非ベンゼノイド構造組込み凹凸炭素層の構築と評価

非苯结构不均匀碳层的构建与评价

基本信息

批准号：
08455404
负责人：
大谷朝男
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

通常炭素化法と、塩化アルミニウム系溶融塩炭素化法を用いて5員環含有デカシクレンから炭素化試料を調製し、さらに高温でも炭素化処理を行った。得られた試料の構造をラ-マンスペクトル、X線回折、ESR,FT-IRを用いて解析した。これまで炭素芳香族平面中に組み込まれた5員環構造を検出する方法は確率されていないが、本研究ではラ-マンスペクトルの1470cm^<-1>付近に現れる吸収がこの構造に帰属すると断定し、この吸収にもとづいて炭素化過程における5員環構造の影響を検討した。その結果、1)5員環構造による吸収は580℃前後で最大になり、それ以上高温では減少する。2)5員環構造は炭素化初期の段階で芳香族平面の拡がりの増大に寄与する。そして、3)炭素化、黒鉛化過程における積層厚さの変化は、5員環よりも炭素化時における溶融の有無に強く依存する、等の点を明らかにした。ついで電解重合法を用いて脂肪族性5員環を有するフルオレンポリマーフィルムを調製し、その炭素化・黒鉛化挙動を検討した。5員環の存在は上述のラ-マンスペクトルの吸収とFT-IRのメチレン基の残存から確認した。得られるフィルムは典型的難黒鉛化性を示したが、フィルムの一部でヘア-ピン状の積層構造が観察され、黒鉛化処理後も残存した。ヘア-ピン状の湾曲をもつためには5員環構造の組み込みが不可欠であり、また他の部分にも5員環構造の存在が示唆され、これが難黒鉛化性をもたらしたと結論した。申請期間中に物性評価をするまでには至らなかったが、5員環を組み込んだ炭素層を構築できることが明らかになった。

采用常规碳化法和氯化铝基熔盐碳化法以含五元环十环烯为原料制备碳化样品，并在高温下进行碳化处理。使用拉曼光谱、X射线衍射、ESR和FT-IR分析所获得的样品的结构。迄今为止，尚未建立检测碳芳族平面中包含的五元环结构的方法，但在本研究中，拉曼光谱中1470 cm^<-1>附近出现的吸收归因于该结构。基于这种吸收，我们研究了五元环结构对碳化过程的影响。结果，1)五元环结构的吸收在580°C左右达到最大值，并在更高的温度下减少。 2)五元环结构有助于碳化初期芳香平面的扩展。 3)明确了碳化和石墨化过程中层厚度的变化更多地取决于碳化过程中是否存在熔融，而不是五元环。接下来，采用电解聚合方法制备了具有脂肪族五元环的芴聚合物薄膜，并研究了其碳化和石墨化行为。由上述拉曼光谱中的吸收和FT-IR中的残留亚甲基证实了5元环的存在。所得膜表现出典型的耐石墨化性，但在膜的某些部分观察到发夹状层状结构，并且即使在石墨化后仍保留这种结构。五元环结构的结合对于发夹状曲率至关重要，并且还暗示其他部分也存在五元环结构，并得出结论，这导致了石墨化的困难。尽管在应用期间无法评估物理性能，但很明显可以构建包含五元环的碳层。