JP5028614B2 - A composite material for holding a carbon nanostructure and a method for producing the same. - Google Patents

A composite material for holding a carbon nanostructure and a method for producing the same. Download PDF

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本発明はカ−ボンナノ構造体を保持する複合材料及びその製造方法に関し、特に、ポリマーエアロゲルの孔にカーボンナノ構造体を保持するものに関する。   The present invention relates to a composite material for holding carbon nanostructures and a method for producing the same, and more particularly to a material for holding carbon nanostructures in pores of a polymer airgel.

近年、カーボン粒子、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等（以下「カーボン粒子等」という。）をポリマー中に分散、保持させようとする試みがなされている（例えば下記特許文献１、２及び非特許文献１乃至５参照）。   In recent years, attempts have been made to disperse and hold carbon particles, carbon fibers, carbon nanotubes and the like (hereinafter referred to as “carbon particles”) in a polymer (for example, Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1 below). To 5).

米国特許出願公開第２００６／０１５５３７６号明細書US Patent Application Publication No. 2006/0155376 米国特許出願公開第２００６／００５４４８８号明細書US Patent Application Publication No. 2006/0054488 Ｙａｎｇ Ｙ．，Ｇｕｐｔａ Ｍ． Ｃ．、Ｄｕｄｌｅｙ Ｋ． Ｌ．、Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｒ． Ｗ．、Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ．、２００５年、１７巻，１９９９頁Yang Y. , Gupta M. et al. C. Dudley K .; L. Lawrence R .; W. Adv. Mater. 2005, 17, p. 1999 Ｘｕ Ｊ．、Ｄｏｎｏｈｏｅ Ｊ． Ｐ．、 Ｐｉｔｔｍａｎ Ｊｒ．、Ｃ． Ｕ． Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ Ａ、２００４年、３５巻、６９３頁Xu J.J. Donohoe J .; P. Pittman Jr. , C.I. U. Composites A, 2004, 35, 693 Ｒｏｕｓｅ Ｊ． Ｈ．、Ｌｉｌｌｅｈｅｉ Ｐ． Ｔ．、Ｓａｎｄｅｒｓｏｎ Ｊ．、Ｓｉｏｃｈｉ Ｅ． Ｊ．、Ｃｈｅｍ． Ｍａｔｅｒ．、２００４年、１６巻、３９０４頁Rouse J.J. H. Lillehei P. T.A. Sanderson J .; Siochi E., et al. J. et al. Chem. Mater. 2004, 16: 3904 Ｇｒｉｍｅｓ Ｃ． Ａ．、Ｍｕｎｇｌｅ Ｃ．、Ｋｏｕｚｏｕｄｉｓ Ｄ．、 Ｆａｎｇ Ｓ．、Ｅｋｌｕｎｄ Ｐ． Ｃ．、Ｃｈｅｍ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．、２０００年、 ３１９巻、４６０頁Grimes C.I. A. Mungle C .; Kouzodis D., et al. Fang S. , Eklund P., et al. C. Chem. Phys. Lett. 2000, 319, 460 Ｐöｔｓｃｈｋｅ Ｐ．、Ｂｈａｔｔａｃｈａｒｙｙａ Ａ． Ｒ．、Ｊａｎｋｅ Ａ．、Ｐｏｌｙｍｅｒ、２００３年、４４巻、８０６１頁P ö tschke P.P. Bhattacharya A .; R. , Janke A. , Polymer, 2003, 44, 8061

しかしながら、上記従来の複合材料では、いずれもカーボン粒子等を単にポリエチレンなどのポリマーに混ぜたものであり、複合材料表面に存在するカーボン粒子等は十分利用できるもののポリマー中に分散、保持されるカーボン粒子等を十分に活用できないといった課題がある。なお、カ−ボン粒子等そのままはコロイドの形態で、濾過や分離、回収等取扱いが難しいといった課題もある。   However, in the above-mentioned conventional composite materials, all carbon particles etc. are simply mixed with a polymer such as polyethylene, and the carbon particles etc. existing on the surface of the composite material can be sufficiently utilized, but the carbon dispersed and retained in the polymer There is a problem that particles cannot be fully utilized. In addition, carbon particles and the like are in the form of a colloid as they are, and there is a problem that handling such as filtration, separation, and recovery is difficult.

