(57)【要約】【課題】簡便かつ環境への負荷が小さいグラフェンの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】グラフェンの製造方法は、炭素含有物（コークス、メタノール等）と、水蒸気と、炭酸カリウムとを原料として、第一反応器１において、２００℃未満の温度、及び所定の圧力によって化学反応させ、生成された水素の一部と水蒸気とを取り除くことで、グラフェンを製造する構成をとる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素含有物と、水蒸気と、炭酸塩水溶液とを原料として、
反応器内において、２００℃未満の温度、及び所定の圧力によって化学反応させ、
生成された水素と水蒸気とを取り除くことで、グラフェンを製造する、
ことを特徴とするグラフェンの製造方法。
【請求項２】
炭酸水素塩水溶液と、水素と、二酸化炭素を原料とし、
反応器内において、２００℃未満の温度、及び所定の圧力によって化学反応させ、
生成された水蒸気を取り除くことで、グラフェンを製造する、
ことを特徴とするグラフェンの製造方法。
【請求項３】
二酸化炭素と、水素とを原料とし、炭酸塩水溶液を触媒とし、
反応器内において、２００℃未満の温度、及び所定の圧力によって化学反応させ、
生成された水蒸気を取り除くことで、グラフェンを製造する、
ことを特徴とするグラフェンの製造方法。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、グラフェンの製造方法に関する発明が提案されている（例えば、特許文献１から特許文献３）。
特許文献１のグラフェンの製造方法は、グラファイトロッドをトリアジン誘導体の水溶液に浸漬させ、パルスプラズマを印加することでグラフェン分散液を調製し、そのグラフェン分散液を洗浄してトリアジン誘導体を除去した後に、濾過により固体状のグラフェンを調製するものである。そして、グラフェンの表面に吸着しているトリアジン誘導体は、アセトンによって、除去される。
このグラフェンの製造方法は、毒性のあるヒドラジンや危険性の高い過マンガン酸カリウム、硫酸などの酸化剤を使用する必要がないため、作業者及び環境に負荷なく、グラフェンを製造することができる。
【０００３】
特許文献２のグラフェンの製造方法は、コバルト、モリブデン、タンタル等を５重量％以上含む合金の金属基板とグラファイトを積層し、加熱下において圧力印加することで、金属基板にグラファイト表面から多層グラファイトを剥離・形成するものである。この際の加熱は、使用する金属の融点以下で行い、金属の種類がコバルトの場合９００℃以上、モリブデンの場合１５００℃以上、タンタルの場合２０００℃以上で行う。
このグラフェンの製造方法は、大面積多層グラフェンを低コストで多量に製造することができ、高い電気伝導度、熱伝導度、キャリア移動度の優れた特性を有するグラフェンを製造することができる。
【０００４】
特許文献３のグラフェンの製造方法は、炭化ケイ素、ニッケル、及びゼオライトを含む触媒に対してマイクロ波を照射することで加熱し、触媒を活性化させた後、活性化された触媒に炭素化合物を含むガスを接触させ、グラフェンを生成するものである。
このグラフェンの製造方法は、超高温下（１５００℃から３０００℃）で製造しないため、製造コストや安全性の改善を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２２７２５３号公報
【特許文献２】特開２０１５−１９９６２４号公報
【特許文献３】特開２０１５−２２１７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
グラフェンの製造方法には、作業者に負担がかからない簡便な方法かつ、環境への負荷が小さい方法が求められている。
特許文献１のグラフェンの製造方法は、有機物質であるトリアジン誘導体の溶液を使用し、さらにグラフェンの表面に吸着したトリアジン誘導体を洗浄するために有機溶媒（アセトン等）を使用する。洗浄後の有機物質を含む有機溶媒は、産業廃棄物として処理される。そのため、特許文献１のグラフェンの製造方法は、環境への負荷が大きい。
特許文献２のグラフェンの製造方法は、加熱温度が非常に高いため、所望の温度となるまで待たなければならず、製造時間が長くかかる。また、非常に高温な環境下（約９００℃から２０００℃）で製造するため、膨大な電気エネルギーを必要とする。そのため、特許文献２のグラフェンの製造方法は、環境への負荷が非常に大きい。
特許文献３のグラフェンの製造方法は、炭化ケイ素、ニッケル、ゼオライトを含む触媒（金属担持触媒）を使用する。使用後の金属担持触媒は、重金属を含む産業廃棄物として処理される。そのため、特許文献３のグラフェンの製造方法は、環境への負荷が大きい。
【０００７】
