JPH0135768B2 - - Google Patents
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- JPH0135768B2 JPH0135768B2 JP56157807A JP15780781A JPH0135768B2 JP H0135768 B2 JPH0135768 B2 JP H0135768B2 JP 56157807 A JP56157807 A JP 56157807A JP 15780781 A JP15780781 A JP 15780781A JP H0135768 B2 JPH0135768 B2 JP H0135768B2
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Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明は新規な黒鉛層間化合物に関する。更に
詳細には、本発明は湿気に対して安定であるのみ
ならず優れた電導性を有する黒鉛とフツ化アルミ
ニウム及びフツ素との３成分系黒鉛層間化合物に
関する。本発明は又、黒鉛とフツ化アルミニウム
及びフツ素との３成分系黒鉛層間化合物の製造方
法に関する。本発明は更に又、黒鉛とフツ化アル
ミニウム及びフツ素との３成分系黒鉛層間化合物
から成る電導材料に関する。 近年、フツ化物の黒鉛層間化合物が、その秀れ
た電導性の故に注目されつつある。しかし従来よ
り知られている黒鉛層間化合物の殆どは湿気に対
して不安定であり、従つて空気中に放置するとた
だちに分解する。ゆえに実用に供することが不可
能である。これまで、黒鉛層間化合物を作る侵入
物質として用いられているフツ化物は融点及び沸
点ともに低く、室温ではガス状又は液状である。
ゆえに、一般に侵入物質としてのフツ化物は比較
的低温で高い蒸気圧を持つことが必要であるとい
うことが通念となつていた。そのため、高い融点
乃至沸点を有するフツ化物の黒鉛層間化合物の製
造の試みはなされなかつた。事実、高温でも蒸気
圧を示さないフツ化アルミニウムと黒鉛との２成
分系黒鉛層間化合物は生成しない。 本発明者らは、優れた電導性を有するばかりで
なく湿気に対して極めて安定な、実用に供し得る
フツ化物の黒鉛層間化合物を開発すべく鋭意研究
を重ね、その結果、式CxＦ（AlF3）yで表わされる
黒鉛とフツ化アルミニウム及びフツ素との３成分
系黒鉛層間化合物（以下、しばしば単に“３成分
系黒鉛層間化合物”と略記する）が原料黒鉛に対
して100％の収率で得られることを見出した。得
られた３成分系黒鉛層間化合物は湿気に対して安
定であるのみならず耐熱性も高く、又優れた電導
性を有する。本発明の３成分系黒鉛層間化合物の
電導度は原料黒鉛に較べ一桁高い優れたものであ
る。本発明はこのような新しい知見に基づき成さ
れたものである。 したがつて本発明の目的は、湿気に対して安定
であるのみならず耐熱性も高く、又優れた電導性
を有する新規な３成分系黒鉛層間化合物を提供す
ることにある。 本発明の他の一つの目的は、この新規な３成分
系黒鉛層間化合物の製造方法を提供することにあ
る。 本発明の他の更に一つの目的は、上述の如き新
規な３成分系黒鉛層間化合物から成る新規な電導
材料を提供することにある。 上記及び他の諸目的は、本発明の諸特徴及び諸
利益は、以下に述べる詳細な説明及び添付の図面
から明かになろう。 本発明の一つの態様によれば、式CxＦ（AlF3）y
で表わされる黒鉛とフツ化アルミニウム及びフツ
素との３成分系黒鉛層間化合物が提供される。 一般に、式CxＦ（AlF3）yで表わされる３成分系
黒鉛層間化合物は、原料黒鉛を、フツ素雰囲気下
で温度０〜400℃にて少なくとも該黒鉛に重量増
加を起こさせる時間AlF3と接触させることによ
つて得られる。 以下、本発明を更に詳細に説明する。 式CxＦ（AlF3）yで表わされる本発明の３成分系
黒鉛層間化合物には、第１ステージ、第２ステー
ジ、第３ステージ又は第４ステージもしくはそれ
以上のステージ数のものがある。３成分系黒鉛層
間化合物のステージ数は、Ｘ線回折から得られる
周期距離Icを測定することにより求められる。得
られた３成分系黒鉛層間化合物のステージ数は反
応温度及び時間のみならず原料黒鉛の結晶性及び
厚み（Ｃ軸方向）にも影響される。第１ステージ
のものは、ｘ＝約3.0〜20、ｙ＝約0.03〜0.20であ
る。第２ステージのものは、ｘ＝約11〜50、ｙ＝
約0.01〜0.15である。第３ステージ以上のもの
