JP2000203819A - Production of linear carbon nanotube - Google Patents
Production of linear carbon nanotubeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直線状の単層ある
いは多層のカーボンナノチューブを製造する方法に関す
る。[0001] The present invention relates to a method for producing a linear single-walled or multi-walled carbon nanotube.
【０００２】[0002]
【従来の技術】カーボンナノチューブ(以下単に「ナノ
チューブ」ということがある)は、非晶カーボン、グラ
ファイトなどの炭素材料を原料として用い、触媒金属の
存在下にカーボンアーク法、スパッタ法、レーザー光照
射法などの気相法により合成されている。しかしなが
ら、この方法では、生成物中にナノチューブ以外の黒
鉛、非晶質カーボンなどが混在するので、ナノチューブ
自体の収率が低くなるのみならず、ナノチューブ中への
触媒金属の混入が避けられない。2. Description of the Related Art Carbon nanotubes (hereinafter sometimes simply referred to as "nanotubes") are made of a carbon material such as amorphous carbon or graphite as a raw material in the presence of a catalytic metal, a carbon arc method, a sputtering method, and laser light irradiation. It is synthesized by a gas phase method such as the method. However, in this method, graphite and amorphous carbon other than the nanotubes are mixed in the product, so that not only the yield of the nanotubes itself is reduced, but also the incorporation of a catalytic metal into the nanotubes is inevitable.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、カ
ーボンナノチューブを高純度かつ高収率で製造する技術
を提供することを主な目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique for producing carbon nanotubes with high purity and high yield.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
技術の現状に鑑みて、鋭意研究を進めた結果、反応性の
-C≡C-または=C=を含む炭素材料を原料として、カーボ
ンナノチューブを合成する新たな技術を完成するにいた
った。Means for Solving the Problems The present inventor has conducted intensive studies in view of the current state of the art as described above, and as a result,
A new technology for synthesizing carbon nanotubes using carbon materials containing -C≡C- or = C = has been completed.
【０００５】すなわち、本発明は、下記に示すカーボン
ナノチューブの製造方法を提供するものである； １．-C≡C-または=C=を含む炭素材料をプラズマにより
励起させて、単層あるいは多層のカーボンナノチューブ
を形成させることを特徴とする直線状カーボンナノチュ
ーブの製造方法。 ２．基板、粒子あるいは多孔質体上に単層あるいは多層
のカーボンナノチューブを形成させる上記項１に記載の
方法。That is, the present invention provides the following method for producing a carbon nanotube; A method for producing a linear carbon nanotube, wherein a carbon material containing -C≡C- or = C = is excited by plasma to form a single-walled or multi-walled carbon nanotube. 2. Item 2. The method according to Item 1, wherein a single-walled or multi-walled carbon nanotube is formed on a substrate, a particle or a porous body.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】ポリインおよびその合成法は、公
知である（特開平3-44582号公報、特開昭63-199726号公
報など参照）。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Polyynes and methods for synthesizing them are known (see, for example, JP-A-3-44582 and JP-A-63-199726).
【０００７】また、ポリインの応用についても、光画像
書き込み素子への応用（特開平5-30252号公報）、電子
写真感光体への応用（特開平7-181709号公報）、アルカ
リ蓄電池用ニッケル正極板への応用（特開平2-33853号
公報）、電池正極物質への応用（特開昭56-71277号公
報）、液晶配向膜への応用（特開平2-33127号公報）、
導電性樹脂混合物への応用（特開平4-234459）などの多
くの提案がなされている。しかしながら、ポリインを原
料として、カーボンナノチューブを合成する試みは、従
来なされていない。[0007] Polyyne is also applied to an optical image writing element (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-30252), to an electrophotographic photosensitive member (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-181709), and to a nickel positive electrode for an alkaline storage battery. Application to a plate (JP-A-2-33853), application to a battery cathode material (JP-A-56-71277), application to a liquid crystal alignment film (JP-A-2-33127),
Many proposals have been made such as application to a conductive resin mixture (Japanese Patent Laid-Open No. 4-234459). However, no attempt has been made to synthesize carbon nanotubes using polyyne as a raw material.
