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リグニンコンポジットナノファイバーを原料とするカーボンナノファイバーの開発

木质素复合纳米纤维碳纳米纤维的研制

基本信息

批准号：
26850112
负责人：
吾郷万里子
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tokushima Bunri University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はリグニンナノファイバーをエレクトロスピニング法によって作製し，カーボン化の条件検討を行った．続いて，得られたカーボンナノファイバーの物性・構造解析を行った．とくに，スーパーキャパシタ用の電気伝導性電極としての性能に着目した．この結果，従来天然物由来のカーボン材料で得られているより高い値を示し，スーパーキャパシタ用電極材料として優れた性質を有することを明らかにした．詳細は以下に示す．１．エレクトロスピニング法によるリグニンナノファイバーの作製；リグニン／ポリビニルアルコール混合溶液を作製し，電圧16~19 kV，送液速度，8ml/min，ニードル-コレクター間距離，18 cm．以上の条件により，安定的に繊維半径約150 nmの不織布状の繊維マット（ネットワーク構造）が得られた．２．カーボンナノファイバーの作製；窒素雰囲気下（400 ml/min）で，種々検討した結果，前処理温度250 oC，1時間，昇温速度，4 または10 oC/min，900 oC，1時間で最も高い収率を得た．加えて，カーボンナノファイバーのネットワーク構造が維持されていることも確認された．このネットワーク構造は，力学特性を高めると共に，電気伝導性を高めることにも寄与している．さらに，このカーボン化の過程で，水酸化カリウムによる化学活性化を行うことにより，極めて高い比表面積を獲得でき，1900 m2/gを超えた．さらに，メソポアサイズの多孔質カーボン（メソポアカーボン）であることを窒素吸着曲線の解析より明らかにした．３．電気化学的特性；リグニンより得られたカーボンナノファイバー（ネットワーク）を電極として直接利用して，キャパシタンスを評価した．この結果，約205F/gの静電容量を示した．この値は，セルロースといったバイオマスに分類される他の生物資源から得られたカーボン材料と比較して，約2倍の値であり，リグニンがカーボン電極材料として優れていることを示した．

This year, it is necessary to analyze the physical properties of physical properties in the current year, and to obtain the results of the analysis of the physical properties of the physical properties in the current year. This year, we have obtained an analysis of the physical properties of the physical properties of the property, and the results of the analysis are based on the results of the analysis of the physical properties of the property of the property. The origin of natural materials has been shown to be sensitive to the use of electrical materials. The following is a sign of the nature of the natural products. The following is a sign of the nature of the natural products. The source of the natural materials is the nature of the materials, and the electrical properties of the materials used in the battery. The temperature of the mixed solution is 16: 19 kV, the feed speed is 18 cm, the temperature range is 18 cm. Under the above conditions, the temperature radius of the stability is about 150 nm. The results show that the temperature before temperature is 250 oC,1, the temperature is fast, and the maximum temperature is very high in the temperature range of 10 oC/min,900 oC,1. Increase the temperature, maintain the temperature, make sure that the temperature is in place, and the mechanical properties are consistent with the mechanical properties. The electrical equipment is highly sensitive to the temperature field, and the chemical activation process is greatly enhanced. The chemical activation process is enhanced by water acidification. The surface area is highly sensitive to the temperature, and the peak temperature is 1900 m ~ 2 ppm. The peak temperature is 1900 m ~ 2. The absorption curve of asphyxiant was analyzed. 3. The properties of electrochemistry The results show that the static capacity of the 205F/g is very low. In the end, the static capacity of the carbon dioxide is much higher than that of the other biological resources, which is about 2 times higher than that of the other biological resources. Please make sure that the electrical materials are used as cathode materials.