そこで本発明は、カーボン粒子等の活用効率をより高めた複合材料及びその製造方法を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the composite material which raised utilization efficiency, such as carbon particle, and its manufacturing method.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を行っていたところ、ポリマーエアロゲルの孔にカーボン粒子等を保持させることで、カーボン粒子等の機能を十分発揮させることができることに鑑み、本発明を完成させるに至った。   The inventors of the present invention have been diligently studying the above problems, and in view of the fact that the function of the carbon particles and the like can be sufficiently exhibited by retaining the carbon particles and the like in the pores of the polymer airgel, the present invention has been completed. I came to let you.

即ち、上記課題を解決するための一手段としての複合材料は、ポリマーエアロゲルの孔にカーボンナノ構造体を保持する。   That is, the composite material as one means for solving the above problems holds the carbon nanostructure in the pores of the polymer airgel.

ここで「ポリマーエアロゲル」とは、ポリマー粒子が数珠状につながった三次元構造を保有する有機多孔体をいう。なお、限定されるわけではないが、ポリマーエアロゲルとしては、レソルシノール−ホルムアルデヒドエアロゲル、メラミン−ホルムアルデヒドエアロゲル又はエポキシ−アミンエアロゲルの少なくともいずれかを含んでいることが好ましい。   Here, the “polymer airgel” refers to an organic porous body having a three-dimensional structure in which polymer particles are connected in a bead shape. Although not limited, the polymer airgel preferably contains at least one of resorcinol-formaldehyde aerogel, melamine-formaldehyde aerogel, and epoxy-amine aerogel.

また本手段において、限定されるわけではないが、カーボンナノ構造体はカーボンナノホーン又はカーボンナノチューブの少なくともいずれかを含むことが好ましい。ここで「カーボンナノチューブ」とは、炭素の六角形ユニットが主となって網目状に繋がってできた円筒状物質であり、その両端は半球状に閉じ、サブナノメートルから１００ｎｍ程度の径を有するものを意味する。また「カーボンナノホーン」とは、円筒部分がカーボンナノチューブに比べてはるかに短く、両端の閉じた部位が角のようにとがっているものを意味する。なお、カーボンナノホーンは互いに集合して球状のコロイド粒子（カーボンナノホーンコロイド）を形成する。また、限定されるわけではないがカーボンナノホーンの直径としては５ｎｍ以下であることが好ましく、また限定されるわけではないがカーボンナノホーンコロイドの直径は１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であることが好ましい。   Moreover, in this means, although not necessarily limited, it is preferable that the carbon nanostructure includes at least one of carbon nanohorns and carbon nanotubes. Here, “carbon nanotube” is a cylindrical substance mainly composed of carbon hexagonal units connected in a mesh shape, with both ends closed in a hemispherical shape and having a diameter from sub-nanometer to 100 nm. Means. The “carbon nanohorn” means that the cylindrical portion is much shorter than the carbon nanotube, and the closed portions at both ends are sharp like corners. Note that the carbon nanohorns aggregate to form spherical colloidal particles (carbon nanohorn colloids). Further, although not limited, the diameter of the carbon nanohorn is preferably 5 nm or less, and although not limited, the diameter of the carbon nanohorn colloid is preferably 10 nm or more and 120 nm or less.

また、上記課題を解決する他の一手段としての複合材料の製造方法は、二つ以上の官能基を有する芳香族低分子と、芳香族低分子の官能器と反応可能であるとともに架橋可能な官能基を有する架橋性低分子と、をカーボンナノ構造体の存在下で反応させるものである。   In addition, a method for producing a composite material as another means for solving the above-described problem is that an aromatic low molecule having two or more functional groups can react with a functional unit of an aromatic low molecule and can be crosslinked. A crosslinkable small molecule having a functional group is reacted in the presence of a carbon nanostructure.

