| 研究課題/領域番号 |
19H02563
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
丸山 隆浩 名城大学, 理工学部, 教授 (30282338)
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| 研究分担者 |
成塚 重弥 名城大学, 理工学部, 教授 (80282680)
才田 隆広 名城大学, 理工学部, 准教授 (90710905)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | カーボンナノチューブ / 触媒 / XAFS / CVD |
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| 研究実績の概要 |
アルコール化学気相成長（CVD)法による単層カーボンナノチューブ（SWCNT）成長過程において，Fe, Niの鉄族元素およびIr，Ptの白金族元素を触媒に用いた場合の触媒粒子の化学状態を，その場X線吸収微細構造（XAFS)測定により分析した。実験は，放射光施設「あいちシンクロトロン光センター」にSWCNT成長用のCVD装置を設置して行った。XAFSスペクトルの解析により，成長温度への昇温中や，エタノール照射下でのSWCNT成長中の，対象元素の結合状態，結合距離や配位数の変化の分析を行った。その結果，Feの場合，触媒粒子は主に炭化状態となるのに対し，Niの場合はごく一部のみが炭化された状態であった。また，IrとPtの場合は，ほぼ金属状態となっていた。このような炭化状態の違いは各元素の炭素固溶度の大小関係の傾向と対応するが，過去に行ったCo触媒の場合も含めると，本実験で得られた各金属の炭化の度合いはバルク状態よりも炭素固溶度が大きくなっていることを示唆している。これは，触媒がナノ粒子であったことが原因であり，ナノサイズ効果の発現であると考えられる。また，白金族元素の触媒に対する，SWCNT成長中のその場分析は，他の測定手法を含めても本研究が初めてであり，金属状態の触媒粒子からSWCNT成長が生じることを初めて明らかにした。一方，成長温度との関係では，700～900℃の間でSWCNT成長実験を行ったが，鉄族元素は800℃が最適成長温度であったのに対し，白金族元素は900℃でなければSWCNTの成長が生じず，金属種により，エタノール分子の分解反応が異なることを示唆している。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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