JPH0751568A - カーボンブラック複合体とその製造方法 - Google Patents
カーボンブラック複合体とその製造方法Info
- Publication number
- JPH0751568A JPH0751568A JP5226435A JP22643593A JPH0751568A JP H0751568 A JPH0751568 A JP H0751568A JP 5226435 A JP5226435 A JP 5226435A JP 22643593 A JP22643593 A JP 22643593A JP H0751568 A JPH0751568 A JP H0751568A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nickel
- carbon black
- average particle
- fine particles
- particle size
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- HZPNKQREYVVATQ-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);diformate Chemical compound [Ni+2].[O-]C=O.[O-]C=O HZPNKQREYVVATQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 abstract description 2
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UEXCJVNBTNXOEH-UHFFFAOYSA-N Ethynylbenzene Chemical group C#CC1=CC=CC=C1 UEXCJVNBTNXOEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 4
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000564 Raney nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007868 Raney catalyst Substances 0.000 description 1
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nickel Chemical compound [Ni].CC(O)=O.CC(O)=O MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940078494 nickel acetate Drugs 0.000 description 1
- -1 nickel formate-carbon Chemical compound 0.000 description 1
- SMAMDWMLHWVJQM-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);diformate;dihydrate Chemical compound O.O.[Ni+2].[O-]C=O.[O-]C=O SMAMDWMLHWVJQM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DOLZKNFSRCEOFV-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);oxalate Chemical compound [Ni+2].[O-]C(=O)C([O-])=O DOLZKNFSRCEOFV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UMTMDKJVZSXFNJ-UHFFFAOYSA-N nickel;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ni] UMTMDKJVZSXFNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来にない超微細なNi粒子を担持させたカ
ーボンブラック複合体の提供。 【構成】 カーボンブラック表面上に数平均粒子径が1
5nm以下のニッケル微粒子を担持させたカーボンブラ
ック複合体及び該カーボンブラック複合体の製造方法。
ーボンブラック複合体の提供。 【構成】 カーボンブラック表面上に数平均粒子径が1
