(57)【要約】【課題】カーボンナノチューブ中に本質的に含まれる合成用触媒金属を水素吸蔵材料として利用することにより、水素吸蔵能力をさらに高めたガス吸着材料を提供する。【解決手段】カーボンナノ材料と、当該カーボンナノ材料の合成用触媒金属と第２金属からなる水素吸蔵合金とを含むことを特徴とする、ガス吸着材料が提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンナノ材料と、当該カーボンナノ材料の合成用触媒金属と第２金属からなる水素吸蔵合金とを含むことを特徴とする、ガス吸着材料。
【請求項２】
前記カーボンナノ材料が、カーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブであることを特徴とする、請求項１に記載のガス吸着材料。
【請求項３】
前記触媒金属が、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選択されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス吸着材料。
【請求項４】
前記第２金属が、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ及びそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス吸着材料。
【請求項５】
端部に触媒金属を含む単層カーボンナノチューブに第２金属を蒸着して、触媒金属と第２金属からなる水素吸蔵合金を形成し、当該単層カーボンナノチューブを水素で加圧及び減圧して当該水素吸蔵合金を膨張及び収縮させることにより、当該単層カーボンナノチューブから当該水素吸蔵合金を脱離させることを特徴とする、単層カーボンナノチューブのキャップ構造を開放する方法。
【請求項６】
前記触媒金属が、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選択されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２金属が、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ及びそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノ材料、特にはカーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブと水素吸蔵合金とを含むガス吸着材料に関する。さらに本発明は、単層カーボンナノチューブのキャップ構造を開放する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池車における水素貯蔵タンクへの応用が期待されるガス吸蔵材として、炭素を頂点とする六角形を隙間なく敷き詰めてできる二次元構造（グラフェン）で構成されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、特には単層のカーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）が注目されており、他の文献等でもその可能性が示唆されている。カーボンナノチューブは、様々な方法、例えば、アーク放電法、レーザ蒸着法、化学気相成長法によって合成することができるが、現在、市販されているカーボンナノチューブは、それを合成する際に使用される触媒金属、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの不純物を製品中に含んでおり、その含有量は約１０〜３０ｗｔ％にも及ぶ場合がある。これらの触媒金属はガスの吸蔵にほとんど寄与しないので、カーボンナノチューブのガス吸蔵材としての性能を高めるためには、カーボンナノチューブ中に含まれるこのような不純物の除去又は低減が一般に課題とされている。
【０００３】
また、合成後のカーボンナノチューブは一般にその先端が閉じたキャップ構造を有しており、そのままでは水素などのガスがチューブ内に入ることができない。したがって、カーボンナノチューブをガス吸蔵材として使用する場合には、部分酸化などによってこのキャップ構造を開放する必要がある。この部分酸化プロセスは、通常、カーボンナノチューブを酸化雰囲気下４００〜５００℃の温度で熱処理することにより行われている。しかしながら、このような高温処理によってカーボンナノチューブ自体も同時に燃焼する場合があり、さらには、このような燃焼によってグラファイトなどの新たな不純物が生成するという問題がある。
