-24 2021-06-25 山西新华防化装备研究院有限公司 钇改性甲硫醇吸附材料的制备方法
US11421080B2 (en) * 2018-12-20 2022-08-23 The Boeing Company Fluoropolymer adhesives and methods thereof
CN111422864A (zh) * 2020-04-20 2020-07-17 东北大学 基于碳化-活化法将pet转化为多孔碳颗粒的方法及应用
CN111628170B (zh) * 2020-04-23 2023-10-17 湖南中科星城石墨有限公司 一种锂离子电池用多孔二次颗粒负极材料及其制备方法
CN116322993B (zh) 2020-09-29 2026-03-20 恩亿凯嘉股份有限公司 电极用催化剂、气体扩散电极形成用组合物、气体扩散电极、膜-电极接合体以及燃料电池堆
CN116390810B (zh) 2020-09-29 2026-03-20 恩亿凯嘉股份有限公司 电极用催化剂、气体扩散电极形成用组合物、气体扩散电极、膜-电极接合体以及燃料电池堆
KR102574291B1 (ko) * 2021-03-30 2023-09-08 한국기계연구원 3차원 구조를 갖는 탄소-금속 나노 입자 복합 구조체의 제조방법, 3차원 구조를 갖는 탄소-금속 나노 입자 복합 구조체 및 이를 포함하는 촉매
CN113648987A (zh) * 2021-09-08 2021-11-16 东北大学 多孔碳及碳负载催化剂制备方法
CN115394983A (zh) * 2022-08-26 2022-11-25 中国科学技术大学 一种非晶合金颗粒/多孔碳复合骨架材料、其制备方法及应用
CN116354331A (zh) * 2023-03-22 2023-06-30 复旦大学 一种自支撑有序多孔碳材料及其制备和在富集n-糖链中的应用

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH026313A (ja) * 1988-03-12 1990-01-10 Kao Corp 金属炭素複合材料及びその製造方法
JPH0986914A (ja) 1995-09-28 1997-03-31 Osaka Gas Co Ltd 活性炭およびその製造方法ならびに酸性成分の吸着除去方法
JPH09328308A (ja) 1996-04-10 1997-12-22 Mitsubishi Chem Corp 活性炭及びその製造方法、並びにこれを用いたキャパシタ
JP3614637B2 (ja) 1998-01-29 2005-01-26 本田技研工業株式会社 天然ガス吸蔵用粒状活性炭およびその製造方法
US6248691B1 (en) 1998-02-10 2001-06-19 Corning Incorporated Method of making mesoporous carbon
JP3768134B2 (ja) * 2001-09-28 2006-04-19 エア・ウォーター株式会社 分子ふるい炭素およびそれを用いた圧力スイング吸着装置
JP4018940B2 (ja) * 2002-06-24 2007-12-05 三菱化学株式会社 多孔質材料の製造方法及び多孔質材料
KR100708642B1 (ko) * 2003-11-21 2007-04-18 삼성에스디아이 주식회사 중형다공성 탄소 분자체 및 이를 사용한 담지촉매
JP2005314223A (ja) * 2004-03-30 2005-11-10 Kobe Steel Ltd 多孔質炭素材料およびその製造方法
US7605108B2 (en) * 2004-07-08 2009-10-20 Nissan Motor Co., Ltd. Catalyst, exhaust gas purification catalyst, and method for manufacturing same
JP4955952B2 (ja) * 2004-07-30 2012-06-20 東洋炭素株式会社 活性炭の製法
US7718155B2 (en) 2005-10-06 2010-05-18 Headwaters Technology Innovation, Llc Carbon nanostructures manufactured from catalytic templating nanoparticles
US20070258879A1 (en) 2005-12-13 2007-11-08 Philip Morris Usa Inc. Carbon beads with multimodal pore size distribution
US7569510B2 (en) * 2006-02-27 2009-08-04 Philip Morris Usa Inc. Catalysts to reduce carbon monoxide such as in the mainstream smoke of a cigarette
JP2008013394A (ja) 2006-07-05 2008-01-24 Daido Metal Co Ltd 活性炭およびその製造方法
CN1931717A (zh) 2006-09-29 2007-03-21 太原理工大学 粒径均匀的洋葱状富勒烯复合材料的制备方法
CN100469692C (zh) 2006-12-29 2009-03-18 上海师范大学 含氮有序介孔碳及其合成方法
JP4646077B2 (ja) * 2007-02-23 2011-03-09 財団法人大阪産業振興機構 多孔性炭素支持体に埋設させたナノ粒子系触媒及びその作製方法
US20080280164A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 3M Innovative Properties Company Microporous carbon catalyst support material
TW201119949A (en) * 2009-12-09 2011-06-16 Univ Hungkuang Composition as absorbent and catalyzer, processing method thereof, and method for treating waste water thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20120077670A1 (en) 2012-03-29
KR101714096B1 (ko) 2017-03-08
CN102414122B (zh) 2014-05-14
CN102414122A (zh) 2012-04-11
WO2010147087A1 (ja) 2010-12-23
US9248442B2 (en) 2016-02-02
EP2444369A4 (en) 2016-07-13
KR20120039517A (ko) 2012-04-25
EP2444369A1 (en) 2012-04-25
JP2011001224A (ja) 2011-01-06
JP5636171B2 (ja) 2014-12-03
TWI503273B (zh) 2015-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI503273B (zh) Porous carbon and a method for producing the same
TWI471263B (zh) Porous carbon and a method for producing the same
JP5860600B2 (ja) 多孔質炭素
CN103429531B (zh) 多孔碳及其制造方法
Hwang et al. Micro‐blooming: hierarchically porous nitrogen‐doped carbon flowers derived from metal‐organic mesocrystals
CN102099110B (zh) 用于生产装载金属氧化物的碳基底的方法和如此制造的碳基底
JP6216359B2 (ja) 多孔質炭素
JP5688321B2 (ja) 多孔質炭素及びその製造方法
JP2012188311A (ja) 多孔質炭素
JP2011111652A (ja) 銅多孔体の製造方法及び銅多孔体の塗膜層
JP5860601B2 (ja) 多孔質炭素
JP2015057373A (ja) 多孔質炭素及びその製造方法
TW201545893A (zh) 多孔質碳薄片
JP6426582B2 (ja) 多孔質炭素
CN101462737A (zh) 一种有序介孔炭材料及其含Ir复合材料的制备方法
HK1163646A (zh) 多孔碳及其制造方法
EP2894128A1 (en) Porous carbon and method for producing same
TWI534080B (zh) Porous carbon and a method for producing the same
KR101215034B1 (ko) 탄소 나노 캡슐의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees