(57)【要約】【課題】  金属触媒を用いて製造された、炭素不純物を含むカーボンナノチューブ製造物から当該炭素不純物を容易に除去し、高純度なカーボンナノチューブを得るためのカーボンナノチューブの精製方法、およびその精製方法により得られた高純度のカーボンナノチューブを提供すること。【解決手段】  金属触媒を用いて製造された、炭素不純物を含むカーボンナノチューブ製造物を精製する方法であって、  前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることにより、前記金属触媒に付着しているカーボンナノチューブと前記炭素不純物とを分離し、前記炭素不純物を除去する炭素不純物除去工程を含むことを特徴とするカーボンナノチューブの精製方法、およびその精製方法により得られた高純度のカーボンナノチューブである。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属触媒を用いて製造された、炭素不純物を含むカーボンナノチューブ製造物を精製する方法であって、
前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることにより、前記金属触媒に付着しているカーボンナノチューブと前記炭素不純物とを分離し、前記炭素不純物を除去する炭素不純物除去工程を含むことを特徴とするカーボンナノチューブの精製方法。
【請求項２】
永久磁石または電磁石を前記カーボンナノチューブ製造物に近接ないし接触させることで、前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブの精製方法。
【請求項３】
前記永久磁石または電磁石とカーボンナノチューブとの間に非磁性材料を介在させて、前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることを特徴とする請求項２に記載のカーボンナノチューブの精製方法。
【請求項４】
炭素不純物除去工程に引き続き、前記金属触媒を除去する金属触媒除去工程が含まれることを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブの精製方法。
【請求項５】
請求項１に記載のカーボンナノチューブの精製方法により精製されたことを特徴とするカーボンナノチューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
金属触媒を用いて製造されたカーボンナノチューブ製造物について、含まれる不純物としての炭素不純物を除去して、純度の高いカーボンナノチューブを得るためのカーボンナノチューブの精製方法、およびその精製方法により得られたカーボンナノチューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、炭素原子の六員環で構成されるグラフェンシートを巻いて円筒状にした形状を有し、その直径は１ｎｍから数十ｎｍ程度で、長さは数μｍに及ぶ。従って、カーボンナノチューブは、長さと直径のアスペクト比が３桁程度にも及ぶため、両端の影響を無視することが可能で、典型的な一次元物質として考えることができる。
【０００３】
カーボンナノチューブは、その構造から２種類に分けられる。すなわち、グラフェンシートが１枚の単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）、および、グラフェンシートが多層の多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）である。ＳＷＮＴは比較的直径が細く、数ｎｍ程度の直径を有するものが多い。一方、ＭＷＮＴはグラフェンシートの層間距離が０．３４ｎｍで数層から数十層の同心円状となり、直径は大きいものは数十ｎｍになる。また、最近ではカーボンナノチューブの仲間として、カーボンナノチューブの中にフラーレンや金属内容フラーレンが包摂されるピーポッドと呼ばれる物や、単層で一方の先端が円錐状に閉じた形態のカーボンナノホーンなども合成されている。
【０００４】
単層および多層カーボンナノチューブは機械的性質に優れており、非常に軽量であるにもかかわらず、１ＴＰａを越えるヤング率を有し、強度が極めて高い。また、ケージ物質であるために、弾力性、復元性にも富んでいる。
