超音波によるナノカーボンの水中合成

利用超声波水下合成纳米碳

基本信息

批准号：
18760573
负责人：
畑中信一
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

フラーレン・カーボンナノチューブの水中超音波合成を目指し、本年度は以下の3つの観点より研究を進めた。1.ベンゼン水溶液およびアセチレン水溶液への超音波照射による生成物の同定ベンゼン・アセチレン水溶液への超音波照射で、不溶性のスス状物質が析出し、そのTEM観察から、固体はナノオーダーの微粒子が凝集したもので、一部グラファイト化していることがわかった。さらに、それをラマン分光し、生成物のラマンスペクトルは活性炭と非常によく似たピークを示し、低結晶性の炭素材料であることがわかった。また、赤外吸収スペクトルにより、固体中にフェニル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、メチル・メチレン基を持つ物質が含まれることがわかった。2.異なる炭素源による生成物および中間生成物の比較水中合成における炭素の供給方法を、溶解度以下の微量ベンゼンによる液体での供給およびアセチレンガスによる水上気体での供給と2通りの方法で行い、その生成物および中間生成物を比較した。その結果、析出固体は、TEM観察、ラマンスペクトル、赤外スペクトルとも大きな違いはなく、炭素源に大きく依存しないことがわかった。一方、中間生成物の分析により、初期生成物に違いはあるが、時間経過とともに同様の反応経路をたどることが示唆された。なお、ベンゼンではビフェニルが多く生成したが、アセチレンでは検出されなかった。3.異なる音場および媒質による超音波合成反応の比較検討有機溶媒では20 kHzのホーン型(進行波音場)で、水溶液では200 kHzの洗浄器型(定在波音場)で固体ススが生成されるが、それと逆の媒質と装置の関係では、数十時間の照射後もほとんど変化が見られなかった。さらに、20 kHzの洗浄器型を比較し、炭素固体生成が周波数への直接的な依存ではなく、音場によるキャビテーション・ダイナミクスの変化に大きく依存していることがわかった。

为了富勒烯和碳纳米管的水下超声合成，今年我们从以下三个角度进行了研究：1。通过对苯和乙炔溶液的超声辐射鉴定产品。苯和乙炔溶液的超声辐射沉淀出一种不溶性的烟灰状物质，而TEM观察结果表明，固体是凝聚的纳米级细颗粒，并部分石位化。此外，它是拉曼光谱法，产物拉曼光谱显示出与活化碳非常相似的峰值，表明它是低结晶度碳材料。此外，红外吸收光谱发现固体含有苯基，羰基，羟基和甲基甲基甲基的物质。 2。与不同碳源的产品和中间产品的比较以两种方式进行了水合成中的碳供应法：与苯苯和乙炔气供应的订购痕迹相比，将产物和中间产品进行比较。结果，发现沉淀的固体与TEM观察，拉曼光谱或红外光谱没有显着差异，并且不依赖于碳源。另一方面，对中间产品的分析表明，尽管初始产品存在差异，但随着时间的推移，它们遵循了类似的反应路径。尽管苯产生了大量的二苯基，但未检测到乙炔。 3。对有机溶剂的20 kHz喇叭类型（波动波磁场）产生的超声合成反应的比较研究，用于有机溶剂，以及在200 kHz的水性溶液中，在200 kHz的水性溶液中，用于200 kHz，但在媒体和设备之间几乎没有变化的相反关系，几乎没有数小时。此外，比较了20 kHz垫圈，我们发现碳固体形成在很大程度上取决于由于声场引起的空化动力学变化，而不是直接依赖频率。