2019 Fiscal Year Annual Research Report
Operando EXAFS study on growth mechanism of carbon nanotube
| Project/Area Number |
19H02563
|
|---|
| Research Institution | Meijo University |
|---|
Principal Investigator |
丸山 隆浩 名城大学, 理工学部, 教授 (30282338)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
成塚 重弥 名城大学, 理工学部, 教授 (80282680)
才田 隆広 名城大学, 理工学部, 准教授 (90710905)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | カーボンナノチューブ / EXAFS / 触媒 / CVD |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は透過法による広域X線吸収微細構造（EXAFS）測定を行うためのオペランド測定用化学気相成長（CVD）装置の製作を行った。放射光施設のビームラインに設置するため，X線吸収分光（XAFS)測定が可能な全長30cm以下の小型の加熱炉を購入し，これにカーボンナノチューブ（CNT)成長用のガス導入システムを接続した。マスフローコントローラで流量を制御しながら，原料ガスであるエタノール蒸気とキャリアガスとして用いるアルゴン/水素ガスをCVDの加熱炉に導入できるシステムを構築した。さらに，本システムを用いて，実際に単層カーボンナノチューブ（SWCNT）成長が行うことが可能であることを確認するため，Co触媒粒子を担持させたペレットを作製し，本システムにセットして，実際にSWCNT成長を行うテスト実験を行った。作製温度やエタノール蒸気やキャリアガスの流量に加え，Co触媒の担持量や担持材を様々に変えた条件下でCNT成長を行い，SWCNT作製とEXAFS測定のための最適条件について調べた。その結果，本システムを用いてSWCNTを成長させることに成功し，SWCNT作製のために適した温度・流量を決定することができた。また，本システムを実際にあいちシンクロトロン光センターに持ち込み，CoのK吸収端のEXAFSスペクトル測定を試み，オペランドEXAFS測定に使用可能であることを確認した。得られたEXAFSスペクトルの解析も試み，SWCNT成長中の触媒の化学結合状態に関する情報を得ることが可能であることを確認した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
オペランドEXAFS測定用装置を製作し，実際にSWCNT成長を行い，成長中のEXAFSスペクトルを測定できることを確認した。研究は順調に進展しているといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進展しているが，SWCNTの生成量をより増加させるため，触媒粒子の担持手法を改良する。また，Coだけでなく，Feなど他の触媒金属についてもオペランドEXAFS測定を行うことを予定している。
|