【０００８】本発明においては、-C≡C-または=C=を含
む炭素材料をプリカーサーとして、これをプラズマによ
り励起することにより、直線状の単層ナノチューブある
いは多層ナノチューブ薄膜を得る。本発明においては、
基板、粒子あるいは多孔質体上にナノチューブあるいは
薄膜状のナノチューブを固定した機能性炭素材料を得る
ことも、できる。In the present invention, a carbon material containing -C≡C- or = C = is used as a precursor and excited by plasma to obtain a linear single-walled nanotube or multi-walled nanotube thin film. In the present invention,
It is also possible to obtain a functional carbon material in which nanotubes or thin-film nanotubes are fixed on a substrate, particles or a porous body.
【０００９】この様なプリカーサーとその合成法自体
は、いずれも公知であり、例えば、反応性の三重結合を
有するポリインについては、特開平3-44582号公報、特
開昭63-199726号公報、M.Kijima et al, Synthetic Met
als, 86 (1997) 2279などに開示されている。[0009] Such a precursor and its synthesis method are all known. For example, polyamines having a reactive triple bond are disclosed in JP-A-3-44582, JP-A-63-199726, M. Kijima et al, Synthetic Met
als, 86 (1997) 2279.
【００１０】また、ポリインを含有する炭素材料につい
ては、J.Kansther et al, Macromolecules, 28(1975)；
L.Kvan et al, “Carbon”, 32(1994)などに開示されて
いる。[0010] As for the carbon material containing polyin, J. Kansther et al, Macromolecules, 28 (1975);
L. Kvan et al, "Carbon", 32 (1994) and the like.
【００１１】さらに、-C≡C-または=C=を含む炭素材料
についても、同様に上記の文献類に記載されている。本
発明において、「-C≡C-または=C=を含む炭素材料」と
は、上記のポリインおよびポリイン含有炭素材料をも包
含するものである。Further, carbon materials containing -C 含 む C- or = C = are also described in the above-mentioned documents. In the present invention, the “carbon material containing —C≡C— or CC」 ”includes the above-described polyyne and the polyyne-containing carbon material.
【００１２】原料である-C≡C-または=C=を含む炭素材
料の形状は、制限されず、膜状、多孔質状、粉状など任
意の形態であって良い。The shape of the carbon material containing -C≡C- or = C =, which is a raw material, is not limited, and may be in any form such as a film form, a porous form, and a powder form.
【００１３】目的生成物の合成は、原料である-C≡C-ま
たは=C=を含む炭素材料をプラズマにより励起させて、
原料内で反応を生じさせることにより、行う。プラズマ
による励起と同時にあるいは励起の前後に原料の加熱を
行っても良い。The synthesis of the target product is carried out by exciting a carbon material containing -C≡C- or = C = as a raw material by plasma,
This is performed by causing a reaction in the raw materials. The raw material may be heated simultaneously with or before and after the excitation by the plasma.
【００１４】プラズマによる励起方法は、特に制限され
るものではない。例えば、原料である-C≡C-または=C=
を含む炭素材料を不活性ガス雰囲気下あるいは還元性ガ
ス雰囲気下に置き、これを高エネルギー状態のプラズマ
流体に接触させることにより、目的とする化合物が得ら
れる。The method of excitation by plasma is not particularly limited. For example, the raw material -C≡C- or = C =
Is placed in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere and brought into contact with a plasma fluid in a high energy state to obtain a target compound.
【００１５】プラズマ流体を得るためには、電磁気的な
励起源を使用する。プラズマ発生の条件は、気体の種
類、気体圧力、励起電圧、励起電流、励起電源周波数、
電極形状などに応じて、適宜選択することができる。To obtain a plasma fluid, an electromagnetic excitation source is used. Plasma generation conditions include gas type, gas pressure, excitation voltage, excitation current, excitation power supply frequency,
It can be appropriately selected according to the electrode shape and the like.