さらに、カーボンナノチューブは、炭素原子の六員環の配列が螺旋構造を有することから、金属性と半金属性の両方の電気性質を有するという、極めて希有な特性を持つ。加えて、カーボンナノチューブの電気伝導性は極めて高く、電流密度に換算すると１００ＭＡ／ｃｍ2以上の電流を流すことができる。
【０００５】
これらカーボンナノチューブの優れた機械的、電気的性質を利用して、様々な応用が考えられており、電子デバイス、微小電子源、プローブ顕微鏡探針など多くの研究がされている。
カーボンナノチューブの実用化のために、いくつかのキーテクノロジーがあるが、その１つとして、精製技術が挙げられる。
【０００６】
カーボンナノチューブは、その発見当初、顕微鏡内でしか観察されないくらいの僅かな量しか合成することができなかったが、その後、アーク放電法、レーザーアブレーション法、気相化学成長法などの合成法の改良、開発により、大量にカーボンナノチューブを得ることが可能となった。例えば、アーク放電法では、一般的にアルゴン、ヘリウム等の不活性ガス気体中、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族元素、Ｇｄ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ等の希土類元素、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ等の白金族元素またはその混合物を触媒とし、該触媒を炭素電極中に埋設し、炭素電極間にアーク放電することにより、カーボンナノチューブを製造することができる。
【０００７】
しかしながら、いくら大量に合成ができたとしても、純度が低ければ、カーボンナノチューブ本来の性質を発揮させることは困難である。従って、カーボンナノチューブの基礎的物性や広範囲な工学的応用のためにもカーボンナノチューブの分離・精製技術は必要不可欠である。
【０００８】
カーボンナノチューブの不純物としては、大きく金属触媒とカーボン系不純物に分けられる。金属触媒は、現在のところ、単層カーボンナノチューブを合成するには必要不可欠である。また、気相合成法では、多層カーボンナノチューブでも金属触媒が必要である。しかし、この金属触媒はカーボンナノチューブ合成時には必要であるが、カーボンナノチューブを利用しようとする際には、通常は不純物として取り扱われる。
【０００９】
この金属触媒の除去方法としては、酸処理を行い、金属触媒を溶解して除去する方法が非特許文献１において報告されている。さらに、特許文献１では、酸処理と熱処理の工程を交互に複数回行うことにより、アモルファスカーボンに包含されている金属微粒子を除去する方法が提案されている。また、特許文献２では、溶液中に未精製カーボンナノチューブを分散させ、磁場中を通すことで、金属不純物を除去し得ることが報告されている。
【００１０】
一方、カーボン系不純物（炭素不純物）は、カーボンナノチューブと共に混在しているカーボンナノ粒子やグラファイト粒子が挙げられる。
これらのカーボン系不純物の除去方法として、非特許文献２では、熱処理を行う方法が開示されている。しかし、当該方法では、カーボンナノチューブの収率が著しく低下するという問題を抱えている。
また、非特許文献２および非特許文献３には、遠心分離や限外濾過を使用して分離を試みる技術が開示されているが、界面活性剤を使用し超音波分散を行う必要があることや、グラファイト微粒子などは完全には取り切れない等の問題がある。
【００１１】
グラファイト粒子とカーボンナノチューブの分離・精製については、特許文献３において、グラファイト層間に金属化合物をインターカレーションする方法が開示されている。グラファイト層間の金属化合物は、還元によって、金属微粒子となり（該微粒子を層間に有するグラファイトは、「超微粒子金属担持グラファイト」と称される。）、当該超微粒子金属担持グラファイトとカーボンナノチューブとの酸化速度の違いを利用して、グラファイトのみ除去される。しかしながら、この方法では、インターカレーションするために数日を要すること、また、金属微粒子をカーボンナノチューブに加えてしまうという難点がある。さらに、これらのカーボン系不純物において、アーク放電など炭素棒を原料とする場合には、その合成時に炭素棒の未反応材料の欠片・飛沫が５質量％程度混入してしまう。この飛沫由来の不純物は、従来の方法により粉砕・分散させると、却って分離が困難になる。
