JP2005247644A - Method and apparatus for manufacturing carbon nanotube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カーボンナノチューブの製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a carbon nanotube manufacturing method and manufacturing apparatus.
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、優れた機械的、電気的、熱的性質を持つことが知られている。そのため走査型プロープ顕微鏡の探針 、薄型大画面の電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、次世代トランジスタ、半導体回路などの超微細加工素材、水素吸蔵材料など様々な用途に応用されることが期待されている。ＣＮＴの主な合成法として、化学気相成長（ＣＶＤ）法・アーク放電法・レーザー蒸発法の3つが知られているが、温度や圧力管理が必要で設備が複雑なため合成コストが高いのが現状である。 Carbon nanotubes (CNT) are known to have excellent mechanical, electrical, and thermal properties. Therefore, it is expected to be applied to various applications such as probes for scanning probe microscopes, thin-field large-field field emission displays (FEDs), next-generation transistors, ultrafine processed materials such as semiconductor circuits, and hydrogen storage materials. . The three main methods of synthesizing CNT are chemical vapor deposition (CVD), arc discharge, and laser evaporation, but the cost of synthesis is high due to the need for temperature and pressure management and complicated equipment. Is the current situation.
またＣＮＴの合成に必要なことは、ＣＮＴの材料となる炭素供給と、それを分解しＣＮＴを形成させるための高温場である。燃焼はこの２点を同時に満たしているためＣＮＴ合成に適していると考えられる。実際、フラーレンなどのカーボンマテリアルは燃焼合成法が確立されたことで大量生産が可能となり、安価に生産できるようになった。ＣＮＴの燃焼合成に関する研究としては、噴流拡散火炎内や予混合火炎中に触媒金属を挿入する方法が報告されている（例えば、非特許文献１，２参照）。 What is necessary for the synthesis of CNT is a carbon supply as a material of CNT and a high temperature field for decomposing it to form CNT. Combustion satisfies these two points at the same time, and is considered suitable for CNT synthesis. In fact, carbon materials such as fullerene can be mass-produced by the establishment of a combustion synthesis method and can be produced at low cost. As a study on combustion synthesis of CNT, a method of inserting a catalytic metal in a jet diffusion flame or a premixed flame has been reported (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2).
非特許文献１には、拡散火炎中に触媒となる金属プローブを挿入して、火炎からの熱と燃料からの炭素とによりＣＮＴを合成することが開示されている。 Non-patent document 1 discloses that a metal probe serving as a catalyst is inserted into a diffusion flame, and CNT is synthesized by heat from the flame and carbon from the fuel.
非特許文献２には、火炎の燃焼生成ガスを用いて、ＣＮＴを合成する方法が開示されている。図１０を参照しつつ、同文献に記載の方法について説明する。図１０は、この方法に用いられる装置を示している。この装置は、火炎を発生させる火炎発生器１０１と、火炎発生器１０１から発生する火炎１０２の後流に配置されたダクト１０３とを備えている。ダクト１０３内には、触媒となる金属プローブ１０４が保持されている。この装置においては、ダクト１０３内に火炎１０２の燃焼ガスが収集されることにより、金属プローブ１０４上にＣＮＴが合成される。なお、同装置においては、火炎１０２として予混合火炎が用いられている。
しかしながら、非特許文献１，２に記載の方法は、何れもＣＮＴを安定的に合成するのに適していない。 However, none of the methods described in Non-Patent Documents 1 and 2 are suitable for stably synthesizing CNTs.
すなわち、非特許文献1に記載の方法では、ＣＮＴの合成に必要な高温場を形成するために拡散火炎を用いている。ここで、拡散火炎においては、火炎温度等の火炎特性は、化学種の種類や初期温度によって一義的に決まらず、火炎が形成される流れ場に依存する。このため、火炎特性を制御しにくい。それゆえ、この方法では、ＣＮＴの合成条件を所望に制御するのが困難となり、ＣＮＴを安定的に合成するのが困難である。 That is, in the method described in Non-Patent Document 1, a diffusion flame is used to form a high temperature field necessary for the synthesis of CNT. Here, in the diffusion flame, flame characteristics such as flame temperature are not uniquely determined by the type of chemical species or the initial temperature, but depend on the flow field in which the flame is formed. For this reason, it is difficult to control the flame characteristics. Therefore, in this method, it is difficult to control the synthesis conditions of CNTs as desired, and it is difficult to stably synthesize CNTs.
また、非特許文献２に記載の方法では、上述の通り、火炎の後流で燃焼ガスを集め、その集められた燃焼ガス中でＣＮＴの合成を行っている。この場合も、ＣＮＴの合成場における燃焼ガスの温度条件等の特性を制御しにくい。したがって、この方法でも、ＣＮＴの合成条件を所望に制御するのが困難となり、ＣＮＴを安定的に合成するのに適さない。 Further, in the method described in Non-Patent Document 2, as described above, combustion gas is collected downstream of the flame, and CNT is synthesized in the collected combustion gas. Also in this case, it is difficult to control characteristics such as the temperature condition of the combustion gas in the CNT synthesis field. Therefore, this method also makes it difficult to control the CNT synthesis conditions as desired, and is not suitable for stably synthesizing CNTs.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＣＮＴを安定的に合成するのに適した製造方法および製造装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and aims at providing the manufacturing method and manufacturing apparatus suitable for synthesize | combining CNT stably.
上記課題を解決するために、本発明によるカーボンナノチューブの製造方法は、燃料に炭素を含む予混合火炎に対して触媒金属を近接させた状態を所定時間保持する保持工程を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the method for producing carbon nanotubes according to the present invention includes a holding step for holding a state in which the catalytic metal is brought close to a premixed flame containing carbon in the fuel for a predetermined time. .
また、本発明によるカーボンナノチューブの製造装置は、燃料に炭素を含む予混合火炎を発生させる火炎発生器と、触媒金属を予混合火炎に対して近接させた状態で保持する保持部材と、を備えることを特徴とする。 The carbon nanotube manufacturing apparatus according to the present invention includes a flame generator that generates a premixed flame containing carbon in the fuel, and a holding member that holds the catalytic metal in a state of being close to the premixed flame. It is characterized by that.