は、ｘ＝約30〜60、ｙ＝10-4〜10-2である。一般
に式CxＦ（AlF3）yで表わされる３成分系黒鉛層間
化合物において、ｘは約３〜100であり、ｙは約
0.0001〜0.20である。第１ステージ、第２ステー
ジ、第３ステージ及び第４ステージもしくはそれ
以上のステージ数の化合物のそれぞれについて、
ｘとｙの値は、上述の範囲内で、反応温度及び時
間のみならず、原料黒鉛の結晶性及びＣ軸方向の
厚みによつて変化する。 本発明に用いられる黒鉛原材料としては、天然
黒鉛のほか、石油コークスなどを加熱処理して得
られる人造黒鉛も用いることができる。粒径は臨
界的ではなくフレーク状あるいは粉状で、約20〜
50メツシユ又は50〜400メツシユ又は400メツシユ
以上（タイラー）のものを用いることができる。
又、ブロツク状の黒鉛が望まれる場合には、メタ
ン、プロパン、ベンゼン及びないし又はアセチレ
ンなどの炭化水素を約2100℃に加熱された基材
（一般に人造黒鉛から成る）に接触させて炭化水
素を熱分解し、得られた黒鉛材料を基材上に沈積
し、その後沈積した黒鉛材料を熱処理して得られ
たものを用いることができる。その場合、熱処理
温度に応じて黒鉛化度の異なつたブロツク状黒鉛
が得られる。約2400℃で熱処理を行なうと、パイ
ロテイツクカーボンが得られる。約2600℃〜3000
℃で熱処理を行なうとパイロテイツクカーボンに
比べて高い結晶性を有するパイロテイツク グラ
フアイトが得られる。 原料黒鉛をフツ素雰囲気下で温度０〜400℃に
て少なくとも該黒鉛に重量増加を起こさせる時間
AlF3と接触させることによつて行なわれる、式
CxＦ（AlF3）yで表わされる３成分系黒鉛層間化合
物の製造に関し、望ましい反応条件は下記の通り
である。フツ素圧は特に臨界的ではないが、通常
0.5〜10atm位が用いられる。反応温度は０〜400
℃、好ましくは15〜370℃である。前述したよう
に、望ましいｘ値及びｙ値を有する、式CxＦ
（AlF3）yで表わされる化合物を得るための反応時
間は、原料黒鉛の結晶性及びＣ軸方向の厚み、且
つ反応温度とに依存する。しかし、反応時間は一
般に１時間〜10日、更に一般には１日〜８日であ
る。原料黒鉛のAlF3に対する重量比は３成分系
黒鉛層間化合物の望ましいステージ数に依存する
が、通常１：0.4〜１：10である。反応条件に関
して注目すべきことは、反応系の温度が100℃よ
り高い温度まで上げられた場合、いつたん加熱し
た反応系を冷却する過程において、温度が100℃
を下回つた時点で黒鉛に重量増加が認められると
いう点である。原料黒鉛のＣ軸方向の厚みが１mm
より厚い場合、生成物は第１ステージ化合物であ
る第２ステージもしくは第１ステージよりむしろ
高いステージ数の化合物である場合が多い。第１
ステージ化合物を得るためには、通常、厚み（Ｃ
軸方向）が0.8mmまでの黒鉛材料を用いるのが好
ましい。 反応終了後、反応系の温度が室温より高い温度
にまで上げられていた場合、反応系の温度は室温
にまで下げられる。未反応のAlF3はシーブかピ
ンセツトによつて分離され、式CxＦ（AlF3）yで表
わされる所望の３成分系黒鉛層間化合物が得られ
る。 CxＦ（AlF3）yの周期距離Icは、第１ステージの
ものについては9.4〜9.5Å、第２ステージのもの
については12.8〜12.9Å、第３ステージのものに
ついては16.1〜16.2Å、そして第４ステージのも
のについては19.5〜19.6Åである。式CxＦ（AlF3）
yで表わされる３成分系黒鉛層間化合物の場合、
第１ステージ化合物は青黒色から黒色を呈し、第
２、第３、及び第４ステージ化合物は黒色を呈す
る。式CxＦ（AlF3）yで表わされる本発明による３
成分系黒鉛層間化合物は全て、湿気に対して非常
に安定であるため、数週間空気中に放置したり、
１晩水に浸しておいてもそのＸ線回折図には何の
変化も見られない。 式CxＦ（AlF3）yで表わされる本発明の３成分系
黒鉛層間化合物のいくつかの例について、元素分
析及びＸ線回折を行なつた結果を第１表に示す。
詳細には、本発明は湿気に対して安定であるのみ
ならず優れた電導性を有する黒鉛とフツ化アルミ
ニウム及びフツ素との３成分系黒鉛層間化合物に
関する。本発明は又、黒鉛とフツ化アルミニウム
及びフツ素との３成分系黒鉛層間化合物の製造方
法に関する。本発明は更に又、黒鉛とフツ化アル
ミニウム及びフツ素との３成分系黒鉛層間化合物
から成る電導材料に関する。 近年、フツ化物の黒鉛層間化合物が、その秀れ
