組織レベルでの表面アロイ化による炭素材料の新機能の創出

通过组织水平的表面合金化创造碳材料的新功能

• 批准号: 09243215
• 负责人: 三宅 幹夫
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09243215/
• 关键词: 炭素材料; 表面アロイ化; 組織レベル; 新機能; フェロセン; 配位子交換; シリル化; 六角網面

多様な特性を有するsp2炭素材料の表面を組織・分子レベルでアロイ化・複合化することによって、触媒、電磁気、分散・接合など新たな材料特性の発現が期待できる。本研究は、反応性官能基の存在しない六角網面の修飾を含め、sp2炭素の表面に官能基を導入する方法の開発を目的とした。芳香環エッジの表面修飾反応として、メソフェーズ小球体(球晶)を試料とし、硝酸酸化によって表面に酸性官能基(-COOH、-OH)を導入した。その後、ヘキサン中、室温でアルキルトリクロロシランと反応させ、シリル化を導入した。TC測定の結果、10^<18>個/m^2程度のシリル基が導入されたものと見積れた。酸化球晶は親水性であったが、シリル基の導入により疎水性に転じ、導入した官能基の種類によって表面特性が大きく変化することが判った。反応性官能基の存在しない六角網面への表面修飾反応として、カーボンブラック(CB)を試料として用い、塩化アルミニウム、および、アルミニウム存在下、シクロヘキサン還流温度でフェロセンと反応させた。反応生成物のEDX分析によってFeが検出され、希塩酸で洗浄後にもFeが残存した。反応生成物は、また、CBよりもH/C原子数比が増加した。以上の結果より、フェロセンのシクロペンタジエニル基の一つが炭素六角網面と配位子交換した錯体が生成し、官能基導入がおこなえたものと推察される。

通过合金和将SP2碳材料的表面与组织和分子水平的各种特性相结合，可以预期催化剂，电磁，分散和粘结等新材料特性。这项研究旨在开发一种将官能团引入SP2碳表面的方法，包括对没有反应性官能团的六边形净表面的修饰。作为芳族环边缘的表面修饰反应，将中间相的小球（球形）用作样品，并通过氧化硝酸来引入酸性官能团（-cooh，-oH）。然后将混合物在室温下与己烷中的烷基三氯烷烷反应，以引入甲硅烷基化。由于TC测量值，据估计已经引入了约10^<18>。尽管氧化物球状石是亲水性的，但发现水硅烷基团的引入变成疏水性，表面特性显着变化，具体取决于引入的官能团的类型。作为对六角网络表面的表面修饰反应，在不存在反应性官能团的情况下，将碳黑色（CB）用作样品，并在氯化铝和铝的存在下与环己烷反射温度下的二循环反应。通过对反应产物的EDX分析检测到FE，即使用稀盐酸洗涤后，FE仍保持不变。与CB相比，该反应产物的H/C原子比也增加了。从以上结果估计，将二革革二烯基团之一与碳六角净净表面交换并引入官能团的复合物。

项目成果

安田 幸二: "炭素六角網面の化学修飾に関する研究" 日本化学会北陸地区講演会と研究発表会要旨集. 186-186 (1997)

Koji Yasuda：“碳六方网络的化学修饰研究”日本化学会北陆地区会议和研究报告摘要186-186（1997）。

安田 幸二: "積層炭素六角網面の表面修飾" 日本化学会第73秋季年会講演予稿集. 96-96 (1997)

Koji Yasuda：“层状碳六方网络的表面改性”日本化学会第 73 届秋季年会论文集 96-96 (1997)。

安田 幸二: "フェロセンの配位子交換による炭素六角網面の表面化学修飾" 第24回炭素材料学会年会要旨集. 34-35 (1997)

Koji Yasuda：“通过二茂铁配体交换对碳六方网络进行表面化学修饰”碳材料学会第 24 届年会摘要 34-35 (1997)。