これらの製造方法および製造装置においては、予混合火炎を用いている。予混合火炎は、初期混合気の組成および物理的状態が決まれば、最終燃焼状態の燃焼ガス成分組成や温度、燃焼速度等の火炎の特性が一義的に決まるため、拡散火炎に比して火炎特性を制御し易い。さらに、予混合火炎に対して触媒金属を近接させた状態でＣＮＴを合成するため、予混合火炎の火炎特性を制御することにより、ＣＮＴの合成条件を所望に制御することができる。したがって、これらの製造方法および製造装置は、ＣＮＴを安定的に合成するのに適している。 In these manufacturing methods and manufacturing apparatuses, a premixed flame is used. In the premixed flame, if the composition and physical state of the initial mixture are determined, the characteristics of the flame such as the composition of the combustion gas in the final combustion state, temperature, and combustion speed are uniquely determined. Easy to control characteristics. Furthermore, since the CNT is synthesized with the catalytic metal in proximity to the premixed flame, the synthesis conditions of the CNT can be controlled as desired by controlling the flame characteristics of the premixed flame. Therefore, these production methods and production apparatuses are suitable for stably synthesizing CNTs.
上記製造方法において、予混合火炎は、触媒金属と対向する面が実質的に平面状をしていてもよい。また、上記製造装置において、火炎発生器は、触媒金属と対向する面が実質的に平面状をしている予混合火炎を発生させてもよい。これらの場合、予混合火炎における平面状をしている部分に沿って、触媒金属が配置されることにより、大量のＣＮＴを同時に合成することが可能となる。 In the above manufacturing method, the premixed flame may have a substantially flat surface facing the catalyst metal. Moreover, in the said manufacturing apparatus, a flame generator may generate | occur | produce the premixed flame whose surface facing a catalyst metal is substantially planar. In these cases, it is possible to synthesize a large amount of CNTs at the same time by arranging the catalyst metal along the planar portion of the premixed flame.
上記製造方法において、触媒金属を挟んで予混合火炎に対向する位置に、予混合火炎との対向面が平らな対向部材を配した状態で、保持工程を実行してもよい。また、上記製造装置は、触媒金属を挟んで予混合火炎に対向する位置に配された、予混合火炎との対向面が平らな対向部材を備えていてもよい。こうすることにより、予混合気が対向部材によって遮られることにより、よどみ流が生じ、このよどみ流中に予混合火炎が形成されることになる。このようにして形成される予混合火炎は、その周囲との界面のうち、少なくとも対向部材に対向する部分が実質的に平面状となる。したがって、触媒金属と対向する面が実質的に平面状をしている予混合火炎を容易且つ安定的に形成することができる。 In the above manufacturing method, the holding step may be executed in a state where a facing member having a flat surface facing the premixed flame is disposed at a position facing the premixed flame with the catalyst metal interposed therebetween. Moreover, the said manufacturing apparatus may be provided with the opposing member with which the opposing surface with the premixed flame was arrange | positioned in the position which opposes a premixed flame on both sides of a catalyst metal. By doing so, the premixed gas is blocked by the opposing member, so that a stagnation flow is generated, and a premixed flame is formed in the stagnation flow. In the premixed flame formed in this way, at least a portion facing the facing member in the interface with the periphery thereof is substantially planar. Therefore, it is possible to easily and stably form a premixed flame in which the surface facing the catalyst metal is substantially planar.
上記製造方法において、触媒金属は、対向部材の対向面上に載置されてもよい。また、上記製造装置において、対向部材は、その対向面上に触媒金属を載置可能であってもよい。これらの場合、予混合火炎と触媒金属との間に一定の間隔が保たれた状態を容易に実現することができる。 In the manufacturing method, the catalyst metal may be placed on the facing surface of the facing member. Moreover, in the said manufacturing apparatus, the opposing member may be able to mount a catalyst metal on the opposing surface. In these cases, it is possible to easily realize a state in which a constant interval is maintained between the premixed flame and the catalyst metal.
触媒金属は、平板状をしていてもよい。この場合、大量のＣＮＴを同時に合成することが可能となる。 The catalyst metal may have a flat plate shape. In this case, a large amount of CNT can be synthesized simultaneously.
上記製造方法において、大気開放下で保持工程を実行してもよい。この場合、簡易な装置構成でＣＮＴを合成することができる。 In the above manufacturing method, the holding step may be performed under the atmosphere. In this case, CNT can be synthesized with a simple apparatus configuration.
上記製造装置において、保持部材により保持される触媒金属と、火炎発生器から発生する予混合火炎とは相対的に移動可能であってもよい。この場合、触媒金属における予混合火炎に面する部位を次々と変えていくことにより、ＣＮＴを連続的に合成することができる。したがって、ＣＮＴの量産に特に適した製造装置が実現される。 In the manufacturing apparatus, the catalyst metal held by the holding member and the premixed flame generated from the flame generator may be relatively movable. In this case, CNTs can be synthesized continuously by changing the portions of the catalyst metal facing the premixed flame one after another. Therefore, a manufacturing apparatus particularly suitable for mass production of CNT is realized.
なお、触媒金属と予混合火炎とが相対的に移動可能であるとは、保持部材および火炎発生器のうち何れか一方が可動に設けられていてもよく、両者が可動に設けられていてもよい。 Note that the catalyst metal and the premixed flame are relatively movable means that either one of the holding member and the flame generator may be provided movably, or both may be provided movably. Good.
ＣＮＴを安定的に合成するのに適した製造方法および製造装置が実現される。 A manufacturing method and a manufacturing apparatus suitable for stably synthesizing CNTs are realized.