た電導性の故に注目されつつある。しかし従来よ
り知られている黒鉛層間化合物の殆どは湿気に対
して不安定であり、従つて空気中に放置するとた
だちに分解する。ゆえに実用に供することが不可
能である。これまで、黒鉛層間化合物を作る侵入
物質として用いられているフツ化物は融点及び沸
点ともに低く、室温ではガス状又は液状である。
ゆえに、一般に侵入物質としてのフツ化物は比較
的低温で高い蒸気圧を持つことが必要であるとい
うことが通念となつていた。そのため、高い融点
乃至沸点を有するフツ化物の黒鉛層間化合物の製
造の試みはなされなかつた。事実、高温でも蒸気
圧を示さないフツ化アルミニウムと黒鉛との２成
分系黒鉛層間化合物は生成しない。 本発明者らは、優れた電導性を有するばかりで
なく湿気に対して極めて安定な、実用に供し得る
フツ化物の黒鉛層間化合物を開発すべく鋭意研究
を重ね、その結果、式CxＦ（AlF3）yで表わされる
黒鉛とフツ化アルミニウム及びフツ素との３成分
系黒鉛層間化合物（以下、しばしば単に“３成分
系黒鉛層間化合物”と略記する）が原料黒鉛に対
して100％の収率で得られることを見出した。得
られた３成分系黒鉛層間化合物は湿気に対して安
定であるのみならず耐熱性も高く、又優れた電導
性を有する。本発明の３成分系黒鉛層間化合物の
電導度は原料黒鉛に較べ一桁高い優れたものであ
る。本発明はこのような新しい知見に基づき成さ
れたものである。 したがつて本発明の目的は、湿気に対して安定
であるのみならず耐熱性も高く、又優れた電導性
を有する新規な３成分系黒鉛層間化合物を提供す
ることにある。 本発明の他の一つの目的は、この新規な３成分
系黒鉛層間化合物の製造方法を提供することにあ
る。 本発明の他の更に一つの目的は、上述の如き新
規な３成分系黒鉛層間化合物から成る新規な電導
材料を提供することにある。 上記及び他の諸目的は、本発明の諸特徴及び諸
利益は、以下に述べる詳細な説明及び添付の図面
から明かになろう。 本発明の一つの態様によれば、式CxＦ（AlF3）y
で表わされる黒鉛とフツ化アルミニウム及びフツ
素との３成分系黒鉛層間化合物が提供される。 一般に、式CxＦ（AlF3）yで表わされる３成分系
黒鉛層間化合物は、原料黒鉛を、フツ素雰囲気下
で温度０〜400℃にて少なくとも該黒鉛に重量増
加を起こさせる時間AlF3と接触させることによ
つて得られる。 以下、本発明を更に詳細に説明する。 式CxＦ（AlF3）yで表わされる本発明の３成分系
黒鉛層間化合物には、第１ステージ、第２ステー
ジ、第３ステージ又は第４ステージもしくはそれ
以上のステージ数のものがある。３成分系黒鉛層
間化合物のステージ数は、Ｘ線回折から得られる
周期距離Icを測定することにより求められる。得
られた３成分系黒鉛層間化合物のステージ数は反
応温度及び時間のみならず原料黒鉛の結晶性及び
厚み（Ｃ軸方向）にも影響される。第１ステージ
のものは、ｘ＝約3.0〜20、ｙ＝約0.03〜0.20であ
る。第２ステージのものは、ｘ＝約11〜50、ｙ＝
約0.01〜0.15である。第３ステージ以上のもの
は、ｘ＝約30〜60、ｙ＝10-4〜10-2である。一般
に式CxＦ（AlF3）yで表わされる３成分系黒鉛層間
化合物において、ｘは約３〜100であり、ｙは約
0.0001〜0.20である。第１ステージ、第２ステー
ジ、第３ステージ及び第４ステージもしくはそれ
以上のステージ数の化合物のそれぞれについて、
ｘとｙの値は、上述の範囲内で、反応温度及び時
間のみならず、原料黒鉛の結晶性及びＣ軸方向の
厚みによつて変化する。 本発明に用いられる黒鉛原材料としては、天然
黒鉛のほか、石油コークスなどを加熱処理して得
られる人造黒鉛も用いることができる。粒径は臨
界的ではなくフレーク状あるいは粉状で、約20〜
50メツシユ又は50〜400メツシユ又は400メツシユ
以上（タイラー）のものを用いることができる。
又、ブロツク状の黒鉛が望まれる場合には、メタ
ン、プロパン、ベンゼン及びないし又はアセチレ
ンなどの炭化水素を約2100℃に加熱された基材
（一般に人造黒鉛から成る）に接触させて炭化水
素を熱分解し、得られた黒鉛材料を基材上に沈積
し、その後沈積した黒鉛材料を熱処理して得られ
たものを用いることができる。その場合、熱処理
温度に応じて黒鉛化度の異なつたブロツク状黒鉛
が得られる。約2400℃で熱処理を行なうと、パイ
ロテイツクカーボンが得られる。約2600℃〜3000
℃で熱処理を行なうとパイロテイツクカーボンに
比べて高い結晶性を有するパイロテイツク グラ
