| 研究課題/領域番号 |
14550691
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
石井 忠浩 東京理科大学, 理学部, 教授 (00084319)
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| 研究分担者 |
角田 勝則 東京理科大学, 理学部, 助手 (80307694)
矢島 博文 東京理科大学, 理学部, 教授 (10147506)
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| キーワード | カーボンナノチューブ / 単層カーボンナノチューブ / 多糖類 / 複合膜 / 精製法 |
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| 研究概要 |
本年度は単層カーボンナノチューブ(SWNTs)を効率的に分散、精製できるバイオポリマーの探索を行い、カルボキシメチルセルロース(CMC)を分散剤に用いることで高純度SWNTsを得ることに成功した。温和な条件でSWNTsの精製を行うために、我々はいかにしてSWNTsの束をほぐすかという観点からバイオポリマーに着目してきた。これは精製後に役目を終えたバイオポリマーは分解除去でき、SWNTsを材料として利用する場合にSWNTsの物性に影響を与えないからである。手法としてはまず非晶質炭素は加熱により除去する。CMC水溶液中にSWNTsを分散させることでSWNTsの凝集をほどき、金属粒子と分離する。ここに強酸を加えることでCMCと金属触媒を同時に除去する。得られたSWNTsは電子顕微鏡、Raman、TGAにより高純度化を確認した。また、分散液へのレーザー照射によるSWNTsの化学修飾と構造変化に関してフルエンス依存性があることを確認した。
一方、SWNTsの合成法として本年度は、レーザーアブレーションによって金属粒子を微粒子化する手法を用いた。現在、様々な触媒調整法が試されているが、レーザーアブレーション法を用いたのは、レーザー照射条件などの制御によって得られる触媒粒子の粒子径などを任意に制御できるためである。また、最近、触媒をゼオライトに担持させ、エタノールを炭素源としたCVD(アルコールCVD)法によって高純度なSWNTsが得られることが報告されている。そこで、レーザーアブレーションにより触媒粒子径を制御し、アルコールCVDによる合成を行い、構造および直径の揃った高純度SWNTsの合成を目的として実験を行った。その結果、レーザーアブレーションにより調整した触媒でもカーボンナノチューブの合成に成功した。これらのことからアルコールCVD法によって、触媒を適切に選択すればナノ構造を選択的に作り分けることができる可能性が示された。
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