そこで、本発明は、簡便かつ環境への負荷が小さいグラフェンの製造方法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】
【０００８】
本発明のグラフェンの製造方法は、炭素含有物と、水蒸気と、炭酸塩水溶液とを原料として、反応器内において、２００℃未満の温度、及び所定の圧力によって化学反応させ、生成された水素と水蒸気とを取り除くことで、グラフェンを製造することを特徴とする。
【０００９】
本発明のグラフェンの製造方法は、炭酸水素塩水溶液と、水素と、二酸化炭素を原料とし、反応器内において、２００℃未満の温度、及び所定の圧力によって化学反応させ、生成された水蒸気を取り除くことで、グラフェンを製造することを特徴とする。
【００１０】
本発明のグラフェンの製造方法は、二酸化炭素と、水素とを原料とし、炭酸塩水溶液を触媒とし、反応器内において、２００℃未満の温度、及び所定の圧力によって化学反応させ、生成された水蒸気を取り除くことで、グラフェンを製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のグラフェンの製造方法は、新規なグラフェンの製造方法であり、炭素含有物（例えば、コークス、エタノール、メタノール）、水蒸気、及び炭酸塩水溶液（例えば、炭酸カリウム水溶液）を原料とし、温和な環境下でグラフェンを製造でき、環境への負荷を小さくすることができる。
【００１２】
本発明のグラフェンの製造方法は、新規なグラフェンの製造方法であり、炭酸水素塩水溶液（例えば、炭酸水素カリウム水溶液）と水素を原料とし、温和な環境下でグラフェンを製造でき、環境への負荷を小さくすることができる。
【００１３】
本発明のグラフェンの製造方法は、新規なグラフェンの製造方法であり、二酸化炭素と水素とを原料とし、炭酸塩水溶液（炭酸）を触媒とし、温和な環境下でグラフェンを製造でき、環境への負荷を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一実施形態に係るグラフェンの製造方法の工程の概略を示すフロー図である（コークス（炭素１００％）を用いる場合）。
【図２】本発明の第一実施形態に係るグラフェンの製造方法の工程の概略を示すフロー図である（ＣｎＨｍＯｌで表される炭素含有物を用いる場合）。
【図３】本発明の第二実施形態に係るグラフェンの製造方法の工程の概略を示すフロー図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係るグラフェンの製造方法の工程の概略を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施形態では、３種類のグラフェンの製造方法について、図１から図４を参照し、説明する。
【００１６】
［第一実施形態］
本実施形態では、炭素含有物、水蒸気、及び炭酸塩水溶液を原料とし、単層グラフェンを製造するグラフェンの製造方法について説明する。なお、本実施形態では、炭酸塩水溶液として、炭酸カリウム水溶液（Ｋ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ（ｌ））を使用した例を示す。
【００１７】
［実施例１］
［コークス（炭素：１００％）］
本実施例では、炭素含有物として、コークス（炭素：１００％）を使用する。
実施例１のグラフェンの製造方法では、下記式［化１］から［化８］を利用し、グラフェン（以下、単層グラフェンとも記す。）を製造する。なお、下記の化学反応式において、（ｇ）は気体、（ｌ）は液体を示す。
【００１８】
図１に示すように、コークス（Ｃ）、水蒸気（Ｈ２Ｏ（ｇ））、及び炭酸カリウム水溶液（Ｋ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ（ｌ））を第一反応器１に投入する。この第一反応器１には、例えば、シェルアンドチューブ式反応器を使用することができる。次に、１００℃未満の温度まで、第一反応器１をヒータで加熱し、１００℃未満の温度、所定の圧力で反応させる。
コークスと水蒸気が反応すると、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）が生成され（［化１］）、この一酸化炭素がさらに水蒸気と化学反応すると、水素と二酸化炭素（ＣＯ２）が生成される（［化２］）。つまり、コークスと水蒸気が反応すると、水素と二酸化炭素が生成される（［化３］）。
また、生成された二酸化炭素と炭酸カリウム水溶液が反応することで、炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ３）が生成される（［化４］）。
これらのことから、第一反応器１の内部では、コークス、水蒸気、及び炭酸カリウム水溶液を原料として、水素、及び炭酸水素カリウム水溶液が生成される（［化５］）。なお、この［化５］に示される化学反応は、吸熱反応である。
【００１９】