また、本手段において、限定されるわけではないが、芳香族低分子は、レソルシノール、メラミン又はエポキシの少なくともいずれかであり、架橋性低分子はホルムアルデヒド又はアミンの少なくともいずれかであることが好ましく、限定されるわけではないが、芳香族低分子がレソルシノール又はメラミンの少なくともいずれかを含む場合、架橋性低分子はホルムアルデヒド含むことがより好ましく、芳香族低分子がエポキシを含む場合、架橋性低分子はアミンを含むことがより好ましい。   Further, in this means, the aromatic low molecule is preferably at least one of resorcinol, melamine or epoxy, and the crosslinkable low molecule is preferably at least one of formaldehyde or amine, although not limited thereto. Although not limited, when the aromatic small molecule includes at least one of resorcinol or melamine, the crosslinkable small molecule preferably includes formaldehyde, and when the aromatic small molecule includes epoxy, the crosslinkable small molecule More preferably contains an amine.

以上により、カーボン粒子等の活用効率をより高めた複合材料及びその製造方法を提供することができる。   As described above, it is possible to provide a composite material with higher utilization efficiency of carbon particles or the like and a method for manufacturing the same.

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the following embodiments.

本実施形態に係る複合材料は、ポリマーエアロゲルの孔にカーボンナノ構造体を保持してなるものである。   The composite material according to this embodiment is obtained by holding carbon nanostructures in pores of a polymer airgel.

本実施形態に係るポリマーエアロゲルの孔は主としてメソ孔の範囲にある。一般に、孔の径が２ｎｍより小さい場合はミクロ孔といい、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下のものをメソ孔といい、５０ｎｍより大きい場合はマクロ孔というがこの表現に限定されることはない。ポリマーエアロゲルにおける孔の大きさとしては、カーボンナノ構造体を保持できる限りにおいて限定されるわけではないが、上記のとおり主としてメソ孔の範囲にあり、１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲内にあることが好ましい。   The pores of the polymer airgel according to this embodiment are mainly in the range of mesopores. In general, when the pore diameter is smaller than 2 nm, it is called a micropore, and when it is 2 nm or more and 50 nm or less, it is called a mesopore, and when it is larger than 50 nm, it is called a macropore, but it is not limited to this expression. The size of the pores in the polymer airgel is not limited as long as the carbon nanostructure can be retained, but as described above, it is mainly in the range of mesopores, and preferably in the range of 10 nm to 120 nm. .

ポリマーエアロゲルの種類としては、限定されるわけではないが、レソルシノール−ホルムアルデヒドエアロゲル、メラミン−ホルムアルデヒドエアロゲル又はエポキシ−アミンエアロゲルの少なくともいずれかであることが孔の径の設計等を含め製造容易性の観点から好ましい。   The type of polymer aerogel is not limited, but is at least one of resorcinol-formaldehyde aerogel, melamine-formaldehyde aerogel, or epoxy-amine aerogel, including the design of pore diameter, and the viewpoint of manufacturability To preferred.

また、ポリマーエアロゲルの内部に保持されるカーボンナノ構造体としては、電気伝導性、吸着性等複合材料に付加したい機能を有する限りに限定されるものではないが、例えばカーボンナノホーン又はカーボンナノチューブの少なくともいずれかを含むことが好ましい。カーボンナノホーンは、電気伝導性、ガス吸着性、触媒活性、ガス分離という機能が期待され、電極、ガス分離剤、エネルギー貯蔵の材料として使用することができる。特にカーボンナノホーンは集合して球状のコロイド粒子となっており、ポリマーエアロゲルの孔に効率よく充填が可能となる。なおカーボンナノホーンコロイドの場合、ポリマーエアロゲルの孔に充填できる限りにおいて限定されるわけではないが、カーボンナノホーンの直径が５ｎｍ以下であり、カーボンナノホーンコロイドの直径としては、例えば１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であることは好ましい範囲である。また、カーボンナノチューブも、カーボンナノホーン同様の機能を有している。なお、ポリマーエアロゲルの孔に保持されるカーボンナノ構造体の量としては、複合材料に付与する特性の範囲に応じ適宜調整可能であり限定されるものではない。   Further, the carbon nanostructure retained inside the polymer airgel is not limited as long as it has a function desired to be added to the composite material such as electric conductivity and adsorptivity, but for example, at least carbon nanohorn or carbon nanotube It is preferable to include any of them. Carbon nanohorns are expected to have functions of electrical conductivity, gas adsorption, catalytic activity, and gas separation, and can be used as electrodes, gas separation agents, and energy storage materials. In particular, the carbon nanohorns are aggregated into spherical colloidal particles, and the pores of the polymer airgel can be efficiently filled. The carbon nanohorn colloid is not limited as long as it can be filled in the pores of the polymer airgel, but the diameter of the carbon nanohorn is 5 nm or less, and the diameter of the carbon nanohorn colloid is, for example, 10 nm or more and 120 nm or less. Is a preferred range. Carbon nanotubes also have the same function as carbon nanohorns. The amount of the carbon nanostructures held in the pores of the polymer airgel can be appropriately adjusted according to the range of characteristics imparted to the composite material and is not limited.

