(57)【要約】【課題】ヘテロナノカプセルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ヘテロ原子を含有したカーボンナノカプセルであるヘテロナノカプセル（hetero-nanocapsule）であって、一般式    Ｃ（Ｄ）X（Ｃは、ｓｐ2混成軌道をとる炭素、Ｄは、炭素と結合する周期表１３、１５または１６族の原子、Ｘは、炭素のモル当量を１としたときのモル当量であって０．０００１〜０．１の数値である。）で表わされる閉じたグラファイト層からなるヘテロナノカプセルである。このヘテロナノカプセルは、中空状であるか、または金属もしくは金属化合物で充填されたものであり得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘテロ原子を含有したカーボンナノカプセルであるヘテロナノカプセル（hetero-nanocapsule）であって、一般式
Ｃ（Ｄ）X
（Ｃは、ｓｐ2混成軌道をとる炭素、Ｄは、炭素と結合する周期表１３、１５または１６族の原子、Ｘは、炭素のモル当量を１としたときのモル当量であって０．０００１〜０．１の数値である。）で表わされる閉じたグラファイト層からなるヘテロナノカプセル。
【請求項２】
前記ＤがＮ、Ｂ、ＰまたはＳ原子である請求項１記載のヘテロナノカプセル。
【請求項３】
前記ヘテロ原子とこれに結合する炭素原子とが、閉じたグラファイト層のコーナー部分にて５員環を構成する請求項２記載のヘテロナノカプセル。
【請求項４】
前記ヘテロ原子を含有したカーボンナノカプセルが、２層の閉じたグラファイト層からなる請求項１記載のヘテロナノカプセル。
【請求項５】
外径が１ｎｍ〜１００ｎｍである請求項１記載のヘテロナノカプセル。
【請求項６】
前記閉じたグラファイト層が中空状である請求項１記載のヘテロナノカプセル。
【請求項７】
前記中空状の閉じたグラファイト層内に充填物Ｍをさらに含む請求項６記載のヘテロナノカプセル。
【請求項８】
前記充填物Ｍが、金属、金属酸化物、金属炭化物、金属硫化物、金属窒化物、金属ホウ酸塩または合金である請求項７記載のヘテロナノカプセル。
【請求項９】
前記金属、金属酸化物、金属炭化物、金属硫化物、金属窒化物、金属ホウ酸塩または合金の金属原子が、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ、Ｔａ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｈ、Ｕまたはこれらの組合せである請求項８記載のヘテロナノカプセル。
【請求項１０】
周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物とグラファイトとを１：５０〜１：１０（モル比）の割合で含んでなる複合グラファイト陽極、およびグラファイト陰極を備えたアークチャンバーを準備する工程、前記アークチャンバーに不活性ガスを導入する工程、前記陰極から前記陽極の間にパルス電流により電圧を印加して両者間にカーボンアーク放電を発生させる工程、ならびに、前記陰極上に形成された堆積物を収集する工程、からなるヘテロナノカプセルの製造方法。
【請求項１１】
前記周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物が、メラミン、塩化アンモニウム、Ｂ4Ｃ、Ｂ2Ｏ3またはＰ2Ｏ5である請求項１０記載の製造方法。
【請求項１２】
周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物と、金属または金属含有（metalline）粉末と、グラファイトとを、１３、１５または１６族の原子と炭素原子との割合を１：５０〜１：１０（モル比）、かつ、金属原子と炭素原子との割合を１：１００〜１：２０（モル比）として含んでなる複合グラファイト陽極、およびグラファイト陰極を備えたアークチャンバーを準備する工程、前記アークチャンバーに不活性ガスを導入する工程、前記陰極から前記陽極の間にパルス電流により電圧を印加して両者間にカーボンアーク放電を発生させる工程、ならびに、前記陰極上に形成された堆積物を収集する工程、からなるヘテロナノカプセルの製造方法。
【請求項１３】
前記周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物が、メラミン、塩化アンモニウム、Ｂ4Ｃ、Ｂ2Ｏ3またはＰ2Ｏ5である請求項１２載の製造方法。
