A role of amorphous carbon contained in nanocarbon materials

纳米碳材料中所含的无定形碳的作用

• 批准号: 22K04888
• 负责人: 小橋 和文
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04888/
• 关键词: 非晶質炭素; ナノ炭素材料; カーボンナノチューブ; 構造; 表面官能基

初年度（2022年度）は非晶質炭素を含む市販CNTの評価を行い、中赤外分光法によるC=C結合振動ピークから炭素六角網面の結晶性を評価できる可能性を見出した。このような結晶性の評価手法は報告されておらず、次年度も引き続き重点的に研究に取り組む。具体的には市販CNTのうち、バンドルをゆるく組み解繊しやすい構造をもつSGCNTから評価を始めた。酸化処理を行い積極的に非晶質炭素（表面官能基）量を増やしたSGCNTを用いて、N2下、不活性な雰囲気で高温アニール処理（375℃、800℃、950℃）を行った。酸化処理前のCNTには中赤外分光法により炭素六角網面に由来する長距離のC=C骨格振動ピークが見られた。一方、処理後はC=C骨格振動ともに、酸処理で導入された欠陥構造に由来する短距離のC=C伸縮振動と考えられるピークが検出された。また、酸処理によってエポキシ、ケトン、エステル、カルボキシル、エーテル基、水酸基等の官能基が導入された。高温アニール後は、その温度に応じて2、3種類程度の官能基が残ることが分かり、C=C骨格振動ピークは保たれるが、C=C伸縮振動と考えられるピークは消失することが明らかとなった。このピークの消失はエポキシ基の消失と連動して起き、アニールによって炭素六角網面でのC=C結合が再構築されたことが示唆された。他の評価手法として遠赤外分光法によるCNT有効長（電気的なパスの長さ）、EDS、XPSによるO/C組成分析、ラマン分光法によるG/D比、TGAによる官能基重量、電子顕微鏡による形態、サイズの評価に取り組んだ。これらの多角的な評価と並行して、非晶質炭素の分離手法を検討した。pHの差を利用した湿式分離と熱分解性の差を生かした乾式分離について、試料調製条件および分離条件を探索した。

At the beginning of year (year 2022) は amorphous carbon を including む municipal vendor CNT の review 価 を outside line い, red spectrometry に よ る C = C combined with vibration ピ ー ク か ら carbon hexagonal net surface の crystalline を review 価 で き る を likely see a し た. <s:1> ような ような the crystalline <s:1> evaluation 価 method 価 report されておらず, the key に research に cited in the next year に 続 む group む. Vendor specific に は city CNT の う ち, バ ン ド ル を ゆ る く み solution 繊 し や す い tectonic を も つ SGCNT か ら review 価 を beginning め た. Acidification 処 Richard を line い positive に amorphous carbon amount) on (the) を raised や し た SGCNT を with い て, under N2, not active な 雰 囲 気 で high-temperature ア ニ ー ル 処 principle (375 ℃, 800 ℃, 950 ℃) line を っ た. Acidification 処 before Daniel の CNT に は outside red spectrometry in に よ り carbon hexagonal net surface に origin す る long-distance の C = C bone vibration ピ ー ク が see ら れ た. And 処 は after one party (C = C bone vibration と も に, acid 処 で import さ れ た owe 陥 tectonic に origin す る short の C = C stretching vibration と exam え ら れ る ピ ー ク が 検 out さ れ た. ま た, acid 処 に よ っ て エ ポ キ シ, ケ ト ン, エ ス テ ル, カ ル ボ キ シ ル, エ ー テ ル の of functionality and ground, water, acid radical が import さ れ た. After high temperature ア ニ ー ル は, そ の temperature に 応 じ て の 2, 3 species degree of functionality が residual る こ と が points か り, C = C bone vibration ピ ー ク は bartender た れ る が, C = C stretching vibration と exam え ら れ る ピ ー ク は disappear す る こ と が Ming ら か と な っ た. こ の ピ ー ク の disappear は エ ポ キ シ base の disappear と correlation し て き, ア ニ ー ル に よ っ て carbon hexagonal net surface で の C = C combined が then build さ れ た こ と が in stopping さ れ た. He の review 価 gimmick と し て far outside the red spectrometry に よ る CNT is working long (electric 気 な パ ス の さ), EDS, XPS に よ る O/C composition analysis, ラ マ ン spectrometry に よ る G/D ratio, TGA に よ る functionality, weight, electronic 顕 micromirror に よ る morphology, サ イ ズ の review 価 に group take り ん だ. <s:1> れら <s:1> multi-angle な review 価と parallel <s:1> て, amorphous carbon <s:1> separation method を検 discussion on た た. Poor pH の を using し た wet separation と pyrolysis born poor sexual の を か し た dry separation に つ い て, sample modulation conditions お よ び separation conditions を し た.