フアイトが得られる。 原料黒鉛をフツ素雰囲気下で温度０〜400℃に
て少なくとも該黒鉛に重量増加を起こさせる時間
AlF3と接触させることによつて行なわれる、式
CxＦ（AlF3）yで表わされる３成分系黒鉛層間化合
物の製造に関し、望ましい反応条件は下記の通り
である。フツ素圧は特に臨界的ではないが、通常
0.5〜10atm位が用いられる。反応温度は０〜400
℃、好ましくは15〜370℃である。前述したよう
に、望ましいｘ値及びｙ値を有する、式CxＦ
（AlF3）yで表わされる化合物を得るための反応時
間は、原料黒鉛の結晶性及びＣ軸方向の厚み、且
つ反応温度とに依存する。しかし、反応時間は一
般に１時間〜10日、更に一般には１日〜８日であ
る。原料黒鉛のAlF3に対する重量比は３成分系
黒鉛層間化合物の望ましいステージ数に依存する
が、通常１：0.4〜１：10である。反応条件に関
して注目すべきことは、反応系の温度が100℃よ
り高い温度まで上げられた場合、いつたん加熱し
た反応系を冷却する過程において、温度が100℃
を下回つた時点で黒鉛に重量増加が認められると
いう点である。原料黒鉛のＣ軸方向の厚みが１mm
より厚い場合、生成物は第１ステージ化合物であ
る第２ステージもしくは第１ステージよりむしろ
高いステージ数の化合物である場合が多い。第１
ステージ化合物を得るためには、通常、厚み（Ｃ
軸方向）が0.8mmまでの黒鉛材料を用いるのが好
ましい。 反応終了後、反応系の温度が室温より高い温度
にまで上げられていた場合、反応系の温度は室温
にまで下げられる。未反応のAlF3はシーブかピ
ンセツトによつて分離され、式CxＦ（AlF3）yで表
わされる所望の３成分系黒鉛層間化合物が得られ
る。 CxＦ（AlF3）yの周期距離Icは、第１ステージの
ものについては9.4〜9.5Å、第２ステージのもの
については12.8〜12.9Å、第３ステージのものに
ついては16.1〜16.2Å、そして第４ステージのも
のについては19.5〜19.6Åである。式CxＦ（AlF3）
yで表わされる３成分系黒鉛層間化合物の場合、
第１ステージ化合物は青黒色から黒色を呈し、第
２、第３、及び第４ステージ化合物は黒色を呈す
る。式CxＦ（AlF3）yで表わされる本発明による３
成分系黒鉛層間化合物は全て、湿気に対して非常
に安定であるため、数週間空気中に放置したり、
１晩水に浸しておいてもそのＸ線回折図には何の
変化も見られない。 式CxＦ（AlF3）yで表わされる本発明の３成分系
黒鉛層間化合物のいくつかの例について、元素分
析及びＸ線回折を行なつた結果を第１表に示す。
【表】
第１図には、C6F（AlF3）0.15のＸ線回折図（Cu
−K〓）を、（C2F）o71重量％及び（CF）o29重量％
から成るフツ化黒鉛のそれと対比して示す。上述
の３成分系黒鉛層間化合物のＸ線回折パターンを
考察すると、ブロードな回折線が時々観察され
る。第１図に示されるCxＦ（AlF3）yで表わされる
化合物の内の一種についての周期距離Icは、00l
回折線から計算され、9.4Åである。 第２図には、C11F（AlF3）0.09のDTA曲線（昇
温速度20℃／分にて、空気中にて測定）を示す。
第２図においては、C11F（AlF3）0.09の発熱のブロ
ードなピークが230℃の附近で最初に開始するの
が認められる。ESCAは、ホスト黒鉛と侵入物質
の間の化学結合に関する貫重な情報を得るための
最も有用な手段の一つである。第３図には第１ス
テージ化合物〔C6F（AlF3）0.15〕及びCxＦ（AlF3）
yの第２ステージ化合物のESCAスペクトルを、
（C2F）o71重量％及び（CF）o29重量％から成るフ
ツ化黒鉛のそれと対比して示す。（C2F）o型のフ
ツ化黒鉛については、コンタミネーシヨン炭素の
1sピークが284.0eVのところに観察されるのに対
し、炭素の1sピークが289.0eVと287.0eVのとこ
ろに２個観察される。289.0eVのところに観察さ
れるC1SピークはＣ−Ｆ結合に由来するものであ
り、287.0eVのところに観察されるC1SピークはＣ
−Ｆ結合に隣接するＣ−Ｃ結合に由来するもので
ある。（CF）o型のフツ化黒鉛はＣ−Ｃ結合のみし
か有していないため、ESCAスペクトルは
289.0eVのところにC1Sピークを１個有するのみで
ある。第２ステージ化合物については、284.0eV
のところに強いピークが観察され、286eVから
291eVの範囲にわたつて広いシヨルダーが見られ
る。後者は、ホスト黒鉛の炭素原子に化学的に吸