以下、図面を参照しつつ、本発明によるカーボンナノチューブの製造方法および製造装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of a carbon nanotube production method and production apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are assigned to the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
（第１実施形態）
図１は、本発明によるカーボンナノチューブの製造装置の第１実施形態を示す断面図である。製造装置１は、火炎発生器１０および保持部材２０を備えている。火炎発生器１０は、燃料と酸化剤とを予め混合してから燃焼場に供給することにより、予混合火炎１２を発生させるものである。燃料としては、炭化水素等の有機化合物が用いられる。炭化水素の例としては、Ｃ２Ｈ２やＣ２Ｈ４等が挙げられる。また、酸化剤としては、Ｏ２、Ｏ３、ＮＯ及びＮＯ２等の酸化性ガスが用いられる。予混合気として、燃料と空気とを混合したものを用いた場合、空気中のＯ２が酸化剤として、Ｎ２が希釈剤として作用することになる。 本実施形態において火炎発生器１０は、予混合気の通路内に設けられた、スチールウール１４およびハニカム部材１６を有している。これらのスチールウール１４およびハニカム部材１６は、予混合気の流速を、その進行方向に垂直な面内で略一定とするように設けられた流速制御手段である。ハニカム部材１６の材料としては、例えばセラミックスを用いることができる。なお、予混合火炎１２の温度は、例えば１２００〜２０００℃に設定される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a carbon nanotube production apparatus according to the present invention. The manufacturing apparatus 1 includes a flame generator 10 and a holding member 20. The flame generator 10 generates a premixed flame 12 by previously mixing a fuel and an oxidant and then supplying them to a combustion field. As the fuel, an organic compound such as a hydrocarbon is used. Examples of the hydrocarbon include C 2 H 2 and C 2 H 4 . As the oxidant, an oxidizing gas such as O 2 , O 3 , NO and NO 2 is used. When a mixture of fuel and air is used as the premixed gas, O 2 in the air acts as an oxidant and N 2 acts as a diluent. In the present embodiment, the flame generator 10 includes a steel wool 14 and a honeycomb member 16 provided in the passage of the premixed gas. These steel wool 14 and honeycomb member 16 are flow rate control means provided so as to make the flow rate of the premixed gas substantially constant in a plane perpendicular to the traveling direction thereof. As the material of the honeycomb member 16, for example, ceramics can be used. In addition, the temperature of the premixed flame 12 is set to 1200-2000 degreeC, for example.
保持部材２０は、触媒金属３０を予混合火炎１２に対して近接させた状態で保持するものである。保持部材２０は、触媒金属３０を挟んで予混合火炎１２に対向する位置に配された対向部材２２を有している。この対向部材２２は、平板状をしており、予混合火炎１２との対向面２２ａが平らになっている。また、対向部材２２は、その対向面２２ａ上に、触媒金属３０を載置可能である。触媒金属３０としては、例えば、ニッケル、コバルトもしくは鉄等の遷移金属またはＰｔ系の金属を用いることができ、これらのうち何れか１つ或いは２つ以上を組み合わせて用いることができる。また、触媒金属３０の形状は、平板状であることが好ましい。触媒金属３０は、対向面２２ａ上に平板状の触媒を貼り付けてもよく、膜蒸着やメッキ等により対向面２２ａ上に触媒膜を形成してもよい。 The holding member 20 holds the catalytic metal 30 in a state in which the catalytic metal 30 is brought close to the premixed flame 12. The holding member 20 includes a facing member 22 disposed at a position facing the premixed flame 12 with the catalyst metal 30 interposed therebetween. The facing member 22 has a flat plate shape, and the facing surface 22a facing the premixed flame 12 is flat. Moreover, the opposing member 22 can mount the catalyst metal 30 on the opposing surface 22a. As the catalyst metal 30, for example, a transition metal such as nickel, cobalt, or iron, or a Pt-based metal can be used, and any one of these or a combination of two or more thereof can be used. Moreover, it is preferable that the shape of the catalyst metal 30 is a flat plate shape. As the catalyst metal 30, a flat catalyst may be attached on the facing surface 22a, or a catalyst film may be formed on the facing surface 22a by film deposition, plating, or the like.
次に、製造装置１の動作と併せて、本発明によるカーボンナノチューブの製造方法の一実施形態を説明する。まず、火炎発生器１０から予混合火炎１２を発生させる。このとき、火炎発生器１０から噴出する予混合気が対向部材２２によって遮られることにより、よどみ流が生じ、このよどみ流中に予混合火炎１２が形成されることになる。このため、予混合火炎１２は、その周囲との界面のうち、少なくとも対向部材２２に対向する部分が実質的に平面状をしている。次に、この予混合火炎１２に触媒金属３０を近接させた状態を所定時間保持する（保持工程）。この保持工程は、大気開放下で行うことができる。以上により、触媒金属３０上にＣＮＴが合成される。なお、上記所定時間は、例えば１〜３０分に設定される。 Next, an embodiment of the carbon nanotube manufacturing method according to the present invention will be described together with the operation of the manufacturing apparatus 1. First, the premixed flame 12 is generated from the flame generator 10. At this time, the premixed gas ejected from the flame generator 10 is blocked by the opposing member 22, thereby generating a stagnation flow, and the premixed flame 12 is formed in the stagnation flow. For this reason, in the premixed flame 12, at least a portion facing the facing member 22 in the interface with the periphery thereof is substantially planar. Next, the state where the catalyst metal 30 is brought close to the premixed flame 12 is held for a predetermined time (holding step). This holding step can be performed in the open atmosphere. As described above, CNTs are synthesized on the catalyst metal 30. The predetermined time is set to 1 to 30 minutes, for example.
続いて、本実施形態の効果を説明する。本実施形態においては、予混合火炎１２を用いている。予混合火炎１２は、初期混合気の組成および物理的状態が決まれば、最終燃焼状態の燃焼ガス成分組成や温度、燃焼速度等の火炎の特性が一義的に決まるため、拡散火炎に比して火炎特性を制御し易い。さらに、予混合火炎１２に対して触媒金属３０を近接させた状態でＣＮＴを合成するため、予混合火炎１２の火炎特性を制御することにより、ＣＮＴの合成条件を所望に制御することができる。したがって、本実施形態は、ＣＮＴを安定的に合成するのに適している。 Then, the effect of this embodiment is demonstrated. In this embodiment, the premixed flame 12 is used. When the composition and physical state of the initial mixture are determined, the premixed flame 12 is uniquely determined in terms of flame characteristics such as the composition of combustion gas components in the final combustion state, temperature, and combustion speed. Easy to control flame characteristics. Furthermore, since the CNTs are synthesized with the catalytic metal 30 in the proximity of the premixed flame 12, the CNT synthesis conditions can be controlled as desired by controlling the flame characteristics of the premixed flame 12. Therefore, this embodiment is suitable for stably synthesizing CNTs.
