2018 Fiscal Year Research-status Report
ワイヤレス電解剥離法によるグラフェンの合成と構造制御
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17K18994
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
橋本 英樹 工学院大学, 先進工学部, 助教 (60579556)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | グラフェン / 電気化学 / インターカレーション / アノード酸化 / 硫酸 / 電流密度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，グラファイト粉末に対して直接導通を取らずに電解処理を施し，グラフェンを効率的に得る手法（ワイヤレス電解剥離法）を確立することを最終的な目的としている。これを実現するためには，インターカレーション反応，アノード酸化，バイポーラ電気化学，交流電解を組み合わせ最適な電解条件を確立する必要がある。2年目は，初年度に得られたグラファイトを有線直流電解におけるグラファイト箔の剥離に関する基礎データを参考にして，グラファイト板または粒子に対して，直流ワイヤレスで電解処理を施した。
直流ワイヤレスでグラファイト試料を剥離するために，まずは実験セットアップを検討した。駆動電極として白金電極を用いて，駆動電極間にグラファイト試料を配置し，電解を行うことで，剥離が進行するかを確認した。駆動電極間距離および試料の保持方法は実験の再現性を確保するために，非常に重要なパラメータであるため，電極の固定方法と試料の保持方法を検討した。プラスチック棒を用いて自作の電極固定冶具を作製したところ，電解において高い再現性を確保することができた。また，板はクリップを用いて，粒子は絶縁性フィルターバックを用いて試料を駆動電極間に保持した。電解液濃度，時間，電圧などの諸パラメータを最適化することで，グラファイト板および粒子径約1 mmのグラファイト試料を直流ワイヤレスで処理することが可能となった。得られたグラフェンの構造解析も順調に進行している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り，直流ワイヤレス電解においてグラファイト板およびグラファイト粒子を剥離することが可能であることを見出した。また剥離物の詳細な構造解析も行った。そのため，研究は概ね順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り，直流ワイヤレス電解においてグラファイトを剥離することが可能であることを見出したので，本年度以降も計画通りに研究を推進する。直流ワイヤレス電解において，粒子径1 mm以下の粉末に対して処理を行い，本手法の有効性を確認する。更に交流電解を組み合わせる前に，直接の交流電解においてグラファイトの剥離に及ぼす電解因子の影響を明らかにする。具体的には，波形，周波数，アノード，カソードのバランスなど，諸パラメータを検討し，剥離物の構造を解析する。交流の結果をワイヤレス電解に適用し，効率よくグラフェンを合成できる条件を検討する。得られたグラフェンの構造解析を詳細に行うとともに電気化学デバイスとしての特性評価も行う。
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