【請求項１４】
前記金属または金属含有粉末の金属原子が、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ、Ｔａ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｈ、Ｕまたはこれらの組合せである請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘテロナノカプセル（hetero-nanocapsule）に関し、より詳細にはヘテロ原子を含有するナノカプセルおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘテロナノカプセル（hetero-nanocapsule）は、閉じた構造を持つ多層のグラファイト層によって構成される多面体のカーボンクラスターであり、その直径は約１〜１００ｎｍである。かかるカーボンナノカプセルの中心部分は中空状であるか、または特許文献１のように数種の金属もしくは金属炭化物で充填されている。
【０００３】
閉じたグラファイト層は、内包の金属粒子が他の材料と融合したり、ナノカプセル中から拡散して出ていったりすることのないよう、内包の金属粒子を保護している。また、グラファイト層は、環境に起因する金属粒子の酸化を防いで、ナノカプセルの量子的性質を保つ役目も果たす。
【０００４】
カーボンナノカプセルの多面体構成は、５員環のあるコーナー部分以外は平面なグラファイト層となっており、また、ナノカプセルにおける原子は全てｓｐ2混成軌道をとる。かかるグラファイトの特異な構造は、カーボンナノカプセルに、熱および電気伝導性、高機械強度、化学的安定性、高表面積、安定な構造、ならびに電磁妨害シールドといった優れた特性を与えている。さらに、特許文献２のようにナノカプセルのグラファイト層を、ヘテロ原子をドープすることにより改質すれば、溶剤への分散性、他の分子との結合能力および伝導性を向上させることもできる。
【０００５】
しかしながら、従来の方法のうち、グラファイト層中にヘテロ原子を含むカーボンナノカプルの製造に適したものはない。従来、多層グラファイト層のシェル（shell）ではなく、窒化ホウ素（ＢＮ）、炭窒化ホウ素（Ｂ−Ｃ−Ｎ）、炭化ホウ素（ＢＣ3）または窒化炭素（Ｃ3Ｎ4）からなるシェルを備えた窒化ホウ素（ＢＮ）フラーレンナノ材料を開示したものがある。また、窒素原子をドープしたカーボンナノチューブであって、そのシェルが多面体構造ではないものも開示されている。しかしながら、グラファイト層中にヘテロ原子を含むカーボンナノカプセルを製造するにあたり、これらのような方法では、技術上限界があり、かつ不充分である。
【０００６】
【特許文献１】特願平８−２９７２９１号公報
【特許文献２】特開平６−１６６５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述に鑑みて、本発明の目的は、ホールリッチ（hole-rich）または電子リッチ（electron-rich）な強磁性、および高分散性といった特性を有すると共に、例えば医薬（医療グレードの活性炭）、光および熱吸収、磁気記録、磁気流体、触媒、センサー、光吸収剤、ならびに熱および／または電気伝導性を備えたナノスケール複合材料などの幅広い分野で利用され得る、グラファイト層にヘテロ原子がドープされたカーボンナノカプセルであるヘテロナノカプセルを提供することにある。
【０００８】
本発明はさらに、ヘテロ原子含有カーボンナノカプセルの製造方法を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は、ヘテロ原子を含有したカーボンナノカプセルであるヘテロナノカプセル（hetero-nanocapsule）であって、下式
Ｃ（Ｄ）X
（Ｃは、ｓｐ2混成軌道をとる炭素、Ｄは、炭素と結合する周期表１３、１５または１６族の原子、Ｘは、炭素のモル当量を１としたときのモル当量であって０．０００１〜０．１の数値である。）で表わされる閉じたグラファイト層を含んでいるヘテロナノカプセルに関する。
【００１０】
前記ＤがＮ、Ｂ、ＰまたはＳ原子であることが好ましい。
【００１１】
前記ヘテロ原子とこれに結合する炭素原子とが、閉じたグラファイト層のコーナー部分にて５員環を構成することが好ましい。
【００１２】
前記ヘテロ原子を含有したカーボンナノカプセルが、２層の閉じたグラファイト層を含んでいることが好ましい。
【００１３】
