| 研究実績の概要 |
本研究は、SiC粒子を表面分解法によりカーボンナノチューブ（CNT）化し、均質な細孔構造と超高比表面積を有する、新規ポーラスカーボン材料を開発することを目的とした。
SiC表面分解法ではSi原子が酸素と結合することでSiOとして昇華し、残存したC原子がCNTを構成する。したがって、本手法では、SiC粒子表面において適切な量の酸素との反応と排気を効率的に促進・継続させることが重要となる。
本実験には、アルミナ管状炉を用い原料のSiC粉末10 mgを真空下、1500℃で2時間加熱した結果、長さ約40 nmのCNTが生成したことがわかった。簡便なアルミナ管状炉においてもSiC粒子表面をCNT化することが可能であることが初めて実証された。
次に、酸素ガスフロー量を0, 0.02, 0.04, 0.08 sccmと変化させて加熱を行った。酸素ガスをフローさせない時のCNT生成率は20%だったのに対し、酸素ガスフロー量が0.02 sccm (0.02 Pa)のときに生成率は最も高く約60%に向上することがわかった。この結果から、酸素ガスフロー量を最適化することでCNT生成を促進できることが初めて示された。次にSiC粉末保持容器の回転による効果を調べた。モーターの回転速度を0, 6, 12, 24, 36 rpmと変化させて加熱を行った。容器を回転せずに加熱した場合の生成率が20%だったのに対し、24 rpmの回転のとき生成率は最も高く、約60%まで向上することがわかった。この結果は回転によって凝集した粒子が舞い上がり、より多くの粒子が酸素と触れることでCNT生成が促進されたことを示唆する。
以上の結果は、今後SiC表面分解法によるCNTの大量生産に向け、重要な指針を示すものと思われる。今後は、SiC粉末の微細化と装置の大型化により、より比表面積の大きなCNT合成技術の確立を目指す。
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