生成された水素、及び炭酸水素カリウム水溶液は、第一冷却器２に誘導され、所定の温度まで冷却される。冷却された後、気液分離器３によって、水素と炭酸水素カリウム水溶液とに分離される。
分離された水素は、第一加熱器４に誘導され、所定の温度で加熱された後、第二反応器６に投入される。
一方、分離された炭酸水素カリウム水溶液は、第二加熱器５に誘導され、所定の温度で加熱された後、第二反応器６に投入される。
【００２０】
炭酸水素カリウム水溶液が加熱されると、二酸化炭素、炭酸カリウム水溶液が生成される（［化６］）。そして、生成された二酸化炭素が、第一加熱器４から投入された水素と反応すると、単層グラフェン（Ｃ）、及び水蒸気が生成される（［化７］）。
つまり、第二反応器６の内部では、炭酸水素カリウム水溶液と水素とを原料として、単層グラフェン、水蒸気、炭酸カリウム水溶液が生成される（［化８］）。この［化８］に示す化学反応は、発熱反応であり、生成された水蒸気の乾き度は、約０．０３８である（乾き度＝飽和水蒸気モル数／全モル数）。
【００２１】
生成された単層グラフェン、水蒸気、炭酸カリウム水溶液は、第二冷却器７に誘導され、所定の温度まで、冷却される。冷却された後、固液分離器８によって、単層グラフェンと炭酸カリウム水溶液とに分離される。単層グラフェンは、炭酸カリウム水溶液の微粒子の表面を取り囲むように形成される。
このように、上述の化学反応により、コークスを原料として、炭素の結合様式を変化させ、単層グラフェンが生成される。
【００２２】
また、固液分離器８によって分離された炭酸カリウム水溶液は、混合槽９に誘導される。そして、この混合槽９に、炭素含有物（例えば、コークス）が投入され、炭酸カリウム水溶液と炭素含有物が混合される。混合物は、第三加熱器１０に誘導され、加熱される。
そうすると、炭素含有物、水蒸気、炭酸カリウム水溶液が生成される。そして、生成された炭素含有物、水蒸気、炭酸カリウム水溶液は第一反応器１に誘導され、再利用される。
【００２３】
【化１】
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【００２４】
【化２】
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【００２５】
【化３】
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【００２６】
【化４】
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【００２７】
【化５】
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【００２８】
【化６】
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【００２９】
【化７】
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【００３０】
【化８】
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【００３１】
［実施例２］
実施例２では、炭素化合物（ＣｎＨｍＯｌ）、水蒸気、及び炭酸カリウム水溶液を原料とした単層グラフェンの製造方法について説明する。
実施例２のグラフェンの製造方法では、下記式［化９］から［化１７］に示される化学反応によって、単層グラフェンを製造する。なお、以下で述べるように、炭素化合物（ＣｎＨｍＯｌ）を原料とする場合は、単層グラフェンに加え、純水素が製造される。
【００３２】
図２に示すように、炭素化合物（ＣｎＨｍＯｌ）、水蒸気（Ｈ２Ｏ（ｇ））、及び炭酸カリウム水溶液を第一反応器１に投入し、１００℃未満の温度、所定の圧力で反応させる。炭素化合物（ＣｎＨｍＯｌ）と水蒸気が反応すると、水素と一酸化炭素が生成され（［化９］）、この一酸化炭素がさらに水蒸気と化学反応すると、水素と二酸化炭素が生成される（［化１０］）。炭素化合物と水蒸気が化学反応すると、水素と二酸化炭素が生成される（［化１１］）。また、生成された二酸化炭素と炭酸カリウム水溶液が化学反応することで、炭酸水素カリウムが生成される（［化１２］）。
つまり、第一反応器１の内部では、炭素化合物（ＣｎＨｍＯｌ）、水蒸気、及び炭酸カリウム水溶液を原料として、水素、及び炭酸水素カリウム水溶液が生成される（［化１３］）。なお、水のモル数は、（１０ｎ−５ｌ）≦水のモル数≦（１００ｎ−５０ｌ）であればよい。
【００３３】
生成された水素、及び炭酸水素カリウム水溶液は、第一冷却器２に誘導され、所定の温度まで冷却される。冷却された後、気液分離器３によって、水素と炭酸水素カリウム水溶液とに分離される。
分離された水素の一部（２ｎＨ２）は、第一加熱器４に誘導され、２００℃未満の温度まで加熱される。この加熱された水素は、第二反応器６に投入される。そして、図２に示す通り、残りの純水素((ｍ/２−ｌ)Ｈ２)が製造される。
