(57)【要約】【課題】大量生産を可能とする窒素含有ＣＮＦの製造方法を提供する。【解決手段】窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法は、鉄または鉄合金からなる基板を準備する工程（Ｓ１０）と、基板を所定温度まで加熱する工程（Ｓ２０）と、８４０℃以上の反応温度域に加熱された一酸化炭素、二酸化炭素、水素、アンモニアおよび窒素を含む雰囲気ガス中に基板を曝すことにより、基板上にカーボンナノファイバーを生成させる工程（Ｓ３０）と、生成したカーボンナノファイバーを冷却して回収する工程（Ｓ４０）とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄または鉄合金からなる基板を準備する工程と、
８４０℃以上の反応温度域に加熱された一酸化炭素、二酸化炭素、水素、アンモニアおよび窒素を含む雰囲気ガス中に前記基板を曝すことにより、前記基板上にカーボンナノファイバーを生成させる工程とを備えた、窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【請求項２】
前記基板は鉄または鋼からなっている、請求項１に記載の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【請求項３】
前記反応温度域は１０００℃以下である、請求項１または２に記載の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【請求項４】
前記雰囲気ガス中のアンモニアガスの濃度は０．２体積％以上１．８体積％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【請求項５】
前記雰囲気ガス中の一酸化炭素ガスの濃度は１６体積％以上４９体積％以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【請求項６】
前記雰囲気ガス中の水素ガスの濃度は１１体積％以上５６体積％以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【請求項７】
前記雰囲気ガス中の二酸化炭素ガスの濃度は０．０７体積％以上１．５体積％以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【請求項８】
前記カーボンナノファイバーを生成させる工程では、以下の式（１）で定義されるａＣ＊が０．６以上２．２以下となるように前記雰囲気ガスの組成および温度が調整される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【数１】
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【請求項９】
前記基板は純度９９．９９％以上の純鉄からなっている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【請求項１０】
前記基板はステンレス鋼からなっている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【請求項１１】
前記基板はＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３２９Ｊ４ＬまたはＳＵＳ４４０Ｃからなっている、請求項１０に記載の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法に関し、より特定的には、大量生産が可能な窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノファイバー(以下、「ＣＮＦ」という)は次世代の構造用材料、または機能性材料として注目されている。通常のＣＮＦの製造方法としては、化学気相成長法(ＣＶＤ)やアークプラズマを利用したものを挙げられる（たとえば、特許文献１および２参照）。また、ＣＮＦを大量合成する方法として、Ｈｉ−ＰＣＯ法(加圧され、加熱された一酸化炭素に金属触媒を曝す方法)や、スーパーグロースＣＶＤ法（たとえば、特許文献３参照）が提案されており、製造コストの低減が進められている。しかし実際には、製造されたＣＮＦを品質別に分離することの困難性や、凝集を防ぎつつ母材に拡散させることの困難性などに起因して、ＣＮＦの実用化は十分には進んでいない。
【０００３】
一方、ＣＮＦに窒素がドーピングされた窒素含有ＣＮＦは、化学修飾が容易であるため、適切な側鎖を結合させることによって品質別の分離や母材中への拡散が容易になると考えられる。さらに、窒素含有ＣＮＦは、電気伝導率や熱伝導率において通常のＣＮＦよりも優れるとも言われているほか、新しい水素吸蔵用材料としても適用が見込まれるなど、注目すべき新素材である。そして、この窒素含有ＣＮＦの製造方法としては、アークプラズマを利用した製造方法（たとえば、特許文献４参照）や、金属触媒に予め窒素含有導電性高分子を被覆してＣＶＤを行なう方法（たとえば、特許文献５参照）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０６１１７号公報
【特許文献２】特開２００４−１８３５０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５９２０９号公報
【特許文献４】特開２００２−３４８１０８号公報
