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公開番号2025030626
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136101
出願日2023-08-24
発明の名称炭素材料の処理方法
出願人国立大学法人東海国立大学機構
代理人個人
主分類C01B 32/168 20170101AFI20250228BHJP(無機化学)
要約【課題】炭素材料の特性を向上させるための処理方法を提供する。
【解決手段】炭素材料の処理方法は、ハロゲン原子含有有機物を含む液体の中に炭素材料を入れるステップと、液体中でプラズマを発生させるステップと、を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ハロゲン原子含有有機物を含む液体の中に炭素材料を入れるステップと、
前記液体中でプラズマを発生させるステップと、
を含む炭素材料の処理方法。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記ハロゲン原子含有有機物は、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、ハロアレーン、又はそれらのうち２つ以上を含む混合物である
請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記液体は、有機溶媒を含む
請求項１から２のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項４】
前記有機溶媒は、エタノールを含む
請求項３に記載の処理方法。
【請求項５】
前記炭素材料がカーボンナノチューブである場合、前記液体における前記ハロゲン原子含有有機物の含有率は２０～５０％である
請求項３に記載の処理方法。
【請求項６】
前記炭素材料がグラファイトである場合、前記液体における前記ハロゲン原子含有有機物の含有率は５～２０％である
請求項３に記載の処理方法。
【請求項７】
処理後の炭素材料は、処理前の炭素材料よりも高い結晶度を有する
請求項１から２のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項８】
処理後の炭素材料のＸ線回折パターンにおける（１０１）、（１００）、又は（００２）のピークの強度は、処理前の炭素材料よりも高い
請求項１から２のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項９】
処理後の炭素材料の電気伝導度は、処理前の炭素材料よりも高い
請求項１から２のいずれか１項に記載の処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、炭素材料の処理方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブやグラフェンなどの炭素材料が広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。炭素材料の電気伝導度などの特性を向上させるための処理として、酸塩基処理による酸化還元、加熱処理、プラズマ処理などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－２２２５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
酸塩基処理による酸化還元によれば、炭素材料の表面に水酸基等を導入して電気伝導性などを向上させることができるが、結晶性が向上するわけではないので電気伝導度の向上は限定的である。加熱処理によれば、炭素材料をグラファイト化して電気伝導性などを向上させることができるが、炭素材料の形態が変化してしまう。プラズマ処理によれば、炭素材料の表面に官能基を導入して電気伝導性などを向上させることができるが、結晶性が向上するわけではないので電気伝導度の向上は限定的である。
【０００５】
本発明者らは、炭素材料の特性を向上させるための新たな処理方法を開発することを課題として認識し、本開示の技術に想到した。
【０００６】
本開示は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、炭素材料の特性を向上させるための処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の炭素材料の処理方法は、ハロゲン原子含有有機物を含む液体の中に炭素材料を入れるステップと、液体中でプラズマを発生させるステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、炭素材料の特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
炭素材料の欠損部分の例を模式的に示す図である。
図２（ａ）は、処理前の単層カーボンナノチューブ試料のＴＥＭ像を示す図であり、図２（ｂ）は、処理後の単層カーボンナノチューブ試料のＴＥＭ像を示す図である。
処理前の単層カーボンナノチューブ試料と処理後の単層カーボンナノチューブ試料のＸ線回折パターンを示す図である。
処理前の単層カーボンナノチューブ試料と処理後の単層カーボンナノチューブ試料の電子スピン共鳴スペクトルを示す図である。
単層カーボンナノチューブ試料の電気伝導度の四塩化炭素含有率依存性を示す図である。
単層カーボンナノチューブ試料の電気伝導度のソリューションプラズマ処理時間依存性を示す図である。
多層カーボンナノチューブ試料の電気伝導度の四塩化炭素含有率依存性を示す図である。
多層カーボンナノチューブ試料の電気伝導度のソリューションプラズマ処理時間依存性を示す図である。
グラファイト試料の電気伝導度の四塩化炭素含有率依存性を示す図である。
グラファイト試料の電気伝導度のソリューションプラズマ処理時間依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
炭素により構成される炭素材料は、一般に、炭素原子が欠損した部分を有する。図１は、炭素材料の欠損部分の例を模式的に示す。破線の位置にあるべき炭素原子が欠損している。このような炭素原子の欠損は、炭素材料の特性の低下をもたらしうる。
（【００１１】以降は省略されています）

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