水熱プロセスによる種々のナノ/マイクロ構造体カーボンの作製と評価

水热法制备各种纳米/微米结构碳材料并评价

基本信息

批准号：
00F00886
负责人：
吉村昌弘
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00F00886/
关键词：
カーボンナノチューブナノセルハイドロサーマル炭素

项目摘要

カーボン材料は古く、かつ新しい材料として多方面で注目されている。特に、近年フラーレンやカーボンナノチューブが見出されて、ますますその重要性が増している。しかしながらこれまでの研究は、ほとんどが気相や真空の中での作製やその挙動に関するもので、水熱条件や湿式プロセスによる研究はほとんど見られない。本研究では各種のカーボン材料を高温高圧の水雰囲気中で処理し、種々のナノ/マイクロ構造を有するカーボン材料の生成とその評価を行った。主な結果は以下のようである。1.カーボン自体は水熱条件下でも300℃位まではほとんど反応しない。2.従って300℃以下ではカーボン材料中の未分解有機物や無機の不純物が抽出され、カーボン自体は純化される。3.アモルファスカーボンは400〜500℃から熱水による腐食を受ける。特に格子が乱れた部分が選択的に腐食される。4.アモルファスカーボンから600℃以上でカーボンナノセルが生成する。5.フラーレン、単層ナノチューブは600℃以上でアモルファス化が始まり、700℃以上では多層ナノチューブを生成する。6.ポリエチレンなどからもNi触媒などがあれば700〜800℃以上でナノフィラメント、ナノパイプ、多層ナノチューブが生成する。7.これらのナノパイプ中に液体および気体が内包されることがあり、この液体は真空中高温下(TEM観察)でも見出される。8.C-H-Oの高温高圧流体中から数μm系の球状カーボンが生成することもある。

碳材料既老又新，在很多领域都备受关注。特别是近年来发现了富勒烯和碳纳米管，其重要性日益增加。然而，迄今为止，大多数研究都集中在气相或真空中的制造和行为，而很少有使用水热条件或湿法工艺的研究。在这项研究中，我们在高温高压水气氛中处理各种碳材料，以生成和评估具有各种纳米/微米结构的碳材料。主要结果如下。 1. 即使在高达300℃左右的水热条件下，碳本身也几乎不发生反应。 2、因此，在300℃以下的温度下，碳材料中未分解的有机物和无机杂质被萃取出来，碳本身得到纯化。 3、无定形碳能被400～500℃的热水腐蚀。特别是，晶格无序的区域会被选择性腐蚀。 4. 碳纳米电池是由无定形碳在600℃以上的温度下生成的。 5. 富勒烯和单壁纳米管在温度高于 600°C 时开始变成非晶态，而多壁纳米管在温度高于 700°C 时形成。 6. 如果使用镍催化剂，则可以在高于 700-800°C 的温度下由聚乙烯形成纳米丝、纳米管和多壁纳米管。 7.液体和气体可以被封装在这些纳米管中，并且这些液体也在高温真空中被发现（TEM观察）。 8. 高温高压的C-H-O流体可能会产生几微米的球形碳。

项目成果

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专利数量（0）

S.Srikanta SWAMY: "Stability of Single Wall Carbon Nanotubes under Hydrothermal Condition"J.Maer.Res.. 17[4]. 734-737 (2002)

S.Srikanta SWAMY：“水热条件下单壁碳纳米管的稳定性”J.Maer.Res.. 17[4]。

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0
作者：
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Takahiro FUJINO: "Phase and Structural Change of Carbonized Wood Materials by Hydrothermal Treatment"Solid State Ionics (Special Issue of SSP-2000). 151. 197-203 (2002)

Takahiro FUJINO：“水热处理碳化木质材料的相和结构变化”固态离子学（SSP-2000 特刊）。

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影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Jose M.CALDERON-MORENO: "Evolution of Single-Wall Carbon Nanotubes by Hydrothermal Treatment"Solid State Ionics (Special Issue of SSP-2000). 151. 205-211 (2002)

Jose M.CALDERON-MORENO：“通过水热处理演化单壁碳纳米管”固态离子学（SSP-2000 特刊）。

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吉村昌弘其他文献

Bioactivity of Titanium-based Builk Metallic Glass Surface via Hydrothermal Hot-pressing Treatment;

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DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
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作者：
伯薫小野木;Takamasa Onoki;王新敏;Xin;S. L. Zhu;干川康人;Yasuto Hoshikawa;杉山直大;N. Sugiyama;赤尾勝;M. Akao;安田榮一;E. Yasuda;吉村昌弘;M. Yoshimura;井上明久;A. Inoue
通讯作者：
A. Inoue

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发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
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作者：
伯薫小野木;Takamasa Onoki;王新敏;X. Wang;S. L. Zhu;干川康人;Yasuto Hoshikawa;杉山直大;N. Sugiyama;赤尾勝;M. Akao;安田榮一;E. Yasuda;吉村昌弘;M. Yoshimura;井上明久;A. Inoue
通讯作者：
A. Inoue