組織レベルでの表面アロイ化による炭素材料の新機能の創出

通过组织水平的表面合金化创造碳材料的新功能

• 批准号: 11124217
• 负责人: 三宅 幹夫
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11124217/
• 关键词: 炭素六角網面; メタロセン; 配位子交換反応; 触媒; 電気二重層キャパシタ; 官能導入

黒鉛に代表されるsp^2炭素の六角網面に官能基を導入する反応手法として、フェロセンの配位子交換反応が適用できることをこれまでに明らかにした。本研究は、従来得たこのような知見を基礎とし、配位子交換反応を多様なsp^2炭素や各種メタロセンの反応に拡張し、その一般的有効性を実証すると共に、主として触媒への機能展開を図り、以下の成果を得た。(1)カーボンブラック、高配向熱分解黒鉛、活性炭素繊維(ACF)、カーボンナノチューブなど多様な炭素試料に対してフェロセンの配位子交換反応が進行することを明らかにした。(2)ニッケロセン、コバルトセンなどフェロセン以外の多様なメタロセンでも配位子交換反応が進行することを明らかにした。(3)活性炭素繊維のフェロセン配位子交換生成物(ACF-Fe)の加熱に伴う炭素の状態変化についてラマン散乱測定によって評価した結果、表面に導入したFe種が黒鉛化触媒として有効に作用することを明らかにした。特に、ACF-FeをKBH_4還元した後に加熱処理すると結晶性成分の割合が大きく増加した。(4)ACF-FeをCO_2賦活し、細孔径、細孔容積、比表面積を測定した結果、塩酸処理後にACF-FeをCO_2賦活すると、これらの値が大きく増加することを明らかにした。本試料では、表面Fe種が賦活触媒として有効に作用することが知られている塩化鉄に転化したためであると推察される。(5)サイクリックボルタンメトリー法にて各種CO_2賦活生成物の比容量を評価した結果、塩酸処理後にACF-FeをCO_2賦活した試料が、電気二重層キャパシタとして最大の比容量を与えることが判った。

The representative of black lead is されるsp^2 carbon のhexagonal mesh surface に functional group を introduction する reactive technique として, フェロセンのcoordinate exchange reaction is applicable to できることをこれまでに明らかにした. This study is based on the basic principles of knowledge and coordination, and the ligand exchange reaction and carbon content of various carbon materials. The reaction has been confirmed, the general effectiveness has been proven, the main catalyst has been functionally developed, and the following results have been obtained. (1) カーボンブラック, high alignment thermal decomposition black lead, activated carbon fiber (ACF), カーボンナノチューThe ブなど多様なcarbon sample is a に対してフェロセンの coordination site exchange reaction 応が carried out することを明らかにした. (2) Many other than ニッケロセン、コバルトセンなどフェロセンThe メタロセンでも coordination seat exchange reaction is carried out することを明らかにした. (3) Heating and changing the state of activated carbon-based ligand exchange product (ACF-Fe) The results of the random measurement and evaluation, the surface introduction of the Fe species, the black lead catalyst, the effective effect, and the light effect. Specially, the ACF-Fe-KBH_4 is reduced to its original form and then heat-treated, and the crystalline component is cut and combined. (4) ACF-Fe CO_2 activation, pore diameter, pore volume, specific surface area measurement results, acid treatment After treatment, ACF-FeをCO_2 revitalizes the すると, これらの値が大きく嗗加 することを明らかにした. In this sample, the Fe species on the surface activates the catalyst, and the effective action is known. (5) Evaluation of the specific capacity of various CO_2 activated products using the Sagitar Method and the results after treatment with acid ACF-Fe CO_2 activated sample, electro-hydrocarbon double layer capacitor, maximum specific capacity and test.

项目成果

P. Lu: "Polymer-Protected Ni/Pd Bimetallic Nano-clusters"J. Phys. Chem.B. 103(44). 9673-9682 (1999)

卢鹏：“聚合物保护的Ni/Pd双金属纳米团簇”

M. Miyake: "Chemical Modification of Carbon Hexagonal Plane by Ligand Exchange Reaction of Ferrocene"Chem. Lett.. (10). 1037-1038 (1999)

M. Miyake：“通过二茂铁的配体交换反应对碳六方平面进行化学改性”Chem。

T. Teranishi: "Novel Synthesis of Monodisperse Pa/Ni Nanoparticles"Chem. Mater.. 11(12). 3414-3416 (1999)

T. Teranishi：“单分散 Pa/Ni 纳米颗粒的新合成”Chem.

J. Chen: "Oxidation of No Mediated by Water-Soluble Iron Porphyrin"Electrochem. Comm.. 1. 274-277 (1999)

J. Chen：“水溶性铁卟啉介导的氧化”电化学。

K. Miyabayashi: "Molecular formula Determination of Constituents in Arabian Mix Vacuum Residue by Electrospray Ionization FTICRMS"Chem. Lett.. (2). 172-173 (2000)

K. Miyabayashi：“通过电喷雾电离 FTICRMS 测定阿拉伯混合真空残渣中成分的分子式”Chem。