以上のとおり本複合材料のポリマーエアロゲルは内部に孔を有しているため、この孔にカーボンナノ構造体を配置して保持させることで、カーボンナノ構造体をポリマーで密封してしまうことなくカーボンナノ構造体の機能を維持させつつ保持させることができる。また特に、ポリマーエアロゲルは連結した孔を有しているため、ポリマーエアロゲル内に保持されるカーボンナノ構造体はポリマーエアロゲル外部の雰囲気と接触することが可能となる。また、ポリマーエアロゲル内に保持されたカーボンナノ構造体は連結していると考えられ、例えばカーボンナノ構造体が導電性を有している場合は、複合材料全体に対し導電性をもたせることができる。これにより、カーボンナノ構造体の活用効率をより高めた複合材料及びその製造方法を提供することができる。   As described above, since the polymer airgel of this composite material has pores inside, by arranging and holding the carbon nanostructures in the pores, the carbon nanostructures are not sealed with the polymer. It can hold | maintain, maintaining the function of a nanostructure. In particular, since the polymer airgel has connected holes, the carbon nanostructure held in the polymer airgel can come into contact with the atmosphere outside the polymer airgel. In addition, the carbon nanostructures held in the polymer airgel are considered to be connected. For example, when the carbon nanostructure has conductivity, the entire composite material can be made conductive. . Thereby, the composite material which raised the utilization efficiency of carbon nanostructure more, and its manufacturing method can be provided.

次に、上記複合材料の製造方法（以下「本製造方法」という。）について説明する。本製造方法は、二つ以上の官能基を有する芳香族低分子と、芳香族低分子の官能器と反応可能であるとともに架橋可能な官能基を有する架橋性低分子と、を反応させて複数の孔が形成されたポリマーエアロゲルを作製し、ポリマーエアロゲルの孔にカーボンナノ構造体を保持させることを特徴の一つとする。   Next, a method for producing the composite material (hereinafter referred to as “the present production method”) will be described. This production method comprises reacting an aromatic small molecule having two or more functional groups with a crosslinkable small molecule having a functional group capable of crosslinking with a functional group of an aromatic low molecule. One feature is that a polymer airgel having the pores is prepared, and the carbon nanostructure is held in the pores of the polymer airgel.

ここで、用いられる芳香族低分子としては、限定されるわけではないが、ポリマー化する反応が可能となる観点からレソルシノール、メラミン又はエポキシの少なくともいずれかを含むことが好ましい。またここにおける「官能基」とは、原子団即ち複数の原子が結合することにより形成される分子内の特定の部分構造のことをいい、具体的には二つ以上の官能基を有する芳香族低分子であることが好ましい。また、ここで用いられる架橋性低分子としては、限定されるわけではないが、上記の芳香族低分子と反応してポリマー化が可能となる観点からホルムアルデヒド又はアミンの少なくともいずれかを含むことが好ましい。なお、上記の芳香族低分子がレソルシノール又はメラミンの少なくともいずれかを含んでいる場合は、架橋性低分子はホルムアルデヒドがより好ましく、芳香族低分子がエポキシである場合は、架橋性低分子はアミンであることがより好ましい。   Here, the aromatic low molecule used is not limited, but preferably contains at least one of resorcinol, melamine or epoxy from the viewpoint of enabling a reaction to polymerize. The “functional group” herein refers to a specific partial structure in a molecule formed by bonding an atomic group, that is, a plurality of atoms, specifically, an aromatic having two or more functional groups. It is preferably a low molecule. In addition, the crosslinkable small molecule used here is not limited, but may contain at least one of formaldehyde and amine from the viewpoint of allowing polymerization by reacting with the above aromatic small molecule. preferable. In the case where the aromatic low molecule contains at least one of resorcinol or melamine, the crosslinkable low molecule is more preferably formaldehyde, and when the aromatic low molecule is epoxy, the crosslinkable low molecule is an amine. It is more preferable that

