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

• 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

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。

碳材料是新旧的，在许多地区都引起了人们的关注。尤其是，近年来已经发现了富勒烯和碳纳米管，它们的重要性变得越来越重要。但是，以前的大多数研究都与气相或真空中的制造和行为有关，很少使用水热条件或湿过程发现研究。在这项研究中，在高温和高压水气中处理了各种碳材料，并进行了各种纳米/微结构的碳材料的形成，并进行了评估。主要结果如下：1。即使在水热条件下，碳本身也几乎没有反应约300°C。 2。因此，在300°C以下，提取碳材料中未调节的有机物和无机杂质，并纯化碳本身。 3。无定形碳受到400至500°C的热水引起的腐蚀。晶格特别扭曲的部分将被选择性地腐蚀。 4。碳纳米细胞是由600°C或更高的无定形碳生产的。 5。富勒烯和单壁纳米管在600°C或更高的情况下开始非晶化，并在700°C或更高的情况下产生多壁纳米管。 6。如果包括Ni催化剂，则可以在700-800°C或更高的温度下从聚乙烯或类似的情况下生产纳米丝，纳米和多层纳米管。 7。液体和气体可能被封装在这些纳米管中，并且在真空中的高温下也发现了这种液体（TEM观察）。 8。可以通过C-H-O的高压高压流体产生几种几μM的球形碳。

项目成果

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]。

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）。

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）。