(57)【要約】【課題】比表面積等の問題点を解決して、且つ簡便な方法で比較的短時間で作製できる全く新規なフラーレン微細構造体を提供する。【解決手段】直径１０μｍ未満で且つ長さ１００μｍ未満のサイズを有することを特徴とする六角柱状フラーレン微細構造体を提供する。この六角柱状フラーレン微細構造体は有機金属塩を含むイソプロピルアルコール溶液と、フラーレン類を含むトルエン溶液を−９０℃以上５℃以下の低温条件下で混合することにより生成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径１０μｍ未満で且つ長さ１００μｍ未満のサイズを有することを特徴とする六角柱状フラーレン微細構造体。
【請求項２】
有機金属塩を含むイソプロピルアルコール溶液と、フラーレン類を含むトルエン溶液を低温条件下で混合することにより生成することを特徴とする請求項１記載のフラーレン微細構造体の製造方法。
【請求項３】
前記低温条件が−９０℃以上５℃以下であることを特徴とする請求項２記載のフラーレン微細構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全く新規な結晶形態を持つフラーレン微細構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
グラファイト、ダイヤモンドに続く炭素第３の同素体として、１９８５年に球状の炭素クラスター、フラーレンＣ６０が発見されて以来、その特異な電子・触媒・医薬的機能から、フラーレン類に関する研究が活発に行われている。このフラーレン類の機能を効率的に生かす方法の一つとして、樹脂・金属・金属酸化物等の担体との複合化によるフラーレン類の担持が挙げられる。この際、フラーレン類を単分子状に担体中に分散させることは困難であり、１０μｍ程度のバルク状集合体として、担体中へ埋め込む方法が提案されている（ｐｐ７７５−７８４ｉｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　４，Ｖｏｌ．１．Ｔｈｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｕ．Ｋ．，１９９８）。ここで、フラーレン類を担体に担持させる場合、より集合体のサイズを小さくすることで比表面積を大きくし、且つ結晶配向の比較的揃った微細構造体を用いることが、フラーレンの機能を効率的に発揮させる方法の一つとして考えられる。
【０００３】
フラーレン類が形成する微細構造体としては、以下のような微細構造体が知られている。
（１）　直径５０μｍ、長さ数ｍｍの十角柱状構造体（Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ　３３０（２０００）４９１―４９６）
（２）　直径２０μｍ以上、長さ２００μｍ以上の六角柱状構造体（Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ　３１４（１９９９）２１−２６）
（３）　直径１００μｍ、長さ数ｍｍのワイヤー状構造体（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｌｉｄｓ　６１，１０４７−１０５０（２０００））
（４）　直径０．５μｍ、長さ１００μｍのワイヤー状構造体（Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ１７（２００２）８３−８８）
【０００４】
しかし、（１）（２）（３）の微細構造体においては、ミリメートルまたはサブミリメートルサイズであり、比表面積が小さいものとなることや、（４）においては、髭状結晶であることから、触媒等への応用を考えた場合、担体への固着が起こりにくいことが考えられる。加えて、（１）（２）（４）については、作製に４〜７日を要するので、作製方法として効率的でないことや、（３）はＲｂとＣ６０の混合物であるので、フラーレンの実効面積が下がる等、さまざまな問題点が挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記したような従来のフラーレン微細構造体の比表面積等の問題点を解決して、且つ簡便な方法で比較的短時間で作製できる全く新規な六角柱状微細構造体を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来のフラーレン結晶構造体の比表面積等の問題点を解決して、且つ簡便な方法で比較的短時間で作製できる全く新規な微細構造体を提供することを目的とするものである。すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。（１）直径１０μｍ未満で且つ長さ１００μｍ未満のサイズを有することを特徴とする六角柱状フラーレン微細構造体。（２）有機金属塩を含むイソプロピルアルコール溶液と、フラーレン類を含むトルエン溶液を低温条件下で混合することにより生成することを特徴とする（１）記載のフラーレン微細構造体の製造方法。（３）前記低温条件が−９０℃以上５℃以下であることを特徴とする（２）記載のフラーレン微細構造体の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に用いられる用語について説明する。本発明に用いられる「六角柱状」とは、六角形の断面を有し、且つ（構造体の長軸方向の長さ）／（断面の六角形の対角線の長さ）で定義されるアスペクト比が、好ましくは１以上１００以下であり、より好ましくは３以上２０以下であるような棒状体をいう。ここで、断面の六角形の対角線の長さ及び構造体の長軸方向の長さとは、走査型電子顕微鏡等によって確認される長さである。