さらに、予混合火炎１２に対して触媒金属３０を近接させた状態でＣＮＴを合成することにより、非特許文献２に記載のように予混合火炎の後流で集めた燃焼ガス中で合成する場合（図１０参照）に比して、熱損失を小さくすることができる。 Further, by synthesizing CNTs with the catalyst metal 30 in proximity to the premixed flame 12, the synthesis is performed in the combustion gas collected downstream of the premixed flame as described in Non-Patent Document 2. Compared to (see FIG. 10), heat loss can be reduced.
なお、予混合火炎１２と触媒金属３０との間隔をｄとしたとき、０＜ｄ≦５mmであることが好ましい。ｄを５ｍｍ以下とすることにより、ＣＮＴの合成条件の制御が特に容易になるとともに、熱損失を充分に小さく抑えることができる。また、ｄ＞０は、予混合火炎と触媒金属とを接触させないことを意味し、これにより、合成されたＣＮＴが変質するのを防ぐことができる。また、０＜ｄ≦５mmを実現するために、火炎発生器１０と触媒金属３０との間隔を、例えば１ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定するとよい。さらに、ｄの上限は、より好ましくは３ｍｍである。この場合、ＣＮＴの合成条件の制御が一層容易になるとともに、熱損失を一層小さく抑えることができる。 It is preferable that 0 <d ≦ 5 mm, where d is the distance between the premixed flame 12 and the catalyst metal 30. By setting d to 5 mm or less, control of the CNT synthesis conditions becomes particularly easy, and heat loss can be suppressed sufficiently small. Further, d> 0 means that the premixed flame and the catalytic metal are not brought into contact with each other, thereby preventing the synthesized CNT from being altered. In order to realize 0 <d ≦ 5 mm, the distance between the flame generator 10 and the catalyst metal 30 may be set to, for example, 1 mm or more and 50 mm or less. Furthermore, the upper limit of d is more preferably 3 mm. In this case, the control of the synthesis conditions of CNT becomes easier and the heat loss can be further reduced.
予混合火炎１２は、触媒金属３０と対向する面が実質的に平面状をしている。このため、予混合火炎１２における平面状をしている部分に沿って、触媒金属３０が配置されることにより、大量のＣＮＴを同時に合成することが可能となる。なお、本実施形態において、触媒金属３０と対向する面が実質的に平面状の予混合火炎を用いることは必須ではない。すなわち、予混合火炎であれば、例えば円錐形状の火炎など、その他の形状の火炎を用いてもよい。 The premixed flame 12 has a substantially flat surface facing the catalyst metal 30. For this reason, it becomes possible to synthesize a large amount of CNTs at the same time by arranging the catalytic metal 30 along the planar portion of the premixed flame 12. In the present embodiment, it is not essential to use a premixed flame whose surface facing the catalyst metal 30 is substantially planar. That is, as long as it is a premixed flame, flames of other shapes such as a conical flame may be used.
製造装置１は対向部材２２を備えており、触媒金属３０を挟んで予混合火炎１２に対向する位置に対向部材２２を配した状態で、保持工程を実行している。これにより、触媒金属３０と対向する面が実質的に平面状をしている予混合火炎１２を容易且つ安定的に形成することができる。なお、このような平面状の予混合火炎１２を形成する手法は、対向部材２２を用いてよどみ流を生じさせる手法に限られず、その他の手法を用いてもよい。その場合、製造装置１に対向部材２２を設ける必要はない。 The manufacturing apparatus 1 includes a facing member 22, and the holding step is performed in a state where the facing member 22 is disposed at a position facing the premixed flame 12 with the catalyst metal 30 interposed therebetween. Thereby, the premixed flame 12 in which the surface facing the catalyst metal 30 is substantially planar can be easily and stably formed. Note that the method of forming such a planar premixed flame 12 is not limited to the method of generating a stagnation flow using the opposing member 22, and other methods may be used. In that case, it is not necessary to provide the opposing member 22 in the manufacturing apparatus 1.
触媒金属３０は、対向部材２２の対向面２２ａ上に載置されている。対向部材２２によってよどみ流を生じさせ、その中に予混合火炎を形成する場合、通常、予混合火炎１２と対向部材２２との間に間隙が生じる。このため、予混合火炎１２と触媒金属３０との間に一定の間隔が保たれた状態を容易に実現することができる。 The catalyst metal 30 is placed on the facing surface 22 a of the facing member 22. When a stagnation flow is generated by the facing member 22 and a premixed flame is formed therein, a gap is usually generated between the premixed flame 12 and the facing member 22. For this reason, it is possible to easily realize a state in which a constant interval is maintained between the premixed flame 12 and the catalyst metal 30.
触媒金属３０が平板状の場合、ワイヤ状の触媒金属上に合成する場合に比して、大量のＣＮＴを同時に合成することが可能となる。ただし、触媒金属３０としては、平板状のものに限られない。図２（ａ）および図２（ｂ）は、触媒金属３０の形状の一例を示している。図２（ａ）においては、対向部材２２の対向面２２ａ上に、ワイヤ状の触媒金属３０が複数載置されている。また、図２（ｂ）においては、メッシュ状の触媒金属３０が載置されている。 When the catalyst metal 30 is flat, a large amount of CNTs can be synthesized at the same time as compared with the case of synthesis on a wire-like catalyst metal. However, the catalyst metal 30 is not limited to a flat plate. 2A and 2B show an example of the shape of the catalyst metal 30. FIG. In FIG. 2A, a plurality of wire-like catalyst metals 30 are placed on the facing surface 22 a of the facing member 22. Moreover, in FIG.2 (b), the mesh-shaped catalyst metal 30 is mounted.
本実施形態においては、大気開放下で保持工程を実行することができるため、簡易な装置構成でＣＮＴを合成することができる。 In the present embodiment, since the holding step can be executed under the atmosphere, CNTs can be synthesized with a simple apparatus configuration.
（第２実施形態）
図３は、本発明によるカーボンナノチューブの製造装置の第２実施形態を示す斜視図である。製造装置２は、火炎発生器１０および保持部材４０を備えている。火炎発生器１０は、図１の製造装置１におけるものと同様であり、予混合火炎１２を発生させる。保持部材４０は、円板上をしており、その中心を通る法線を中心軸として回転可能に設けられている。この保持部材４０は、図１の保持部材２０と同様に、触媒金属３０を予混合火炎１２に近接させた状態で保持する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of the carbon nanotube production apparatus according to the present invention. The manufacturing apparatus 2 includes a flame generator 10 and a holding member 40. The flame generator 10 is the same as that in the manufacturing apparatus 1 of FIG. 1 and generates a premixed flame 12. The holding member 40 is on a circular plate and is rotatably provided with a normal passing through the center as a central axis. The holding member 40 holds the catalyst metal 30 in a state in which the catalyst metal 30 is brought close to the premixed flame 12, similarly to the holding member 20 of FIG. 1.