【０００４】
特許文献１では、（ａ）ナノフレークカーボンチューブ及び入れ子構造の多層カーボンナノチューブからなる群から選ばれるカーボンチューブと（ｂ）ニッケル又はニッケル合金とからなるニッケル又はニッケル合金内包炭素複合体であって、カーボンチューブ内空間部の１０〜９０％にニッケル又はニッケル合金が充填されていることを特徴とするニッケル又はニッケル合金内包炭素複合体が記載されている。
【０００５】
特許文献２では、Ｎｉなどの金属触媒を用いてアーク放電法により製造された原料カーボンナノチューブを、圧力１．３〜６．７Ｐａ、酸素濃度０．０１〜０．２％の不活性ガス雰囲気において温度９００〜１５００℃で８〜３０時間加熱することにより、不純物のアモルファスカーボンやグラファイト等が除去されるとともに、金属触媒の酸化物をカーボンナノチューブ上に高分散に担持させることができると記載されている。
【特許文献１】特開２００３−０７３１０８号公報
【特許文献２】特開２００６−１２４２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２は、一般にカーボンナノチューブ製品中の不純物とされる合成用触媒金属であるＮｉ等の金属又は金属酸化物を、カーボンナノチューブ中に内包させるか又はカーボンナノチューブ上に担持することにより利用し、導電体や電子放出体としての材料を生成することを記載している。しかしながら、これらの文献では、カーボンナノチューブ中に含まれる合成用触媒金属を水素吸蔵材料として利用すること、及び当該水素吸蔵材料の性質を利用して単層カーボンナノチューブのキャップ構造を開放することについては示されていない。
【０００７】
本発明の目的は、カーボンナノチューブ中に本質的に含まれる合成用触媒金属を水素吸蔵材料として利用することにより、水素吸蔵能力をさらに高めたガス吸着材料を提供することである。
【０００８】
本発明のさらに別の目的は、上記水素吸蔵材料の性質を利用して単層カーボンナノチューブのキャップ構造を開放する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明は下記にある。
（１）カーボンナノ材料と、当該カーボンナノ材料の合成用触媒金属と第２金属からなる水素吸蔵合金とを含むことを特徴とする、ガス吸着材料。
（２）前記カーボンナノ材料が、カーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブであることを特徴とする、上記（１）に記載のガス吸着材料。
（３）前記触媒金属が、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選択されることを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載のガス吸着材料。
（４）前記第２金属が、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ及びそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のガス吸着材料。
（５）端部に触媒金属を含む単層カーボンナノチューブに第２金属を蒸着して、触媒金属と第２金属からなる水素吸蔵合金を形成し、当該単層カーボンナノチューブを水素で加圧及び減圧して当該水素吸蔵合金を膨張及び収縮させることにより、当該単層カーボンナノチューブから当該水素吸蔵合金を脱離させることを特徴とする、単層カーボンナノチューブのキャップ構造を開放する方法。
（６）前記触媒金属が、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｏからなる群より選択されることを特徴とする、上記（５）に記載の方法。
（７）前記第２金属が、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ及びそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、上記（６）又は（７）に記載の方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、カーボンナノ材料中に本質的に含まれる合成用触媒金属を水素吸蔵材料として利用することができ、さらにはその性質を利用して単層カーボンナノチューブのキャップ構造を当該単層カーボンナノチューブの消失なしに開放することができ、したがって、水素吸蔵能力をより高めたガス吸着材料を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のガス吸着材料は、カーボンナノ材料と、当該カーボンナノ材料の合成用触媒金属と第２金属からなる水素吸蔵合金とを含むことを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、カーボンナノ材料としては、それを合成するための触媒金属を含有する任意のカーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブを使用することができる。