本発明に用いられる「有機金属塩」としては、金属元素の有機塩、具体的には、Ｚｎ、Ａｓ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｙｂ、Ｙ、Ｉｎ、Ｕ、Ｅｒ、Ｃｄ、Ｇｄ、Ｋ、Ｇａ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｚｒ、Ｈｇ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔｍ、Ｆｅ、Ｔｂ、Ｔｅ、Ｃｕ、Ｔｈ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｖ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｐｕ、Ｐｒ、Ｂｅ、Ｂ、Ｈｏ、Ｐｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｒｂ、Ｒｅのアルコキシド、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｙ、Ｉｎ、Ｕ、Ｃｄ、Ｋ、Ｃａ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｈｇ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｔｂ、Ｔｅ、Ｃｕ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｎｐ、Ｖ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｐｕ、Ｐｒ、Ｂｅ、Ｐｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｒｂ、Ｒｈの硝酸塩、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｙ、Ｉｒ、Ｉｎ、Ｕ、Ｃｄ、Ｋ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｈ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｖ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｐｕ、Ｂｅ、Ｐｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｒｕ、Ｒｂ、Ｒｈの硫酸塩、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｙ、Ｕ、Ｅｒ、Ｃｄ、Ｇｄ、Ｋ、Ｃａ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｚｒ、Ｈｇ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｔｂ、Ｃｕ、Ｔｈ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｐｔ、Ｖ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｐｒ、Ｂｅ、Ｂ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｒｕ、Ｒｂ、Ｒｈの酢酸塩、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｙ、Ｉｎ、Ｕ、Ｅｒ、Ｃｄ、Ｇｄ、Ｋ、Ｇａ、Ｃａ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｈｇ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｈ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｎｐ、Ｈｆ、Ｂａ、Ｐｕ、Ｐｒ、Ｂｅ、Ｈｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｒｂのシュウ酸塩、Ｚｎ、Ｙ、Ｕ、Ｃｄ、Ｋ、Ｃａ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｐｕ、Ｂｅ、Ｍｎ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｒｂのカルボン酸塩、Ａｌ、Ｙ、Ｕ、Ｇｄ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｍ、Ｓｒ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｎａ、Ｎｄ、Ｂａ、Ｐｕ、Ｂｅ、Ｂ、Ｐｏ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｌｉのリン酸塩、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｙｂ、Ｙ、Ｉｒ、Ｉｎ、Ｕ、Ｅｒ、Ｏｓ、Ｃｄ、Ｇｄ、Ｋ、Ｇａ、Ｃａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｚｒ、Ｈｇ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｆｅ、Ｔｂ、Ｃｕ、Ｔｈ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｎｐ、Ｐｔ、Ｖ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｐｕ、Ｐｒ、Ｂｅ、Ｂ、Ｈｏ、Ｐｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｒｕ、Ｒｂ、Ｒｅ、Ｒｈのフッ化物、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｙｂ、Ｙ、Ｉｒ、Ｉｎ、Ｕ、Ｏｓ、Ｃｄ、Ｋ、Ｇａ、Ｃａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｈｇ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔｃ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｈ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｎｐ、Ｐｔ、Ｖ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｐｕ、Ｐｒ、Ｂｅ、Ｂ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｒｕ、Ｒｂ、Ｒｅ、Ｒｈの塩化物、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｙ、Ｉｒ、Ｉｎ、Ｕ、Ｏｓ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｃａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｈｇ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔｃ、Ｆｅ、Ｔｈ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｎｐ、Ｐｔ、Ｖ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｐｕ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｌｉ、Ｒｕ、Ｒｂ、Ｒｅ、Ｒｈの臭化物、Ｚｎ、Ａｌ、Ｋ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｃｓ、Ｔｉ、Ｔｉ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌｉ、Ｒｈのβ―ジケトン錯体などが好適に用いられる。また本発明に用いられる「フラーレン類」としては、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ８６、Ｃ１１６などの球状もしくはラグビーボール状の炭素クラスターなどが好適に用いられる。
【０００８】
本発明において、フラーレン微細構造体を作製する方法としては、有機金属塩を含むイソプロピルアルコール溶液と、フラーレン類を含むトルエン溶液を低温条件下で混合することにより、フラーレン微細構造体を作製する方法が好適に用いられる。ここで、５℃以上の温度条件、例えば常温（２０℃）で混合を行った場合、微細構造体は生成するものの、有機金属塩を含むイソプロピルアルコール溶液と、フラーレン類を含むトルエン溶液の溶融速度が速く、微細構造体の均一な結晶成長が阻害されるため、不定形のバルク凝集粒がより支配的に生成する。また−９０℃以下の温度条件では、製造に用いる溶媒であるトルエン及びイソプロパノールの融点以下であることから、溶媒の凝固が起きる。以上のような理由から、本発明の六角柱状フラーレン微細構造体を効率的に製造する温度条件としては、低温条件であることが好ましく、−９０℃以上５℃以下がより好ましい。また有機金属塩を含むイソプロピルアルコール溶液と、フラーレン類を含むトルエン溶液を混合する方法としては、特に限定しないが、好ましくは、有機金属塩を含むイソプロピルアルコール溶液にフラーレン類を含むトルエン溶液を滴下する方法、もしくはフラーレン類を含むトルエン溶液に有機金属塩を含むイソプロピルアルコール溶液を滴下する方法が挙げられる。ここで、イソプロピルアルコール中の有機金属塩濃度としては、０．０１Ｍ以上１Ｍ以下が好ましく、０．０５Ｍ以上０．５Ｍ以下がより好ましい。またトルエン溶液中のフラーレン濃度としては、０．１ｍＭ以上５ｍＭ以下が好ましく、１ｍＭ以上４ｍＭ以下がより好ましい。また有機金属塩を含むイソプロピルアルコール溶液に対するフラーレン類を含むトルエン溶液の体積比率としては、好ましくは、０．１以上５以下が好ましく、０．３以上２以下がより好ましい。また有機金属塩を含むイソプロピルアルコール溶液にフラーレン類を含むトルエン溶液を滴下する速度としては、好ましくは、０．０１ｍｌ／ｍｉｎ以上１０ｍｌ／ｍｉｎ以下が好ましく、０．１ｍｌ／ｍｉｎ以上５ｍｌ／ｍｉｎ以下がより好ましい。
【０００９】
以上で、本発明のフラーレン微細構造体及びその製造方法についての説明をした。これにより、従来のフラーレン微細構造体の比表面積等の問題点を解決して、且つ簡便な方法で比較的短時間で作製できる全く新規な六角柱状微細構造体を提供することができる。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、これらの実施例になんら制限されるものではない。
１．フラーレン微細構造体の作製
図１に示すように、１０ｍｌサンプル瓶中にチタンテトライソプロポキシドの０．１Ｍイソプロパノール溶液　１ｍｌを入れ、液温を−５℃に調整した。そして冷凍庫（庫内温度：−５℃）の中で、このイソプロパノール溶液に液温を−５℃に調整したフラーレンＣ６０の２．２ｍＭトルエン溶液　１ｍｌを０．５ｍｌ／ｍｉｎの速度で滴下した。冷凍庫中、−５℃でサンプル瓶を約１０時間静置した後、生じた沈殿を濾別し、イソプロパノールで３回洗浄した。風乾後、茶色結晶を得た。この結晶を作製するのに要した合計時間は約１１時間であった。この茶色結晶の微細構造を走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製ＳＥＭ　Ｓ−８００）で観察したところ、直径１〜２μｍで長さ３〜１０μｍの六角柱状微細構造体が生成していた（図２）。この微細構造体はサイズ・形状とも比較的均一に生成しており、走査型顕電子顕微鏡において、２０００倍の倍率下、１０視野の中で、該当しない微細構造体はほとんど見当たらなかった。
【００１１】
【比較例】
前記実施例において、有機金属塩であるチタンテトライソプロポキシドを含まないイソプロパノールを混合したところ、得られた構造体は、走査型電子顕微鏡で観察した結果、不定形の凝集体であった。
【００１２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、従来のフラーレン微細構造体の比表面積等の問題点を解決して、且つ簡便な方法で比較的短時間で作製できる全く新規な六角柱状微細構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法のシーケンスを示すフローチャートである。
【図２】本発明の方法により作製されたフラーレン微細構造体の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１】
2004043246.tif 000002
【図２】
2004043246.tif 000003