| 研究概要 |
炭素の細孔構造を制御することを目的として,有機物質から炭素を製造する過程の一部に液相化学処理を導入することを試みた.ポリフッ化ビニリデンを有機系強塩基で液相化学処理した後に,高温炭素化処理及び必要に応じて炭酸ガス賦活処理を施した.液相化学処理の程度を変化させることによって,高温処理して得た炭素の細孔サイズ及び細孔容量を広い範囲に渡って制御することに成功した.程度の低い液相化学処理を施した場合には炭素の細孔サイズが極大となり,一方,程度の高い液相化学処理を施した場合には細孔サイズ及び細孔容積が極めて小さい炭素が得られた.これを賦活して得た活性炭素の細孔サイズは未賦活炭素の細孔サイズと強く相関し,程度の低い液相化学処理を施した場合にはメソ孔が発達した活性炭素を得ることができた.直径が4〜10nmのメソ孔を発達させた活性炭素では,窒素ガス吸着によって評価した細孔容積が炭素1g当たり1.6cm^3,比表面積が炭素1g当たり2500m^3に達し,液相からのメチレンブルーの吸着量が炭素1g当たり0.54gという高い値に達した.また,未賦活炭素についてリチウムイオン2次電池用負極材料としての電気容量を測定したところ,黒鉛の理論容量を大きく上回る結果が得られた・一方,程度の高い液相化学処理を施して得た炭素は優れた力学的性質を有し・この炭素を炭素/炭素(C/C)コンポジットのマトリクスに用いた結果,フラン樹脂炭などをマトリクスとするC/Cコンポジットに比べて著しく高い引張破断ひずみを示した.本方法によって得たポリフッ化ビニリデン系炭素の構造及び構造形成過程を,他の原料に高温炭素化処理のみを施して得た炭素と比較検討することにより,本方法の特徴が明らかとなった.
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