5nm以下のニッケル微粒子を担持させたカーボンブラ
ック複合体及び該カーボンブラック複合体の製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高性能触媒を初めとし
て電極材料や磁性材料などの用途に優れた機能性を有す
るカーボンブラック複合体に関するものであり、より詳
しくはカーボンブラック表面にニッケル微粒子を担持さ
せた複合体ならびにその製造方法に関するものである。
て電極材料や磁性材料などの用途に優れた機能性を有す
るカーボンブラック複合体に関するものであり、より詳
しくはカーボンブラック表面にニッケル微粒子を担持さ
せた複合体ならびにその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】カーボンブラックに金属を複合させた材
料は、カーボンブラックが本来持つ導電性や着色性など
の機能とともに、その大きな表面積を利用して、更に高
度な触媒機能や電気特性、磁気特性などの特殊な機能を
も付与できるため、有用な機能性材料として着目されて
いる。例えば、特開昭63−199272号公報や特開
昭64−43569号公報(出願人:いずれも東海カー
ボン株式会社)などに見られるカーボンブラック中に磁
性金属微粒子を複合させた材料はその例であり、またも
う一つの例は、特開平3−177462号公報(出願
人:旭カーボン株式会社)にみられる、カーボンブラッ
クを金属の超薄膜で被覆し、高度な導電性を付与したも
のなどがある。ところで、金属に対する微粒子化の技術
の進展の結果、金属微粒子は粒子径が小さくなるにつれ
従来の物質では見られなかった優れた現象を示すように
なることが最近知られてきている。例えば、一酸化炭素
と水素からの炭化水素の合成や含酸素化合物の合成反応
では金属超微粒子が触媒として有効であることが知られ
ている(伊藤ら、表面、Vol.28,p79,1990)。また
鉄やニッケル、コバルトなどの強磁性金属微粒子の磁気
特性は、その粒子径に依存し超微粒子では超常磁性を示
すといわれている(尾崎ら、表面、Vol.22,p684,19
84)。どの程度の粒子径でこの様な特異な現象を示すか
についてみると、金属により異なるが、概ね10〜20
nmより小さい粒子径と考えられている。したがって、
カーボンブラックに複合する金属微粒子の粒子径も、こ
れより小さい方が、従来とは異なった新たな用途に適用
できると期待される。ところが従来の技術では15nm
以下の微細な金属粒子をカーボンブラックに複合した例
は見られない。例えば、特開昭63−205369公報
や特開昭64−43569号公報に見られる磁性金属微
粒子をカーボンブラックに複合した例においては最も微
細な粒子径でも16.0nmであり、概ね20nm前後
か、あるいはそれ以上の粒子径である。また、特公平3
−56596公報(出願人:電気化学工業株式会社)に
は、気相法による炭素繊維と複合構造にあるカーボンブ
ラックについて記載されており、その前駆体となる金属
微粒子をシーディングしたカーボンブラックについても
述べられている。実施例には、金属微粒子の粒子径につ
いての具体的な記載はないが、成長してきた炭素繊維の
太さが20〜50nmであることおよび、気相成長炭素
繊維の成長メカニズムから見て、これとほぼ同等の粒子
径であると推定される。
料は、カーボンブラックが本来持つ導電性や着色性など
の機能とともに、その大きな表面積を利用して、更に高
度な触媒機能や電気特性、磁気特性などの特殊な機能を
も付与できるため、有用な機能性材料として着目されて
いる。例えば、特開昭63−199272号公報や特開
昭64−43569号公報(出願人:いずれも東海カー
ボン株式会社)などに見られるカーボンブラック中に磁
性金属微粒子を複合させた材料はその例であり、またも
う一つの例は、特開平3−177462号公報(出願
人:旭カーボン株式会社)にみられる、カーボンブラッ
クを金属の超薄膜で被覆し、高度な導電性を付与したも
のなどがある。ところで、金属に対する微粒子化の技術
の進展の結果、金属微粒子は粒子径が小さくなるにつれ
従来の物質では見られなかった優れた現象を示すように
なることが最近知られてきている。例えば、一酸化炭素
と水素からの炭化水素の合成や含酸素化合物の合成反応
では金属超微粒子が触媒として有効であることが知られ
ている(伊藤ら、表面、Vol.28,p79,1990)。また
鉄やニッケル、コバルトなどの強磁性金属微粒子の磁気
特性は、その粒子径に依存し超微粒子では超常磁性を示
すといわれている(尾崎ら、表面、Vol.22,p684,19
84)。どの程度の粒子径でこの様な特異な現象を示すか
についてみると、金属により異なるが、概ね10〜20