カーボンナノチューブには、一層の炭素層構造を有する単層カーボンナノチューブと、二層以上の炭素層構造を有する多層カーボンナノチューブが存在するが、本発明においては、単層カーボンナノチューブを使用することが好ましい。というのも、多層カーボンナノチューブの場合には、カーボンナノチューブの層間の空間がデッドスペースとなって水素吸蔵に寄与できないため、カーボンナノチューブの単位質量当たりの水素吸蔵量が、単層カーボンナノチューブの場合と比べて小さくなるからである。使用される単層カーボンナノチューブとしては、１〜３ｎｍのチューブ径を有するものが好ましい。チューブ径が１ｎｍよりも小さい場合には吸着効果はあるもののその吸着量が少なく、また、チューブ径が３ｎｍよりも大きくなると、逆にカーボンナノチューブのガス吸着能が低下してしまう。また、上記範囲のチューブ径を有するカーボンナノチューブを得るために、不活性ガス雰囲気下又は高真空下でカーボンナノチューブを高温処理することにより、カーボンナノチューブを融合させてそのチューブ径を拡大することもできる。単層カーボンナノチューブとしては、触媒金属を用いた当業者に公知の任意の方法により製造された単層カーボンナノチューブを使用することができる。
【００１３】
本発明によれば、カーボンナノ材料中に含まれる触媒金属（第１金属）は、カーボンナノ材料の合成に一般に用いられる各種の触媒金属であることができ、例えば、Ｎｉ、Ｆｅ又はＣｏなどを挙げることができる。
【００１４】
カーボンナノ材料は、一般にＮｉ、Ｆｅ又はＣｏなどの触媒金属を用いて種々の方法、例えば、アーク放電法、レーザ蒸着法、又は化学気相成長法によって合成される。しかしながら、合成されたカーボンナノ材料中には、これらの触媒金属が１０〜３０ｗｔ％の割合で不純物として存在している。これらの不純物にはガス吸着能がほとんどないため、これらの不純物がカーボンナノ材料中に多量に存在する場合には、カーボンナノ材料のガス吸着能が低下する。これらの触媒金属は、塩酸や硫酸などの酸処理によって除去することができるが、この処理によっても触媒金属を完全には除去することができず、数％の触媒金属が除去されないで残る。
【００１５】
本発明は、これらの触媒金属、すなわち、第１金属に追加の第２金属を真空蒸着することにより、一般にカーボンナノ材料中の不純物とされる触媒金属を水素吸蔵材料として利用することを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、第２金属としては、触媒金属（第１金属）との合金化により水素吸蔵能を発現させることができる任意の金属を選択することができる。例示的なものとしては、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ又はそれらの混合物を挙げることができる。さらに具体的には、例えば、第１金属がＮｉの場合には、第２金属としてＭｇを、第１金属がＦｅの場合には、第２金属としてＴｉを使用することができる。また、例えば、第１金属としてＮｉ、第２金属としてＴｉ、Ｃｒ及びＭｎを使用することにより、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｎ系合金のような多元系合金を形成することもできる。
【００１７】
本発明において用いられる「合金」という語は、１種類の金属元素に１種類以上の金属又は非金属元素を添加したものを意味し、これらの各金属又は非金属元素が均一に分散したもの及び不均一に分散したものすべてを包含することを意図するものである。さらに、本発明において用いられる「水素吸蔵合金」及び「水素吸蔵能を有する合金」という語は、いわゆる水素吸蔵合金として公知の金属間化合物だけでなく、水素ガスを吸蔵及び放出することのできる任意の金属又は合金も包含することを意図するものである。
【００１８】
