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不完全燃焼によるフラーレン製造法

研究課題

研究課題/領域番号 08554030
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 機能・物性・材料
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

大澤 映二  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (40001763)

研究分担者 小澤 理樹  豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (30293757)
栗田 典之  豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (40283501)
スラニナ ゼネック  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (10283508)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
1997年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1996年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード燃焼 / C60 / フラーレン生成 / フェロセン触媒 / メタロセン触媒 / 炭化水素燃料 / KT層 / 中間体 / メタロロン触媒 / フラーレン生成機構 / 炭化水素の不完全燃焼 / 燃焼管設計 / ストーン・ウエールス転移 / オレフィン-カルベン転移 / SAM1計算 / 墨の分析
研究概要

本研究は、フラーレンC60,C70の製造方法として用いられているアーク放電法に替わり、連続運転可能な低コスト製造法として注目されている炭化水素の不完全燃焼法の改良と実用化を目的としている。
初年度においては長い歴史を有する墨用煤のHPLC分析を行い、新しい墨に約0.1ppmのC60が含まれること、時間の経過と共にC60含量が減少し、約300年後には10分の1となること、C60含量減少速度は一次反応速度式に従うことを見出した。引き続き、2年目には燃焼実験を行い、ベンゼン、シクロヘキサンなど不飽和、飽和炭化水素を燃料として空気中でフリーに燃焼させると、常に0.1ppmのオーダーのC60が生成することを確認した。フラーレン濃度は極めて低いが、フリーフレームでは燃焼温度が低いこと、また燃え尽きるC60が相当量あることを考えると妥当な結果であろう。また、0.1ppmのオーダーは、KT層から発見されたC60濃度とも一致する。KT層のC60は6500万年前の大規模野火の際に樹木の燃焼に伴って生成したと考えられている。
燃焼実験の過程で次のような甚だ興味深い事実が得られた:(1)少量のフェロセンをベンゼンに溶解して燃焼するとC60の収率が5倍となった、(2)コバルトセン、ニッケロセンを同様に添加するとC60の収率は低下したが、同時にC60に比べてRf値0.65の位置にシャープなピークが現れた。
今後は(1)の結果を踏まえて空気予混合燃料による不活性雰囲気中の燃焼装置を用いて有機溶媒可溶金属錯体の触媒作用を系統的に探索すると共に、(2)においてはおそらくC60の生成中間体が得られていると考えられるので、このものの単離同定を行う予定である。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Z.Slanina: "C_<90>-Temperntura Effects on Relative Stabilities" Chem.Phys.219・2-3. 193-200 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kobayashi: "Endohedral Metallotullerenes,Are the Isolated Pentrgon Rule and Fullerene Structures Always…" J.Am.Chem.Soc.119・56. 12693-12694 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Osawa: "Semi-natural Occurrence of fullerenes" fullerene Sic. Technol.5・5. 1045-1055 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Osawa: "Fullerenes in Chinese Ink Sticks. A correction" Fulleree Sci.Technol.5・1. 177-194 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Slanina: "Average Bond Dissociation Energles of Fullerenes" Fullerene Sci.Technol.5・1. 167-175 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Osawa: "Natare of Cyclobutane Bonrs in [2+2] Dimar of 〓" J.Phys.Chem.101・3. 1378-1383 (1977)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi, K. ; Nagase, S. ; Yoshida, M. ; Osawa, E.: "Endohedral metallofullerenes. Are the isolated pentagon rule and fullerene structures always satisfied?" J.Am.Chem.Soc.119. 12693-12694 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Slanina, Z. ; Zhao, X. ; Lee, S.-L. ; Osawa, E.: "C_<90>-Temperature Effects on Relative Stabilities of the IPR Isomers" Chem.Phys.[2-3], 219. 193-200 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osawa, E. ; Hirose, Y. ; Kimura, A. ; Shibuya, M. ; Kato, M. ; Takezawa, H. ;: "Seminatural Occurrence of Fullerenes" Fullerene Sci.Technol.5 [5]. 1045-1055 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osawa, E. ; Hirose, Y. ; Kimura, A. ; Shibuya, M. ; Gu, Z.-N. ; Li, F.-M.: "Fullerenes in Chinese Ink Sticks. A Correction" Fullerene Sci.Technol.5 [1]. 177-194 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Slanina, Z. ; Osawa, E.: "Average Bond Dissociation Energies of Fullerenes." Fullerene Sci.Technol.5 [1]. 167-175 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osawa, S. ; Sakai, M. ; Osawa, E.: "Nature of Cyclobutane Bonds in the [2+2] Dimer of C_<60>" J.Phys.Chem.A. 101. 1378-1383 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, M. ; Sugiki, T. ; Osawa.E.: "On the Limitation of Net Algorithm for Enumerating Isomeric Structures of Giant Fullerenes" Fullerene Sci.Technol.4 [5]. 