分子状水素との反応による単層カーボンナノチューブの水素化・精製・アンジッピングとグラフェンナノリボン生成

要約

単層カーボンナノチューブ（SWNT）を50 barの水素ガス雰囲気下、400〜550°Cの温度域で処理した研究。400〜450°Cでは炭素原子の約1/3がC-H共有結合を形成する水素化が生じ、550°Cではエッチング反応が優勢となった。400〜550°Cの水素化処理によりSWNTの一部がグラフェンナノリボンへとアンジッピングされることが確認された。また72時間の長時間アニール処理により、ナノチューブの開口、非晶質炭素の除去、Fe触媒粒子からの炭素被覆除去が達成され、酸処理による触媒の完全除去が可能となった。

メカニズム

高圧水素ガス（50 bar）下での加熱処理により、SWNTの炭素原子にC-H共有結合が形成され、温度条件に応じて水素化またはエッチングが進行し、一部はグラフェンナノリボンへ変換される。