図４は、触媒金属３０が保持された、保持部材４０の対向面４０ａを示している。この図に示すように、本実施形態においては、複数の触媒金属３０が、対向面４０ａの周囲に沿って配列されている。 FIG. 4 shows the facing surface 40a of the holding member 40 on which the catalytic metal 30 is held. As shown in this figure, in the present embodiment, a plurality of catalytic metals 30 are arranged along the periphery of the facing surface 40a.
図３に戻って、火炎発生器１０と保持部材４０との位置関係を説明する。すなわち、火炎発生器１０は、対向面４０ａ上の触媒金属３０が予混合火炎１２に曝されるように、保持部材４０が回転したときに触媒金属３０の軌跡が描く円周の一部に対応する位置に設けられている。この図においては、図中最も左側に位置する触媒金属３０が予混合火炎１２に曝されている。このような位置関係のため、保持部材４０を回転させることにより、保持部材４０により保持される触媒金属３０と、火炎発生器１０から発生する予混合火炎１２とは相対的に移動可能となっている。また、本実施形態において保持部材４０は、図１の対向部材２２としての機能も有する。すなわち、保持部材４０は、予混合火炎に対向する位置に配されているため、よどみ流中に、周囲との界面のうち、少なくとも保持部材４０に対向する部分が実質的に平面状をしている予混合火炎１２を形成する。 Returning to FIG. 3, the positional relationship between the flame generator 10 and the holding member 40 will be described. That is, the flame generator 10 corresponds to a part of the circumference drawn by the locus of the catalyst metal 30 when the holding member 40 rotates so that the catalyst metal 30 on the facing surface 40a is exposed to the premixed flame 12. It is provided in the position to do. In this figure, the catalytic metal 30 located on the leftmost side in the figure is exposed to the premixed flame 12. Due to this positional relationship, by rotating the holding member 40, the catalyst metal 30 held by the holding member 40 and the premixed flame 12 generated from the flame generator 10 can move relatively. Yes. In the present embodiment, the holding member 40 also has a function as the facing member 22 in FIG. That is, since the holding member 40 is disposed at a position facing the premixed flame, at least a portion of the interface with the surroundings facing the holding member 40 is substantially planar during the stagnation flow. A premixed flame 12 is formed.
また、製造装置２は、回収手段５０および洗浄手段６０を備えている。回収手段５０は、触媒金属３０上に合成されたＣＮＴを回収するためのものであり、触媒金属３０の軌跡が描く円周の一部に、火炎発生器１０とは異なる位置に配置されている。図３において回収手段５０は、図中最も手前に位置する触媒金属３０の直下に配置されている。この回収手段５０は、当接部材５２と回収容器５４とから構成されている。 In addition, the manufacturing apparatus 2 includes a recovery unit 50 and a cleaning unit 60. The recovery means 50 is for recovering the CNT synthesized on the catalyst metal 30 and is arranged at a position different from the flame generator 10 in a part of the circumference drawn by the trajectory of the catalyst metal 30. . In FIG. 3, the recovery means 50 is disposed immediately below the catalyst metal 30 located in the foreground in the drawing. The collection means 50 is composed of a contact member 52 and a collection container 54.
図５を参照しつつ、回収手段５０によってＣＮＴが回収される機構を説明する。この図は、図３の製造装置２を正面から見たときの一部を示している。当接部材５２は、平板状をしており、触媒金属３０に当接するように設けられている。これにより、保持部材４０が回転し触媒金属３０が移動すると、触媒金属３０上のＣＮＴが当接部材５２により削り取られる。削り取られたＣＮＴは、回収容器５４により回収される。なお、本実施形態において、当接部材５２は、触媒金属３０の進行方向下流側から触媒金属３０に当接している。すなわち、触媒金属３０の進行方向について、触媒金属３０における当接部材５２との当接部分よりも下流側の部分と当接部材５２とのなす角は、鋭角となっている。 A mechanism for collecting CNTs by the collecting means 50 will be described with reference to FIG. This figure has shown a part when the manufacturing apparatus 2 of FIG. 3 is seen from the front. The contact member 52 has a flat plate shape and is provided to contact the catalyst metal 30. Thereby, when the holding member 40 rotates and the catalytic metal 30 moves, the CNTs on the catalytic metal 30 are scraped off by the contact member 52. The scraped CNT is collected by the collection container 54. In the present embodiment, the contact member 52 is in contact with the catalyst metal 30 from the downstream side in the traveling direction of the catalyst metal 30. That is, with respect to the advancing direction of the catalyst metal 30, the angle formed by the contact member 52 and the portion of the catalyst metal 30 downstream of the contact portion with the contact member 52 is an acute angle.
図３に戻って、洗浄手段６０は、ＣＮＴの合成および回収が行われた後の触媒金属３０を洗浄するために設けられている。この洗浄手段６０は、触媒金属３０の軌跡が描く円周の一部に、火炎発生器１０および回収手段５０とは異なる位置に配置されている。ただし、保持部材４０が回転したときに、触媒金属３０が、火炎発生器１０、回収手段５０および洗浄手段６０をこの順に通過できるように配置される。この図において洗浄手段６０は、図中最も右側に位置する触媒金属３０の直下に配置されている。洗浄手段６０は、例えばアセトン等の洗浄液を触媒金属３０に噴射し、その後洗浄液を拭き取ることにより、触媒金属３０の洗浄を行う。 Returning to FIG. 3, the cleaning means 60 is provided for cleaning the catalytic metal 30 after the synthesis and recovery of the CNTs. The cleaning means 60 is arranged at a position different from the flame generator 10 and the recovery means 50 on a part of the circumference drawn by the trajectory of the catalytic metal 30. However, when the holding member 40 rotates, the catalyst metal 30 is arranged so that it can pass through the flame generator 10, the recovery means 50, and the cleaning means 60 in this order. In this figure, the cleaning means 60 is disposed immediately below the catalyst metal 30 located on the rightmost side in the figure. The cleaning means 60 cleans the catalyst metal 30 by spraying a cleaning liquid such as acetone onto the catalytic metal 30 and then wiping the cleaning liquid.