nmより小さい粒子径と考えられている。したがって、
カーボンブラックに複合する金属微粒子の粒子径も、こ
れより小さい方が、従来とは異なった新たな用途に適用
できると期待される。ところが従来の技術では15nm
以下の微細な金属粒子をカーボンブラックに複合した例
は見られない。例えば、特開昭63−205369公報
や特開昭64−43569号公報に見られる磁性金属微
粒子をカーボンブラックに複合した例においては最も微
細な粒子径でも16.0nmであり、概ね20nm前後
か、あるいはそれ以上の粒子径である。また、特公平3
−56596公報(出願人:電気化学工業株式会社)に
は、気相法による炭素繊維と複合構造にあるカーボンブ
ラックについて記載されており、その前駆体となる金属
微粒子をシーディングしたカーボンブラックについても
述べられている。実施例には、金属微粒子の粒子径につ
いての具体的な記載はないが、成長してきた炭素繊維の
太さが20〜50nmであることおよび、気相成長炭素
繊維の成長メカニズムから見て、これとほぼ同等の粒子
径であると推定される。
【0003】
【目的】本発明の目的は、従来にない超微細なNi粒子
を担持させたカーボンブラック複合体を提供する点にあ
る。
を担持させたカーボンブラック複合体を提供する点にあ
る。
【0004】
【発明の構成】本発明の一つは、カーボンブラック表面
上に数平均粒子径が15nm以下のニッケル微粒子を担
持させたカーボンブラック複合体に関する。本発明の他
の一つは、カーボンブラックとニッケル塩の混合物を1
80℃以上300℃以下の温度に加熱処理してニッケル
微粒子をカーボンブラック表面に担持させることを特徴
とするニッケル微粒子を担持させたカーボンブラック複
合体の製造方法に関する。
上に数平均粒子径が15nm以下のニッケル微粒子を担
持させたカーボンブラック複合体に関する。本発明の他
の一つは、カーボンブラックとニッケル塩の混合物を1
80℃以上300℃以下の温度に加熱処理してニッケル
微粒子をカーボンブラック表面に担持させることを特徴
とするニッケル微粒子を担持させたカーボンブラック複
合体の製造方法に関する。
【0005】前記ニッケル塩としては、有機塩のニッケ
ル塩などの比較的低い温度で熱分解し、金属ニッケルを
放出するようなものが好ましく、例えば、酢酸ニッケ
ル、シュウ酸ニッケル、蟻酸ニッケルなどが挙げられる
が、とりわけ蟻酸ニッケルが好ましい。本発明に用られ
る蟻酸ニッケル〔Ni(HCOO)2〕は、200℃前
後で下記に示す熱分解反応を起こして金属ニッケルを放
出する。
ル塩などの比較的低い温度で熱分解し、金属ニッケルを
放出するようなものが好ましく、例えば、酢酸ニッケ
ル、シュウ酸ニッケル、蟻酸ニッケルなどが挙げられる
が、とりわけ蟻酸ニッケルが好ましい。本発明に用られ
る蟻酸ニッケル〔Ni(HCOO)2〕は、200℃前
後で下記に示す熱分解反応を起こして金属ニッケルを放
出する。
【化1】 この反応で生じた金属ニッケルは、空気に直接触れない
限り、極めて反応性、還元性が高く触媒活性が高い。本
発明では、とくに蟻酸ニッケル水溶液にカーボンブラッ
クを添加分散させた懸濁液を噴霧乾燥し、カーボンブラ
ック表面に蟻酸ニッケルを均一に析出させ、さらにそれ
を180〜300℃で熱処理すると、超微粒でかつ粒子
径の揃ったニッケル粒子を均一にカーボンブラック表面
に担持複合することができる。このニッケル微粒子の数
平均粒子径(D1)は15nm以下、体積平均粒子径
(D2)は23nm以下、好ましくは7〜16nmであ
り、D1/D2の比は1.53以下、好ましくは1.35
〜1.50である。
限り、極めて反応性、還元性が高く触媒活性が高い。本
発明では、とくに蟻酸ニッケル水溶液にカーボンブラッ
クを添加分散させた懸濁液を噴霧乾燥し、カーボンブラ
ック表面に蟻酸ニッケルを均一に析出させ、さらにそれ
を180〜300℃で熱処理すると、超微粒でかつ粒子
径の揃ったニッケル粒子を均一にカーボンブラック表面
に担持複合することができる。このニッケル微粒子の数
平均粒子径(D1)は15nm以下、体積平均粒子径
(D2)は23nm以下、好ましくは7〜16nmであ
り、D1/D2の比は1.53以下、好ましくは1.35
〜1.50である。
【0006】カーボンブラック懸濁液を調製する場合、
カーボンブラックができるだけ均一に分散されるように
少量のアルコールや界面活性剤などを添加することが好
ましい。分散手段としては、機械的撹拌や超音波処理な
ど通常の分散手段を用いて分散させることができる。
カーボンブラックができるだけ均一に分散されるように
少量のアルコールや界面活性剤などを添加することが好
