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Bottom-up Synthesis and Magnetic Properties of Nitrogen Doped Carbon Materials
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Kikuchi, Satoshi Sakaguchi, Yuya Kuwabara, Ryosuke Hagiwara, Masayuki Kida, Takanori Sakai, Masamichi Fukuda, Takeshi Kamata, Norihiko Honda, Zentaro |
| Copyright Year | 2016 |
| Abstract | グラフェン等の炭素材料の多くは本質的に磁性を示さない反磁性体として知られている が、グラフェン中に窒素(ヘテロ元素)を均一にドープすると磁性が発現することが予想され ている。また窒素をドープしたグラフェンは酸素還元触媒活性を示すことから、白金触媒 などの高価なレアアース材料の代替材料としても期待されている。このようにヘテロ元素 ドープ炭素材料は有用であるにもかかわらずその合成法は確立されていない。そこで我々 はヘテロ元素ドープ炭素材料のボトムアップ型合成法を確立することを目的に、窒素を含 むフタロニトリルの高塩素化物(TCPN)をビルディングブロックとして、カップリング剤の 金属カリウムと真空中で加熱することで窒素ドープ炭素材料の合成を試みた。また、その 化学組成、構造、磁性を調べた。 TCPNとカリウムをガラス管に真空封入して電気炉で 250°C以上の温度で加熱したところ、 黒色の反応生成物が得られた。反応直後の試料はいずれも反応副生成物として予想される 塩化カリウムの XRD 回折線を示した。一方、蒸留水洗浄後、塩化カリウムの XRD 回折線 は消失し、回折角 25°付近のブロードな XRD 回折線のみを示した。TEM により試料の微 細構造を観察したところ、反応生成物は多孔構造であることが判明した。さらに XPS によ り化学組成をしらべたところ C、N、O、Clはそれぞれ 80、12、6、2%となり、窒素を多く 含む炭素であった。窒素ドープが確認され た試料は一般的に反磁性であるグラファイ トとは異なり、常磁性を示した。ナノグラ ファイトのエッジやドープされた窒素周辺 に磁気モーメントが生じることが理論的に 予想されており、これらが磁性源になって 常磁性を示したことが考えられる。 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://confit.atlas.jp/guide/event-img/jsap2016a/13p-A25-5/public/pdf?type=in |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