【特許文献５】特開２００４−１３１８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献４および５に開示された方法を含めて、従来の窒素含有ＣＮＦの製造方法では、工業的な大量生産が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に対応するためになされたものであって、その目的は、大量生産を可能とする窒素含有ＣＮＦの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従った窒素含有ＣＮＦの製造方法は、鉄または鉄合金からなる基板を準備する工程と、８４０℃以上の反応温度域に加熱された一酸化炭素、二酸化炭素、水素、アンモニアおよび窒素を含む雰囲気ガス中に基板を曝すことにより、基板上にカーボンナノファイバーを生成させる工程とを備えている。
【０００８】
本発明者は、大量生産を可能とする窒素含有ＣＮＦの製造方法について検討を行なった結果、８４０℃以上の反応温度域に加熱された一酸化炭素、二酸化炭素、水素、アンモニアおよび窒素を含む雰囲気ガス中に鉄、または鋼、鋳鉄などの鉄合金からなる基板を曝すことにより、基板上に窒素含有ＣＮＦが生成することを見出し、本発明に想到した。すなわち、上記雰囲気ガス中に鉄または鉄合金からなる基板を曝すことにより、当該基板上に比較的短時間で大量の窒素含有ＣＮＦが生成する。そのため、本発明の窒素含有ＣＮＦの製造方法によれば、大量生産を可能とする窒素含有ＣＮＦの製造方法を提供することができる。
【０００９】
上記窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、上記基板は鉄または鋼からなっていてもよい。鉄および鋼は、上記基板の素材として好適である。
【００１０】
上記窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、上記反応温度域は１０００℃以下であってもよい。これにより、基板上への炭素の析出を容易にすることができる。
【００１１】
上記窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、上記雰囲気ガス中のアンモニアガスの濃度は０．２体積％以上１．８体積％以下であってもよい。アンモニアガスは、ＣＮＦへの窒素のドーピングに寄与する。一方、アンモニアガスは、高温においては窒素ガスと水素ガスとに分解する。供給されたアンモニアガスのうち雰囲気ガス中において分解することなく存在するアンモニアガスの濃度を上記範囲とすることにより、より確実にＣＮＦへの窒素のドーピングを達成することができる。
【００１２】
上記窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、上記雰囲気ガス中の一酸化炭素ガスの濃度は１６体積％以上４９体積％以下であってもよい。一酸化炭素ガスは、基板への炭素の供給源となる。雰囲気ガス中の一酸化炭素ガスの濃度を上記範囲とすることにより、必要かつ十分な量の炭素を基板に供給することができる。
【００１３】
上記窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、上記雰囲気ガス中の水素ガスの濃度は１１体積％以上５６体積％以下であってもよい。水素ガスは、上記雰囲気ガス中に存在することにより、他のガスとの平衡を形成する。雰囲気ガス中の水素ガスの濃度を上記範囲とすることにより、基板への炭素および窒素の供給に直接寄与するガスの濃度を適切に調整することが容易となる。
【００１４】
上記窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、上記雰囲気ガス中の二酸化炭素ガスの濃度は０．０７体積％以上１．５体積％以下であってもよい。二酸化炭素ガスは、一酸化炭素ガスが基板に炭素を供給する反応（ブードア反応）において一酸化炭素ガスおよび炭素と平衡を形成する。雰囲気ガス中の二酸化炭素ガスの濃度を上記範囲とすることにより、基板への炭素の供給状態を適切に調整することが容易となる。
【００１５】
上記窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、上記カーボンナノファイバーを生成させる工程では、以下の式（１）で定義されるａＣ＊が０．６以上２．２以下となるように雰囲気ガスの組成および温度が調整されてもよい。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
式（１）で定義されるａＣ＊は、上記ブードア反応の反応式から算出される計算上の炭素の活量に相当する。そして、このａＣ＊を上記範囲とすることにより、必要かつ十分な量の炭素を基板に供給することができる。
【００１８】
上記窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、上記基板は純度９９．９９％以上の純鉄からなっていてもよい。また、上記窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、上記基板はステンレス鋼からなっていてもよい。また、上記窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、上記基板はＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３２９Ｊ４ＬまたはＳＵＳ４４０Ｃからなっていてもよい。このような材料は、上記基板を構成する材料として特に好適である。
【００１９】
なお、上記本発明の窒素含有ＣＮＦの製造方法によって製造可能な窒素含有ＣＮＦは、主に５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度の直径を有するものである。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明から明らかなように、本発明の窒素含有ＣＮＦの製造方法によれば、大量生産を可能とする窒素含有ＣＮＦの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】窒素含有ＣＮＦの製法方法の概略を示すフローチャートである。