なお、反応させる芳香族低分子と架橋性低分子の比としては、これらが反応し、ポリマーエアロゲルを形成できる限り適宜調整可能であり限定されるわけではないが、例えばレソルシノール−ホルムアルデヒドエアロゲルを作製する場合は、レソルシノールとホルムアルデヒドエアロゲルの比は０．１〜０．７：１の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは０．１５〜０．５：１である。   In addition, the ratio of the aromatic low molecule to be reacted and the crosslinkable low molecule is not limited and can be appropriately adjusted as long as they react to form a polymer airgel. For example, a resorcinol-formaldehyde airgel is prepared. In this case, the ratio of resorcinol to formaldehyde airgel is preferably in the range of 0.1 to 0.7: 1, more preferably 0.15 to 0.5: 1.

なお、上記の芳香族低分子と架橋性低分子の反応は、溶媒下で行うことが好ましく、限定されるわけではないが、例えば水、エタノール、アセトン又は他の有機溶媒の少なくともいずれかを用いることが好ましい。また、この反応の効率を向上させるために触媒を用いることも好ましく、触媒としてアルカリ性物質や弱酸であることがより好ましく、例えば炭酸ナトリウム、水酸ナトリウム、酢酸の少なくともいずれかを用いることが好ましい。   In addition, it is preferable to perform reaction of said aromatic low molecule | numerator and crosslinkable low molecule | numerator under a solvent, but it is not necessarily limited, For example, water, ethanol, acetone, or another organic solvent is used. It is preferable. In order to improve the efficiency of this reaction, it is also preferable to use a catalyst, and it is more preferable to use an alkaline substance or a weak acid as the catalyst. For example, it is preferable to use at least one of sodium carbonate, sodium hydroxide, and acetic acid.

ポリマーエアロゲルの孔にカーボンナノ構造体を保持させる工程としては、限定されるわけではないが、例えば、カーボンナノ構造体を分散させた溶液にポリマーエアロゲルを漬浸する方法が好ましい。   The step of retaining the carbon nanostructure in the pores of the polymer airgel is not limited, but, for example, a method of immersing the polymer airgel in a solution in which the carbon nanostructure is dispersed is preferable.

カーボンナノ構造体を分散させた溶液にポリマーエアロゲルを漬浸する方法において、漬浸させる方法は限定されるわけではないが、真空含浸であることが好ましい。ここで真空含浸とは、真空状態を利用して、流動体を多孔体の孔に導入する方法をいう。   In the method of immersing the polymer airgel in the solution in which the carbon nanostructures are dispersed, the method of immersing the polymer airgel is not limited, but vacuum impregnation is preferable. Here, vacuum impregnation refers to a method of introducing a fluid into pores of a porous body using a vacuum state.

また、上記方法で用いるカーボンナノ構造体を分散させた溶液において、溶媒は限定されるわけではないが、トルエン、エタノール、アセトン、シクルエタル酸、水、過酸過水素の少なくともいずれかを用いることが好ましい。また、溶液に分散させるカーボンナノ構造体の量としても、本実施形態に係る複合材料が保持するカーボンナノ構造体の好ましい範囲を実現できる限り限定されるわけではないが、例えば０．０１ｍｇ／ｍｌ以上３０ｍｇ／ｍｌ以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．１ｍｇ／ｍｌ以上１０ｍｇ／ｍｌ以下の範囲である。なおカーボンナノ構造体は、溶媒に加えた後、超音波分散、表面活性剤分散等分散処理を施しておくことも好ましい。   Further, in the solution in which the carbon nanostructures used in the above method are dispersed, the solvent is not limited, but it is possible to use at least one of toluene, ethanol, acetone, cyclethalic acid, water, and peracid perhydrogen. preferable. Further, the amount of the carbon nanostructure dispersed in the solution is not limited as long as the preferable range of the carbon nanostructure retained by the composite material according to the present embodiment can be realized. For example, 0.01 mg / ml The range is preferably 30 mg / ml or less, and more preferably 0.1 mg / ml or more and 10 mg / ml or less. The carbon nanostructure is preferably added to a solvent and then subjected to a dispersion treatment such as ultrasonic dispersion or surfactant dispersion.