本発明によれば、これらの第２金属は、カーボンナノ材料の合成用触媒金属である第１金属の上に真空蒸着によって堆積させることができる。例えば、カーボンナノチューブを触媒金属を用いて製造する場合、カーボンナノチューブは、この触媒金属を起点として生成及び成長するため、第１金属は、一般にカーボンナノチューブ先端の閉じたキャップ部分に多く存在している。また、このようなカーボンナノチューブに第２金属としてＭｇ、Ｔｉ、Ｃｒ又はＭｎ等を真空蒸着すると、これらの第２金属は、カーボンナノチューブよりも合成用触媒金属である第１金属に選択的に蒸着する。これは、金属が相互作用のより強いものに蒸着する傾向があり、一般的に質量のより大きなものに相互作用が強く働くと考えられるためである。真空蒸着については、従来公知の方法によって実施することができるが、一般的には、１．０×１０-2〜１．０×１０5Ｐａの真空下において、蒸着される金属の融点よりも数十〜１００℃程度高い温度で１〜５時間実施することが好ましい。
【００１９】
先に記載したとおり、第２金属として第１金属との合金化により水素吸蔵能を発現させることができる金属を選択することで、水素吸蔵能を有する合金が形成され、カーボンナノ材料が本来有する水素吸蔵能と、このような第１金属と第２金属からなる合金によって得られる水素吸蔵能を組み合わせることにより、カーボンナノ材料の水素吸蔵能をさらに高めることができる。
【００２０】
第２金属の蒸着量は、カーボンナノ材料の合成に用いられる第１金属に応じて変化し、例えば、第１金属としてＮｉが用いられる場合には、第２金属としてＭｇが用いられ、Ｍｇ2Ｎｉとして公知の水素吸蔵合金を形成するように、Ｍｇ：Ｎｉ＝２：１の比でＭｇを真空蒸着することが好ましい。同様に、例えば、第１金属としてＦｅが用いられる場合には、第２金属としてＴｉが用いられ、ＴｉＦｅとして公知の水素吸蔵合金を形成するように、Ｔｉ：Ｆｅ＝１：１の比でＴｉを真空蒸着することが好ましい。上記のように、第２金属は、高い水素吸蔵能を有することが知られている合金を形成するような化学量論的組成比率で以って第１金属に対し真空蒸着されることが望ましいが、このような化学量論的組成比率でない場合においても、第１金属と第２金属によって形成される合金は、その組み合わせにより公知の水素吸蔵合金と同様の特性を有することができ、これらの合金を水素で加圧及び減圧することにより水素を吸蔵及び放出することができる。
【００２１】
さらに本発明の一側面においては、上記のように触媒金属と合金化して水素吸蔵能を発現させることができる金属を蒸着することにより、単層カーボンナノチューブのキャップ構造を開放することができる。すなわち、本発明においては、端部に触媒金属を含む単層カーボンナノチューブに第２金属を蒸着して、触媒金属と第２金属からなる水素吸蔵合金を形成し、当該単層カーボンナノチューブを水素で加圧及び減圧して当該水素吸蔵合金を膨張及び収縮させることにより、当該単層カーボンナノチューブから当該水素吸蔵合金を脱離させることを特徴とする、単層カーボンナノチューブのキャップ構造を開放する方法が提供される。
【００２２】
本発明においてカーボンナノ材料として用いられる単層カーボンナノチューブは、一般にその先端が閉じたキャップ構造を有しており、そのままではガスがチューブ内に入ることができない。したがって、カーボンナノチューブをガス吸蔵材として使用する場合には、一般に部分酸化によってこのキャップ構造が開放される。この部分酸化プロセスは、通常、カーボンナノチューブを酸化雰囲気下において４００〜５００℃の温度で熱処理することにより行われている。しかしながら、このような高温処理によってカーボンナノチューブ自体も同時に燃焼する場合があり、さらには、このような燃焼によってグラファイトなどの新たな不純物が生成してしまう恐れがある。また、より低い温度で部分酸化処理を行った場合には、カーボンナノチューブの燃焼は抑制されるが、キャップ構造の開放が不十分となり、水素の吸蔵に必要なカーボンナノチューブの比表面積を十分に得ることができない。
【００２３】
カーボンナノ材料を水素吸蔵材として使用する場合、水素の吸蔵量は、カーボンナノ材料の比表面積にほぼ比例することが知られており、より高い水素吸蔵能を得るためには、カーボンナノ材料の高比表面積化が必須要件である。例えば、カーボンナノチューブの場合、その先端のキャップ構造がすべて開放され、カーボンナノチューブの内側と外側のすべての面が水素吸蔵に利用できるとすると、理論値で２７００ｍ2／ｇの比表面積が得られる。しかしながら、従来の部分酸化によるキャップ開放処理では、多くてもその半分程度の比表面積しか得ることができない。これは、上記のように、部分酸化処理によってカーボンナノチューブ自体の燃焼が起こり、カーボンナノチューブに本質的に含まれる合成用触媒金属の占める割合が増加し、さらには、このような燃焼によって水素の吸蔵に寄与しないグラファイトなどの新たな不純物が生成することに起因すると考えられる。