【００１６】気体に関しては、その特性によりプラズマ
状態を形成し難いものもあるが、この様な場合にも、励
起電磁気の投入量を増加させることにより、プラズマ状
態を形成することは可能である。本発明において使用す
る気体としては、Ar、He、Kr、N2などの不活性ガス、水
素などの還元性ガスあるいはこれらの混合ガスなどが例
示される。これらの気体中では、Ar、Heなどがより好ま
しい。With respect to gases, some of them have difficulty in forming a plasma state due to their characteristics. However, in such a case, it is possible to form a plasma state by increasing the amount of excitation electromagnetic. Examples of the gas used in the present invention include an inert gas such as Ar, He, Kr, and N 2 , a reducing gas such as hydrogen, and a mixed gas thereof. Among these gases, Ar, He and the like are more preferable.
【００１７】気体圧力は、投入する励起電磁気量との関
連で選択する必要がある。すなわち、気体圧力が高い
程、気体分子数が多くなり、個々の気体分子を励起する
ための必要エネルギーも大きくなるので、大きな励起電
磁気量が必要となる。例えば、気体圧力が10気圧以上の
条件下においても、プラズマを発生させることは可能で
あるが、大電力電源が必要となり、設備コストが著しく
高くなる。また、励起電圧および励起電流が高い程、多
くのプラズマ粒子を発生させることができるが、投入す
る電気エネルギーが高すぎる場合あるいは圧力が低すぎ
る場合には、気体への電磁エネルギーの伝達が円滑に行
われ難くなって、電極間での放電が起こり、十分なプラ
ズマ粒子が発生しなくなる。一方、気体圧力が低い場合
には、比較的小さな投入励起電磁気量でプラズマが発生
するが、圧力が低すぎる場合には、十分な量のプラズマ
が得られなくなる。これらの諸要因を考慮して、本発明
においては、プラズマ発生時の気体圧力は、10-3torr〜
大気圧以下の範囲とすることが好ましい。The gas pressure needs to be selected in relation to the excitation electromagnetic quantity to be supplied. That is, as the gas pressure increases, the number of gas molecules increases and the energy required to excite the individual gas molecules also increases, so that a large amount of excitation electromagnetic is required. For example, it is possible to generate plasma even when the gas pressure is 10 atmospheres or more, but a large power source is required, and the equipment cost is significantly increased. Also, the higher the excitation voltage and the higher the excitation current, the more plasma particles can be generated.However, if the input electric energy is too high or the pressure is too low, the transmission of electromagnetic energy to the gas is smooth. As a result, discharge between the electrodes occurs, and sufficient plasma particles are not generated. On the other hand, when the gas pressure is low, plasma is generated with a relatively small applied excitation electromagnetic quantity, but when the pressure is too low, a sufficient amount of plasma cannot be obtained. In consideration of these factors, in the present invention, the gas pressure during plasma generation is 10 −3 torr or less.
It is preferable that the pressure be in the range of atmospheric pressure or lower.
【００１８】電磁気は、直流および交流のどちらであっ
ても良く、電極の材質、形状などは、投入される電磁気
の形態に応じて選択される。交流としては、50〜60Hz程
度、1〜10kHz程度の低周波および10〜数GHz程度の高周
波などが通常使用される。工業的な高周波としては、1
3.56MHz、40MHz、915MHz、2.45GHzなどが一般的に使用
される。電極材料としては、ステンレス鋼、アルミニウ
ムおよびその合金、普通鋼などが通常使用され、その形
状は、容量結合型、平行平板型、ホローカソードタイ
プ、コイル状などから選択される。The electromagnetism may be either direct current or alternating current, and the material and shape of the electrode are selected according to the type of electromagnet to be applied. As the alternating current, a low frequency of about 50 to 60 Hz, about 1 to 10 kHz and a high frequency of about 10 to several GHz are usually used. As industrial high frequency, 1
3.56 MHz, 40 MHz, 915 MHz, 2.45 GHz and the like are generally used. As the electrode material, stainless steel, aluminum and its alloys, ordinary steel and the like are usually used, and the shape is selected from a capacitive coupling type, a parallel plate type, a hollow cathode type, a coil shape, and the like.
