超音波によるナノカーボンの水中合成

利用超声波水下合成纳米碳

• 批准号: 18760573
• 负责人: 畑中 信一
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760573/
• 关键词: ナノチューブ・フラーレン; 超音波; キャビテーション; 相成化学; 省エネルギー; 合成化学

フラーレン・カーボンナノチューブの水中超音波合成を目指し、本年度は以下の3つの観点より研究を進めた。1.ベンゼン水溶液およびアセチレン水溶液への超音波照射による生成物の同定ベンゼン・アセチレン水溶液への超音波照射で、不溶性のスス状物質が析出し、そのTEM観察から、固体はナノオーダーの微粒子が凝集したもので、一部グラファイト化していることがわかった。さらに、それをラマン分光し、生成物のラマンスペクトルは活性炭と非常によく似たピークを示し、低結晶性の炭素材料であることがわかった。また、赤外吸収スペクトルにより、固体中にフェニル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、メチル・メチレン基を持つ物質が含まれることがわかった。2.異なる炭素源による生成物および中間生成物の比較水中合成における炭素の供給方法を、溶解度以下の微量ベンゼンによる液体での供給およびアセチレンガスによる水上気体での供給と2通りの方法で行い、その生成物および中間生成物を比較した。その結果、析出固体は、TEM観察、ラマンスペクトル、赤外スペクトルとも大きな違いはなく、炭素源に大きく依存しないことがわかった。一方、中間生成物の分析により、初期生成物に違いはあるが、時間経過とともに同様の反応経路をたどることが示唆された。なお、ベンゼンではビフェニルが多く生成したが、アセチレンでは検出されなかった。3.異なる音場および媒質による超音波合成反応の比較検討有機溶媒では20 kHzのホーン型(進行波音場)で、水溶液では200 kHzの洗浄器型(定在波音場)で固体ススが生成されるが、それと逆の媒質と装置の関係では、数十時間の照射後もほとんど変化が見られなかった。さらに、20 kHzの洗浄器型を比較し、炭素固体生成が周波数への直接的な依存ではなく、音場によるキャビテーション・ダイナミクスの変化に大きく依存していることがわかった。

フ ラ ー レ ン · カ ー ボ ン ナ ノ チ ュ ー ブ の water ultrasound synthesis を refers し, below this year's は の 3 つ の 観 point よ を り research into め た. 1. ベ ン ゼ ン aqueous お よ び ア セ チ レ ン aqueous へ の ultrasound irradiation に よ る products の with fixed ベ ン ゼ ン · ア セ チ レ ン aqueous へ の で ultrasound irradiation, insoluble の ス ス precipitate material が し, そ の TEM 観 examine か ら, solid は ナ ノ オ ー ダ ー の particles が agglutination し た も の で, a グ ラ フ ァ イ ト change し て い る こ と が Youdaoplaceholder0 った. さ ら に, そ れ を ラ マ ン spectral し, products の ラ マ ン ス ペ ク ト ル は activated carbon と very に よ く like た ピ ー ク を し, low crystalline の carbon material で あ る こ と が わ か っ た. ま た, red outside 収 ス ペ ク ト ル に よ り, solid に フ ェ ニ ル base, カ ル ボ ニ ル base, ヒ ド ロ キ シ ル base, メ チ ル · メ チ レ ン base を hold つ contains substances が ま れ る こ と が わ か っ た. 2. Different な る carbon source に よ る products お よ び intermediate product の is water synthetic に お け る carbon supply method の を, solubility, the following trace ベ の ン ゼ ン に よ る liquid で の supply お よ び ア セ チ レ ン ガ ス に よ る 気 water body で の supply と 2 tong り の way で い, そ の products お よ び intermediate product を compare し た. そ の results, precipitate solid は, TEM 観 examine, ラ マ ン ス ペ ク ト ル, red ス ペ ク ト ル と も big き な violations い は な く, carbon source に き く dependent し な い こ と が わ か っ た. One party, the intermediate product の analysis に よ り, initial products に violations い は あ る が, time 経 と と も に with others の anti 応 経 road を た ど る こ と が in stopping さ れ た. な お, ベ ン ゼ ン で は ビ フ ェ ニ ル が く generated more し た が, ア セ チ レ ン で は 検 out さ れ な か っ た. 3. Different な る sound field お よ び medium に よ る ultrasound synthesis against 応 の is 検 for organic solvent で は 20 kHz の ホ ー ン type (for Boeing) で, aqueous で は 200 KHz の shape (at Boeing field) at で solid ス ス が generated さ れ る が, そ れ と inverse の medium と device の masato is で は, dozens of time の after irradiation も ほ と ん ど variations change が see ら れ な か っ た. さ ら に incorporated, 20 kHz の ware を generated relatively し, carbon solid が cycle for へ の direct な dependent で は な く, sound field に よ る キ ャ ビ テ ー シ ョ ン · ダ イ ナ ミ ク ス の large variations change に き く dependent し て い る こ と が わ か っ た.

项目成果

水溶液中ナノ炭素材料の超音波合成:炭素源依存性

水溶液中纳米碳材料的超声合成：碳源依赖性

• 发表时间: 2007
• 作者: 畑中 信一;白井 洋至;林 茂雄
• 通讯作者: 林 茂雄

水溶液中ナノカーボン材料の超音波合成

水溶液中超声合成纳米碳材料

• 发表时间: 2007
• 期刊: 化学工業 58
• 作者: 畑中 信一;白井 洋至;林 茂雄
• 通讯作者: 林 茂雄

超音波キャビテーションによるナノカーポンの水中合成

超声波空化水下合成纳米碳

• 发表时间: 2006
• 期刊: 電子情報通信学会技術研究報告(信学技報) Vol.106・No.28
• 作者: 畑中信一;白井洋至;林茂雄
• 通讯作者: 林茂雄

ナノカーボンの純水中ソノケミカル合成

纯水中纳米碳的声化学合成

• 发表时间: 2006
• 期刊: 電子情報通信学会技術研究報告(信学技報) Vol.106・No. 346
• 作者: 畑中信一;林茂雄
• 通讯作者: 林茂雄

Sonochemical Synthesis of Large Molecules in Aqueous Benzene Solutions

苯水溶液中大分子的声化学合成

• 发表时间: 2007
• 作者: Y. Shirai;S. Hatanaka;S. Hayashi
• 通讯作者: S. Hayashi