【００２４】
本発明者らは、カーボンナノチューブの先端に付着した第１金属と第２金属からなる合金に水素を吸蔵させることにより、上記のような酸化雰囲気下での熱処理によらないでカーボンナノチューブのキャップ構造が開放されることを見出した。より詳しくは、このような第１金属と第２金属からなる合金は、いわゆる水素吸蔵合金の場合と同様に、水素で加圧及び減圧することにより水素化物の形成と水素放出を繰り返し、すなわち、このような水素の吸蔵及び放出によってその体積が膨張及び収縮する。この特性を利用して、その先端に第１金属と第２金属からなる合金が付着したカーボンナノチューブを水素で加圧及び減圧する。このようにすることで、カーボンナノチューブの先端に付着した第１金属と第２金属からなる合金が膨張及び収縮し、この操作を複数回繰り返すことでカーボンナノチューブ先端のキャップ部分が脱離される。キャップ部分が脱離することにより、それに付着していた第１金属と第２金属からなる合金も同時にカーボンナノチューブから脱離される。しかしながら、脱離された合金は、カーボンナノチューブの側面に付着した状態で残っているか又は脱離された合金どうしが凝集した状態にあると考えられ、カーボンナノチューブと複合化された材料を形成し、脱離された後も水素吸蔵能を有する合金として水素の吸蔵に寄与することができる。したがって、このようなカーボンナノチューブの複合体では、カーボンナノチューブ単独の場合と比べて、その水素吸蔵能をさらに高めることができる。
【００２５】
水素による加圧及び減圧は、カーボンナノチューブ先端のキャップ構造を開放するのに十分な第１金属と第２金属からなる合金の膨張及び収縮が得られる圧力であればよく、一般的には１０ＭＰａ〜３０ＭＰａの範囲で実施されることが好ましい。
【００２６】
さらに、本発明者らは、カーボンナノ材料としてカーボンナノチューブを使用した場合に、第２金属の添加による副次的な効果が得られること、すなわち、第２金属として特定の金属を用いると、カーボンナノチューブのバンドルを分散させることができることを見出した。カーボンナノチューブは、通常、複数のカーボンナノチューブがファンデルワールス力によって集合したバンドル構造を形成している。図１は、このバンドル構造を有するカーボンナノチューブの模式図を示している。カーボンナノチューブ１が集合してバンドル構造を形成し、カーボンナノチューブ１の内部空間２と、カーボンナノチューブ１で囲まれたチューブ間の空隙３を有する。このようなバンドル構造を有するカーボンナノチューブでは、そのチューブ内部だけでなく、バンドルを形成しているチューブ間の空隙にもガスを吸着させることでそのガス吸蔵能力をさらに高めることができる。しかしながら、バンドルを形成しているチューブ間の空隙はチューブ内部に比べて小さいため、一般にガス吸着に対するチューブ間の寄与は小さい。
【００２７】
先に記載したとおり、本発明において真空蒸着される第２金属は、カーボンナノチューブ先端のキャップ部分に位置する触媒金属（第１金属）に選択的に堆積するが、その一部は、このようなバンドルを形成しているチューブ間の空隙にも入り込む。第２金属が、例えば、Ｍｇのような単独で水素吸蔵能を有する金属である場合には、先に記載した第１金属と第２金属からなる合金の場合と同様に、水素で加圧することによりＭｇＨ2の水素化物が形成され、その体積が膨張する。この場合には、図２に示すように、チューブ間に水素吸蔵能を有する金属が存在することによりバンドルが適度に分散されて、チューブ間の空隙に新たな吸着サイトが作り出され、バンドルを形成しているチューブ間の空隙の水素吸蔵能が増大すると考えられる。
【００２８】
このような効果を提供するのに好適な第２金属としては、単独で又は複数の金属の組み合わせにより水素吸蔵能を有する１つ又は複数の任意の金属を選択することができ、例えば、Ｍｇや三元系のＴｉ−Ｃｒ−Ｍｎなどが挙げられる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３０】
［実施例１］
本実施例では、本発明の方法によって単層カーボンナノチューブのキャップ構造を開放し、そのガス吸蔵特性について調べた。
【００３１】
キャップ開放処理されるカーボンナノチューブとしては、名城ナノカーボン製のアーク放電法によって合成された１〜２ｎｍのチューブ径を有する単層カーボンナノチューブを使用した。このカーボンナノチューブ中に本質的に含まれる合成用触媒金属（第１金属）、具体的にはＮｉの量は２０〜３０ｗｔ％であった。
【００３２】
このカーボンナノチューブに温度３００℃及び圧力６．７×１０2〜１．３×１０3Ｐａの条件下で第２金属としてＭｇを真空蒸着した。ＭｇとＮｉの組成比率は１：１〜４：１であった。