【００１２】
【特許文献１】特開平２００１―３３５３１０号公報
【特許文献２】特開平０８−１９８６１１号公報
【特許文献３】特開平０８−９１８１５号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ｌ．Ａｎｄｒｅｗ，Ｇ．Ｒｉｎｚｌｅｒ，Ｈ．Ｄａｉ，Ｊ．Ｈ．Ｈａｆｎｅｒ，Ｒ．Ｋ．Ｂｒａｄｌｅｙ，Ｐ．Ｊ．Ｂｏｕｌ，Ａ．Ｌｕ，Ｔ．Ｉｖｅｒｓｏｎ，Ｋ．Ｓｈｅｌｉｍｏｖ，Ｃ．Ｂ．Ｈｕｆｆｍａｎ，Ｆ．Ｒ．Ｍａｃｉａｓ，Ｙ．Ｓ．Ｓｈｏｎ，Ｔ．Ｒ．Ｌｅｅ，Ｄ．Ｔ．Ｃｏｌｂｅｒｔ，Ｒ．Ｅ．Ｓｍａｌｌｅｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２８０：１２５３−１２５６（１９９８）
【非特許文献２】Ｔ．Ｗ．Ｅｂｂｅｓｅｎ，Ｐ．Ｍ．Ａｊａｙａｎ，Ｈ．Ｈｉｕｒａ，Ｋ．Ｔａｎｉｇａｋｉ：  Ｎａｔｕｒｅ  ３６７，  ５１９（１９９４）
【非特許文献３】Ｓ．Ｂａｎｄｏｗ，Ｓ．Ａｓａｋａ，Ｘ．Ｚｈａｏ，Ｙ．Ａｎｄｏ：Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ａ６７．２３−２７（１９９８）
【非特許文献４】Ｓ．Ｂａｎｄｏｗ，Ａ．Ｍ．Ｒａｏ，Ｋ．Ａ．Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ａ．Ｔｈｅｓｓ，Ｒ．Ｅ．Ｓｍａｌｌｅｙ，Ｐ．Ｃ．Ｅｋｌｕｎｄ：  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  １０１，８８３９−８８４２（１９９７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記のような従来技術に鑑み、金属触媒を用いて製造されたカーボンナノチューブ製造物を精製する方法に関し、特に炭素不純物（主としてグラファイト）を含むカーボンナノチューブ製造物から当該炭素不純物を容易に除去し、高純度なカーボンナノチューブを得るためのカーボンナノチューブの精製方法、およびその精製方法により得られた高純度のカーボンナノチューブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明のカーボンナノチューブの精製方法は、金属触媒を用いて製造された、炭素不純物を含むカーボンナノチューブ製造物を精製する方法であって、
前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることにより、前記金属触媒に付着しているカーボンナノチューブと前記炭素不純物とを分離し、前記炭素不純物を除去する炭素不純物除去工程を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明者らは、金属触媒を用いて製造されたカーボンナノチューブ製造物中のカーボンナノチューブが、必ず当該金属触媒から生成・成長していることに着目し、磁場を作用させることにより金属触媒とグラファイト等の炭素不純物とを分離すれば、カーボンナノチューブから炭素不純物を分離できることに着眼した。すなわち、磁場を利用し、金属触媒を回収すれば、それに付着しているカーボンナノチューブも回収できることを見出し、本発明に想到した。
【００１６】
一方、金属触媒に付着していないグラファイト等の炭素不純物は磁場には無反応であるため、カーボンナノチューブと炭素不純物の分離が可能となる。
このように、本発明においては、カーボンナノチューブ製造物を磁場中に通すことにより、金属触媒とそれに付着しているカーボンナノチューブを回収し、残ったグラファイト粒子を除去することで、カーボンナノチューブを精製することができる。
【００１７】