外径が１ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００１４】
前記閉じたグラファイト層が中空状であることが好ましい。
【００１５】
前記中空状の閉じたグラファイト層内に充填される充填物Ｍをさらに含むことが好ましい。
【００１６】
前記Ｍが、金属、金属酸化物、金属炭化物、金属硫化物、金属窒化物、金属ホウ酸塩または合金であることが好ましい。
【００１７】
前記金属、金属酸化物、金属炭化物、金属硫化物、金属窒化物、金属ホウ酸塩または合金の金属原子が、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ、Ｔａ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｈ、Ｕまたはこれらの組合せであることが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物とグラファイトとを１：５０〜１：１０（モル比）の割合で含んでなる複合グラファイト陽極、およびグラファイト陰極を備えたアークチャンバーを準備する工程、前記アークチャンバーに不活性ガスを導入する工程、前記陰極から前記陽極の間にパルス電流により電圧を印加して両者間にカーボンアーク放電を発生させる工程、ならびに、前記陰極上に形成された堆積物を収集する工程、からなるヘテロナノカプセルの製造方法に関する。
【００１９】
前記周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物が、メラミン、塩化アンモニウム、Ｂ4Ｃ、Ｂ2Ｏ3またはＰ2Ｏ5であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物と、金属または金属含有（metalline）粉末と、グラファイトとを、１３、１５または１６族の原子と炭素原子との割合を１：５０〜１：１０（モル比）、かつ、金属原子と炭素原子との割合を１：１００〜１：２０（モル比）として含んでなる複合グラファイト陽極、およびグラファイト陰極を備えたアークチャンバーを準備する工程、前記アークチャンバーに不活性ガスを導入する工程、前記陰極から前記陽極の間にパルス電流により電圧を印加して両者間にカーボンアーク放電を発生させる工程、ならびに、前記陰極上に形成された堆積物を収集する工程、からなるヘテロナノカプセルの製造方法に関する。
【００２１】
前記周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物が、メラミン、塩化アンモニウム、Ｂ4Ｃ、Ｂ2Ｏ3またはＰ2Ｏ5であることが好ましい。
【００２２】
前記金属または金属含有物粉末の金属原子が、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ、Ｔａ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｈ、Ｕまたはこれらの組合せであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のヘテロナノカプセルは、グラファイト層における一部炭素原子をＢ、Ｎ、ＰまたはＳなどのヘテロ原子で置換してなるため、ホールリッチ（hole-rich）または電子リッチ（electron-rich）な強磁性、および高分散性といった特性を示し、例えば医薬（医療グレードの活性炭）、光および熱吸収、磁気記録、磁気流体、触媒、センサー、光吸収剤、ならびに熱および／または電気伝導性を備えたナノスケール複合材料など幅広い分野で利用され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を概略すると次のとおりである。
【００２５】
本発明の実施形態によるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルは、少なくとも１層の閉じたグラファイト層からなる。該グラファイト層は下式で表わされる構造を持つものである。
【００２６】
Ｃ（Ｄ）X
ただし、Ｃは、ｓｐ2混成軌道の炭素原子、Ｄは、炭素原子と結合する周期表１３、１５または１６族の原子、Ｘは、炭素原子のモル当量を１としたときのモル当量であって０．０００１〜０．１の数値である。
【００２７】
本発明の実施形態によれば、ヘテロナノカプセルの中心は、中空状であるか、または金属、金属酸化物、金属炭化物、金属硫化物、金属窒化物、金属ホウ酸塩または合金によって充填されている。
