JXBアークジェット連続合成装置による各種フラーレンの高効率合成

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07213214
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 三重野 哲 静岡大学, 理学部, 助教授 (50173993)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浅野 勉 静岡大学, 理学部, 教授 (10021940) ; 櫻井 厚 静岡大学, 理学部, 助教授 (70021938)
• Keywords: JxB力 / アークジェット / フラーレン / 連続自動合成 / 高次フラーレン / 金属内包フラーレン / 弾倉型導入機構 / ナノチューブ

Research Abstract

1.直流アーク放電電流に垂直に磁場を印加することにより、プラズマを上方にジェット噴出させることができた。その結果、炭素粒子のカソードへの再付着を半分に減らし、C_<60>の生産率を約1.5倍に増やすことができた。その結果は、ビデオカメラでの測定とコンピューターでの画像処理により定量化できた。
2.弾倉導入型炭素原料導入機構付きJxBアークジェットフラーレン連続自動合成装置を開発した。この装置では、長さ30cmの炭素棒をあらかじめ50本まで装填することができ、ノンストップで50本の炭素原料を自動的に供給してフラーレンを合成できる。この装置を用いた実験によると、約7w%のC_<60>を含んだ煤を10g/hrで合成でき、C_<60>の生産率は0.7g/hrであった。50本の原料を連続供給した実験において、支障となる問題は発生せず、40時間の放電で、約450gの煤を合成することができた。この装置では、装填炭素棒の太さを太くしたり、原料導入機構をマシンガン型に変えたりして更に大量のフラーレン生産を行うことが問題が無くでき、工場規模での生産装置としても使い得る。また、実験室規模での種々のフラーレンの合成にも非常に有効であることが分かった。
3.上記の装置において、カソードに再付着した炭素をリモートハンドルで繰り返しはぎ取ることができ、1実験で大量のナノチューブ入り炭素塊を合成できることが分かった。
4.JxBアークジェットフラーレン連続自動合成装置を用いた金属内包フラーレンの合成も試み、効率的なLa内包フラーレンの合成に成功した。

Research Products

• [Publications] T.Mieno: "Automatic Production of Fullerenes by a JxB Arc Jet Discharge Preventing Carbon Vapor from Depositing on the Cathode" Fullerene Science & Technology. 3. 429-435 (1995)
• [Publications] T.Mieno: "Automatic Production of Fullerenes by a JxB Arc Jet Discharge" Proceedings of XXII International Conference on Phenomenain Ionized Gases. 2. 17-18 (1995)
• [Publications] 三重野 哲: "JxBアークジェット放電を用いたフラーレンの高効率合成" 電気学会プラズマ研究会資料. EP‐95‐40. 79-83 (1995)
• [Publications] 三重野 哲: "弾倉型原料導入機構付きJxBアークジェットフラーレン合成装置" 第9回フラーレン総合シンポジウム講演要旨集. 119-122 (1995)
• [Publications] 三重野 哲: "弾倉導入型JxBアークジェット自動放電装置を用いた各種フラーレンの合成" 第10回フラーレン総合シンポジウム講演要旨集. 189-191 (1996)
• [Publications] T.Mieno: "JxB arc Jet Fullerene Producer with a Revolver Type Automatic Material Injector" Fullerene Science & Technology. 5(発表予定). (1996)