一方、分離された炭酸水素カリウム水溶液は、第二加熱器５に誘導され、所定の温度で加熱される。この加熱された炭酸水素カリウム水溶液は、第二反応器６に投入される。
【００３４】
炭酸水素カリウム水溶液が加熱されると、二酸化炭素、炭酸カリウム水溶液が生成される（［化１４］）。そして、生成された二酸化炭素が、第一加熱器４から投入された水素と反応することで、グラフェン（Ｃ）、及び水蒸気が生成される（［化１５］）。
つまり、第二反応器６の内部では、炭酸水素カリウム水溶液と水素とを原料として、グラフェン、水蒸気、炭酸カリウム水溶液が生成される（［化１６］）。この［化１６］の化学反応は、発熱反応であり、生成された水蒸気の乾き度は、０．０３８である。
【００３５】
生成されたグラフェン、水蒸気、炭酸カリウム水溶液は第二冷却器７に誘導され、所定の温度まで、冷却される。冷却された後、固液分離器８によって、単層グラフェン（Ｃ）と炭酸カリウム水溶液とに分離される。単層グラフェン（Ｃ）は、炭酸カリウム水溶液の微粒子の表面を取り囲むように形成される。
このように、炭素化合物（ＣｎＨｍＯｌ）を原料として、単層グラフェンを製造することができる。また、実施例２のグラフェンの製造方法では、炭素化合物（ＣｎＨｍＯｌ）を原料として、単層グラフェンに加えて、水素、及び水蒸気が生成される（［化１７］）。
【００３６】
固液分離器８によって分離された炭酸カリウム水溶液は、第三加熱器１０に誘導され、加熱される。そして、サイクロンセパレータ１１によって、水蒸気と炭酸カリウム水溶液とに分離される。分離された炭酸カリウム水溶液は、第四加熱器１２に誘導され、所定の温度まで加熱される。そうすると、水蒸気、及び炭酸カリウム水溶液が生成される。この水蒸気と炭酸カリウム水溶液は、第一反応器１に誘導され、再利用される。
【００３７】
【化９】
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【００３８】
【化１０】
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【００３９】
【化１１】
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【００４０】
【化１２】
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【００４１】
【化１３】
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【００４２】
【化１４】
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【００４３】
【化１５】
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【００４４】
【化１６】
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【００４５】
【化１７】
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【００４６】
次に、炭素化合物（ＣｎＨｍＯｌ）に、エタノール（Ｃ２Ｈ６Ｏ）、メタノール（ＣＨ４Ｏ）、及びプロパン（Ｃ３Ｈ８）を使用した例について説明する。
エタノールは、ｎ＝２、ｍ＝６、ｌ＝１であるため、これらの値を［化１７］に適用すると、［化１８］に示す化学反応により、単層グラフェン、水素、及び水蒸気が生成される。また、メタノールは、ｎ＝１、ｍ＝４、ｌ＝１であるため、これらの値を［化１７］に適用すると、［化１９］に示す化学反応により、単層グラフェン、水素、及び水蒸気が生成される。さらに、プロパンは、ｎ＝３、ｍ＝８、ｌ＝０であるため、これらの値を［化１７］に適用すると、［化２０］に示す化学反応式により、単層グラフェン、及び水素が生成される。
【００４７】
【化１８】
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【００４８】
【化１９】
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【００４９】
【化２０】
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【００５０】
次に、コークス（炭素：１００％）とエタノールを原料として、グラフェンの製造、及び純水素の製造を行った。ここで、使用するコークスは、度重なる実験によって、反応器の内壁面にコーキング（炭素析出）され、生成付着したものである（炭素１００％）。実験には、水道水（２６０ｍｌ）、日本酒（エタノール１４ｖоｌ％）、炭酸カリウム（１４ｇ）を使用した。
【００５１】