1019-1026 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Honda, K. ; Osawa, E.: "Penultimate Intermediates to C_<60> and C_<70>" Fullerene Sci.Technol.4 [5]. 925-938 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osawa, E. ; Honda, K.: "Stone-Wales Rearrangements Involving Heptagonal Defects" Fullerene Sci.Technol.4 [5]. 939-961 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Honda, K. ; Osawa, E. ; Slanina, Z. ; Matsumoto, T.: "Thermal Transformation of Ring-Opened [2+2] C_<60> Dimer into a Wide-bridged C_<120> Isomer. A Computational Evaluation of Fulvalene-Naphthalene Rearrangements" Fullerene Sci.Technol.4 [5]. 819-834 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, M. ; Fujita, M. ; Goto, H. ; Hirose, Y. ; Zhao, X. ; Osawa, E.: "Prediction of Favorable Isomeric Structures for the C_<100> to C_<100> Giant Fullerenes. An Application of the Phason Line Criteria" Electron.J.Theor.Chem.1. 163-171 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, M. ; Fujita, M. ; Goto, H. ; Osawa, E.: "The Phaseon Line : A New Criterion for the Stability of Fullerenes." Electron.J.Theor.Chem.1. 151-162 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Slanina, Z. ; Lee, S.-L. ; Yoshida, M. ; Osawa, E.: "Computations on Nineteen Isolated-Pentagon-Rule Isomers of C_<86>" Chem.Phys.209 [1]. 13-18 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aihara, J. ; Oe, S. ; Yoshida, M. ; Osawa, E.: "Further Test of the Isolated Pentagon Rule. Thermodynamic and Kinetic Stabilities of C_<84> Fullerene Isomers" J.Comput.Chem.17 [12]. 1387-1394 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osawa, S. ; Osawa, E.: "Non-rigid Treatment of Interactions between C_<60> Molecules" Fullerene Sci.Technol.4 [3]. 329-346 (1996)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z. Slanina: "C_<90>-Temperature Effects on Relative Stabilities" Chem. Phys.219・2-3. 193-200 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K. Kobayashi: "Endohedral Metallofullerenes. Are the Isolated Pentagon Rule and Fullerene Structures Always…" J, Am. Chem. Soc.119・56. 12693-12694 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] E. Osawa: "Semi-natural Occurrence of Fullerenes" Fullerene Sci. Tchnol.5・5. 1045-1055 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] E. Osawa: "Fullerenes in Chinese Ink Sticks. A Correction" Fullerene Sci. Technol.5・1. 177-194 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Z. Slanina: "Average Bond Dissociation Energies of Fullerenes" Fullerene Sci. Technol.5・1. 167-175 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S. Osawa: "Nature of Cyclobutane Bonds in [2+2]Dime, of C_<60>" J, Phys. Chem.101・3. 1378-1383 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Honda: "Penultinate Intermediates to C_<60> and C_<70>" Fullerene Sci.Technol.4[5]. 819-834 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] E.Osawa: "Stone-Wales Rearrangements Involving Heptagonal Defects" Fullerene Sci.Technol.4[5]. 939-961 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yoshida: "Prediction of Favorable Isomerie Structures for the C100 to C120 Giant Fullerenes. An Application of ……" Electron.J.Theor.Chem.1. 163-171 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Osawa: "Non-rigid Treatment of Interactions between C60 Molecules" Fullerene Sci.Technol.4[3]. 329-346 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Osawa: "Internal Rotation in the Singly Bonded Dimers of Substituted C60. A Molecular Lever" J.Org.Chem.61. 257-265 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Osawa: "Doubly Bonded C60 Dimers and congeners : Structures Bond Engecgies and Transformations" Fullerene Sci.Technol.3(5). 565-585 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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