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公開番号2025159677
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-21
出願番号2024076676
出願日2024-05-09
発明の名称グラフェンの製造方法
出願人株式会社ジョンクェルコンサルティング
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類C01B 32/184 20170101AFI20251014BHJP(無機化学)
要約【課題】本発明は、低コストでグラフェンを量産することを目的とする。
【解決手段】
水と二酸化炭素を含む混合物から前記水を除去して、前記二酸化炭素を含むガスを回収する回収工程と、前記回収された二酸化炭素を含むガスを石英容器内で、1700℃以下の温度で加熱することでグラフェンを生成する生成工程と、を含む。

【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水と二酸化炭素を含む混合物から前記水を除去して、前記二酸化炭素を含むガスを回収する回収工程と、
前記回収された二酸化炭素を含むガスを石英容器内で、１７００℃以下の温度で加熱することでグラフェンを生成する生成工程と、を含む、
グラフェンの製造方法。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記回収工程は、前記混合物を冷却することにより前記水を除去することを含む、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記混合物を冷却する温度（１気圧の場合）は－７８～１００℃である、
請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記生成工程は、前記回収された二酸化炭素を含むガスを前記石英容器内で、触媒を使用せずに加熱することを含む、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記回収された二酸化炭素を含むガスを前記石英容器内で加熱する時間は、５分～１時間である、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
前記石英容器内の雰囲気は不活性ガス又は真空である、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
前記混合物は、水酸化カルシウムに二酸化炭素を反応させることで得られる炭酸カルシウムの沈殿物を焼成することで得られる、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
前記炭酸カルシウムの沈殿物を焼成する温度は、６００～１５００℃である、
請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記炭酸カルシウムの沈殿物を焼成する時間は、１分～７時間である、
請求項７に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラフェンの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のグラフェン生成方法として３つの方法がある。１つ目の方法は、気相で原料ガスから化学的に合成するＣＶＤ法である（特許文献１）。ＣＶＤ法とは、炭素の前駆体が触媒表面でグラフェンに変換される方法のことである。２つ目の方法は、グラファイト結晶から機械的に剥離させるスコッチテープ法である（非特許文献１）。スコッチテープ法とは、層状物質にテープを貼り付けて剥がし、テープに残った部分にさらに同様の操作を繰り返すことで単層（ないしは少数の層）の物質を作成する方法のことである。３つ目の方法は、液相中での酸化処理で剥離させるＨｕｍｍｅｒｓ法である（特許文献２）。Ｈｕｍｍｅｒｓ法は、黒鉛を酸化してグラフェンを合成する方法であり、天然フレークグラファイトから酸化グラファイトを調製し、酸化グラフェンの化学還元により還元酸化グラフェンを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５６８６４１８号公報
特開２０２４－０２２３１０号公報
【非特許文献】
【０００４】
Ｎｏｖｏｓｅｌｏｖ，Ｋ．Ｓ．ｅｔａｌ． "Ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｉｎａｔｏｍｉｃａｌｌｙｔｈｉｎｃａｒｂｏｎｆｉｌｍｓ" Ｓｃｉｅｎｃｅ３０６（２００４）６６６－６６９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２、及び非特許文献１では、低コストでグラフェンを量産化することが難しいため、広範囲な産業利用に適さないといった課題がある。例えば、ＣＶＤ法では、金属触媒や転写プロセスが必要であるため、量産化が難しく製造コストが高い。スコッチテープ法では、単層膜を基盤に貼り付ける繰返し作業が発生するため、グラフェンの商業生産には適さない。Ｈｕｍｍｅｒｓ法では、酸化グラフェンを還元するプロセスが必要であるため、量産化が難しく製造コストが高い。
【０００６】
そこで、本発明は、低コストでグラフェンを量産することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的を達成するために、本発明は以下の構成を備える。すなわち、水と二酸化炭素を含む混合物から前記水を除去して、前記二酸化炭素を含むガスを回収する回収工程と、前記回収された二酸化炭素を含むガスを石英容器内で、１７００℃以下の温度で加熱することでグラフェンを生成する生成工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低コストでグラフェンを量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例１及び実施例２のグラフェン及び比較例（市販黒鉛）のＸＰＳ分析結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴は任意に組み合わされてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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