【００２８】
本発明の実施形態において、ヘテロ原子含有カーボンナノカプセルの製造方法は、まず、複合グラファイト陽極とグラファイト陰極とを備えるアークチャンバーを準備してから、アークチャンバーに不活性ガスを導入する。複合グラファイト陽極は、周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物とグラファイトとを含んでなる。１３、１５または１６族の原子と炭素原子との割合は１：５０〜１：１０（モル比）である。次いで、陰極から陽極の間に、パルス電流により電圧を印加して、陰極と陽極の間にカーボンアーク放電を発生させる。そして、陰極上に形成された堆積物を収集する。
【００２９】
また、上記の複合グラファイト陽極は、周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物と、金属または金属含有（metalline）粉末と、グラファイトとを含んでなるものであってもよい。ここで、１３、１５または１６族の原子と炭素原子との割合は１：５０〜１：２０（モル比）、金属原子と炭素原子との割合は１：１００〜１：２０（モル比）とする。
【００３０】
以下に、添付の図面と対応させながら、実施例を用いて、本発明をより具体的に説明する。
【００３１】
本発明のヘテロ原子含有カーボンナノカプセルは、完全かつ閉じた多面体構造のグラファイト層を備える多面体カーボンクラスターである。図１に示すように、本発明の実施形態によるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルにおいては、一部炭素原子が、周期表１３、１５または１６族の原子、例えば窒素、ホウ素、リンまたは硫黄原子で置換される。このようなドープされるヘテロ原子のために、ナノカプセルは１３、１５または１６族の原子の特性、例えばホールリッチ（hole-rich）または電子リッチ（electron-rich）な強磁性といった特性を示すことになる。炭素原子がヘテロ原子で置換されたグラファイト層は、５員環および６員環から構成され、その原子はｓｐ2混成軌道をとる。かかるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルは、不飽和二重結合を有しながら、グラファイトの特性は保っている。
【００３２】
例えばＮであるヘテロ原子は、ｓｐ3混成軌道を作る傾向があるため、ヘテロ原子は多面体グラファイト層のコーナー部分、つまり、５員環に位置することが好ましい。
【００３３】
理論上、多面体グラファイト層のコーナー部分に位置する窒素原子は、６員環上のそれらとは異なる構造となる。ヘテロ原子含有カーボンナノカプセルの多面体グラファイト層は、１２個のコーナーを備えるものとすることができるが、これに限定されることはない。
【００３４】
グラファイト層は、下式で表わされる構造を持つものである。
【００３５】
Ｃ（Ｄ）X
ただし、Ｃは、ｓｐ2混成軌道をとる炭素原子、Ｄは、炭素原子と結合する周期表１３、１５または１６族の原子、Ｘは０．０００１〜０．１の数値である。また、カーボンナノカプセルは、中空状となっているか、または金属もしくは金属化合物で充填されている。
【００３６】
本発明はさらに、中空状または金属内包カーボンナノカプセルの製造方法も開示する。
【００３７】
本発明の実施形態によるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルは、少なくとも１層の閉じたグラファイト層を有してなり、このグラファイト層は下式で表わされる構造を持つものである。
【００３８】
Ｃ（Ｄ）X
ただし、Ｃは、ｓｐ2混成軌道をとる炭素原子、Ｄは、炭素原子と結合する、例えば窒素、リンまたはホウ素である周期表１３、１５または１６族の原子、Ｘは、炭素原子のモル当量を１としたときのモル当量であって０．０００１〜０．１、好ましくは０．００５〜０．０５、より好ましくは０．０１〜０．０２の数値である。
【００３９】
