JP5358045B2 - カーボンナノチューブの製造方法 - Google Patents
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Description
「Nanoletters」 Vol. 5, No. 6, June 2005, pp.997-1002
「Nanoletters」 Vol. 2, No. 5, 2002, pp. 525-530
Claims (30)
- 円筒形カーボン構造を調製する方法であって、
(a)触媒成分を基材上に供給するステップと、
(b)炭素成分を供給するステップと、
(c)第1の円筒形カーボン構造を製造するために、前記触媒成分と前記炭素成分を接触させるステップと、
(d)前記炭素成分の供給を停止するステップと、
(e)前記第1の円筒形カーボン構造のカイラリティを決定するステップと、
(f)前記触媒成分を洗浄するステップと、
(g)ステップ(b)からステップ(f)を繰り返して、前記触媒成分と前記炭素成分を接触させることにより前記第1の円筒形カーボン構造と同一のカイラリティを有する第1の円筒形カーボン構造を連続して製造するステップと、を含むことを特徴とする方法。 - 前記円筒形カーボン構造が所望の特性を満たすまで、ステップ(g)を繰り返すステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記所望の特性が、長さ、電気伝導率、熱伝導率、金属特性、半導体特性、及び非金属特性から成る群から選択された少なくとも1つの要素を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記円筒形カーボン構造を前記触媒成分から除去するステップを更に含む、請求項2に記載の方法。
- 前記触媒成分が、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、ルテニウム、及びそれらの組み合わせから成る群から選択された少なくとも1つの要素を含有するナノ粒子を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記炭素成分が、プラズマ助長CVD法、又は熱CVD法の何れかによって製造される炭素蒸気を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記炭素蒸気が、メタン、エチレン、アセチレン、及び二酸化炭素から成る群から選択された少なくとも1つの要素を含む炭素源から製造される、請求項6に記載の方法。
- 前記触媒成分を洗浄するステップが、前記触媒成分上に存在する任意の被覆を還元することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記触媒成分を洗浄するステップが、前記洗浄が前記円筒形カーボン構造の製造を許す範囲で、前記触媒成分上に存在する任意の被覆を除去するのに充分活性である方法を利用することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記触媒成分を洗浄するステップが、前記円筒形カーボン構造と反応しない洗浄方法を利用することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記触媒成分上に存在する任意の被覆を還元するために前記触媒成分を洗浄するステップが、酸化、還元、溶解、放射加熱、化学処理、プラズマ処理、及びそれらの組み合わせから成る群から選択された少なくとも1つの方法を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記化学処理が、前記被覆と水、過酸化物、及び酸から成る群から選択された少なくとも1つの要素を接触させることを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記放射加熱が、前記被覆を電磁波放射、レーザ放射、及びマイクロ波放射から成る群から選択された少なくとも1つの要素に暴露することを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記被覆が、無定形炭素、多層カーボン、金属炭化物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1つの要素を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記円筒形カーボン構造が、シングルウォールカーボンナノチューブ、ダブルウォールカーボンナノチューブ、及びマルチウォールカーボンナノチューから成る群から選択される少なくとも1つの要素を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記円筒形カーボン構造がシングルウォールカーボンナノチューブを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記触媒成分と前記炭素成分を接触させる前記ステップの間に、前記触媒成分が、600〜1000℃の範囲の温度に加熱される、請求項1に記載の方法。
- シングルウォールカーボンナノチューブを調製するための方法であって、
(a)触媒成分を基材上に供給するステップと、
(b)炭素成分を供給するステップと、
(c)カイラリティを有する第1のシングルウォールカーボンナノチューブを製造するために、前記触媒成分と前記炭素成分を接触させるステップと、
(d)前記炭素成分の供給を停止するステップと、
(e)前記最初に製造されたシングルウォールカーボンナノチューブの前記カイラリティを決定するステップと、
(f)前記触媒成分を洗浄するステップと、
(g)ステップ(b)からステップ(f)を繰り返して、前記第1のシングルウォールカーボンナノチューブと同じカイラリティを有する、継続する第1のシングルウォールカーボンナノチューブを製造するステップと、
(h)前記継続する第1のシングルウォールカーボンナノチューブが所望の特性を満たすまで、ステップ(g)を繰り返すステップと、
(i)前記シングルウォールカーボンナノチューブを前記触媒成分から除去するステップと、を含むことを特徴とする方法。 - 前記所望の特性が、長さ、電気伝導率、熱伝導率、金属特性、半導体特性、及び非金属特性から成る群から選択された少なくとも1つの要素を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記触媒成分が、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、ルテニウム、及びそれらの組み合わせから成る群から選択された少なくとも1つの要素を含有するナノ粒子を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記炭素成分が、プラズマ助長CVD法、又は熱CVD法の何れかによって製造される炭素蒸気を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記炭素蒸気が、メタン、エチレン、アセチレン、及び二酸化炭素から成る群から選択された少なくとも1つの要素を含む炭素源から製造される、請求項21に記載の方法。
- 前記触媒成分を洗浄するステップが、前記触媒成分上に存在する任意の被覆を還元することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記触媒成分を洗浄するステップが、前記洗浄が前記シングルウォールカーボンナノチューブの製造を許す範囲で、前記触媒成分上に存在する任意の被覆を除去するのに充分活性である方法を利用することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記触媒成分を洗浄するステップが、前記シングルウォールカーボンナノチューブと反応しない洗浄方法を利用することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記触媒成分上に存在する任意の被覆を還元するために前記触媒成分を洗浄するステップが、酸化、還元、溶解、放射加熱、化学処理、プラズマ処理、及びそれらの組み合わせから成る群から選択された少なくとも1つの方法を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記化学処理が、前記被覆と水、過酸化物、及び酸から成る群から選択された少なくとも1つの要素を接触させることを含む、請求項26に記載の方法。
- 前記放射加熱が、前記被覆を電磁波放射、レーザ放射、及びマイクロ波放射から成る群から選択された少なくとも1つの要素に暴露することを含む、請求項26に記載の方法。
- 前記被覆が、無定形炭素、多層カーボン、金属炭化物、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも1つの要素を含む、請求項26に記載の方法。
- 前記触媒成分と前記炭素成分を接触させる前記ステップの間に、前記触媒成分が、600〜1000℃の範囲の温度に加熱される、請求項18に記載の方法。
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