着し且つ共有結合したフツ素原子が存在すること
を示唆するものである。F1Sスペクトルも又、
687.6eVのところに比較的ブロードなピークを持
つ。 C6F（AlF3）0.15によるC1Sピークはフツ化黒鉛と
同じ位置に観察されるが、これはホスト黒鉛と侵
入したフツ素との間の化学結合が殆ど（C2F）oの
それに類似した共有結合であることを示してい
る。 ESCA考察において、各原子の内殻から発する
光電子のエネルギーが測定される。固体における
光電子の平均自由行程はせいぜい数十Å程度であ
るため、黒鉛層間化合物においては僅か数層の黒
鉛層が分析できるにすぎない。よつて、化合物の
表面附近の化学結合がESCAスペクトルにおいて
は強く出てくる。分析した化学組成物のピークの
強さを比較すると、第１ステージ化合物の表面附
近には少量のフツ化黒鉛が生成されていることが
分る。 式CxＦ（AlF3）yで表わされる３成分系黒鉛層間
化合物の生成については、下記のことが考えられ
る。気体種（AlF3）n・（F2）oが次式によつて表わ
されるAlF3とフツ素との反応によつて最初に生
成する。 mAlF3＋nF2（AlF3）n・（F2）o 上述の気体種は次に黒鉛に侵入する。温度上昇
と共に化学的平衡は左に移動し、気体状の錯化合
物には高温において分解する。 上述の如く、本発明による３成分系黒鉛層間化
合物を数週間空気中に放置し、その後Ｘ線回折法
による分析を行なつても、空気中に放置しなかつ
たものと殆ど同じＸ線回折パターンが得られる。
本発明による３成分系黒鉛層間化合物は、空気中
に放置するとただちに分解してしまう従来のフツ
化物−黒鉛層間化合物とは異なり、湿気に対して
安定である。 本発明による３成分系黒鉛層間化合物のａ軸方
向（黒鉛層に対して平行な方向）における電導度
について、一般に当業者には、第２ステージ化合
物と第３ステージ化合物との間には実質上電導度
における差異はないこと、及び第２ステージ、第
３ステージ化合物の電導度は他のステージの化合
物のそれに比べて優れていることが知られている
〔デイー・ビランド、エー・エロルド及びエフ・
フオーゲル、シンセテイツク メタルス第３号
（1981）、第279〜288頁（D.Billand、A.He´rold
and F.Vorgel、SYNTHETIC METALS、３
（1981）279−288）を参照〕。本発明による３成分
系黒鉛層間化合物は湿気に対して安定であるのみ
ならず高い電導度を有する。本発明による３成分
系黒鉛層間化合物は、銅箔に包みこんだり、エポ
キシなどに含入せしめることによつて電導材料と
して用いることができる。本発明による３成分系
黒鉛層間化合物は電導材料として有用であるのみ
ならず、各種の有機反応における触媒としても用
いることができる。 次に本発明の実施例を挙げるが、本発明の範囲
は実施例に限定されるものではない。 実施例 マダガスカル産フレーク状天然黒鉛（297〜
840μｍ）0.3ｇと粉末状AlF30.6ｇを混合し、Ni製
反応管に入れ真空排気する。これに温度25℃でフ
ツ素ガスを導入して１気圧とし、30分間放置後
350℃まで４℃／分の昇温速度で昇温し、30時間
反応させた。次に反応管を25℃まで冷却した。フ
ツ素ガスをチツ素で置換した。反応終了後、生成
物と未反応のAlF3を297μｍのシーブを用いて分
離し、青黒色の黒鉛層間化合物C6F（AlF3）0.15を
得た。 ところでここに記載のESCA考察は、デユポン
社製650B電子分光計を用いて、Mg−H〓線で行
なつたものである。DTAについては、空気中に
てα−Al2O3を対照として行なつた。Alの分析は
原子吸収法によつて行なつた。 上述の実施例より、本発明が式CxＦ（AlF3）yで
表わされ、優れた特性を有する新規な黒鉛層間化
合物及びその製造方法を提供するものであること
が明らかである。又、本発明の諸特徴及び諸利益
は前述した詳細な説明において挙げられた多くの
実験データより明らかである。
−K〓）を、（C2F）o71重量％及び（CF）o29重量％
から成るフツ化黒鉛のそれと対比して示す。上述
の３成分系黒鉛層間化合物のＸ線回折パターンを
考察すると、ブロードな回折線が時々観察され
る。第１図に示されるCxＦ（AlF3）yで表わされる
化合物の内の一種についての周期距離Icは、00l
回折線から計算され、9.4Åである。 第２図には、C11F（AlF3）0.09のDTA曲線（昇
温速度20℃／分にて、空気中にて測定）を示す。
第２図においては、C11F（AlF3）0.09の発熱のブロ
