カーボンナノチューブ・ナノシートの新しい合成法の開発と生成物の評価

碳纳米管和纳米片的新合成方法开发及产品评价

• 批准号: 13740379
• 负责人: 川崎 晋司
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740379/
• 关键词: ナノチューブ; メソ孔; CVD; メソポーラスシリカ; 炭化水素ガス; メソポア; シリカ; 触媒; 熱分解; 炭化水素; カーボン

本研究では、メソ孔が規則的に配列した多孔質シリカであるメソポーラスシリカを利用して、1)鋳型炭素化法、2)触媒化学気相蒸着法(CCVD法)の2つの方法によりカーボンナノチューブなどのナノメートルオーダーで規則正しい構造を持つカーボンナノマテリアルの合成を行った。得られた成果は下記の通りである。●直径20nm以上のメソポーラスシリカ鋳型を用いると、鋳型炭素化法により多層カーボンナノチューブが作成可能であることがわかった。●生成した多層カーボンナノチューブの壁構造を高分解能透過電子顕微鏡により観察したところ、壁の多くはアモルファスカーボンにより構築されることがわかった。●メソ孔径の小さなメソポーラスシリカを鋳型に用いると、カーボンナノシートあるいはナノロッドが生成することが明らかとなった。●真空含浸法、イオン交換法の2つの方法によりメソポーラスシリカのメソ孔に金属触媒の導入を行った。●上述の触媒微粒子存在下で種々の炭化水素ガス(プロピレン、アセチレン、メタン)の熱分解CVDを行い、カーボンナノチューブを合成した。生成したカーボンナノチューブの確認は透過型電子顕微鏡により行った。また、キャリアガスには窒素およびアルゴンガスを使用した。●生成したカーボンナノチューブのみを選択的に取り出すために過酸化水素水処理などを用いた精製処理を行った。●非常に限られた条件下では、単層カーボンナノチューブの合成が可能であることがわかった。また、単層カーボンナノチューブのバンドル幅は、ほぼ鋳型シリカのメソ孔径に対応することがわかった。

This study で は, メ ソ hole が rules に match column し た porous シ リ カ で あ る メ ソ ポ ー ラ ス シ リ カ を using し て, type 1) where carbon method, 2) catalytic chemistry 気 phase steamed method (CCVD method) の 2 つ の way に よ り カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ な ど の ナ ノ メ ー ト ル オ ー ダ ー で rules are し い tectonic を hold つ カ ー ボ ン ナ ノ マ テ Youdaoplaceholder0 リア combine を lines った. The られた result is denoted as られた である. Low diameter of more than 20 nm の メ ソ ポ ー ラ ス シ リ カ type where を with い る と, where type carbon method に よ り multilayer カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ が made possible で あ る こ と が わ か っ た. Low generated し た multilayer カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の wall structure を high decomposition can through the electronic 顕 micromirror に よ り 観 examine し た と こ ろ, wall の く は ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン に よ り build さ れ る こ と が わ か っ た. Low メ ソ small aperture の さ な メ ソ ポ ー ラ ス シ リ カ を type where に with い る と, カ ー ボ ン ナ ノ シ ー ト あ る い は ナ ノ ロ ッ ド が generated す る こ と が Ming ら か と な っ た. ● Vacuum impregnation method, <s:1> <s:1> exchange method <e:1> 2 <s:1> method によ メソポ ラスシリカ ラスシリカ ラスシリカ メソ メソ metal catalyst <e:1> introduction を row った. Low the の で kind of in the presence of catalyst particles 々 の coking water element ガ ス (プ ロ ピ レ ン, ア セ チ レ ン, メ タ ン) の pyrolysis CVD を い, カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ を synthetic し た. Generate たカ たカ ボ ナノチュ ナノチュ ブ ブ <s:1> confirm that the <s:1> transmissive electronic 顕 micromirror によ った lines った. Youdaoplaceholder0, キャリアガスに およびア nitrine およびア ゴ ゴ ガスを ガスを use た た. Low generated し た カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の み を sentaku に take り out す た め に acidification passes water element 処 Richard な ど を with い た refined 処 Richard を line っ た. Under the condition of low very に limit ら れ た で は, 単 カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の synthetic が may で あ る こ と が わ か っ た. ま た, 単 カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の バ ン ド ル は, ほ ぼ type where シ リ カ の メ ソ aperture に 応 seaborne す る こ と が わ か っ た.