具体的には、炭酸カリウム粉末を水道水に溶解させた炭酸カリウム水溶液と、日本酒を混合させた液体とを、内壁面にコークスが析出されている反応器に投入した後、入口バルブ、及び出口バルブを閉じた状態で外部電熱ヒータにより加熱し、反応器内の温度及び圧力を測定した。測定時間は６０分とし、反応器の設計圧力が０．９８ＭＰａＧであるため、測定時間の途中で３回出口バルブを開き、反応器内の水素ガス及び水蒸気を逃がし、脱圧した。
反応器内では、６０分後に［化２１］の化学反応が結果として起こり、単層グラフェンを得ることができた。
凝縮液は、ガス冷却器の下流のドレンポットの底部より抜き出すことによって得た。この凝縮液の体積は２６７．５ｍｌであり、凝縮液の重量は２７６ｇであった。
【００５２】
【化２１】
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【００５３】
本実施形態に係るグラフェンの製造方法は、炭素含有物（コークス、エタノール、メタノール等）、水蒸気、及び炭酸カリウム水溶液（炭酸塩水溶液）を原料とし、グラフェンを製造することができる。この製造方法は、従来にない新規のグラフェンの製造方法であり、有機物質や金属触媒等を使用しない。
また、このグラフェンの製造方法は、温和な環境下でグラフェンを製造できる。さらに、炭酸カリウム水溶液は、グラフェンを製造した後に再利用することができる。したがって、本実施形態に係るグラフェンの製造方法は、環境への負荷を小さくし、グラフェンを製造することができる。
また、グラフェンの製造方法では、有機物質や金属触媒等を使用しない。そのため、廃棄物を処理するためのコストを大幅に削減できる。
さらに、本実施形態のグラフェンの製造方法において、炭素化合物（ＣｎＨｍＯｌ）を使用した場合、グラフェンを製造するできることに加え、純水素も製造することができる。
【００５４】
［第二実施形態］
本実施形態では、炭酸水素塩水溶液、水素（Ｈ２）、及び二酸化炭素（ＣＯ２）を原料とし、単層グラフェンを製造するグラフェンの製造方法について説明する。本実施形態では、炭酸水素塩水溶液に、炭酸水素カリウム水溶液（ＫＨＣＯ３＋Ｈ２Ｏ（ｌ））を使用した例を示す。このグラフェンの製造方法では、単層グラフェン（Ｃ）の他、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、及び水蒸気（Ｈ２Ｏ（ｇ））が製造される。本実施形態に係るグラフェンの製造方法は、下記式［化２２］から［化２６］に示す化学反応を利用する。
【００５５】
図３に示すように、炭酸水素カリウム水溶液、及び水素を第一反応器２１に投入し、２００℃未満の温度、所定の圧力の条件下で反応させる。
第一反応器２１の内部で進行する反応の化学反応式は、下記式［化２２］から［化２４］のとおりであり、グラフェン、水蒸気、炭酸カリウム水溶液が生成される。なお、水のモル数ｎは、１０≦ｎ≦１００であれば、適宜変更することができる。
【００５６】
炭酸水素カリウムは、加熱されると、二酸化炭素、炭酸カリウム、及び水に分解される（［化２２］）。そのため、第一反応器２１中の炭酸水素カリウム水溶液は、二酸化炭素、及び炭酸カリウム水溶液（Ｋ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ（ｌ））に分解される（［化２３］）。
そして、二酸化炭素が水素によって還元されることで、グラフェン、及び水蒸気が生成される（［化２４］）。この際、炭酸カリウム水溶液は触媒として機能する。
なお、生成された水蒸気の乾き度は、０．０３８である。
【００５７】
次に、生成されたグラフェン、水蒸気、炭酸カリウム水溶液はサイクロンセパレータ２２に誘導され、サイクロンセパレータ２２によって水蒸気が取り除かれる。その後、グラフェン、及び炭酸カリウム水溶液は、冷却器２３によって、所定の温度まで冷却される。そして、固液分離器２４によって、単層グラフェン（Ｃ）と炭酸カリウム水溶液とに分離される。この単層グラフェンは、炭酸水素カリウム水溶液のフラットな液面に形成される。
このことから、下記式［化２５］に示すように、炭酸水素塩水溶液、水素から、単層グラフェンを製造できる。
【００５８】
分離された炭酸カリウム水溶液は、第二反応器２５に誘導される。この第二反応器２５には、二酸化炭素が充填され、１００℃未満の温度、及び所定の圧力で反応させる。そうすると、炭酸カリウム水溶液が生成される（［化２６］）。そして、この炭酸カリウム水溶液は、加熱器２６を通過させ、第一反応器２１に誘導され、再利用される。
【００５９】
【化２２】
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【００６０】
【化２３】
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【００６１】
【化２４】