ましい。分散手段としては、機械的撹拌や超音波処理な
ど通常の分散手段を用いて分散させることができる。
【0007】噴霧乾燥に用いられる装置としては、通常
使用されているもので十分であり、例えば、噴霧装置が
回転ディスク式で熱風との接触が並流方式のものなどを
用いることができる。噴霧乾燥条件としては特殊なもの
はないが、ニッケル塩が蟻酸ニッケルの場合は、噴霧乾
燥品の温度が180℃を超えないようにすることが重要
である。なぜなら、この温度を超えると蟻酸ニッケルが
熱分解する可能性が高まるからであり、このため噴霧乾
燥品の温度は100〜110℃とするのが好ましい。
使用されているもので十分であり、例えば、噴霧装置が
回転ディスク式で熱風との接触が並流方式のものなどを
用いることができる。噴霧乾燥条件としては特殊なもの
はないが、ニッケル塩が蟻酸ニッケルの場合は、噴霧乾
燥品の温度が180℃を超えないようにすることが重要
である。なぜなら、この温度を超えると蟻酸ニッケルが
熱分解する可能性が高まるからであり、このため噴霧乾
燥品の温度は100〜110℃とするのが好ましい。
【0008】加熱処理の方法としては、種々の方法が適
用できるが、空気、特に酸素に直接触れない状態で行な
う必要がある。加熱処理時の雰囲気としては、不活性ガ
スであるHe、Ne、Ar、XeやN2、H2、CO2、
CO、H2Oなどの非酸化性ガスもしくは、これらの混
合ガス中で熱処理することができるが、より望ましく
は、加熱処理温度以上の沸点をもつ有機溶剤中で熱処理
することが挙げられる。有機溶剤としてはジエチレング
リコール、ブチルカルビトール、ジフェニルエーテル、
ビフェニールなどが本発明での熱処理媒体として好適で
ある。これにより加熱処理後も溶剤中に浸しておくこと
で空気に直接、触れることを避けることができる。熱処
理は180〜300℃で行なわれるがニッケル粒子同士
の焼結を避けるためには180〜250℃の条件がさら
に好ましい。また熱処理時間では、あまり長すぎるとニ
ッケル粒子同士の焼結が起きるので30分以内の条件が
望ましい。しかし、加熱温度が低く、加熱時間があまり
に短いと蟻酸ニッケルから金属ニッケルへの分解反応が
終了しないこともあるので、熱処理条件は200〜25
0℃の温度で15〜30分の熱処理が最も望ましい。
用できるが、空気、特に酸素に直接触れない状態で行な
う必要がある。加熱処理時の雰囲気としては、不活性ガ
スであるHe、Ne、Ar、XeやN2、H2、CO2、
CO、H2Oなどの非酸化性ガスもしくは、これらの混
合ガス中で熱処理することができるが、より望ましく
は、加熱処理温度以上の沸点をもつ有機溶剤中で熱処理
することが挙げられる。有機溶剤としてはジエチレング
リコール、ブチルカルビトール、ジフェニルエーテル、
ビフェニールなどが本発明での熱処理媒体として好適で
ある。これにより加熱処理後も溶剤中に浸しておくこと
で空気に直接、触れることを避けることができる。熱処
理は180〜300℃で行なわれるがニッケル粒子同士
の焼結を避けるためには180〜250℃の条件がさら
に好ましい。また熱処理時間では、あまり長すぎるとニ
ッケル粒子同士の焼結が起きるので30分以内の条件が
望ましい。しかし、加熱温度が低く、加熱時間があまり
に短いと蟻酸ニッケルから金属ニッケルへの分解反応が
終了しないこともあるので、熱処理条件は200〜25
0℃の温度で15〜30分の熱処理が最も望ましい。
【0009】
【実施例】蟻酸ニッケル2水和塩〔Ni(HCOO)2
・2H2O;和光純薬(株)製〕63.0gを2.0リ
ッットルの脱イオン水に溶解し、その液にカーボンブラ
ック30gを添加した。またカーボンブラックの分散剤
としてエチルアルコール20mlを添加した後、市販の
プロペラ型撹拌装置で1昼夜撹拌し、よく分散させて噴
霧乾燥用懸濁液を調製した。懸濁液は表1にその理化学
性状を示した4種類のカーボンブラックを用いて調製し
た。カーボンブラック懸濁液は、スプレードライヤー
〔大川原化工機(株)製L−8型〕により製品粒径20〜
30μm、製品温度100±5℃という条件で噴霧乾燥
した。得られた噴霧乾燥品1gに対し10mlのジフェ
ニルエーテル〔C6H5OC6H5 沸点250℃、関東化
学(株)製〕を添加し、250℃で15分間、加熱処理
し、超微粒ニッケル複合カーボンブラックを得た。
・2H2O;和光純薬(株)製〕63.0gを2.0リ
ッットルの脱イオン水に溶解し、その液にカーボンブラ
ック30gを添加した。またカーボンブラックの分散剤
としてエチルアルコール20mlを添加した後、市販の
プロペラ型撹拌装置で1昼夜撹拌し、よく分散させて噴
霧乾燥用懸濁液を調製した。懸濁液は表1にその理化学