ードなピークが230℃の附近で最初に開始するの
が認められる。ESCAは、ホスト黒鉛と侵入物質
の間の化学結合に関する貫重な情報を得るための
最も有用な手段の一つである。第３図には第１ス
テージ化合物〔C6F（AlF3）0.15〕及びCxＦ（AlF3）
yの第２ステージ化合物のESCAスペクトルを、
（C2F）o71重量％及び（CF）o29重量％から成るフ
ツ化黒鉛のそれと対比して示す。（C2F）o型のフ
ツ化黒鉛については、コンタミネーシヨン炭素の
1sピークが284.0eVのところに観察されるのに対
し、炭素の1sピークが289.0eVと287.0eVのとこ
ろに２個観察される。289.0eVのところに観察さ
れるC1SピークはＣ−Ｆ結合に由来するものであ
り、287.0eVのところに観察されるC1SピークはＣ
−Ｆ結合に隣接するＣ−Ｃ結合に由来するもので
ある。（CF）o型のフツ化黒鉛はＣ−Ｃ結合のみし
か有していないため、ESCAスペクトルは
289.0eVのところにC1Sピークを１個有するのみで
ある。第２ステージ化合物については、284.0eV
のところに強いピークが観察され、286eVから
291eVの範囲にわたつて広いシヨルダーが見られ
る。後者は、ホスト黒鉛の炭素原子に化学的に吸
着し且つ共有結合したフツ素原子が存在すること
を示唆するものである。F1Sスペクトルも又、
687.6eVのところに比較的ブロードなピークを持
つ。 C6F（AlF3）0.15によるC1Sピークはフツ化黒鉛と
同じ位置に観察されるが、これはホスト黒鉛と侵
入したフツ素との間の化学結合が殆ど（C2F）oの
それに類似した共有結合であることを示してい
る。 ESCA考察において、各原子の内殻から発する
光電子のエネルギーが測定される。固体における
光電子の平均自由行程はせいぜい数十Å程度であ
るため、黒鉛層間化合物においては僅か数層の黒
鉛層が分析できるにすぎない。よつて、化合物の
表面附近の化学結合がESCAスペクトルにおいて
は強く出てくる。分析した化学組成物のピークの
強さを比較すると、第１ステージ化合物の表面附
近には少量のフツ化黒鉛が生成されていることが
分る。 式CxＦ（AlF3）yで表わされる３成分系黒鉛層間
化合物の生成については、下記のことが考えられ
る。気体種（AlF3）n・（F2）oが次式によつて表わ
されるAlF3とフツ素との反応によつて最初に生
成する。 mAlF3＋nF2（AlF3）n・（F2）o 上述の気体種は次に黒鉛に侵入する。温度上昇
と共に化学的平衡は左に移動し、気体状の錯化合
物には高温において分解する。 上述の如く、本発明による３成分系黒鉛層間化
合物を数週間空気中に放置し、その後Ｘ線回折法
による分析を行なつても、空気中に放置しなかつ
たものと殆ど同じＸ線回折パターンが得られる。
本発明による３成分系黒鉛層間化合物は、空気中
に放置するとただちに分解してしまう従来のフツ
化物−黒鉛層間化合物とは異なり、湿気に対して
安定である。 本発明による３成分系黒鉛層間化合物のａ軸方
向（黒鉛層に対して平行な方向）における電導度
について、一般に当業者には、第２ステージ化合
物と第３ステージ化合物との間には実質上電導度
における差異はないこと、及び第２ステージ、第
３ステージ化合物の電導度は他のステージの化合
物のそれに比べて優れていることが知られている
〔デイー・ビランド、エー・エロルド及びエフ・
フオーゲル、シンセテイツク メタルス第３号
（1981）、第279〜288頁（D.Billand、A.He´rold
and F.Vorgel、SYNTHETIC METALS、３
（1981）279−288）を参照〕。本発明による３成分
系黒鉛層間化合物は湿気に対して安定であるのみ
ならず高い電導度を有する。本発明による３成分
系黒鉛層間化合物は、銅箔に包みこんだり、エポ
キシなどに含入せしめることによつて電導材料と
して用いることができる。本発明による３成分系
黒鉛層間化合物は電導材料として有用であるのみ
ならず、各種の有機反応における触媒としても用
いることができる。 次に本発明の実施例を挙げるが、本発明の範囲
は実施例に限定されるものではない。 実施例 マダガスカル産フレーク状天然黒鉛（297〜
840μｍ）0.3ｇと粉末状AlF30.6ｇを混合し、Ni製
反応管に入れ真空排気する。これに温度25℃でフ
ツ素ガスを導入して１気圧とし、30分間放置後
350℃まで４℃／分の昇温速度で昇温し、30時間
反応させた。次に反応管を25℃まで冷却した。フ
ツ素ガスをチツ素で置換した。反応終了後、生成