なお、本発明において「カーボンナノチューブ製造物」とは、金属触媒を用いて製造されたカーボンナノチューブ全般を指し、一般にカーボンナノチューブ原料として供される粉末状の未精製物を意味する。ただし、何らかの精製操作が施されたカーボンナノチューブであっても、金属触媒の除去が行われておらず、カーボンナノチューブが金属触媒に付着した状態の粉末については、本発明の精製方法を適用することが十分可能であり、そのような状態の物も本発明に言う「カーボンナノチューブ製造物」の概念に含めるものとする。
【００１８】
前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させるには、何らかの手段により磁場を形成し、当該磁場に前記カーボンナノチューブ製造物を置けばよい。かかる磁場は、永久磁石または電磁石を用いることにより、容易に形成することができる。より具体的には、永久磁石または電磁石を前記カーボンナノチューブ製造物に近接ないし接触させることで、前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることができる。
【００１９】
前記カーボンナノチューブ製造物は、永久磁石または電磁石に近接ないし接触させると、これに、前記金属触媒およびそれに付着しているカーボンナノチューブが吸着し、吸着しない炭素不純物と分離することができる。その後、永久磁石または電磁石に吸着した前記金属触媒およびカーボンナノチューブを採集することで、炭素不純物を除去し、カーボンナノチューブを精製することができる。
【００２０】
吸着した前記金属触媒およびカーボンナノチューブを採集するには、電磁石の場合には、通電を遮断し磁場を解消することで容易に行うことができるが、永久磁石の場合には、磁場を解消することができないためそのままでは吸着したカーボンナノチューブ等を採集することは難しい。そのため、前記永久磁石とカーボンナノチューブとの間に非磁性材料を介在させて、前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることが望ましい。前記永久磁石とカーボンナノチューブとの間に非磁性材料を介在させることで、前記金属触媒およびカーボンナノチューブ粉末が直接永久磁石に付着することがないため、炭素不純物との分離後、前記永久磁石を前記非磁性材料から遠ざけることにより磁場を解消することで、容易に前記金属触媒およびカーボンナノチューブ粉末を回収することができる。
【００２１】
勿論、電磁石を用いた場合にも当該電磁石とカーボンナノチューブとの間に非磁性材料を介在させて、前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることが望ましい。非磁性材料を介在させることで、通電のオン−オフを伴わずに採集操作が容易にできると共に、前記電磁石における磁場発生部の汚染を防止することができる。
【００２２】
本発明のカーボンナノチューブの精製方法においては、公知の各種炭素不純物除去方法を、当該炭素不純物除去工程の操作の最中に、あるいはその前後に適宜施すことができる。また、炭素不純物除去工程に引き続き、前記金属触媒を除去する金属触媒除去工程の操作が施されることが望ましい。当該工程を経ることで、前記炭素不純物の他、前記金属触媒をも除去することができ、極めて高純度のカーボンナノチューブを得ることができる。
【００２３】
以上説明した本発明のカーボンナノチューブの精製方法により、カーボンナノチューブ原料（製造物）を容易かつ高純度に精製することができる。このようにして得られたカーボンナノチューブ（本発明のカーボンナノチューブ）は、その純度として、例えば、９０％以上のものとすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のカーボンナノチューブの精製方法によれば、金属触媒を用いて製造された、炭素不純物（主としてグラファイト）を含むカーボンナノチューブ製造物から、磁場の作用により、当該炭素不純物を比較的容易な操作によって除去し、高純度なカーボンナノチューブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を詳細に説明する。
＜精製の対象＞
本発明で精製の対象となるのは、金属触媒を用いて製造された、炭素不純物を含むカーボンナノチューブ製造物である。
【００２６】