【図２】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図３】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図４】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図５】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図６】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図７】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図８】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図９】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図１０】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図１１】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図１２】基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図１３】ＳＵＳ３０４からなる基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図１４】ＳＵＳ３１６からなる基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図１５】ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌからなる基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図１６】ＳＵＳ４３０からなる基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図１７】ＳＵＳ４４０Ｃからなる基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図１８】純鉄からなる基板上に形成された窒素含有ＣＮＦのＳＥＭ写真である。
【図１９】本発明の製造方法により製造された窒素含有ＣＮＦのＴＥＭ写真である。
【図２０】本発明の製造方法により製造された窒素含有ＣＮＦのＴＥＭ写真である。
【図２１】本発明の製造方法以外の方法により製造された一般的なＣＮＦのＴＥＭ写真である。
【図２２】本発明の製造方法以外の方法により製造された一般的なＣＮＦのＴＥＭ写真である。
【図２３】マイクロＡＥＳによる分析位置を示す写真である。
【図２４】マイクロＡＥＳによる分析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。まず、本発明の一実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造方法について説明する。図１を参照して、本実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造方法では、まず工程（Ｓ１０）として基板準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、鉄または鉄合金からなる基板が準備される。具体的には、たとえば鉄または鋼からなり、窒素含有ＣＮＦを生成させるための主表面を有する基板が準備される。このとき、当該主表面は、脱脂されていることが好ましい。また、基板を構成する材料としては、たとえば純度９９．９９％以上の純鉄や、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、ＳＵＳ４４０Ｃなどのステンレス鋼を採用することができる。
【００２３】
次に、工程（Ｓ２０）として加熱工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、上記工程（Ｓ１０）において準備された基板が炉内に挿入され、たとえば窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気中において所定の温度、たとえば８４０℃以上の温度に加熱される。
【００２４】
次に、工程（Ｓ３０）としてＣＮＦ生成工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、工程（Ｓ２０）において加熱された基板が８４０℃以上の反応温度域に加熱された一酸化炭素、二酸化炭素、水素、アンモニアおよび窒素を含む雰囲気ガス中に曝されることにより、基板上に窒素含有ＣＮＦが生成する。具体的には、工程（Ｓ２０）において基板が挿入された炉内の雰囲気が一酸化炭素、二酸化炭素、水素、アンモニアおよび窒素を含む８４０℃以上の雰囲気に置換され、当該雰囲気中において基板が所定の時間、たとえば３０分間以上１２０分間以下の時間保持される。これにより、基板表面上に窒素含有ＣＮＦが生成する。
【００２５】