物と未反応のAlF3を297μｍのシーブを用いて分
離し、青黒色の黒鉛層間化合物C6F（AlF3）0.15を
得た。 ところでここに記載のESCA考察は、デユポン
社製650B電子分光計を用いて、Mg−H〓線で行
なつたものである。DTAについては、空気中に
てα−Al2O3を対照として行なつた。Alの分析は
原子吸収法によつて行なつた。 上述の実施例より、本発明が式CxＦ（AlF3）yで
表わされ、優れた特性を有する新規な黒鉛層間化
合物及びその製造方法を提供するものであること
が明らかである。又、本発明の諸特徴及び諸利益
は前述した詳細な説明において挙げられた多くの
実験データより明らかである。
第１図に本発明による３成分系黒鉛層間化合物
の一例であるC6F（AlF3）0.15のＸ線回折図をフツ
化黒鉛のそれと対比して示す。 第２図に本発明による３成分系黒鉛層間化合物
の他の一つの例であるC11F（AlF3）0.09のDTA曲
線を示す。第３図にフツ化金属としてAlF3をそ
れぞれ含有する本発明の第１ステージ化合物及び
第２ステージ化合物のESCAスペクトルをフツ化
黒鉛のそれと対比して示す。
の一例であるC6F（AlF3）0.15のＸ線回折図をフツ
化黒鉛のそれと対比して示す。 第２図に本発明による３成分系黒鉛層間化合物
の他の一つの例であるC11F（AlF3）0.09のDTA曲
線を示す。第３図にフツ化金属としてAlF3をそ
れぞれ含有する本発明の第１ステージ化合物及び
第２ステージ化合物のESCAスペクトルをフツ化
黒鉛のそれと対比して示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 式CxＦ（AlF3）yで表わされる黒鉛とフツ化ア
ルミニウム及びフツ素との３成分系黒鉛層間化合
物。 ２ ｘが約３〜100でｙが約0.0001〜0.20である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
３成分系黒鉛層間化合物。 ３ 該３成分系黒鉛層間化合物が、第１ステージ
化合物、第２ステージ化合物、第３ステージ化合
物及び第４ステージ化合物より成る群から選ばれ
た少なくとも２種より成る混合ステージ化合物で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の３成分系黒鉛層間化合物。 ４ 原料黒鉛をフツ素雰囲気下に０〜400℃の温
度で少なくとも該黒鉛に重量増加を起こさせる時
間AlF3と接触せしめることを特徴とする式CxＦ
（AlF3）yで表わされる黒鉛とフツ化アルミニウム
及びフツ素との３成分系黒鉛層間化合物の製造方
法。 ５ 原料黒鉛とフツ化アルミニウムの重量比が
１：0.4〜１：10であることを特徴とする特許請
求の範囲第４項に記載の方法。 ６ 温度が15〜370℃であることを特徴とする特
許請求の範囲第４項に記載の方法。 ７ フツ素雰囲気のフツ素圧が0.5〜10atmであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載
の方法。 ８ 式CxＦ（AlF3）yで表わされる黒鉛とフツ化ア
ルミニウム及びフツ素との３成分系黒鉛層間化合
物より成る電導材料。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157807A JPS5860607A (ja) | 1981-10-03 | 1981-10-03 | 黒鉛とフッ化アルミニウム及びフッ素との３成分系黒鉛層間化合物、及びその製造方法ならびにそれから成る電導材料 |
| US06/394,530 US4477374A (en) | 1981-10-03 | 1982-07-02 | Ternary intercalation compound of a graphite with a metal fluoride and fluorine, a process for producing the same, and an electrically conductive material comprising the ternary intercalation compound |
| GB08219748A GB2107296B (en) | 1981-10-03 | 1982-07-08 | A ternary intercalation compound of graphite with a metal fluoride and fluorine a process for producing the same and an electrically conductive material comprising the ternary intercalation compound |