【００３３】
この試料を成型し、ＮｉとＭｇからなる合金を有する嵩密度０．７ｇ／ｃｃの複合カーボンナノチューブを得た。この複合カーボンナノチューブを室温で１０〜２０ＭＰａの水素圧により加圧及び減圧し、水素の吸蔵及び放出を繰り返し行った。数回の繰り返しにより、水素の吸蔵量が増加して４〜１０サイクルで安定し、最終的に、カーボンナノチューブに関し水素圧３０ＭＰａ及び室温（２５℃）で１．９ｍａｓｓ％の水素吸蔵量を得た。さらに、ＮｉとＭｇからなる合金に関し、水素圧３０ＭＰａ及び室温（２５℃）で０．７ｍａｓｓ％の水素吸蔵量を得た。したがって、複合カーボンナノチューブとして約２．６ｍａｓｓ％の水素吸蔵量を得ることができた（除く圧縮水素分）。また、本試料のＢＥＴ法による比表面積は１９００〜２２００ｍ2／ｇであった。
【００３４】
比較例として、部分酸化処理によりキャップ構造を開放したカーボンナノチューブについて、そのガス吸蔵特性を調べた。
【００３５】
実施例１と同じカーボンナノチューブを酸化雰囲気下３００〜６００℃の温度で部分酸化処理してそのキャップ構造を開放した。この試料を実施例１の場合と同様に成型し、嵩密度０．７ｇ／ｃｃのカーボンナノチューブを得た。しかしながら、本例では、部分酸化によりカーボンナノチューブ自体も１５〜３０％燃焼してしまった。その結果、本試料の水素吸蔵量は水素圧３０ＭＰａ及び室温（２５℃）で１．６〜１．８ｍａｓｓ％、ＢＥＴ法による比表面積は１３００〜１８００ｍ2／ｇであった。
【００３６】
［実施例２］
本実施例では、第２金属の蒸着によるカーボンナノチューブのバンドル分散効果について調べた。
【００３７】
カーボンナノチューブとして、カーボン・ナノテクノロジーズ社（ＣＮＩ）のＨｉＰｃｏ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ＣＯ）法によって合成された単層カーボンナノチューブ、すなわち、一酸化炭素を高圧で熱分解して合成された単層カーボンナノチューブ（平均チューブ径０．８〜１．２ｎｍ）を使用した。この単層カーボンナノチューブは、触媒として３０ｗｔ％程度のＦｅを含むため、以下のようにしてその除去を行った。
【００３８】
まず、カーボンナノチューブを３５０℃で３０分間空気酸化し、Ｆｅ周辺のカーボン層を除去した。次いで、塩酸水溶液（ＨＣｌ：水＝１：２）を用いた酸処理（６０℃、３時間）によってＦｅを数ｗｔ％まで除去した。
【００３９】
この試料を高真空中１８００℃で処理した。この処理によりカーボンナノチューブの融合が生じ、平均チューブ径が約２ｎｍのカーボンナノチューブを得た。その後、このカーボンナノチューブを空気中４００〜４５０℃で部分酸化処理し、そのキャップ構造を開放した。この時点で触媒がほぼ完全に除去された。一方、これらの処理により不純物としてグラファイトが生成したため、カーボンナノチューブの純度は約７０〜８５ｗｔ％となった。ＢＥＴ法による比表面積は１５００〜１８００ｍ2／ｇであった。
【００４０】
得られたカーボンナノチューブを真空高温炉中の坩堝にセットし、坩堝の温度を３００℃とした。一方、蒸着源のＭｇを別の坩堝に入れ、高真空下（４．０×１０2〜１．３×１０3Ｐａ）７２０〜７８０℃の温度でＭｇを蒸発させ、カーボンナノチューブにＭｇを蒸着させた。この処理の後、温度を約１００℃として水素を１ＭＰａで充填し、Ｍｇを水素化した。Ｍｇの蒸着及び水素化が不十分な場合には、上記のＭｇの蒸着及び水素化を複数回行った。本処理によって得られた試料についてＢＥＴ比表面積を測定した。その結果、Ｍｇの蒸着と水素化を２回繰り返し行った場合に、比表面積は１５５０ｍ2／ｇから１５６７ｍ2／ｇに向上した。また、Ｍｇの蒸着量は、カーボンに対して１５ｗｔ％であった。この結果は、Ｍｇの蒸着及び水素化によりカーボンナノチューブのチューブ間の細孔容量が向上したことを示している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】バンドル構造を有するカーボンナノチューブの模式図を示す。
【図２】ＭｇＨ2を含有するカーボンナノチューブの模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    カーボンナノチューブ
２    カーボンナノチューブの内部空間
３    カーボンナノチューブで囲まれたチューブ間の空隙
４    カーボンナノチューブ
５    Ｍｇ
６    ＭｇＨ2
【図１】
2008062183.tif 000002
【図２】
2008062183.tif 000003