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2014 Fiscal Year Research-status Report

イオン交換法を用いた高比表面積VN/Cナノ複合粒子の合成

Research Project

Project/Area Number 26630402
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

鄭 国斌  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (40346929)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywordsスーパーキャパシタ / 多孔質炭素 / イオン交換樹脂 / 窒化バナジウム / グラフェン
Outline of Annual Research Achievements

イオン交換樹脂の合成およびKOHの賦活処理により多孔質炭素の作製:レソルシノールとホルムアルデヒドの溶液にフェノールスルホン酸を加えてスルホン酸基を導入したsRF樹脂の合成に成功した。イオン交換性と親水性を持つsRF樹脂をKOHの処理により,高い表面積および2~20nmのメソ細孔を有する多孔質炭素を作製した。これは,KOHはsRF樹脂の内部に浸透し,炭素化・活性化際,KOHとの反応により効率的にメソ気孔を生成したためだと考えられる。このように得られた多孔質炭素は280 F/gという高い静電容量が得られた。一方,RF樹脂をKOHの賦活処理により得られた多孔質炭素には,2-3 nmの細孔は多いが,そのキャパシ静電容量は約210F/gであった。
C/VNの作製および電気容量:まず水熱法やイオン交換法によりVO2 またはV2O5ナノファイバーとグラフェンの複合体を作製し,窒化処理により,VNまたはグラフェン/VNナノ複合体を合成した。得られた電気容量は100 F/g未満であった。また,多孔質炭素にNH4VO3を含浸し,窒化処理により,多孔質炭素/VN複合体を作製した。その電気容量は約200 F/gに達していたが,多孔質炭素の280 F/g に及ばなかった。イオン交換法により多孔質炭素/VNを作製した。得られた複合体中にVNの量は数%程度で,高い電気容量がまだ達成できなかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

イオン交換性樹脂の合成およびKOHの賦活により,高い静電容量を有する多孔質炭素が得られた。この部分は計画通りに進展した。
一方で,得られたVNナノ粒子は多孔質炭素の容量に及ばないため,その多孔質炭素/VN複合体は多孔質炭素の280 F/g以上の容量が得られない。その主な原因は窒化処理温度が高くて得られたVNの粒子サイズが50 nm-100 nmと大きいためだと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

VNについては,ほかの研究者が幾つの論文が発表されたが,そのメカニズムが分からないところも多い。今後の研究には,VNの電気化学挙動を詳しく調べ,明らかにする。
VN粒子のサイズを制御するため,グラフェン,CNTおよび多孔質炭素との複合化により,その前駆体となる酸化バナジウムナノファイバーの凝集を防ぎ,窒化処理により,窒化バナジウムや酸窒化バナジウムの複合体を作成し,電気化学特性を解明し,高い静電容量を持つ材料を開発する。
イオン交換法により多孔質炭素/VNを作製時,窒化処理の温度や時間を変更して,粒子サイズがもっと小さなVNナノ粒子を作製し,その電気容量を向上させる。

Causes of Carryover

全部使い切ったと勘違った。

Expenditure Plan for Carryover Budget

物品費として使用する。

  • Research Products

    (3 results)

All 2014

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] VN/Cナノ多孔体のキャパシタ特性2014

    • Author(s)
      和田遼祐,佐野秀明,鄭国斌
    • Organizer
      日本セラミックス協会九州支部秋季合同研究発表会
    • Place of Presentation
      北九州市ウェルとばた(北九州市)
    • Year and Date
      2014-11-07 – 2014-11-07
  • [Presentation] グラフェン/VNナノ複合材のキャパシタ特性2014

    • Author(s)
      上野太裕,佐野秀明,鄭国斌
    • Organizer
      日本セラミックス協会九州支部秋季合同研究発表会
    • Place of Presentation
      北九州市ウェルとばた(北九州市)
    • Year and Date
      2014-11-07 – 2014-11-07
  • [Presentation] ナノカーボンの形態・構造制御と電気二重層キャパシタへの応用2014

    • Author(s)
      鄭 国斌
    • Organizer
      第4回若手セラミックスフォーラム
    • Place of Presentation
      長崎スカイホテル(長崎市)
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-25

URL: 

Published: 2016-05-27  

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