本発明においては、磁場に作用させる関係上、金属触媒を使用していることが必須条件となる。より厳密には、前記金属触媒としては、磁性体の金属であることが必要であり、強磁性体の金属であることが好ましい。
具体的な触媒としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族元素またはその混合物が強磁性体であり、本発明の効果を最大限に享受することができる。勿論、かかる金属触媒は、他の触媒（金属触媒を含む。）と混合して用いても構わない。
【００２７】
カーボンナノチューブの製造方法については、特に制限されないが、金属触媒を用いる製造方法として代表的なアーク放電法、気相化学成長法、レーザー蒸着法を挙げることができる。
本発明において、除去の対象となる炭素不純物は、主としてグラファイトであるが、その他アモルファスカーボンや各種の炭素微粒子を炭素不純物として除去することができる。
【００２８】
＜炭素不純物除去工程＞
本発明の精製方法において必須の工程である炭素不純物除去工程とは、前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることにより、前記金属触媒に付着しているカーボンナノチューブと前記炭素不純物とを分離し、前記炭素不純物を除去する工程である。
【００２９】
金属触媒を用いて製造されたカーボンナノチューブ製造物中のカーボンナノチューブが、必ず当該金属触媒から生成・成長していることから、磁場を作用させることによりグラファイト等の炭素不純物から金属触媒を分離することができ、それに付着しているカーボンナノチューブも分離して回収することができる。
【００３０】
前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させるには、何らかの手段により磁場を形成し、当該磁場に前記カーボンナノチューブ製造物を置けばよく、かかる磁場は、永久磁石または電磁石を用いることにより、容易に形成することができる。より具体的には、永久磁石または電磁石（以下、まとめて「磁石」という場合がある。）を前記カーボンナノチューブ製造物に近接ないし接触させることで、前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることができる。
【００３１】
このとき、磁石と前記カーボンナノチューブ製造物との距離を均一化して、効率的にカーボンナノチューブ製造物の精製を行うためには、前記カーボンナノチューブ製造物を平面状の台の上にできるだけ薄く広げて、前記磁石を近接ないし接触させることが望ましい。
永久磁石または電磁石としては、特に制限無く、従来公知のものが問題なく使用することができる。勿論、精製効率の観点からは、磁力の強いものが好ましく、磁束密度として１ｍＴ以上であることが好ましく、１００ｍＴ以上であることがより好ましい。
【００３２】
磁石と前記カーボンナノチューブ製造物との間を近接ないし接触させると、前記磁石の磁場発生部にカーボンナノチューブを伴う金属触媒が吸着してしまい、その後の採集が困難となるため、前記永久磁石とカーボンナノチューブとの間に非磁性材料を介在させて、前記カーボンナノチューブ製造物に磁場を作用させることが望ましい。使用可能な非磁性材料としては、例えば、ガラスやプラスチック、紙、セラミックス、テフロン（登録商標）などを挙げることができる。
【００３３】
例えば、板状に成形されたガラスやプラスチックなど非磁性材料を介在させて、前記磁石を前記カーボンナノチューブ製造物に近接ないし接触させると、当該非磁性材料に前記金属触媒およびカーボンナノチューブが吸着する。したがって、前記金属触媒およびカーボンナノチューブ粉末が直接永久磁石に付着することがないため、炭素不純物との分離後、前記磁石を前記非磁性材料から遠ざけることにより磁場を解消することで、前記非磁性材料から前記金属触媒およびカーボンナノチューブ粉末を分離することができ、容易に回収することができる。
【００３４】
なお、当該炭素不純物除去工程の操作は、複数回行うことが精製効率や収率の観点からは有効である。すなわち、分離された炭素不純物の中にも、ごく微量に前記金属触媒およびカーボンナノチューブ粉末が混在している場合も想定され、逆に、採集された前記金属触媒およびカーボンナノチューブ粉末の側にも、巻き込まれるように物理的な作用で炭素不純物が混在している場合も想定され、前記操作を複数回行うことにより、より高精度にこれらを分離することができる。
