JP4900376B2 - カーボンナノチューブを処理する方法 - Google Patents
カーボンナノチューブを処理する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4900376B2 JP4900376B2 JP2008314373A JP2008314373A JP4900376B2 JP 4900376 B2 JP4900376 B2 JP 4900376B2 JP 2008314373 A JP2008314373 A JP 2008314373A JP 2008314373 A JP2008314373 A JP 2008314373A JP 4900376 B2 JP4900376 B2 JP 4900376B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon nanotubes
- adsorbent
- swnt
- silica
- dispersion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9075—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/9083—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
- C01B32/168—After-treatment
- C01B32/174—Derivatisation; Solubilisation; Dispersion in solvents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
- C01B2202/02—Single-walled nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
- C01B2202/06—Multi-walled nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
- C01B2202/20—Nanotubes characterized by their properties
- C01B2202/28—Solid content in solvents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/842—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure for carbon nanotubes or fullerenes
- Y10S977/845—Purification or separation of fullerenes or nanotubes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
該カーボンナノチューブを分散媒体中に分散させて分散系を調製することと、
該分散系に含まれるタイプ別カーボンナノチューブが、タイプまたは特性の異なるカーボンナノチューブに対して異なる吸着選択性を持つように化学的/生物学的変性剤により変性された吸着剤に吸着されるよう、該分散系と吸着剤とを混合することと、
吸着剤を分散系から分離し、吸着剤に吸着されたタイプ別カーボンナノチューブを分散系に濃縮された別のタイプのカーボンナノチューブから分離することと
を含む、方法を提供する。
該カーボンナノチューブを分散媒体中に分散させて分散系を調製することと、
該分散系に含まれるタイプ別カーボンナノチューブが、タイプまたは特性の異なるカーボンナノチューブに対して異なる吸着選択性を持つように化学的/生物学的変性剤により変性された吸着剤に吸着されるよう、該分散系と吸着剤とを混合することと、
吸着剤を分散系から分離し、吸着剤に吸着されたタイプ別カーボンナノチューブを分散系に濃縮された別のタイプのカーボンナノチューブから分離することと
を含む、方法を提供する。
本発明の方法で使用するカーボンナノチューブとしては、単層カーボンナノチューブまたは二層カーボンナノチューブ(DWNT)および3層以上のカーボンナノチューブなどの多層カーボンナノチューブを用いることができる。本発明の方法では、M−SWNTとS−SWNTとが混合した単層カーボンナノチューブのバンドルを処理することが好ましい場合もある。本発明の処理対象のカーボンナノチューブについては、アーク放電プロセス、CVDプロセスおよびレーザー蒸発プロセスなど、従来のプロセスで成長させることができる。しかし、本発明の処理対象のカーボンナノチューブの作製方法は、特に限定されるものではない。本発明の方法では、たとえば、カーボンナノテクノロジーインク(Carbon Nanotechnologies Inc.)(米国)製の市販品HiPco−SWNT(Feナノ粒子を触媒として高温高圧で一酸化炭素を分解して製造される)など、市販されている、あるいは、任意の従来のプロセスで製造されるどのような単層カーボンナノチューブも処理することができる。
本発明の「フィッシング」プロセスでは、吸着剤は、タイプ別カーボンナノチューブに対して吸着選択性を示す。吸着剤に吸着したタイプ別カーボンナノチューブを分離すると、分散媒体中に別のタイプのカーボンナノチューブが濃縮されている分散系が得られる。したがって、カーボンナノチューブの分散系を調製し、分離プロセスを成功裏に実施するには、本発明で使用する分散媒体の選択が極めて重要である。
dodecyl sulfate,SDS)を挙げることができる。陽イオン界面活性剤の典型的な例として、たとえば、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、ステアリルジメチルベンジルアンモニウムクロリドおよび同種のものなど、第四級アンモニウム塩界面活性剤が挙げられる。非イオン性界面活性剤の典型的な例として、たとえば、脂肪アルコールポリオキシエチレンエーテル、アルキルフェノールポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸ポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸多価アルコールエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミンおよび同種のものが挙げられる。非イオン性界面活性剤の具体例として、トリトンX100がある。両性界面活性剤の典型的な例として、ベタイン両性界面活性剤、アミノ両性界面活性剤およびイミダゾリン界面活性剤が挙げられる。通常、上記の界面活性剤の1種または複数種を水、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)などの従来の溶媒に溶解させることで、分散媒体系を得ることができる。
「フィッシング」分離プロセスで「釣り竿」として用いる吸着剤に関しては、ナノサイズ粒子への加工が可能であり、十分に変性することができて、加熱あるいは化学薬品による分解によって手軽に除去または再利用できるものであれば、どのような材料を用いても構わない。たとえば、シリカ材料、アルミナ材料、マグネシア材料および同種のものといった無機酸化物材料などの吸着剤を本発明の「釣り竿」として用いてもよい。好ましくは、シリカ材料を本発明の方法の釣り竿として用いる。一層好ましくは、シリカ材料は、シリカ球、シリカ凝集体、シリカウェーハ、シリカ膜もしくは多孔性シリカまたはこれらの組み合わせなど、構造が異なるシリカであってもよい。
本発明のプロセスを模式的に示す図1を参照しながら、本発明の「フィッシング」分離プロセスを説明する。
タイプ別カーボンナノチューブと選択的に相互に作用する化学基の存在を確認するため、シリカ材料などの吸着剤をX線光電子分光法で評価および解析する。
以下の実施例は、本発明を詳細に説明することを意図している。しかしながら、本発明の範囲は、こうした実施例により限定されるものではなく、特許請求の範囲により規定されるものである。本明細書に特に記載がない限り、元のカーボンナノチューブまたは処理後のカーボンナノチューブにおけるS−SWNTまたはM−SWNTの割合は、S−SWNTおよびM−SWNTの総重量に対するS−SWNTまたはM−SWNTの比率を指す。本明細書に特に記載がない限り、本発明で使用する原料および原試薬は、すべて市販品であるか、あるいは、当該技術分野における任意の従来の技法により取得することができる。
2 Siウェーハ