次に、製造装置２の動作を説明する。まず、図３の最も左側に位置する触媒金属３０を予混合火炎１２に近接させた状態を所定時間保持する。次に、保持部材４０を回転させることにより、触媒金属３０の進行方向について、いま予混合火炎１２に曝されていた触媒金属３０の一つ上流側に位置する触媒金属３０が予混合火炎１２に近接するようにし、この状態を所定時間保持する。これを繰り返すことにより、複数の触媒金属３０上に次々とＣＮＴが合成されていく。また、各触媒金属３０上に合成されたＣＮＴは、触媒金属３０が回収手段５０上を通過する際に回収される。さらに、ＣＮＴが回収された後の触媒金属３０は、洗浄手段６０上を通過する際に洗浄される。なお、上述した製造装置２の一連の動作は、自動で行うことも手動で行うこともできる。 Next, the operation of the manufacturing apparatus 2 will be described. First, the state in which the catalyst metal 30 located on the leftmost side in FIG. 3 is brought close to the premixed flame 12 is maintained for a predetermined time. Next, by rotating the holding member 40, the catalyst metal 30 located on the upstream side of the catalyst metal 30 that has been exposed to the premixed flame 12 in the traveling direction of the catalyst metal 30 is changed to the premixed flame 12. This state is maintained for a predetermined time. By repeating this, CNTs are synthesized one after another on the plurality of catalytic metals 30. The CNT synthesized on each catalyst metal 30 is recovered when the catalyst metal 30 passes over the recovery means 50. Further, the catalytic metal 30 after the CNTs are collected is washed when passing over the washing means 60. The series of operations of the manufacturing apparatus 2 described above can be performed automatically or manually.
続いて、製造装置２の効果を説明する。製造装置２においても、予混合火炎１２に対して触媒金属３０を近接させた状態でＣＮＴを合成するため、ＣＮＴを安定的に合成することができる。 Then, the effect of the manufacturing apparatus 2 is demonstrated. Also in the manufacturing apparatus 2, since CNT is synthesized in a state where the catalyst metal 30 is brought close to the premixed flame 12, CNT can be synthesized stably.
保持部材４０により保持される触媒金属３０と、火炎発生器１０から発生する予混合火炎１２とは相対的に移動可能である。このため、触媒金属３０における予混合火炎１２に面する部位を次々と変えていくことにより、ＣＮＴを連続的に合成することができる。したがって、ＣＮＴの量産に特に適した製造装置２が実現されている。 The catalytic metal 30 held by the holding member 40 and the premixed flame 12 generated from the flame generator 10 are relatively movable. For this reason, CNT can be continuously synthesized by changing the portions of the catalyst metal 30 facing the premixed flame 12 one after another. Therefore, a manufacturing apparatus 2 that is particularly suitable for mass production of CNTs is realized.
回収手段５０が設けられているため、一つの触媒金属３０上に繰り返しＣＮＴを合成することができる。したがって、製造装置２によれば、保持部材４０を何周も回転させることにより、大量のＣＮＴを合成することが可能である。ただし、回収手段５０を設けることは必須ではなく、その他の回収手段を用いてＣＮＴを回収することとしてもよい。 Since the recovery means 50 is provided, CNTs can be synthesized repeatedly on one catalyst metal 30. Therefore, according to the manufacturing apparatus 2, it is possible to synthesize a large amount of CNTs by rotating the holding member 40 many times. However, it is not essential to provide the collecting means 50, and the CNT may be collected using other collecting means.
洗浄手段６０が設けられているため、一つの触媒金属３０上に繰り返しＣＮＴを合成する場合でも、一定の収率を維持することができる。ただし、洗浄手段６０を設けることは必須ではない。なお、洗浄手段６０により洗浄された後、火炎発生器１０に達するまでに触媒金属３０上の洗浄液が自然乾燥によって充分に乾かない場合には、製造装置２に乾燥手段を設けてもよい。すなわち、洗浄手段６０から火炎発生器１０に至る触媒金属３０の経路中にドライヤー等を配置することにより、触媒金属３０上の洗浄液をより確実に乾かすことができる。 Since the cleaning means 60 is provided, a constant yield can be maintained even when CNTs are repeatedly synthesized on one catalyst metal 30. However, providing the cleaning means 60 is not essential. If the cleaning liquid on the catalyst metal 30 is not sufficiently dried by natural drying after being cleaned by the cleaning means 60 and before reaching the flame generator 10, the manufacturing apparatus 2 may be provided with a drying means. That is, by arranging a dryer or the like in the path of the catalytic metal 30 from the cleaning means 60 to the flame generator 10, the cleaning liquid on the catalytic metal 30 can be dried more reliably.
（第３実施形態）
図６は、本発明によるカーボンナノチューブの製造装置の第３実施形態を示す正面図である。製造装置３は、火炎発生器１０、回収手段５０、洗浄手段６０および保持部材７０を備えている。火炎発生器１０は、図１の製造装置１におけるものと同様であり、予混合火炎１２を発生させる。本実施形態では、複数の火炎発生器１０が設けられている。回収手段５０および洗浄手段６０は、図３の製造装置２におけるものと同様である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a front view showing a third embodiment of the carbon nanotube production apparatus according to the present invention. The manufacturing apparatus 3 includes a flame generator 10, a recovery unit 50, a cleaning unit 60, and a holding member 70. The flame generator 10 is the same as that in the manufacturing apparatus 1 of FIG. 1 and generates a premixed flame 12. In the present embodiment, a plurality of flame generators 10 are provided. The recovery means 50 and the cleaning means 60 are the same as those in the manufacturing apparatus 2 of FIG.