【００３５】
さらに、カーボンナノチューブ製造物は、当初から、あるいは各種操作の最中に、前記金属触媒およびカーボンナノチューブと炭素不純物とが混在した塊状になりやすいので、当該炭素不純物除去工程の操作をより効果的にするためには、ガラス棒やスパチュラ等で物理的な力を与えることにより、あるいは超音波振動により、適宜、細かく砕いてやることが好ましい。
【００３６】
その際、粗粒子状の炭素不純物自体を細かく砕いてしまうと、砕いた炭素不純物が前記金属触媒およびカーボンナノチューブと混在した場合の除去が困難になるため、明らかな粗粒子等は、当該操作の前に予め物理的な操作により除去しておくことも好ましい。例えば、顕微鏡等で観察しながら、粗粒子をピンセット等で除去したり、開口径（メッシュ）の大き目のフィルターで濾過したり、等の予備的な操作を施すことが有効である。
【００３７】
後者の場合（開口径の大き目のフィルターで濾過）に、精製対象となるカーボンナノチューブ製造物を予め濾過し、濾別されたフィルター残留側の粉末について上記炭素不純物除去工程の操作を施し、別途ろ液側は乾燥させて微細な粉末を得、両者を混合してから再度上記炭素不純物除去工程の操作を施したり、あるいは後者についても別途上記炭素不純物除去工程の操作を施した上で両者を混合したり等、粗粉を微粉と分けて上記炭素不純物除去工程の操作を施すことも有効である。この操作により、粗粒子状の不純物が障害となって、金属触媒に付着したカーボンナノチューブ微粉末に対する磁場の効果を妨げる影響が減少し、回収できる金属触媒およびカーボンナノチューブの収率が向上する。
【００３８】
その他、カーボンナノチューブの精製方法において公知の各種手法を、当該炭素不純物除去工程の操作の最中に、あるいはその前後に、本発明の趣旨に反しない範囲内で、適宜取り入れることができる。
【００３９】
＜金属触媒除去工程＞
本発明のカーボンナノチューブの精製方法は、上記炭素不純物除去工程を含むことを特徴とするものであり、その他の操作は必須ではない。例えば、含まれる金属触媒を何らかの目的で利用しようとする場合には、上記炭素不純物除去工程の操作のみ行えば、目的とする純度のカーボンナノチューブ・金属触媒混合物を得ることができる。
【００４０】
しかし、一般的には、前記金属触媒も不純物であり、当該金属触媒を除去する金属触媒除去工程の操作が施される。
金属触媒除去工程の操作としては、従来公知の各種方法を問題なく採用することができ、特に制限は無い。例えば、酸処理、熱処理と酸処理とを組み合わせた処理等を挙げることができる。
【００４１】
酸処理による金属触媒の除去は、金属触媒を含むカーボンナノチューブに酸性溶液を加えることによって、金属触媒を酸化・溶解させた後に、濾過や遠心分離等の手段によって、カーボンナノチューブのみを回収することで達成される。この際に用いる酸としては、塩酸、硝酸、硫酸といった公知の酸、およびこれらの混合物を、除去したい金属触媒の種類に応じて適宜選択すればよい。
【００４２】
また、酸処理の工程に熱処理の工程を組み合わせることで、金属触媒をより効果的に除去することができる。具体的には、酸素が存在する雰囲気下で加熱することにより、金属触媒を包括しているカーボンを除去する工程によって、酸処理による金属触媒の除去が容易に達成される。その際の加熱温度は、カーボンナノチューブ自身が燃焼してしまわない範囲で、なるべく高温にすることが、金属触媒の除去効率、および回収されるカーボンナノチューブの収率の面から好ましく、具体的には４００℃から６００℃までの範囲が好ましい。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例について、より具体的に説明する。
（実施例）
原料となるカーボンナノチューブ製造物のサンプルとして、アーク放電法により合成されたＳＷＮＴ（アルドリッチ社製、純度：３０〜４０質量％）を用意した。当該ＳＷＮＴの製造に際しては、金属触媒としてＮｉとＹが使用されている。
【００４４】