Claims (5)
- カーボンナノチューブを処理する方法であって、
単層カーボンナノチューブまたは多層カーボンナノチューブあるいはこれらの組み合わせであるカーボンナノチューブであって、金属性カーボンナノチューブまたは半導体カーボンナノチューブを含むタイプの異なるカーボンナノチューブを含むものを、水、アルコール、エーテル、ケトン、アミド、ハロゲン化炭化水素およびこれらの組み合わせからなる群から選択される極性溶媒と界面活性剤とを含む分散媒体であって、前記界面活性剤は、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性イオン界面活性剤およびこれらの組み合わせからなる群から選択されるものの中に分散させて分散系を調製することと、
前記分散系に含まれるタイプ別カーボンナノチューブが、タイプの異なるカーボンナノチューブに対して異なる吸着選択性を持つように化学的/生物学的変性剤であって、それぞれが半導体単層カーボンナノチューブへの吸着を示すポルフィリン、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレニル−2,7−ジイル)、特異的配列を持つ一本鎖DNAからなる群から選択されるものにより変性された吸着剤であって、平均直径が100nm〜50μmである不規則または粗い形状のシリカ球、平均直径が100nm〜50μmである不規則または粗い形状のシリカ凝集体、シリカウェーハ、シリカ膜、多孔性シリカまたはこれらの組み合わせを含むシリカ材料、アルミナ材料、マグネシア材料およびこれらの組み合わせからなる群から選択される無機酸化物材料であるものに吸着されるよう、前記分散系と前記吸着剤とを混合することと、
前記分散系と前記吸着剤とを混合した後に超音波処理を実施することと、
前記吸着剤を前記分散系から分離することで、前記吸着剤に吸着した前記半導体単層カーボンナノチューブが、前記分散系中に濃縮された別のタイプの前記カーボンナノチューブから分離されることと
を含み、この方法を1回以上繰り返す、方法。 - 前記界面活性剤は、ドデシル硫酸ナトリウムであるイオン性界面活性剤である、請求項1に記載の方法。
- 前記界面活性剤の量は、前記分散媒体の総重量に対して1%以下である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記タイプ別カーボンナノチューブが吸着した前記吸着剤を処理して、前記タイプ別カーボンナノチューブおよび前記吸着剤を分離し、前記吸着剤をさらに使用できるように再生する後処理ステップをさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記処理は、超音波処理またはアニーリングを用いて、あるいは、フッ化水素酸および水酸化ナトリウムから選択される化学薬剤により、前記吸着剤を処理することを含む、請求項4に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200710159924.6 | 2007-12-20 | ||
CNA2007101599246A CN101462713A (zh) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | 处理碳纳米管的方法、碳纳米管以及碳纳米管器件 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009149505A JP2009149505A (ja) | 2009-07-09 |
JP4900376B2 true JP4900376B2 (ja) | 2012-03-21 |
Family
ID=40803541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008314373A Expired - Fee Related JP4900376B2 (ja) | 2007-12-20 | 2008-12-10 | カーボンナノチューブを処理する方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8231854B2 (ja) |
JP (1) | JP4900376B2 (ja) |
CN (1) | CN101462713A (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5838815B2 (ja) * | 2010-01-19 | 2016-01-06 | 日本電気株式会社 | カーボンナノチューブ分散液および半導体装置の製造方法 |
US9486772B1 (en) * | 2010-08-27 | 2016-11-08 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration | Methods of functionalization of carbon nanotubes by photooxidation |
CN102427126A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-04-25 | 苏州冠硕新能源有限公司 | 一种复合的负极材料 |
US9634251B2 (en) * | 2012-02-27 | 2017-04-25 | Nantero Inc. | Nanotube solution treated with molecular additive, nanotube film having enhanced adhesion property, and methods for forming the nanotube solution and the nanotube film |
JP2015523299A (ja) * | 2012-05-07 | 2015-08-13 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 炭素−ベースのナノ構造体の分離のための組成物、方法及びシステム |
CN102806069B (zh) * | 2012-08-15 | 2014-07-02 | 苏州金宏气体股份有限公司 | 超纯氨生产中去除金属离子的组合物及其使用方法 |
KR102255746B1 (ko) * | 2013-08-20 | 2021-05-26 | 내셔날 리서치 카운실 오브 캐나다 | 반도체성 단일벽 탄소 나노튜브의 정제 방법 |
CN105219130A (zh) * | 2013-11-01 | 2016-01-06 | 朱保生 | 一种太阳能封装电池 |
CN104576261B (zh) * | 2014-12-31 | 2017-03-15 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种基于碳纳米管的冷阴极x射线管的制作工艺 |
CN105524595A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-27 | 华南理工大学 | 一种高导热复合相变材料及其制备方法 |
CN106115656B (zh) * | 2016-06-22 | 2017-12-08 | 嘉兴学院 | 一种碳纳米管膜的制备方法 |
JP6901717B2 (ja) * | 2016-08-29 | 2021-07-14 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | グルコースセンサ用試薬、グルコースセンサ、グルコースセンサの製造方法、および、グルコース測定装置 |
US10640381B2 (en) | 2017-06-09 | 2020-05-05 | National Research Council Of Canada | Method for polymer removal from single-walled carbon nanotubes |
WO2019065363A1 (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | キヤノン株式会社 | Dna複合体、吸着材、吸着カラム、浄化システム、液体の処理方法、およびdna複合体の製造方法 |
