8133_8253배위 폴리머| 원료를 사용하여 제어되는 막대와 같은 또는 리본 모양의 모양이있는 바카라 규칙 카본 재료입니다Carbon Nanorodand그래 핀 바카라 규칙 리본에 대한 새로운 합성 방법 개발되었습니다
기존의 합성 방법과 비교하여, 이번에 개발 된 합성 방법은 기존의 화학 반응 또는 열처리 외에 복잡한 단계를 요구하지 않으며, 탄소 바카라 규칙로드 및 그래 핀 바카라 규칙 리본을 단순하고 높은 수율로 합성 할 수 있습니다 또한, 제조 된 탄소 바카라 규칙로드 및 그래 핀 바카라 규칙 리본은 전극 재료에 커패시터의 적용과 같은 고효율 에너지 저장 및 전환에 기여할 것으로 예상된다 또한 이번에 개발 된 기술은 바카라 규칙 카본 재료를 합성하는 새로운 방법으로 광범위한 응용 프로그램이 될 것으로 예상됩니다
이 성과의 세부 사항은 2016 년 5 월 9 일 영국 과학 저널 (영국 시간)에서 확인할 수 있습니다자연 화학의 온라인 버전에 게시되었습니다
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| 원료로 배위 폴리머를 사용하여 탄소 바카라 규칙로드 및 그래 핀 바카라 규칙 리본의 합성 |
Carbon Nanotubeya그래 핀와 같은 1- 및 2 차원 바카라 규칙 카본 재료 전도도와 유연성이 높고 기능적이며 촉매입니다지원의 기초 재료에 적용될 것으로 예상됩니다 및 에너지 저장 및 변환 장치 특히, 탄소 바카라 규칙로드 및 그래 핀 바카라 규칙 리본은 최근 몇 년 동안 새로운 1 차원 및 2 차원 바카라 규칙 카본 재료로 주목을 끌고있다 그러나 지금까지 합성 과정은 복잡하고 많은 양의 에너지를 소비하며, 매우 효율적이고 단순하며 대량 생산되는 합성 방법에 대한 수요가있었습니다
조정 폴리머는 많은 금속 이온을 포함합니다유기 리간드연결된 연결이있는 정글 체육관과 유사한 구조를 가진 새로운 견고한 재료입니다 최근 몇 년간, 유용한 공간으로 정기적으로 배열되는 바카라 규칙 미터 크기의 모공을 사용하여 전 세계적으로 연구 개발이 수행되었습니다
AIST는 조정 폴리머의 새로운 적용을 개발하기 위해 노력해 왔으며, 다공성 배위 폴리머를 지원하여 고도로 활성 금속 바카라 규칙 입자 촉매 (2012 년 11 월 27 일 AIST의 주요 연구 결과)를 사용하여 다공성 탄소 재료의 합성 방법과 원료 및 주형으로서 배위 폴리머를 개발했습니다 이번에는 조정 폴리머를 원료로 사용하여 탄소 바카라 규칙로드 및 그래 핀 바카라 규칙 리본 개발 작업을 수행했습니다
이 연구 개발은 과학 연구를위한 일본 과학 홍보 협회 (JSPS)의 과학 연구 (b) "고기능 다공성 탄소 생성 및 에너지 저장에 대한 적용에 관한 연구"(문제 번호 26289379, 2014-2016)의 지원으로 수행되었습니다
그래 핀 바카라 규칙 리본을 합성하기위한 이전의 방법은 전기 화학적 처리 또는 혈장 에칭에 의한 탄소 바카라 규칙 튜브의 필링 및 팽창에 기인하여 복잡한 공정 및 낮은 수율과 같은 문제가 발생했습니다 따라서, 우리는 배위 폴리머로 만든 간단한 방법을 사용하여 탄소 바카라 규칙로드를 통해 높은 수율로 그래 핀 바카라 규칙 리본을 합성하는 방법을 개발 하였다
2,5- 디 하이드 록시 테르 탈 산 (브리지 리간드)로부터 배위 중합체를 합성 할 때, 특정 방향으로 배위 중합체의 성장을 억제하기 위해, 금속 염에 연결할 수없는 리간드 (비 크로스 링크 리간드) 인 살리실산 인 살리실산을 첨가 하였다 이것은로드 형 배위 중합체의 합성을 허용 하였다 이로드-유사 배위 중합체를 1000 ℃에서 불활성 가스로 처리하여 막대와 같은 형상을 유지하는 탄소 바카라 규칙로드를 형성 하였다 또한, 수성 수산화 칼륨 수산화 칼륨 (KOH) 용액에서 탄소 바카라 규칙로드를 초음파 처리 한 후, 활성화는 불활성 가스에서 800 ℃에서 열처리에 의해 수행되었고, 탄소 바카라 규칙로드에서 라미네이트 된 그래 핀을 풀고, 그래 핀 바카라 규칙 리본에서 생성 하였다 투과 전자 현미경 (도 1)과 원자력 현미경을 사용한 관찰은 2 내지 6 층의 그래 핀으로 제조 된 막대 모양의 탄소 바카라 규칙로드 및 그래 핀 바카라 규칙 리본이 높은 수율로 형성되었음을 확인했다
이번에 개발 된 합성 방법은 탄소 바카라 규칙로드 및 그래 핀 바카라 규칙 리본의 높은 수율 및 간단한 합성을 허용하며, 정상적인 화학 반응 또는 열처리 이외의 복잡한 공정없이 대규모 생산을 허용합니다
도 2에 도시 된 바와 같이, 이번에 개발 된 탄소 바카라 규칙로드 및 그래 핀 바카라 규칙 리본은 커패시터의 전극 재료로 일반적으로 사용되는 미세 다공성 탄소보다 더 나은 충전 및 방전 특성을 갖는다 즉, 많은 양의 에너지를 저장할 수 있습니다 이는 현재 합성 방법을 매우 효율적인 에너지 저장 물질로 사용하여 생성 된 탄소 바카라 규칙로드 및 그래 핀 바카라 규칙 리본의 잠재력을 보여줍니다
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| 그림 1 (a) 탄소 바카라 규칙로드 및 (b) 그래 핀 바카라 규칙 리본의 투과 전자 현미경 이미지 |
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그림 2 현재 합성 방법 및 일반적으로 사용되는 미세 다공성 탄소를 전극 재료로 사용하여 제조 된 탄소 바카라 규칙로드, 그래 핀 바카라 규칙 리본 및 커패시터의 일정한 전류 충전/방전 특성 (전류 밀도 50ma/g)
셀 전압 (10 볼트)의 피크까지 충전하고 그 후에 배출을 나타냅니다 전류 밀도가 동일 할 때, 그래 핀 바카라 규칙 리본과 탄소 바카라 규칙로드는 더 오랜 시간 동안 충전 및 배출을 할 수 있으며, 이는 미세 다공성 탄소보다 더 많은 에너지를 저장할 수 있음을 의미합니다 |
앞으로, 우리는 이번에 개발 된 방법을 사용하여 형상 제어 조정 폴리머를 사용하여 다양한 바카라 규칙 카본 재료를 계속 개발할 것입니다 이들은 에너지 저장 및 변환 장치를위한 촉매 지원 및 기본 재료에 적용될 것으로 예상되며, 환경 및 에너지 기술에 기여하는 다양한 기능성 재료의 개발로 이어질 것으로 예상됩니다