以上のとおり、本実施形態によっても、カーボンナノ構造体の活用効率をより高めた複合材料及びその製造方法を提供することができる。   As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a composite material and a method for manufacturing the same that further improve the utilization efficiency of the carbon nanostructure.

以下、上記実施形態に係る複合材料の効果の確認のため、実際に複合材料を作製し、その機能を確認した。以下、説明する。   Hereinafter, in order to confirm the effect of the composite material according to the above embodiment, a composite material was actually produced and its function was confirmed. This will be described below.

まず、０．０５ｍｏｌのレソルシノールと、０．２７ｍｏｌのホルムアルデヒド、０．７２ｍｏｌの水、０．０００１ｍｏｌの炭酸ナトリウムの混合溶液を調製し、６０℃のもと２４時間反応させ、更に９０℃のもと７２時間反応させ、超臨界乾燥させることでレソルシノール−ホルムアルデヒドからなるポリマーエアロゲルを作製した。   First, a mixed solution of 0.05 mol of resorcinol, 0.27 mol of formaldehyde, 0.72 mol of water, and 0.0001 mol of sodium carbonate was prepared, reacted at 60 ° C. for 24 hours, and further at 90 ° C. The polymer airgel which consists of resorcinol-formaldehyde was produced by making it react for 72 hours and making it supercritical dry.

次に、１１ｍｇのカーボンナノホーンを２ｍｌのトルエンに超音波で分散させ、この有機溶媒に６０ｍｇのポリマーエアロゲルを真空含浸させた。   Next, 11 mg of carbon nanohorn was dispersed in 2 ml of toluene with ultrasonic waves, and 60 mg of polymer airgel was vacuum impregnated in this organic solvent.

その後、上記ポリマーエアロゲルを取り出し、水でよく洗った後、１１０℃のオーブンにて ２時間乾燥させた。なおこの工程において、色は黒色に変わったものの、ポリマーエアロゲルの形態に変化はなかった。なお、この結果得られたポリマーエアロゲルに対し、電界放出型走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行ったところ、ポリマーエアロゲルの孔にカーボンナノホーンが保持されており、複合材料となっていることを確認した。この結果を図１に示す。   Thereafter, the polymer airgel was taken out, washed thoroughly with water, and then dried in an oven at 110 ° C. for 2 hours. In this step, although the color changed to black, the shape of the polymer airgel was not changed. The polymer airgel obtained as a result of observation with a field emission scanning electron microscope (SEM) confirmed that carbon nanohorns were retained in the pores of the polymer airgel and that the polymer airgel was a composite material. . The result is shown in FIG.

また、本実施例により得られた複合材料の孔の構造についても測定した。この結果を下記表１に示しておく。ここで比表面積は、窒素吸着等温線をＢＥＴ法により解析することで得た値であり、また、メソ細孔径、メソ細孔容量、ミクロ細孔径、ミクロ細孔の容量は、Ｄｏｌｌｉｍｏｒｅ−Ｈｅａｌ（ＤＨ）法、Ｓａｉｔｏ−Ｆｏｌｅｙ法又はＤｕｂｉｎｉｎ−Ｒａｄｕｓｈｋｅｖｉｃｈ（ＤＲ）法による解析でそれぞれ得られた値である。
In addition, the pore structure of the composite material obtained in this example was also measured. The results are shown in Table 1 below. Here, the specific surface area is a value obtained by analyzing the nitrogen adsorption isotherm by the BET method, and the mesopore diameter, the mesopore volume, the micropore diameter, and the micropore capacity are represented by DH) method, Saito-Foley method or Dubinin-Radushkevich (DR) method.