本発明のヘテロ原子含有カーボンナノカプセルは中空状であり、１層のグラファイト層を含んでなるものであり得る。ヘテロ原子含有カーボンナノカプセルの外径は、約１〜１００ｎｍであり、好ましくは約３０〜４０ｎｍである。また、ヘテロ原子含有カーボンナノカプセルは２層のグラファイト層を含み、かつ、例えば金属、金属酸化物、金属炭化物、金属硫化物、金属窒化物、金属ホウ酸塩または合金である充填物を、ナノカプセルの重量に対して０．１〜９９重量％充填してなるものであってもよい。好適な金属または金属含有（metalline）粉末に含まれる金属としては、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ、Ｔａ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｈ、Ｕまたはこれらの組合せが挙げられるが、これらのみに限定されることはない。
【００４０】
ヘテロ原子含有カーボンナノカプセルの製造方法に用いられるアークチャンバーは、複合グラファイト陽極とグラファイト陰極を備える。複合グラファイト陽極は、周期表１３、１５または１６族の原子を含有する化合物とグラファイトとを含んでなる。１３、１５または１６族の原子を含有する化合物としては、メラミン、塩化アンモニウム、Ｂ4Ｃ、Ｂ2Ｏ3またはＰ2Ｏ5が挙げられるが、これらだけに限定されることはない。複合グラファイト陽極において、１３、１５または１６族の原子と炭素原子との割合は１：５０〜１：１０（モル比）である。また、金属または金属化合物で充填されるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルを製造する場合には、複合グラファイト陽極はさらに金属または金属含有（metalline）粉末を、金属原子と炭素原子の割合を１：１００〜１：２０（モル比）として、含んでいてもよい。なお、１３、１５または１６族の原子を含有する化合物は、金属リン化物、金属窒化物または金属ホウ酸塩であってもよいことに注意されたい。また、グラファイト陰極はグラファイトからなる。
【００４１】
そして、上述したアークチャンバー内に不活性ガスを流速１０〜２００ｍｍ3／分、好ましくは３０〜１２０ｍｍ3／分で導入する。好適な不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴンおよび窒素が挙げられるが、これらに限定はされない。アークチャンバーの圧力は、０．１〜５気圧とすることができ、１〜２気圧とするのが好ましい。
【００４２】
次に、陰極から陽極の間にパルス電流により電圧を印加して、陰極と陽極との間にカーボンアーク放電を発生させる。パルス電流は、周波数０．０１〜１０００Ｈｚで５０〜８００Ａとすることができる。また、電極間の電圧は１０〜３０Ｖの間に制御することが可能である。
【００４３】
次いで、陰極上の生成物を収集する。さらに、得られた生成物を溶液中に分散させてから、カラムクロマトグラフィまたはろ過膜を用いて主生成物であるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルと副生成物であるカーボンナノチューブとに分離することにより精製することができる。
【００４４】
本発明の実施形態によるカーボンナノカプセルは、そのヘテロ原子のために、ホールリッチ（hole-rich）または電子リッチ（electron-rich）な強磁性、および高分散性といった特性を示し、例えば医薬（医療グレードの活性炭）、光および熱吸収、磁気記録、磁気流体、触媒、センサー、光吸収剤、ならびに熱および／または電気伝導性を備えたナノスケール複合材料など幅広い分野で利用され得る。
【００４５】
以下に挙げる実施例は、範囲を限定することなしに本発明をより充分に説明するものであり、多くの変更や修飾が可能なことは当業者にとって明らかであろう。
【実施例】
【００４６】
実施例１
１本の複合グラファイト棒を陽極として用い、１本のグラファイト棒を陰極として用いた。これらのグラファイト棒の直径はいずれも１ｃｍである。かかる複合グラファイト棒の陽極は、メラミン１５ｇ、ＮＨ4Ｃｌ１０ｇおよび炭素粉末２００ｇを、窒素と炭素のモル比が１：５０〜１：２０となるように混合してから、その混合物を１７０℃でホットプレスして電極に成形することにより作製した。そして、これら陽極と陰極をアークチャンバー内に設置した。
【００４７】
次いで、流速６０〜９０ｍｍ3／分で流動するアルゴンガスでアークチャンバーを満たすと共に、圧力を１．２気圧に制御した上で、陰極から陽極の間にパルス電流により電圧を印加して、陰極と陽極の間にカーボンアーク放電を発生させた。パルス電流は周波数１００Ｈｚで１２０Ａに制御し、電極間の電圧は２０Ｖとした。
【００４８】
