カンファーを炭素源としたカーボンナノチューブの効率的合成

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560661
• Research Institution: Meijo University
• Principal Investigator: 安藤 義則 Meijo University, 理工学部, 教授 (30076591)
• Keywords: カンファー(樟脳) / カーボンナノチューブ / CVD(化学気相成長)法 / 触媒の最適化 / ギガ成長 / ゼオライト

Research Abstract

平成18年度は、炭素源としてカンファー(樟脳)、触媒の鉄源としてフェロセンを用いたCVD法で、シリコン基板上に垂直に配向したCNTsを作製した。それは優れたフィールドエミッション特性を示した。
一方、触媒の酢酸鉄と酢酸コバルトをゼオライト上に担持させて、大気圧中550℃の低温中でMWCNTsを作製することに成功した。しかし、酢酸鉄は極端に高価な原料であり、CNTsの大量生産には向かない。そこで、本年度は酢酸鉄の経済的な代替品を見出し触媒濃度とCVD温度を最適化する条件を求めた。窒化鉄が極端に安価でしかも触媒効果としては、酢酸鉄とほとんど変わらないことを見出した。最適化された条件では、大気圧中650℃ゼオライトに担持したFe-Co触媒を用いて、原料のカンファーの50%もの質量のMWCNTsを作製することができた。その直径は10-15nmであり、できたままの状態でCNTsの純度は88%である。炭素原子のCNTsへの変換効率は実に61%にも達し、他の通常の炭素源では得られていない大きな数字である。よって、我々はこれをギガ成長と呼んでいる。

Research Products

• [Journal Article] Efficient Field Emission from Vertically-Grown ZnO Nanowalls on ITO-Glass Substrate (2008)
  • Author(s): D. Pradhan, Mukul Kumar, Y. Ando, K. T. Leung
  • Journal Title: Nanotechnology 19 Pages: 035603(1-6)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of Beaded and Entwined Carbon Nanofibers in Ni: Al Alloy Catalyst (2007)
  • Author(s): D. Pradhan, M. Sharon, Mukul Kumar, Y. Ando
  • Journal Title: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 7 Pages: 1034-1038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carbon Nanotubes from Camphor: An Environment-Friendly Nanotechnology (2007)
  • Author(s): Mukul Kumar, Y. Ando
  • Journal Title: IOP Journal of Physics Conf. Series 61 Pages: 643-646
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Use of Camphor-Grown Carbon-Nanotube Array as an Efficient Field Emitter (2007)
  • Author(s): Mukul Kumar, T. Okazaki, M. Hiramatsu, Y. Ando
  • Journal Title: Carbon 45 Pages: 1899-1904
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Gigas Growth of Carbon Nanotubes from Camphor: An Environment-friendly Nanotechnology (2007)
  • Author(s): Mukul Kumar, Y. Ando
  • Organizer: INCCOM-6: International Conference on Future Trends in Composite Materials and Processing
  • Place of Presentation: Indian Institute of Technology, Kanpur, India
  • Year and Date: 20071212-14
• [Presentation] Gigas growth of carbon nanotubes from camphor: an environment-friendly nanotechnology (2007)
  • Author(s): M. Kumar, N. Okazaki, Y. Ando
  • Organizer: 18th European Conference on Diamond, Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes, and Nitrides
  • Place of Presentation: Berlin(Germany)
  • Year and Date: 20070900
• [Presentation] Gigas Growth of Carbon Nanotubes from Camphor: An Environment-friendly Approach (2007)
  • Author(s): Mukul Kumar, N. Okazaki, Y. Ando
  • Organizer: Internat. Conf. on Nanoscience and Technology
  • Place of Presentation: Stockholm, Sweden
  • Year and Date: 20070702-06
• [Presentation] Gigas Growth of Carbon Nanotubes (2007)
  • Author(s): M. Kumar, N. Okazaki, T. Maruyama, Y. Ando
  • Organizer: NT07: Eighth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • Place of Presentation: Ouro Preto(Brazil)
  • Year and Date: 20070600
• [Presentation] Gigas Growth of Carbon Nanotubes from Camphor: A Step Towards Green Nanotechnology (2007)
  • Author(s): M. Kumar, N. Okazaki, Y. Ando
  • Organizer: International Conference on New Diamond and Nano Carbons: NDNC-2007
  • Place of Presentation: Osaka(Japan)
  • Year and Date: 20070500
• [Book] Nano Forms of Carbon & Its Application Edited by Maheshwar Sharon and Madhuri Sharon, Chapter 2: Synthesis of Carbon Nanomaterials by Arc Discharge Method (2007)
  • Author(s): Yoshinori Ando
  • Total Pages: 335
  • Publisher: Monad Nanotech P. V. T. Ltd. India
• [Remarks]
  • URL: http://wwwrz.meijo-u.ac.jp/labo/ando.html