保持部材７０は、いわゆるベルトコンベア状をしており、表面に載置した触媒金属３０を移送することができる。図６において、触媒金属３０は、保持部材７０の下部では図中左から右に、上部では右から左に移動する。この保持部材７０も、触媒金属３０を予混合火炎１２に近接させた状態で保持するものである。保持部材７０の一面側には、触媒金属３０の進行方向について上流側から順に、火炎発生器１０、回収手段５０および洗浄手段６０が配置されている。本実施形態において、保持部材７０により触媒金属３０が移送されることにより、触媒金属３０と予混合火炎１２とは相対的に移動可能となっている。 The holding member 70 has a so-called belt conveyor shape, and can transfer the catalyst metal 30 placed on the surface. In FIG. 6, the catalyst metal 30 moves from the left to the right in the drawing at the lower part of the holding member 70 and from the right to the left at the upper part. The holding member 70 also holds the catalytic metal 30 in a state in which the catalytic metal 30 is brought close to the premixed flame 12. On one side of the holding member 70, the flame generator 10, the recovery unit 50, and the cleaning unit 60 are arranged in order from the upstream side in the traveling direction of the catalyst metal 30. In the present embodiment, the catalyst metal 30 is transferred by the holding member 70, so that the catalyst metal 30 and the premixed flame 12 are relatively movable.
上記構成の製造装置３においても、予混合火炎１２に対して触媒金属３０を近接させた状態でＣＮＴを合成するため、ＣＮＴを安定的に合成することができる。 Also in the manufacturing apparatus 3 having the above configuration, the CNTs are synthesized in a state where the catalytic metal 30 is brought close to the premixed flame 12, so that the CNTs can be synthesized stably.
触媒金属３０と予混合火炎１２とは相対的に移動可能であるため、ＣＮＴの量産に特に適した製造装置３が実現されている。 Since the catalyst metal 30 and the premixed flame 12 are relatively movable, a manufacturing apparatus 3 particularly suitable for mass production of CNTs is realized.
火炎発生器１０が複数設けられているため、１つの触媒金属３０は、複数箇所で予混合火炎１２に曝されることになる。したがって、１箇所あたりで予混合火炎１２に曝す時間を短縮することができるので、ＣＮＴの合成に要する時間を短縮することができる。なお、本実施形態においては、火炎発生器１０を２つ設ける例を示したが、３つ以上設けてもよい。また、火炎発生器１０を保持部材７０の一面側にのみ設けたが、両面側に設けてもよい。 Since a plurality of flame generators 10 are provided, one catalytic metal 30 is exposed to the premixed flame 12 at a plurality of locations. Therefore, the time required for exposure to the premixed flame 12 per place can be shortened, so that the time required for the synthesis of CNTs can be shortened. In the present embodiment, an example in which two flame generators 10 are provided has been described, but three or more flame generators 10 may be provided. Further, although the flame generator 10 is provided only on one side of the holding member 70, it may be provided on both sides.
図１に示す製造装置１を用いて、ＣＮＴの製造を行った。本実施例において火炎発生器１０は、内径が１０ｍｍ、長さが１０００ｍｍである。また、対向部材２２としては、直径７６ｍｍ、厚さ５ｍｍの耐熱性のあるセラミックス板を用いた。触媒金属３０としては、ワイヤ状のＣｏおよびＮｉを用いた。 CNT was manufactured using the manufacturing apparatus 1 shown in FIG. In this embodiment, the flame generator 10 has an inner diameter of 10 mm and a length of 1000 mm. Further, as the counter member 22, a heat-resistant ceramic plate having a diameter of 76 mm and a thickness of 5 mm was used. As the catalyst metal 30, wire-like Co and Ni were used.
火炎発生器１０に流す予混合気としては、希釈剤としてＮ２を加えたＣ２Ｈ４／Ａｉｒを用いた。予混合気の噴出流速は、０．８ｍ／ｓで一定にした。また、火炎温度がＣＮＴの合成量に及ぼす影響を調べるため、エチレンの当量比φはφ＝１．６で一定とし、Ｎ２で希釈することによって火炎温度を変化させた。表１には、測定パラメータを示す。表1において、燃料濃度が低いものから順に、タイプＡ、B、Ｃ、Ｄとしている。また、サンプリングタイム、すなわち触媒金属３０を予混合火炎に近接させた状態での保持時間は、１０分間とした。そして触媒金属３０上に得られた物質をＦＥ−ＳＥＭおよびＦＥ−ＴＥＭにより観察した。
図７および図８は、タイプＢの場合について、触媒金属３０上に合成された物質のＦＥ−ＳＥＭ画像である。図７は触媒金属３０としてＣｏを用いた場合、図８はＮｉを用いた場合をそれぞれ示す。両画像を比較すると、Ｃｏを用いた場合は真っ直ぐな繊維状の物質が、Ｎｉを用いた場合は曲がりくねった繊維状の物質が成長することがわかる。これはタイプＡ〜Ｄの全ての場合に当てはまった。つまり、本実施例で用いたすべてのパラメータにおいて、触媒金属の違いによって繊維状物質の形状が異なることが判明した。しかし、何れの場合にも、触媒金属上に高い密度で繊維状物質を得ることができた。 7 and 8 are FE-SEM images of the material synthesized on the catalytic metal 30 for the type B case. FIG. 7 shows the case where Co is used as the catalyst metal 30, and FIG. 8 shows the case where Ni is used. Comparing the two images, it can be seen that a straight fibrous material grows when Co is used, and a twisted fibrous material grows when Ni is used. This was the case for all types A to D. In other words, it was found that the shape of the fibrous material differs depending on the catalyst metal in all parameters used in this example. However, in any case, a fibrous material could be obtained at a high density on the catalyst metal.
図９は、タイプＢの場合について、Ｃｏ上に合成された物質のＦＥ−ＴＥＭ画像を示している。この図を見ると、合成された物質の内部には空洞が存在し、さらにグラファイトの層が観察できることから、これらの繊維状の物質は多層のＣＮＴであることが判明した。 FIG. 9 shows an FE-TEM image of the material synthesized on Co for Type B. From this figure, it is found that these fibrous materials are multi-layered CNTs because a cavity exists in the synthesized material and a graphite layer can be observed.