【００１９】低コストで簡便にプラズマを発生させる方
法の一例として、Ar、He、Kr、N2などの不活性ガス、水
素などの還元性ガスあるいはこれらの混合ガスを1×10
-3〜数百torrの減圧状態とし、13.56MHzの高周波電源を
使用して数百Wの電力をコイル状電極に投入することに
より、所望のプラズマを形成させることができる。As an example of a method of generating a conveniently plasma at low cost, Ar, He, Kr, inert gases such as N 2, 1 × 10 a reducing gas or a mixture of these gases, such as hydrogen
A desired plasma can be formed by applying a power of several hundred W to the coil-shaped electrode using a high-frequency power source of 13.56 MHz under a reduced pressure of −3 to several hundred torr.
【００２０】原料炭素材料のプラズマ励起と同時にある
いはその前後に加熱を行う場合には、通常760〜10-6tor
r程度の減圧下(より好ましくは30〜10-1torr程度の圧力
下)に100〜2000℃程度(より好ましくは、200〜1500℃程
度)で加熱する。或いは、760〜10-4torr程度(より好ま
しくは30〜10-1torr程度)のHe、Ar、N2あるいはこれら
の混合ガスからなる不活性ガス雰囲気中100〜2000℃程
度(より好ましくは、200〜1500℃程度)で炭素材料の加
熱を行っても良い。あるいは、上記の不活性ガス雰囲気
に1〜50％程度のH2ガスを含有させた還元性雰囲気中
で、上記と同様の条件下に原料炭素材料を加熱しても良
い。本発明において、例えば、膜状のカルビン系炭素材
料を処理する場合には、膜(基板に相当する)表面に単層
または多層の直線状ナノチューブを生成させることがで
きる。この基板上に形成された直線状のナノチューブ
は、新規な材料であり、電子的および機械的特性を有す
る機能性材料として有用である。この際、原料である炭
素材料の分子量を選択することにより、ナノチューブの
長さを制御したり、ナノチューブ相互の絡まりを抑制し
たりすることもできる。When heating the carbon material at the same time as or before and after the plasma excitation, it is usually 760 to 10 -6 torr.
Heat at about 100 to 2000 ° C. (more preferably about 200 to 1500 ° C.) under reduced pressure of about r (more preferably under pressure of about 30 to 10 −1 torr). Alternatively, about 760 to 10 -4 torr (more preferably about 30 to 10 -1 torr) He, Ar, N 2 or about 100 to 2000 ° C. in an inert gas atmosphere composed of a mixed gas thereof (more preferably, The carbon material may be heated at about 200 to 1500 ° C.). Alternatively, the raw carbon material may be heated under the same conditions as above in a reducing atmosphere containing about 1 to 50% of H 2 gas in the above inert gas atmosphere. In the present invention, for example, when treating a film-like carbine-based carbon material, a single-wall or multi-wall linear nanotube can be generated on the surface of the film (corresponding to a substrate). The linear nanotube formed on the substrate is a novel material and is useful as a functional material having electronic and mechanical properties. At this time, by selecting the molecular weight of the carbon material as the raw material, the length of the nanotubes can be controlled and the entanglement of the nanotubes can be suppressed.