性状を示した4種類のカーボンブラックを用いて調製し
た。カーボンブラック懸濁液は、スプレードライヤー
〔大川原化工機(株)製L−8型〕により製品粒径20〜
30μm、製品温度100±5℃という条件で噴霧乾燥
した。得られた噴霧乾燥品1gに対し10mlのジフェ
ニルエーテル〔C6H5OC6H5 沸点250℃、関東化
学(株)製〕を添加し、250℃で15分間、加熱処理
し、超微粒ニッケル複合カーボンブラックを得た。
【表1】
【0010】本発明のカーボンブラックに複合されたニ
ッケル粒子の電子顕微鏡による粒子径の測定結果を表2
〜3に示した。比較例として、噴霧乾燥方法を用いずに
減圧乾燥法によって得られたニッケル複合カーボンブラ
ックの測定結果を比較例1に示した。さらに、カーボン
ブラックを添加せず、蟻酸ニッケル単独をジフェニルエ
ーテル中で実施例と同一条件で加熱処理して得られたニ
ッケル粒子の測定結果を比較例2に示した。この結果か
ら明らかなように、同じ蟻酸ニッケル・カーボンブラッ
ク懸濁液を用いても乾燥方法によりニッケル粒子の粒子
径が異なり、噴霧乾燥を用いた実施例1〜4は減圧乾燥
を用いた比較例1に比較して数平均粒子径が著しく小さ
くなっており、かつ粒子径のバラツキの目安となる体積
平均径との比D1/D2も小さくなっていて、均一に微粒
化されていることが理解される。
ッケル粒子の電子顕微鏡による粒子径の測定結果を表2
〜3に示した。比較例として、噴霧乾燥方法を用いずに
減圧乾燥法によって得られたニッケル複合カーボンブラ
ックの測定結果を比較例1に示した。さらに、カーボン
ブラックを添加せず、蟻酸ニッケル単独をジフェニルエ
ーテル中で実施例と同一条件で加熱処理して得られたニ
ッケル粒子の測定結果を比較例2に示した。この結果か
ら明らかなように、同じ蟻酸ニッケル・カーボンブラッ
ク懸濁液を用いても乾燥方法によりニッケル粒子の粒子
径が異なり、噴霧乾燥を用いた実施例1〜4は減圧乾燥
を用いた比較例1に比較して数平均粒子径が著しく小さ
くなっており、かつ粒子径のバラツキの目安となる体積
平均径との比D1/D2も小さくなっていて、均一に微粒
化されていることが理解される。
【表2】
【表3】
【0011】<水素添加触媒性能>実施例と比較例で調
製した各サンプルについて、図1に示す装置を用い、フ
ェニルアセチレンに対する水素添加触媒活性を測定し
た。スターラーに置かれた反応フラスコに、アセチレン
1g、特級エタノール40mlおよび触媒(実施例、比
較例に示したそれぞれの触媒をNiとして0.5g)よ
りなる組成物を加え、系を20℃に保ちつつ、高純度水
素ガスを供給して、下記の反応式
製した各サンプルについて、図1に示す装置を用い、フ
ェニルアセチレンに対する水素添加触媒活性を測定し
た。スターラーに置かれた反応フラスコに、アセチレン
1g、特級エタノール40mlおよび触媒(実施例、比
較例に示したそれぞれの触媒をNiとして0.5g)よ
りなる組成物を加え、系を20℃に保ちつつ、高純度水
素ガスを供給して、下記の反応式
【化2】 に従ってフェニルアセチレンをスチレンを経てエチルベ
ンゼンに変換した。この反応において反応開始後40分
間で吸収される水素量をガスビレットにより測定し、こ
れを標準状態(25℃、1気圧)での量に換算した。そ
の結果を表4に示す。なお、市販のラネーニッケル触媒
を用いた結果を比較例3として示した。表4の結果から
明らかなように、本発明のニッケル超微粒子担持カーボ
ンブラック複合体は水素添加触媒として用いられ、かつ
同じニッケルが原料であるラネーニッケルよりも優れた
性能を有していることは表中の水素吸収量の差から明ら
かである。
ンゼンに変換した。この反応において反応開始後40分
間で吸収される水素量をガスビレットにより測定し、こ
れを標準状態(25℃、1気圧)での量に換算した。そ
の結果を表4に示す。なお、市販のラネーニッケル触媒
を用いた結果を比較例3として示した。表4の結果から
明らかなように、本発明のニッケル超微粒子担持カーボ
ンブラック複合体は水素添加触媒として用いられ、かつ
同じニッケルが原料であるラネーニッケルよりも優れた
性能を有していることは表中の水素吸収量の差から明ら
かである。
【表4】
【0012】
【効果】本発明の超微粒子ニッケルを担持させたカーボ
ンブラック複合体は、複合されたニッケル微粒子が超微
粒でかつ均一なため、触媒材料として優れ、触媒機能を
要求される電極材料、例えばガス拡散電極材料などに有
用である。また、カーボンブラックに複合してあるた
め、トナー現像用着色材料、磁性塗料用材料などの用途
にも使用できる。
ンブラック複合体は、複合されたニッケル微粒子が超微
粒でかつ均一なため、触媒材料として優れ、触媒機能を