CN115676807A (zh) * | 2021-09-30 | 2023-02-03 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种单手性碳纳米管的梯次超高速离心纯化方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH038444A (ja) | 1989-06-05 | 1991-01-16 | Kao Corp | 微生物吸着剤の処理方法 |
JP2000181053A (ja) | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | 感光性平版印刷版 |
US7253434B2 (en) * | 2002-10-29 | 2007-08-07 | President And Fellows Of Harvard College | Suspended carbon nanotube field effect transistor |
EP1786728A1 (en) | 2004-07-29 | 2007-05-23 | William Marsh Rice University | Bulk separation of carbon nanotubes by bandgap |
JP4982980B2 (ja) | 2005-07-29 | 2012-07-25 | ソニー株式会社 | 金属的カーボンナノチューブの分離方法、半導体的カーボンナノチューブ薄膜の製造方法、薄膜トランジスタの製造方法および電子素子の製造方法 |
-
2007
- 2007-12-20 CN CNA2007101599246A patent/CN101462713A/zh active Pending
-
2008
- 2008-11-13 US US12/270,026 patent/US8231854B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-10 JP JP2008314373A patent/JP4900376B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009149505A (ja) | 2009-07-09 |
CN101462713A (zh) | 2009-06-24 |
US20090285746A1 (en) | 2009-11-19 |
US8231854B2 (en) | 2012-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4900376B2 (ja) | カーボンナノチューブを処理する方法 | |
Manzetti et al. | Methods for dispersing carbon nanotubes for nanotechnology applications: liquid nanocrystals, suspensions, polyelectrolytes, colloids and organization control | |
Han et al. | Structural diversity of graphene materials and their multifarious roles in heterogeneous photocatalysis | |
Vaisman et al. | The role of surfactants in dispersion of carbon nanotubes | |
Fogden et al. | Scalable method for the reductive dissolution, purification, and separation of single-walled carbon nanotubes | |
US6790425B1 (en) | Macroscopic ordered assembly of carbon nanotubes | |
JP4734575B2 (ja) | カーボンナノチューブの分離方法、分散液及び該分離方法で得られるカーボンナノチューブ | |
KR100881317B1 (ko) | 카본나노튜브-카본나노혼 복합체와 그 제조방법 | |
Liu et al. | Additive‐free dispersion of single‐walled carbon nanotubes and its application for transparent conductive films | |
US9079775B2 (en) | Method for separating nanomaterials | |
Rakov | Chemistry of carbon nanotubes | |
Zhang et al. | Carbon nanotube: Controlled synthesis determines its future | |
Pillai et al. | Purification of multi-walled carbon nanotubes | |
Lin et al. | A microwave-assisted, solvent-free approach for the versatile functionalization of carbon nanotubes | |
Yang et al. | Role and impact of surfactants in carbon nanotube dispersions and sorting | |
Singh et al. | Carbon nanotube surface science | |
JP4306316B2 (ja) | カーボンナノチューブの精製方法 | |
Bhilkar et al. | Functionalized Carbon Nanomaterials: Fabrication, Properties, and Applications | |
Pornsunthorntawee et al. | Purification of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) by acid leaching, NaOH dissolution, and froth flotation | |
Smalley et al. | Fullerene pipes | |
Kumar et al. | Review on functionalized graphenes and their applications | |
Shim et al. | Spectroscopic and scanning probe studies of a nondestructive purification method for SWNT suspensions | |
Scheibe et al. | Purification and fractionation of single-walled carbon nanotubes | |
Voggu et al. | Selective synthesis of metallic and semiconducting single-walled carbon nanotubes | |
Bhatt | Facile route to purification and separation of high aspect ratio single-walled carbon nanotubes and its application in electronics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110428 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110614 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110823 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111012 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111206 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111219 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150113 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |