簡易熱フィラメント法による多様な炭素同素体の合成条件の検討と評価

简单热丝法合成各种碳同素异形体的条件研究与评价

• 批准号: 19920001
• 负责人: 成田 彰
• 金额: $ 0.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19920001/
• 关键词: 簡易熱フィラメント法; 炭素同素体; カーボンマイクロコイル

簡易熱フィラメント法により様々な形態を有する炭素同素体の合成を行い、その形態と合成条件に関する検討を行った。合成条件として炭素源にエタノールを用い、キャリアーガスである窒素または水素でエタノールをバブリングし、フィラメントのある反応管に導入した。このときのアルコール濃度は2〜3%にした。炭素を析出させる基板は、Mo、Cu、W、Ni、Co、SUS310、インコネル601とした。フィラメント温度は赤外線放射温度計、基板の温度は熱電対温度計で計測した。析出物の評価は、主に走査型電子顕微鏡を用いて形態の観察を行い、炭素同素体の同定は共鳴ラマン分光分析法で行った。キャリアーガスとしては反応管内を窒素置換したあとは水素を用いる方がひも状の炭素同素体が生成することがわかった。基板に関しては、ダイヤモンド合成時にススが良く発生したCuよりも、NiやNiを含む合金であるステンレスが適していた。フィラメント温度、合成時間を制御して実験を行った結果、基板の温度が重要であり、フィラメント直下より10mm程度離れた位置での温度が最低でも300℃に至らないとマイクロコイルなどの同素体は形成されなかった。フィラメントの形状が棒状であるので直下と周辺では生成される同素体の形状が異なった。フィラメント温度が1500℃程度になるのでフィラメント直下には何も析出物は生成されなかった。環状電気炉等でのカーボンナノコイルやマイクロコイルの合成では基板の触媒活性が現れる温度に設定をしてるが、本方法においては基板温度の制御が難しいが、非常に簡単な装置で合成できる優位性はあり、フィラメントの形状を変えなどの検討を続けることでこの問題点を解決したい。

简化的热丝法以各种形式在碳相等的体中合成，并检查了形式和合成条件。作为一种合成条件，将乙醇用于碳源，乙醇用载体氮或氢气加油，并将其引入带有细丝的反应管中。目前酒精浓度为2％至3％。沉淀碳的底物是Mo，Cu，W，Ni，Co，Sus310和Inconel 601。通过红外辐射温度计测量细丝温度，并用热电温度计测量底物的温度。主要使用扫描的电子显微镜观察到记录的评估，并且通过谐振拉曼光谱法进行了碳相等体的鉴定。作为载气，发现在更换反应管的内部后，使用氢的使用是由弦乐含量相等的身体产生的。至于底物，含有Ni和Ni的不锈钢比Cu更合适，Cu在钻石合成过程中生成良好。通过控制灯丝温度和合成时间，板的温度很重要，并且形成相同的元素，除非距离灯丝直接下方约10 mm的温度距离，否至少300°C。由于细丝的形状是杆状的形状，因此在周围和周围周围周围产生的相同元素的形状不同。由于细丝温度约为1500°C，因此未直接在细丝以下产生沉淀。在循环电炉等中碳纳米和微线圈的合成中，它设置为底物催化剂活性的温度，但是在这种方法中，它很难控制板温度，但可以是用非常简单的设备合成。我想通过改变细丝的形状来解决这个问题。