【００２１】あるいは、粒状または多孔質の炭素材料を
原料として使用する場合には、粒子あるいは多孔質体表
面に単層または多層の直線状ナノチューブを生成させる
ことができる。表面に直線状ナノチューブが形成された
この様な粒子あるいは多孔質体は、新規な材料であり、
吸蔵材料として有用である。Alternatively, when a granular or porous carbon material is used as a raw material, single-wall or multi-wall linear nanotubes can be formed on the surface of the particles or the porous body. Such particles or porous bodies having linear nanotubes formed on the surface are novel materials,
Useful as an occlusion material.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明によれば、以下のような顕著な効
果が達成される。 (1)-C≡C-または=C=を含む炭素材料を原料として使用す
ることにより、従来技術とは異なる機構でカーボンナノ
チューブが合成されるので、直線状のカーボンナノチュ
ーブが得られる。 (2)この様なカーボンナノチューブは、理論的に予測さ
れる電子的物性および化学的物性を発揮する。すなわ
ち、毛細管現象により、チューブ内部で水素、メタンな
どを高密度に濃縮することができるので、ガス吸蔵材と
して有用である。また、電子放出のための電界集中がお
きやすく、容易に電子を放出するので、電子線放出エミ
ッターとしても有用である。 (3)得られるカーボンナノチューブは、直線状の形態を
有しており、プリカーサーの表面に形成されるので、電
子デバイスとしての用途に好適である。 (4)本発明によるカーボンナノチューブ含有材料は、さ
らに高弾性材料、高強度材料、耐磨耗性材料、高指向性
放射源、軟X線源、一次元伝導材、高熱伝導材、その他
の電子材料などとして有用もである。According to the present invention, the following remarkable effects are achieved. (1) By using a carbon material containing -C≡C- or = C = as a raw material, a carbon nanotube is synthesized by a mechanism different from that of the related art, so that a linear carbon nanotube can be obtained. (2) Such carbon nanotubes exhibit electronic and chemical properties that are theoretically predicted. That is, hydrogen, methane, and the like can be concentrated at a high density inside the tube by the capillary action, so that it is useful as a gas occluding material. In addition, since the electric field concentration for electron emission easily occurs and electrons are easily emitted, it is also useful as an electron beam emission emitter. (3) The obtained carbon nanotube has a linear shape and is formed on the surface of the precursor, and thus is suitable for use as an electronic device. (4) The carbon nanotube-containing material according to the present invention further comprises a highly elastic material, a high strength material, an abrasion resistant material, a highly directional radiation source, a soft X-ray source, a one-dimensional conductive material, a high thermal conductive material, and other electronic materials. It is also useful as a material.
【００２３】[0023]
【実施例】参考例１ (1)電解還元による-C≡C-または=C=を含む炭素材料の合
成 特開平8-335702号公報に示す方法に従って、ポリテトラ
フルオロエチレンフィルムを２電極法(陽極：Mg、陰
極：ステンレス鋼)で電解還元することにより、その表
面層に-C≡C-または=C=を含む炭素材料を形成させた。EXAMPLES Reference Example 1 (1) Synthesis of carbon material containing -C≡C- or = C = by electrolytic reduction According to the method described in JP-A-8-335702, a polytetrafluoroethylene film was subjected to a two-electrode method ( The carbon material containing -C≡C- or = C = was formed on the surface layer by electrolytic reduction with an anode: Mg, a cathode: stainless steel).
【００２４】すなわち、ポリテトラエチレン(PTFE)フィ
ルム(10mm×10mm×30mm）10枚を以下の溶媒とともに、
フラスコ中に仕込んだ。That is, 10 sheets of polytetraethylene (PTFE) film (10 mm × 10 mm × 30 mm) were mixed with the following solvent,
Charged into flask.
【００２５】 テトラヒドロフラン 30ml 塩化リチウム 0.8g 塩化第一鉄 0.48g 次いで、フラスコ内をアルゴンガスに置換した後、アル
ゴンガスでバブリングしながら、フラスコに設置した陽
極と陰極間に25Vの電圧を印加して、0℃で15時間還元し
た。反応終了後、黒色になったPTFEフィルムをテトラヒ
ドロフラン(THF)で洗浄した後、真空乾燥し、Ar雰囲気
中で保存した。[0025] Tetrahydrofuran 30ml Lithium chloride 0.8g Ferrous chloride 0.48g Then, after the inside of the flask was replaced with argon gas, a voltage of 25V was applied between the anode and cathode installed in the flask while bubbling with argon gas. At 0 ° C. for 15 hours. After the reaction was completed, the blackened PTFE film was washed with tetrahydrofuran (THF), dried in vacuum, and stored in an Ar atmosphere.