こうしたカーボンアーク放電を約３０分行ったところ、陰極に堆積物が形成されていた。堆積物の長さは約３〜４ｃｍ、直径はグラファイト棒と略同じであった。その堆積物を切り離して、堆積物のコア部分から黒色の粉末状粗生成物１０ｇを得た。
【００４９】
続いて、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で該粗生成物を観察することにより分析を行った。その結果は図２および３に示すとおりであり、Ｎドープ（N-doped）カーボンナノカプセル約８０％、短いカーボンナノチューブ約２０％、および少量の炭素粉末が含まれていることがわかった。
【００５０】
図４は、ヘテロ原子含有カーボンナノカプセルのＥＤＸスペクトルであり、表１には、その成分原子が示してある。エネルギー分散型蛍光ｘ線分析装置（ＥＤＸ）による分析の結果、粗生成物における窒素原子の重量比は１．２５％であった。窒素の原子量は炭素の原子量に近いため、窒素原子と炭素原子のＥＤＸ信号は略重なっており、シグナルの強度は、原子の相対的含量の多寡に比例している。カーボンナノカプセルにおいては炭素原子が大半を占めるので、窒素のＥＤＸシグナルは隠れてしまっている。
【００５１】
【表１】
2006028013.tif 000003
【００５２】
さらに、この粗生成物をＨ2Ｏとメタノール（重量比＝１：１）からなる溶液中に分散させてから、主生成物であるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルと、副生成物であるカーボンナノチューブとを分離した。
【００５３】
得られたカーボンナノカプセルに鉄イオンを利用して着色し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で鉄イオンの吸着状態を分析した。図３には、窒素原子が多面体グラファイト層のコーナー部分、つまり、５員環に位置している様子が示されている。
【００５４】
実施例２
複合グラファイト電極を作製するのに、メラミン１５ｇおよびＮＨ4Ｃｌ１０ｇに代えて、Ｂ4Ｃ５ｇ（またはＢ2Ｃ3１０ｇ）を使用したこと以外は、実施例１と同じ手順によりＢドープ（B-doped）カーボンナノカプセルを得た。
【００５５】
実施例３
複合グラファイト電極を作製するのに、メラミン１５ｇおよびＮＨ4Ｃｌ１０ｇに代えて、Ｐ2Ｏ5１０ｇを使用したこと以外は、実施例１と同じ手順によりＰドープ（P-doped）カーボンナノカプセルを得た。
【００５６】
実施例４
複合グラファイト電極を作製するのに、グラファイトのモル当量に対して５モル％の鉄粉末をさらに加えたこと以外は、実施例１と同じ手順によりＮドープ（N-doped）カーボンナノカプセルを得た。
【００５７】
実施例５
複合グラファイト電極を作製するのに、グラファイトのモル当量に対して５モル％の鉄粉末をさらに加えたこと以外は、実施例２と同じ手順によりＢドープ（B-doped）カーボンナノカプセルを得た。
【００５８】
実施例６
複合グラファイト電極を作製するのに、グラファイトのモル当量に対して５モル％の鉄粉末をさらに加えたこと以外は、実施例３と同じ手順によりＰドープ（P-doped）カーボンナノカプセルを得た。
【００５９】
以上、本発明を例示により、かつ好適な実施例を挙げることにより説明したが、本発明はこれによって限定されることはないと理解されるべきである。すなわち、添付の特許請求の範囲は、本発明の精神および範囲に含まれ得るような変更および修正を全て包含するものであると解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態におけるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルの拡大概略図である。
【図２】本発明の実施例におけるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真である。
【図３】図２におけるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルのＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）写真である。
【図４】図２におけるヘテロ原子含有カーボンナノカプセルのＥＤＸスペクトルである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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