本発明者による検討によれば、窒素含有ＣＮＦの生成は以下のようなメカニズムによるものであると考えられる。炭素および窒素は、いずれも鉄に対して侵入型固溶体を形成する元素であり、オーステナイト状態の鉄の結晶格子に対して八面体の重心位置に侵入する。また、炭素および窒素は、鉄中においてほぼ同等の原子半径を有するものと考えられる。そして、鉄または鉄合金からなる基板が、８４０℃以上に加熱された一酸化炭素、二酸化炭素、水素、アンモニアおよび窒素を含む雰囲気ガス中に曝されることにより、炭素の侵入である浸炭、および窒素の侵入である窒化が同時に進行する浸炭窒化が基板に対して実施される状態となる。そして、この浸炭窒化により鉄中に一旦侵入した炭素が基板上の再析出してＣＮＦが形成されるとともに、鉄中に侵入した窒素も同様に再析出してＣＮＦにドープされることにより、窒素含有ＣＮＦが生成するものと考えられる。
【００２６】
次に、工程（Ｓ４０）として冷却工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、工程（Ｓ３０）において基板上に生成した窒素含有ＣＮＦが冷却されて回収される。具体的には、上記炉内の雰囲気がたとえば窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気に置換された後、室温まで冷却される。そして、基板上の窒素含有ＣＮＦが回収されることにより、本実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造が完了する。
【００２７】
本実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造方法においては、比較的安価な基板、雰囲気ガスおよび反応装置（炉）を用いて、短時間に大量の窒素含有ＣＮＦを製造することができる。その結果、本実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造方法によれば、大量の窒素含有ＣＮＦを低コストで製造することができる。
【００２８】
ここで、本実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造方法では、工程（Ｓ３０）における加熱温度（反応温度）は１０００℃以下であることが好ましい。これにより、基板上への炭素の析出を容易にすることができる。
【００２９】
また、本実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造方法では、工程（Ｓ３０）における雰囲気ガス中のアンモニアガスの濃度は０．２体積％以上１．８体積％以下とすることが好ましい。これにより、より確実にＣＮＦへの窒素のドーピングを達成することができる。
【００３０】
さらに、本実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造方法では、工程（Ｓ３０）における雰囲気ガス中の一酸化炭素ガスの濃度は１６体積％以上４９体積％以下であることが好ましい。これにより、必要かつ十分な量の炭素を基板に供給することができる。
【００３１】
また、本実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造方法では、工程（Ｓ３０）における雰囲気ガス中の水素ガスの濃度は１１体積％以上５６体積％以下であることが好ましい。これにより、基板への炭素および窒素の供給に直接寄与するガスの濃度を適切に調整することが容易となる。
【００３２】
さらに、本実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造方法では、工程（Ｓ３０）における雰囲気ガス中の二酸化炭素ガスの濃度は０．０７体積％以上１．５体積％以下であることが好ましい。これにより、基板への炭素の供給状態を適切に調整することが容易となる。
【００３３】
また、本実施の形態における窒素含有ＣＮＦの製造方法では、工程（Ｓ３０）において、以下の式（１）で定義されるａＣ＊が０．６以上２．２以下となるように雰囲気ガスの組成および温度が調整されることが好ましい。これにより、必要かつ十分な量の炭素を基板に供給することができる。
【００３４】
【数２】
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【００３５】
さらに、工程（Ｓ３０）の雰囲気ガスは、０．２体積％以上１．８体積％以下のアンモニアガスと、１６体積％以上４９体積％以下の一酸化炭素ガスと、１１体積％以上５６体積％以下の水素ガスと、０．０７体積％以上１．５体積％以下の二酸化炭素ガスとを含み、残部窒素ガスおよび不純物ガスからなり、上記式（１）で定義されるａＣ＊が０．６以上２．２以下となるように組成および温度が調整されることが好ましい。
【００３６】
なお、上記実施の形態においては、炉内の雰囲気が置換されつつ工程（Ｓ２０）〜（Ｓ４０）が実施される場合について説明したが、本発明の窒素含有ＣＮＦの製造方法はこれに限られない。たとえば、上記工程（Ｓ２０）〜（Ｓ４０）のそれぞれに対応する雰囲気中を基板が順次通過することにより、より具体的には、上記工程（Ｓ２０）〜（Ｓ４０）のそれぞれに対応する雰囲気に調整された加熱室を有する炉において、基板が各加熱室を順次移動する連続炉を用いて上記工程（Ｓ２０）〜（Ｓ４０）が実施されてもよい。
【実施例】
【００３７】
上記本発明の窒素含有ＣＮＦの製造方法により、窒素含有ＣＮＦが大量に製造可能であることを確認する実験を行なった。
【００３８】
製造装置としては、バッチ式熱処理炉を用いた。この熱処理炉は、容積１２０Ｌの円筒状の熱処理室を有している。また、この炉には、熱処理室内の雰囲気組成を自在に調整可能なマスフローコントローラーを介してガス供給源が接続されている。さらに、熱処理室内には直径３００ｍｍのファン（６枚羽部）が設置され、当該ファンが１５００ｒｐｍにて回転する。これにより、熱処理室内の雰囲気が攪拌され、組成の均一性が向上している。
【００３９】
この炉内（熱処理室内）に鉄または鉄合金からなる基板を挿入し、窒素雰囲気中で所定温度まで加熱した後、炉内の雰囲気をアンモニアガスと、一酸化炭素ガスと、水素ガスと、二酸化炭素ガスとを含み、残部窒素ガスおよび不純物ガスからなる雰囲気ガスに置換し、所定温度にて２時間保持することにより、基板上に窒素含有ＣＮＦを生成させた。そして、炉内の雰囲気を窒素雰囲気に置換した上で基板を冷却し、生成した窒素含有ＣＮＦを回収した。実験条件として採用された窒素含有ＣＮＦ生成時の雰囲気ガスの組成、温度およびａＣ＊の値（窒素含有ＣＮＦ生成時の平均値）を表１に示す。窒素含有ＣＮＦ生成時の炉内の圧力は１〜１．０３ａｔｍの範囲内に維持した。また、基板を構成する材料としては、純度９９．９９％の純鉄、および各種ステンレス鋼(ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４０Ｃ)を採用した。基板は、一辺５０ｍｍの正方形形状の主表面を有し、純鉄の場合１００μｍ、ステンレス鋼の場合２〜３ｍｍの厚みを有する形状とし、当該基板を炉内に吊るした状態で固定し、上記雰囲気に曝した。表２に採用されたステンレス鋼のＪＩＳ成分規格を示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
【表２】
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【００４２】
次に、実験結果について説明する。上記いずれの基板を用いた場合においても、表１の実験番号１〜１１の全ての条件で基板上にスス状の生成物が確認された。ＳＵＳ３０４からなる基板上に生成した生成物のＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）写真を図２〜図１２に示す。図２〜図１２は、それぞれ実験番号１〜１１の条件に対応する。図２を参照して、実験番号１に対応する基板上の生成物は主に塊状のススであって、ＣＮＦであると考えられるファイバー状の生成物は僅かに確認されたのみであった。一方、図３〜図１２を参照して、実験番号２〜１１に対応する基板上には、直径５０〜５００ｎｍ程度のファイバー状の生成物が多数確認された。このことから、ＣＮＦ生成時の加熱温度は７７５℃程度では不十分であって、８４０℃以上とすることが望ましいことが確認された。
【００４３】
また、実験番号７の条件下においてＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４０Ｃ、および純鉄の基板上に生成した生成物のＳＥＭ写真を、それぞれ図１３〜図１８に示す。図１３〜図１８を参照して、いずれの基板上においてもファイバー状の生成物を確認することができる。特に、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３２９Ｊ４ＬおよびＳＵＳ４４０Ｃの基板上には、多くのファイバー状の生成物が確認された。
【００４４】
次に、生成したファイバー状の生成物が窒素含有ＣＮＦであることを確認するため、ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察およびマイクロＡＥＳ（Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析を行なった。
【００４５】
図１９および図２０は、実験番号４の条件下でＳＵＳ３０４からなる基板上に生成した生成物のＴＥＭ写真である。一方、比較のため、図２１および図２２に窒素を含まない一般的なＣＮＦのＴＥＭ写真を示す。図２１および図２２を参照して、窒素を含まない一般的なＣＮＦの外径面は滑らかなストレート形状である。一方、図１９および図２０を参照して、上記本発明の手順にて得られたファイバー状の生成物は、バブル状あるいはバンブー状の形状を有している。このような形状のＣＮＦは、ＣＮＦ中に窒素が侵入した場合に見られるものであって、バブル状ＣＮＦまたはバンブー状ＣＮＦと称される場合がある。
【００４６】
次に、観察された上記ファイバー状の生成物を採取し、図２３に示す位置αについてマイクロＡＥＳを用いて元素分析を行なった。その結果、図２４に示すように、炭素、酸素に加え、窒素の存在が確認された。
【００４７】
以上の実験結果から、本発明の製造方法により、窒素含有ＣＮＦが製造可能であることが確認された。本発明の窒素含有ＣＮＦの製造方法は、従来の製造方法に比べて容易に、大量の窒素含有ＣＮＦを製造することができる。より具体的には、上記実験においては、基板の主表面の表面積：約５０００ｍｍ２に対して最大で５ｇ程度のスス状の生成物が得られた。そして、当該スス状の生成物のうち２０質量％程度がバブル状ＣＮＦ、すなわち窒素含有ＣＮＦであった。この生成量を単位基板表面積、単位時間あたりの生産量である生産効率に換算すると、約０．１ｍｇ／（ｃｍ２ｈ)となる。この生産効率は、工業的な生産効率としては十分であるとまではいえないものの、専用の生産炉を準備するなどの対応により生産効率を向上させ、窒素含有ＣＮＦの低コストな大量生産方法を得ることが可能であると考えられる。
【００４８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法は、大量生産が求められる窒素含有カーボンナノファイバーの製造方法に、特に有利に適用され得る。
【図１】
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【図２４】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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