また、ここで得られた複合材料の電気伝導度について、Ｐｒｏｔｅｋ ６０３ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒを用いて測定したところ、１０−３Ｓｍ−１以上あることが確認でき、本複合材料が導電性を有していることを確認した。 Moreover, when it measured using Protek 603 Digital Multimeter about the electrical conductivity of the composite material obtained here, it can confirm that it is 10 < -3 > Sm < -1 > or more, This composite material has electroconductivity. It was confirmed.

また、この結果得られた複合材料に対し、窒素吸着等温線を窒素吸着等温線測定装置（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製、型番Ａｕｔｓｏｒｂ−１）によって測定した。この結果を図２に示す。この結果、本複合材料においてミクロポアとメソポアが有し、吸着性能が良いであることを確認した。   Further, the nitrogen adsorption isotherm of the composite material obtained as a result was measured with a nitrogen adsorption isotherm measuring device (manufactured by Quantachrome, model number Autosorb-1). The result is shown in FIG. As a result, it was confirmed that the composite material has micropores and mesopores and has good adsorption performance.

以上、本実施例により、本発明の効果を確認することができた。   As described above, the effect of the present invention could be confirmed by this example.

本発明による複合材料は、例えば吸着剤、触媒担体、ガス等のセンサー、電極、イオン交換樹脂、電気二重層キャパシタやスーパーキャパシタ等のキャパシタとして好適に使用でき、産業上の利用可能性がある。   The composite material according to the present invention can be suitably used as a capacitor such as an adsorbent, a catalyst carrier, a gas sensor, an electrode, an ion exchange resin, an electric double layer capacitor, a supercapacitor and the like, and has industrial applicability.

実施例１で作製した複合材料のＳＥＭ写真（図面代用）である。2 is a SEM photograph (drawing substitute) of the composite material produced in Example 1. FIG. 実施例１で作製した複合材料の窒素吸着等温線を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a nitrogen adsorption isotherm of the composite material produced in Example 1.

Claims (4)

レソルシノール−ホルムアルデヒドエアロゲル、メラミン−ホルムアルデヒドエアロゲル又はエポキシ−アミンエアロゲルの少なくともいずれかを含むポリマーエアロゲルの孔の中にカーボンナノホーンコロイドを保持した複合材料であって、A composite material in which carbon nanohorn colloids are held in pores of a polymer aerogel comprising at least one of resorcinol-formaldehyde aerogel, melamine-formaldehyde aerogel, or epoxy-amine aerogel,
前記ポリマーエアロゲルの孔は１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲にあり、  The pores of the polymer airgel are in the range of 10 nm to 120 nm,
前記カーボンナノホーンコロイドの径も１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲にある複合材料。  A composite material in which the diameter of the carbon nanohorn colloid is also in the range of 10 nm to 120 nm. レソルシノール、メラミン又はエポキシの少なくともいずれかを含む芳香族低分子と、ホルムアルデヒド又はアミンの少なくともいずれかを含む架橋性低分子と、を反応させて径が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の複数の孔が形成されたポリマーエアロゲルを作製し、
その後、前記ポリマーエアロゲルの前記孔に径が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下のカーボンナノホーンコロイドを保持させる複合材料の製造方法。 A plurality of pores having a diameter of 10 nm or more and 120 nm or less were formed by reacting an aromatic small molecule containing at least one of resorcinol, melamine or epoxy and a crosslinkable small molecule containing at least one of formaldehyde or amine . Make polymer airgel,
Then, the manufacturing method of the composite material which hold | maintains the carbon nanohorn colloid whose diameter is 10 nm or more and 120 nm or less in the said hole of the said polymer airgel. 前記複数の孔が形成されたポリマーエアロゲルを作製するのは、超臨界乾燥を用いて行う請求項２記載の複合材料の製造方法。The method for producing a composite material according to claim 2, wherein the polymer airgel having the plurality of pores is produced by using supercritical drying. 前記ポリマーエアロゲルの前記孔にカーボンナノ構造体を保持させるのは、真空含浸により行われる請求項２記載の複合材料の製造方法。

The method for producing a composite material according to claim 2 , wherein the carbon nanostructure is held in the pores of the polymer airgel by vacuum impregnation.

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