要求される電極材料、例えばガス拡散電極材料などに有
用である。また、カーボンブラックに複合してあるた
め、トナー現像用着色材料、磁性塗料用材料などの用途
にも使用できる。
【図1】フェニルアセチレンに対する水素添加触媒活性
測定装置の説明図である。
測定装置の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 15/073 15/46 C08L 21/00 C23C 18/08
Claims (7)
- 【請求項1】 カーボンブラック表面上に数平均粒子径
が15nm以下のニッケル微粒子を担持させたカーボン
ブラック複合体。 - 【請求項2】 前記ニッケル微粒子の体積平均粒子径が
23nm以下である請求項1記載のカーボンブラック複
合体。 - 【請求項3】 前記ニッケル微粒子の数平均粒子径(D
1)と体積平均粒子径(D2)の比が1.53以下である
請求項1または2記載のカーボンブラック複合体。 - 【請求項4】 カーボンブラックとニッケル塩の混合物
を180℃以上300℃以下の温度に加熱処理してニッ
ケル微粒子をカーボンブラック表面に担持させることを
特徴とするニッケル微粒子を担持させたカーボンブラッ
ク複合体の製造方法。 - 【請求項5】 前記加熱処理が、加熱処理温度以上の沸
点をもつ有機溶剤中で行われる請求項4記載の製造方
法。 - 【請求項6】 ニッケル塩が蟻酸ニッケルである請求項
4または5記載の製造方法。 - 【請求項7】 蟻酸ニッケル水溶液にカーボンブラック
を分散させた懸濁液を噴霧乾燥させて前記カーボンブラ
ックとニッケル塩の混合物を調製する請求項4、5また
は6記載のニッケル微粒子を担持させたカーボンブラッ
ク複合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5226435A JPH0751568A (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | カーボンブラック複合体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5226435A JPH0751568A (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | カーボンブラック複合体とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0751568A true JPH0751568A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=16845072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5226435A Pending JPH0751568A (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | カーボンブラック複合体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0751568A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007083831A1 (ja) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Showa Denko K.K. | プレートレット型スリット気相法炭素繊維およびその製造方法 |
| JP4775664B2 (ja) * | 2005-06-17 | 2011-09-21 | 住友金属鉱山株式会社 | ニッケル膜形成用塗布液、及びニッケル膜とその製造方法 |
| JP2012512188A (ja) * | 2008-12-18 | 2012-05-31 | 中国石油化工股▲ふん▼有限公司 | スチレンの存在下でフェニルアセチレンに選択的に水素を付加する方法 |
| CN103817323A (zh) * | 2014-03-17 | 2014-05-28 | 杨福河 | 一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体及其制备方法 |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP5226435A patent/JPH0751568A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4775664B2 (ja) * | 2005-06-17 | 2011-09-21 | 住友金属鉱山株式会社 | ニッケル膜形成用塗布液、及びニッケル膜とその製造方法 |