まず、このサンプルを１００ｍｇ秤量した。このサンプルから、グラファイト片を取り除くために、まず、１２５μｍメッシュのふるいにかけ、粗粉Ａ1と微粉Ｂ1に分離した。次に、ふるいに残った粗粉Ａ1をシャーレに移し、均一に広げた後、円筒形Ｎｄ−Ｆ−Ｂ系永久磁石（直径２２ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、磁束密度４００ｍＴ、二六製作所）を使用して、金属触媒を含むカーボンナノチューブ粉末を吸着・回収した。このとき、永久磁石の磁場発生部位（Ｎ極・Ｓ極のどちらでも構わない。）に、非磁性材料としてのガラス板（厚さ１ｍｍ）を介在させ、当該シートが前記サンプルに触れるようになぞって近接させた。
【００４５】
十分にカーボンナノチューブ粉末が吸着したところで、前記シートの背後から前記磁石を遠ざけ、吸着していた粗粉Ａ2を採集した。一方、シャーレ上に残っている粒子は主にグラファイト片であるため、除去した。
次に、磁石にて回収した粗粉Ａ2をガラス棒やスパチュラで細かく砕き、上記円筒形Ｎｄ−Ｆ−Ｂ系永久磁石にて同様の操作を行い、金属触媒を含むカーボンナノチューブ粉末Ａ3を回収した。
【００４６】
ふるいで分離した微粉Ｂ1についても、上記円筒形Ｎｄ−Ｆ−Ｂ系永久磁石にて同様の操作を行い、金属触媒を含むカーボンナノチューブ粉末Ｂ2を回収した。
続いて、カーボンナノチューブ粉末Ａ3とカーボンナノチューブ粉末Ｂ2とを混合し、シャーレに均一に広げて、顕微鏡下で異物および硬い粒子や弾力のある粒子を、ピンセットを用いて極力取り除いた。
【００４７】
このように処理したサンプルを大気中４５０℃に保持した加熱炉に投入し、１５分間加熱処理を行った。続いて、このサンプルを５Ｎの塩酸に投入し、超音波分散を３０分程度かけた後、遠心分離（５０００ｒｐｍ、１５分）を行い、上澄みを取り除いた。さらに、純水を加えて超音波で３０分程度分散し、再び遠心分離（前記同条件）を行う操作を４回繰り返した。その後、親水性ＰＴＦＥフィルター（ポア径０．１μｍ）を用い、吸引濾過を行い、水洗処理を行った。フィルター上の濾過物をフィルターごと５０℃の乾燥機に入れ、約５分間乾燥させ、カーボンナノチューブの薄膜を形成した。
【００４８】
フィルターを取り除いたサンプルを４５０℃に保持した加熱炉に投入し、３０分間熱処理を行った。雰囲気は大気雰囲気である。
その後、前述の塩酸による金属触媒の除去、遠心分離（超音波分散を３０分程度、遠心分離、および上澄み除去の一連の操作４回）、吸引濾過、水洗、乾燥のプロセスを行い、次に、５００℃で３０分間の熱処理を行った。
【００４９】
さらに、上記と同様に塩酸による金属触媒除去、遠心分離、吸引濾過、水洗、乾燥のプロセスを繰り返し、５５０℃での加熱処理を行った。この加熱処理は、３０分より長く行うとカーボンナノチューブ自体が分解ないし破壊され、量が減少してしまうため、３０分程度とした。
【００５０】
以上のようにして、精製を行い、高純度のカーボンナノチューブ約５ｍｇを得ることができた。得られたカーボンナノチューブのＳＥＭ観察結果（３０，０００倍）を図１に示す。このＳＥＭ写真から、グラファイト片、カーボンナノパーティクル、アモルファスカーボン等の不純物がほとんど確認できないことがわかる。得られたカーボンナノチューブの純度は、およそ９９％以上と見積もられた。
【００５１】
（比較例）
上記実施例において、永久磁石による不純物除去工程の操作のみを行わずに、それ以外は上記実施例と同様にして精製を行った。最終的な収量は約６ｍｇであった。得られたカーボンナノチューブのＳＥＭ観察結果（３０，０００倍）を図２に示す。このＳＥＭ写真では、グラファイト片の微小塊が観察され、カーボンナノチューブの純度はおよそ８０％と見積もられた。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のカーボンナノチューブの精製方法により精製された、実施例のカーボンナノチューブの走査電子顕微鏡拡大写真（３０，０００倍）である。
【図２】本発明のカーボンナノチューブの精製方法を採用せずに精製された、比較例のカーボンナノチューブの走査電子顕微鏡拡大写真（３０，０００倍）である。
【図１】
2006069850.tif 000002
【図２】
2006069850.tif 000003