チップ状,粉体状炭素を原料としたフラーレンの連続合成装置の開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06224213
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 三重野 哲 静岡大学, 理学部, 助教授 (50173993)
• 研究分担者: 桜井 厚 静岡大学, 理学部, 助教授 (70021938) ; 浅野 勉 静岡大学, 理学部, 助教授 (10021940)
• キーワード: フラーレン / 中空炭素分子 / 連続合成 / 自動合成 / チップ状炭素原料 / 無人運転 / 原料リサイクル / 100%合成

研究概要

これまで、閉鎖容器アーク放電型フラーレン自動合成装置を開発してきたが、消費した炭素原料の充填に多大の労力がかかり、非効率的である。そこで、半永久的な連続合成を実現するために、チップ状炭素投入型フラーレン連続自動合成装置を開発した。この装置では、直径約70mmのオ-ブン状炭素陽極とロッド状陰極の間で放電を行い、原料炭素を、上部の炭素原料貯蔵庫よりオ-ブン内に投入していく。この方法でもC_<60>含有率10%以上の煤を連続発生することができた。しかし、炭素の昇華速度は従来より低かった。そこで、この放電に磁場を印加し、JxBアークジェット法で炭素原子を横方向に噴出させたところ、合成効率が10倍以上に高まり、これまでと同様の昇華速度を得ることができた。装置のスケールアップにより合成効率を更に上昇させることが可能である。この方法では、フラーレン抽出済みの炭素残留物をそのまま原料として再利用でき、実験行うと、C_<60>含有率15%以上の煤を合成することができた。つまり、炭素原料100%有効利用した合成が可能となった。炭素残留物中には立体構造を残した炭素分子が多数存在し、自己形成の新しい過程が作られる可能性がある。

研究成果

• [文献書誌] T.Mieno,T.Asano,A.Sakurai: "Continuous Production of fullerenes by Evaporation of Cabon Powder and Carbon Chips in an Arc Discharge" Advanced Matenals,'93,I/B. 14B. 1201-1204 (1994)
• [文献書誌] T.Mieno: "Continuous Synthesis of Fullerenes" New Technology Japan,JETRO. 21. 19-19 (1994)
• [文献書誌] 三重野 哲: "電極への炭素再付着を抑えたアーク放電によるフラーレン自動合成実験" 第7回C_<60>総合シンポジウム講演要旨集. 242-245 (1994)
• [文献書誌] T.Mieno: "Automatic Production of Fullerene by a JxB Arc Jet Discharge Preventing Carbon Vapor form Depositing on the Cathode" Fullerene Sci. and Tech.3(in press). (1995)
• [文献書誌] 三重野哲,出羽健志,桜井厚: "繰り返し低動場中アーク放電によるフラーレン合成" Proc.11th ISAS Space Utilization Symp.238-241 (1994)
• [文献書誌] T.Mieno,A.Sakurai: "Fluorination of Fullerene Film by CF_4 Plasma" Jpn.J.Applied Phys.34(in press). (1995)
• [文献書誌] 三重野 哲: "フラーレンの合成とプラズマ反応(第1回プラズマエレクトロニクスサマースクールテキスト,分筆)" 応用物理学会, p.5 (1994)