| IT22633/82A IT1152305B (it) | 1981-10-03 | 1982-07-29 | Composto ternario intercalare di grafite con un fluoruro metallico e fluoro,procedimento per la sua produzione e materiale elettroconduttore comprendente il composto ternario intercalare |
| FR8213413A FR2513981B1 (fr) | 1981-10-03 | 1982-07-30 | Compose ternaire d'intercalation d'un graphite avec un fluorure d'un metal et du fluor, procede pour sa production et materiau electriquement conducteur le contenant |
| NL8203056A NL8203056A (nl) | 1981-10-03 | 1982-07-30 | Nieuwe intercalaire verbinding van grafiet. |
| DE3235596A DE3235596A1 (de) | 1981-10-03 | 1982-09-25 | Ternaere einlagerungsverbindung, verfahren zu ihrer herstellung und elektrisch leitendes material, enthaltend die verbindung |
| NL8603066A NL8603066A (nl) | 1981-10-03 | 1986-12-01 | Nieuwe intercalatieverbindingen van grafiet. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157807A JPS5860607A (ja) | 1981-10-03 | 1981-10-03 | 黒鉛とフッ化アルミニウム及びフッ素との３成分系黒鉛層間化合物、及びその製造方法ならびにそれから成る電導材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5860607A JPS5860607A (ja) | 1983-04-11 |
| JPH0135768B2 true JPH0135768B2 (ja) | 1989-07-27 |
Family
ID=15657711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56157807A Granted JPS5860607A (ja) | 1981-10-03 | 1981-10-03 | 黒鉛とフッ化アルミニウム及びフッ素との３成分系黒鉛層間化合物、及びその製造方法ならびにそれから成る電導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5860607A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6287407A (ja) * | 1985-10-12 | 1987-04-21 | Res Dev Corp Of Japan | フイルム状グラフアイト層間化合物及びその製造方法 |
| JP7695997B2 (ja) * | 2020-12-15 | 2025-06-19 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 少なくとも１つの炭素導体を有する導電性導体ストランドの製造方法 |
-
1981
- 1981-10-03 JP JP56157807A patent/JPS5860607A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5860607A (ja) | 1983-04-11 |
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