【００２６】得られたカーボン状フィルムの横断面をTE
Mにより観察したところ、フィルム表面から10μmまでの
層が還元されて炭素材料化しており、ラマンスペクトル
には、PTFEフィルムでは見られなかったC≡Cに帰属され
る2100cm-1のバンドとC＝Cに帰属される1500cm-1のバン
ドとが、明瞭に観測された。これらの観測結果から、PT
FEフィルム表面が炭素材料化され、-C≡C-または=C=を
含む材料となっていることが明らかである。 (2)化学還元による-C≡C-または=C=を含む炭素材料の合
成 三方コックを装着した内容積100mlのナスフラスコ(以下
反応器という)に粒状のMg10.0g、無水塩化リチウム(LiC
l)2.66g、無水塩化第一鉄(FeCl2)1.60gおよびPTFEフィ
ルム20枚(8mm×8mm×50μm；合計約0.2g）ならびにスタ
ーラーチップを収容し、50℃で1mmHgに加熱減圧して、
原料を乾燥した後、乾燥アルゴンを反応器内に導入し、
さらに予めナトリウム−ベンゾフェノンケチンで乾燥し
たTHF44mlを加え、室温で約3時間攪拌した。The cross section of the obtained carbon-like film was
When observed by M, the layer up to 10 μm from the film surface was reduced to a carbon material, and the Raman spectrum showed a 2100 cm −1 band and C = The band at 1500 cm -1 attributed to C was clearly observed. From these observations, PT
It is clear that the FE film surface has been made into a carbon material, and is a material containing -C≡C- or = C =. (2) Synthesis of carbon material containing -C≡C- or = C = by chemical reduction In a 100-ml eggplant flask (hereinafter referred to as a reactor) equipped with a three-way cock, granular Mg 10.0 g, anhydrous lithium chloride (LiC
l) containing 2.66 g, 1.60 g of anhydrous ferrous chloride (FeCl 2 ) and 20 PTFE films (8 mm × 8 mm × 50 μm; about 0.2 g in total) and a stirrer chip, and heated and reduced to 1 mmHg at 50 ° C.
After drying the raw materials, dry argon is introduced into the reactor,
Further, 44 ml of THF previously dried with sodium-benzophenone ketin was added, and the mixture was stirred at room temperature for about 3 hours.
【００２７】攪拌終了後、反応物中から、黒色に変色し
てカーボン状となったPTFEフィルムを回収し、乾燥THF2
0mlで2回洗浄し、真空乾燥した。After the stirring, the PTFE film which turned black and became carbon-like was recovered from the reaction product, and dried THF 2
Washed twice with 0 ml and dried under vacuum.
【００２８】得られたカーボン状フィルムの横断面をTE
Mにより観察したところ、フィルム表面から10μmまでの
層が還元されて炭素材料化しており、ラマン分光測定装
置を用いて分析すると、PTFEフィルムでは見られなかっ
たC≡C由来のピーク(2100cm-1)とC＝C由来のピーク(150
0cm-1)とが、明瞭に観測された。The cross section of the obtained carbon-like film was
When observed by M, the layer up to 10 μm from the film surface was reduced to a carbon material, and when analyzed using a Raman spectrometer, a peak derived from C≡C that was not observed in the PTFE film (2100 cm −1) ) And a peak derived from C = C (150
0 cm -1 ) was clearly observed.
【００２９】以下の実施例においては、特に明記しない
限り、上記の電解還元および化学還元により得た2種の
炭素化材料を原料として使用した。 実施例１ 炭素化材料サンプルを下記の条件下にプラズマで励起す
ることにより、直線状のカーボンナノチューブが形成さ
れたことを透過型電子顕微鏡(TEM)により確認した。In the following examples, unless otherwise specified, two types of carbonized materials obtained by the above-mentioned electrolytic reduction and chemical reduction were used as raw materials. Example 1 It was confirmed by transmission electron microscope (TEM) that linear carbon nanotubes were formed by exciting a carbonized material sample with plasma under the following conditions.
【００３０】雰囲気 ：Ar 内圧 ：0.01Torr 投入電力：300W Rf周波数：13.56MHz 比較例１ 電解還元あるいは化学還元しないPTFEフィルムを用い
て、実施例１と同様にして、プラズマによる励起を行
い、経時変化を観察したところ、PTFEが分解・蒸発し
て、何も残らなかった。Atmosphere: Ar Internal pressure: 0.01 Torr Input power: 300 W Rf frequency: 13.56 MHz Comparative Example 1 Using a PTFE film that is not electrolytically reduced or chemically reduced, excitation by plasma is performed in the same manner as in Example 1 to change over time. As a result, no PTFE was decomposed and evaporated, leaving nothing.
【００３１】このことから、PTFEを直接プラズマ励起し
ても、カーボンナノチューブは形成されないことが明ら
かである。 比較例２ マダガスカル産天然グラファイトを直径3mm×長さ1mmの
大きさにプレス成形した後、実施例１と同様にして、プ
ラズマによる励起を行い、経時変化を観察したところ、
何の変化も認められず、ナノチューブの形成は認められ
なかった。 比較例３ 気相で合成した炭素クラスタ(直径10nm以下)を直径3mm
×長さ1mmの大きさにプレス成形した。この炭素クラス
タは、グラファイト電極を用いるカーボンアークにより
作製したもので、内部にラメラ状の構造を残しており、
構造的に「オニオンライクカーボン」と呼ばれるものに
近く、フラレンの構造は有していなかった。From this, it is clear that carbon nanotubes are not formed even when PTFE is directly plasma-excited. Comparative Example 2 After press-molding natural graphite produced in Madagascar into a size of 3 mm in diameter x 1 mm in length, excitation was performed by plasma in the same manner as in Example 1, and changes over time were observed.
No change was observed and no nanotube formation was observed. Comparative Example 3 A carbon cluster (less than 10 nm in diameter) synthesized in the gas phase was 3 mm in diameter.
× Press-molded to a length of 1 mm. This carbon cluster is made by a carbon arc using a graphite electrode, and has a lamellar structure inside,
It was structurally similar to what is called "onion-like carbon" and did not have the structure of fullerene.
【００３２】上記の試料に対し、実施例１と同様にし
て、プラズマによる励起を行い、経時変化を観察したと
ころ、何の変化も認められず、ナノチューブの形成は認
められなかった。The above sample was excited by plasma in the same manner as in Example 1, and the change with time was observed. As a result, no change was observed and no nanotube formation was observed.
【００３３】実施例１の結果と比較例１および２の結果
との対比から明らかな様に、プラズマ励起により炭素材
料表面にナノチューブが形成される現象は、-C≡C-また
は=C=を含む炭素材料を原料として使用する場合にのみ
認められる特異な現象であり、それ以外の材料ではその
形成は認められない。 実施例２〜３ 実施例１と同様にして、PTFEフィルム上に厚さ10μmの-
C≡C-構造または=C=構造を含む炭素材料を調製し、これ
を表１に示す条件下にプラズマ励起処理に供した。As is evident from the comparison between the results of Example 1 and the results of Comparative Examples 1 and 2, the phenomenon that nanotubes are formed on the surface of the carbon material by plasma excitation is caused by -C≡C- or = C =. This is a peculiar phenomenon observed only when a carbon material is used as a raw material, and its formation is not recognized in other materials. Examples 2 to 3 In the same manner as in Example 1, a 10 μm-
A carbon material having a C≡C- structure or a = C = structure was prepared and subjected to a plasma excitation treatment under the conditions shown in Table 1.
【００３４】[0034]
【表１】 [Table 1]
【００３５】TEM観察の結果、いずれの条件下において
も、炭素材料試料表面に直線状カーボンナノチューブが
成長していることが確認された。As a result of TEM observation, it was confirmed that linear carbon nanotubes grew on the surface of the carbon material sample under any conditions.
Claims (2)
マにより励起させて、単層あるいは多層のカーボンナノ
チューブを形成させることを特徴とする直線状カーボン
ナノチューブの製造方法。1. A method for producing linear carbon nanotubes, wherein a carbon material containing -C≡C- or = C = is excited by plasma to form a single-walled or multi-walled carbon nanotube.
いは多層のカーボンナノチューブを形成させる請求項１
に記載の方法。2. A method according to claim 1, wherein a single-walled or multi-walled carbon nanotube is formed on a substrate, particles or a porous body.
The method described in.
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-
1999
- 1999-01-14 JP JP11007598A patent/JP2000203819A/en active Pending
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