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【００６２】
【化２５】
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【００６３】
【化２６】
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【００６４】
本実施形態に係るグラフェンの製造方法は、炭酸水素カリウム水溶液と水素と二酸化炭素との化学反応により、グラフェンを製造することができる。この製造方法も、第一実施形態の製造方法と同様に、新規のグラフェンの製造方法である。
本実施形態に係るグラフェンの製造方法では、炭酸水素カリウム水溶液と水素と二酸化炭素のみを使用するため、簡便にグラフェンを製造することができる。
また、このグラフェンの製造方法は、温和な環境下でグラフェンを製造できる。さらに、原料として用いた炭酸水素カリウム水溶液は、グラフェンを製造した後に、再利用される。したがって、本実施形態に係るグラフェンの製造方法は、環境への負荷を小さくし、グラフェンを製造することができる。
【００６５】
［第三実施形態］
本実施形態では、二酸化炭素（ＣＯ２）と水素（Ｈ２）とを原料とし、炭酸塩水溶液を触媒とし、単層グラフェン（Ｃ）を製造するグラフェンの製造方法について説明する。本実施形態では、炭酸塩水溶液として、炭酸カリウム水溶液（Ｋ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ（ｌ））を使用した例を示す。このグラフェンの製造方法では、単層グラフェンの他、水蒸気（Ｈ２Ｏ（ｇ））が製造される。
本実施形態に係るグラフェンの製造方法は、二酸化炭素の発熱反応を利用するものであり、「ＣＯ２ Ｒｅｆоｍｉｎｇ法」と称することができる。ＣＯ２Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ（［化２７］）は、Ｓｔｅａｍ Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ（［化３］）の逆反応である。
【００６６】
図４に示すように、炭酸カリウム水溶液、二酸化炭素、及び水素を第一反応器３１に投入し、２００℃未満の温度、所定の圧力の条件下で反応させる。
第一反応器３１の内部で進行する反応の化学反応式は、下記式［化２７］のとおりであり、グラフェン、及び水蒸気が生成される。水のモル数ｎは、１０≦ｎ≦１００であれば、適宜変更することができる。なお、生成された水蒸気の乾き度は、０．０７４である。
【００６７】
次に、生成されたグラフェン及び水蒸気、炭酸カリウム水溶液は、サイクロンセパレータ３２に誘導され、サイクロンセパレータ３２によって水蒸気が取り除かれた後、冷却器３３に誘導される。冷却器３３で所定の温度まで冷却された後、固液分離器３４によって、グラフェンと炭酸カリウム水溶液とに分離される。
分離された炭酸カリウム水溶液は、加熱器３６を通過させ、第一反応器３１に誘導され、再利用される。
【００６８】
【化２７】
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【００６９】
本実施形態に係るグラフェンの製造方法は、炭酸カリウム水溶液を触媒として、二酸化炭素と水素との化学反応により、グラフェンを製造することができる。このグラフェンの製造方法も、第一実施形態及び第二実施形態の製造方法と同様に、新規のグラフェンの製造方法である。
本実施形態に係るグラフェンの製造方法では、炭酸水素カリウム水溶液と水素と二酸化炭素のみを使用するため、簡便にグラフェンを製造することができる。
また、このグラフェンの製造方法は、温和な環境下でグラフェンを製造できる。さらに、原料として用いた炭酸カリウム水溶液は、グラフェンを製造した後に、再利用される。したがって、本実施形態に係るグラフェンの製造方法は、環境への負荷を小さくし、グラフェンを製造することができる。
【００７０】
以上、本実施形態について説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１      第一反応器
２      第一冷却器
３      気液分離器
４      第一加熱器
５      第二加熱器
６      第二反応器
７      第二冷却器
８      固液分離器
９      混合槽
１０    第三加熱器
１１    サイクロンセパレータ
１２    第四加熱器
２１，３１  第一反応器
２２，３２  サイクロンセパレータ
２３，３３  冷却器
２４，３４  固液分離器
２５    第二反応器
２６，３６  加熱器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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