| WO2007083831A1 (ja) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Showa Denko K.K. | プレートレット型スリット気相法炭素繊維およびその製造方法 |
| JP5036564B2 (ja) * | 2006-01-20 | 2012-09-26 | 昭和電工株式会社 | プレートレット型スリット気相法炭素繊維の製造方法 |
| JP2012512188A (ja) * | 2008-12-18 | 2012-05-31 | 中国石油化工股▲ふん▼有限公司 | スチレンの存在下でフェニルアセチレンに選択的に水素を付加する方法 |
| CN103817323A (zh) * | 2014-03-17 | 2014-05-28 | 杨福河 | 一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111620311B (zh) | 一种多孔碳负载单原子金属氮配位复合材料及其制备方法 | |
| US8124043B2 (en) | Method of preparing carbon nanotube containing electrodes | |
| JP6538115B2 (ja) | 高品質なカーボン単層ナノチューブの合成 | |
| US20060083674A1 (en) | Method for forming catalyst metal particles for production of single-walled carbon nanotube | |
| JP2020528499A (ja) | 炭素被覆遷移金属ナノ複合材料、その製造およびその応用 | |
| JP2003275594A (ja) | カーボンナノチューブの低温熱化学蒸着用金属触媒 | |
| CN110860289A (zh) | 一种金属单原子材料的制备方法与应用 | |
| WO2011108492A1 (ja) | カーボンナノチューブ配向集合体の製造方法 | |
| TW201240916A (en) | Methods of preparing carbinized nanotube composite and metal-nanotube composite catalyst | |
| CN110255626B (zh) | 基于气相沉积制备表面活性洋葱状碳纳米球的方法 | |
| CN112938936A (zh) | 一种金属原子负载的纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN112452315A (zh) | 一种高温抗烧结催化剂的应用 | |
| CN1768002B (zh) | 由液相碳源制备碳纳米管的方法 | |
| US20060067872A1 (en) | Method of preparing catalyst base for manufacturing carbon nanotubes and method of manufacturing carbon nanotubes employing the same | |
| CN111943722A (zh) | 一种在泡沫陶瓷表面合成碳纳米管的可控方法及其应用 | |
| JPH0751568A (ja) | カーボンブラック複合体とその製造方法 | |
| JP3438041B2 (ja) | カーボンナノチューブ合成用触媒液 | |
| JP3463092B2 (ja) | カーボンナノチューブ作製用触媒パターン | |
| CN114792816B (zh) | 一种铂基合金催化剂及其制备方法和应用 | |
| Song et al. | Facile synthesis of Fe3O4/MWCNTs by spontaneous redox and their catalytic performance | |
| CN110744052A (zh) | 一种类石墨烯或石墨烯金属复合粉体的制备方法 | |
| CN112705236A (zh) | 碳包覆碳化镍的纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN117286363A (zh) | 一种石墨烯增强铜基复合材料的制备方法 | |
| KR20180057276A (ko) | 이산화탄소 환원용 촉매와 그 제조방법 | |
| JP2021070597A (ja) | カーボンナノチューブの製造方法 |