表２にＣＮＴが合成された位置および本数を示す。ここで、本数は、ＦＥ−ＳＥＭで得られた５万倍の画像を等しく９分割し、その中心の部分に存在するＣＮＴの数を数えることによって得た。Ｎｉを用いた場合は、全てのパラメータにおいてＣＮＴが絡み合い曲がっていることに起因して本数の測定が困難であったため、合成された位置のみを示す。
ＣＮＴの太さに関しては、何れのパラメータおよび触媒の場合でも大差はなく、直径７．９〜２１．１ｎｍの範囲に分布していた。ここで、平均値は１１．５ｎｍであった。表２からわかるように、Ｃｏに関してはＣＮＴの本数及び合成範囲が最も大きいのがタイプＤの場合で、次いでBの場合であった。さらに、Ｂの場合、１μｍ以上のものなど、比較的長いＣＮＴが合成された。工業上、長いＣＮＴが必要とされることが多々あるため、Ｃｏに関しては、Ａ〜Ｄの中でタイプＢが最適なパラメータであると考えられる。また、Niに関しても、ＣＮＴの合成範囲が最も広いＢがＡ〜Ｄの中で最適なパラメータであると考えられる。 Regarding the thickness of the CNT, there was no great difference in any parameter and catalyst, and it was distributed in the range of 7.9 to 21.1 nm in diameter. Here, the average value was 11.5 nm. As can be seen from Table 2, regarding Co, the number of CNTs and the synthesis range were the largest in the case of type D, and then in the case of B. Further, in the case of B, relatively long CNTs such as those having a size of 1 μm or more were synthesized. Industrially, since long CNTs are often required, type B is considered to be the optimum parameter among A to D for Co. Regarding Ni, B, which has the widest synthesis range of CNT, is considered to be the optimum parameter among A to D.
以上のように、同じパラメータでも触媒の違いにより合成位置が変化することから、ＣｏおよびＮｉには、それぞれ最適な温度が存在するものと考えられる。また、以上ではワイヤ状の触媒金属を用いたが、平板状のＮｉを用いた場合についても同様に実験を行った。その結果、ワイヤの場合と同様に、平板上にもＣＮＴが合成されたことを確認した。 As described above, since the synthesis position varies depending on the catalyst even with the same parameters, it is considered that optimum temperatures exist for Co and Ni, respectively. In the above, a wire-like catalyst metal was used, but a similar experiment was conducted with a plate-like Ni. As a result, as in the case of the wire, it was confirmed that CNT was synthesized on the flat plate.
１ 製造装置
２ 製造装置
３ 製造装置
１０ 火炎発生器
１２ 予混合火炎
１４ スチールウール
１６ ハニカム部材
２０ 保持部材
２２ 対向部材
２２ａ 対向面
３０ 触媒金属
４０ 保持部材
４０ａ 対向面
５０ 回収手段
５２ 当接部材
５４ 回収容器
６０ 洗浄手段
７０ 保持部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus 2 Manufacturing apparatus 3 Manufacturing apparatus 10 Flame generator 12 Premix flame 14 Steel wool 16 Honeycomb member 20 Holding member 22 Opposing member 22a Opposing surface 30 Catalytic metal 40 Holding member 40a Opposing surface 50 Collecting means 52 Contacting member 54 Collecting Container 60 Cleaning means 70 Holding member
Claims (11)
前記予混合火炎は、前記触媒金属と対向する面が実質的に平面状をしていることを特徴とする、カーボンナノチューブの製造方法。 In the manufacturing method of the carbon nanotube of Claim 1,
The method for producing carbon nanotubes, wherein the premixed flame has a substantially flat surface facing the catalyst metal.
前記触媒金属を挟んで前記予混合火炎に対向する位置に、前記予混合火炎との対向面が平らな対向部材を配した状態で、前記保持工程を実行することを特徴とする、カーボンナノチューブの製造方法。 In the manufacturing method of the carbon nanotube of Claim 2,
The holding step is performed in a state where a facing member having a flat surface facing the premixed flame is disposed at a position facing the premixed flame with the catalyst metal interposed therebetween, Production method.
前記触媒金属は、前記対向部材の前記対向面上に載置されることを特徴とする、カーボンナノチューブの製造方法。 In the manufacturing method of the carbon nanotube of Claim 3,
The method for producing carbon nanotubes, wherein the catalyst metal is placed on the facing surface of the facing member.
前記触媒金属は、平板状をしていることを特徴とする、カーボンナノチューブの製造方法。 In the manufacturing method of the carbon nanotube as described in any one of Claims 1-4,
The method for producing carbon nanotubes, wherein the catalyst metal has a flat plate shape.
大気開放下で前記保持工程を実行することを特徴とする、カーボンナノチューブの製造方法。 In the manufacturing method of the carbon nanotube as described in any one of Claims 1-5,
A method for producing carbon nanotubes, wherein the holding step is performed under an open atmosphere.
触媒金属を前記予混合火炎に対して近接させた状態で保持する保持部材と、
を備えることを特徴とする、カーボンナノチューブの製造装置。 A flame generator for generating a premixed flame containing carbon in the fuel;
A holding member for holding the catalyst metal in a state of being close to the premixed flame;
An apparatus for producing carbon nanotubes, comprising:
前記火炎発生器は、前記触媒金属と対向する面が実質的に平面状をしている前記予混合火炎を発生させることを特徴とする、カーボンナノチューブの製造装置。 In the carbon nanotube production apparatus according to claim 7,
The apparatus for producing carbon nanotubes, wherein the flame generator generates the premixed flame in which a surface facing the catalyst metal is substantially planar.
前記触媒金属を挟んで前記予混合火炎に対向する位置に配された、前記予混合火炎との対向面が平らな対向部材を備えることを特徴とする、カーボンナノチューブの製造装置。 In the carbon nanotube manufacturing apparatus according to claim 8,
An apparatus for producing carbon nanotubes, comprising: a facing member having a flat surface facing the premixed flame disposed at a position facing the premixed flame with the catalyst metal interposed therebetween.
前記対向部材は、その前記対向面上に前記触媒金属を載置可能であることを特徴とする、カーボンナノチューブの製造装置。 In the carbon nanotube production apparatus according to claim 9,
The said opposing member can mount the said catalyst metal on the said opposing surface, The manufacturing apparatus of the carbon nanotube characterized by the above-mentioned.
前記保持部材により保持される前記触媒金属と、前記火炎発生器から発生する前記予混合火炎とは相対的に移動可能であることを特徴とする、カーボンナノチューブの製造装置。 In the carbon nanotube manufacturing apparatus according to any one of claims 7 to 10,
The carbon nanotube manufacturing apparatus, wherein the catalytic metal held by the holding member and the premixed flame generated from the flame generator are relatively movable.
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