ナノポーラスガラスの細孔構造と形状を活かした カーボンモノリスの作製

摘要

多孔質カーボンモノリス（CM）は、高比表面積を有する電極材料としての応用が期待されている。しかしながら、既 報の方法ではナノサイズ(100 nm 以下)の細孔を持ち、かつモノリスの形状を制御するのは困難であり、モノリスをその まま電極として利用するための自由度はあまり高くない。熱処理により分相したガラスを酸処理することで得られる連 続したナノ細孔を持つナノポーラスガラス(NPG)は、分相前にガラス細工で形状を自由に加工できる。つまりNPG 表面 に炭素被覆し、その後NPG 鋳型を除去すれば元のガラスと同形状のCM 電極が作製できる。しかし、NPG は熱耐久性 が低いため、800 °C以上では内部構造が崩れ、更にNPG 自体が収縮してしまう。我々はこれまでに、シリカ表面にトリ メチルシリル(TMS)基を表面修飾することで表面を活性化し、600 °Cの低温CVD で炭素被覆する方法を開発した[1]。そ こで本研究では、TMS 基修飾した板状あるいは円筒状のNPG に低温CVD を行うことでNPG のナノ細孔構造を維持し た炭素被覆NPG を作製し、更に鋳型であるNPG を除去することでNPG のナノ構造と形状を反映したCMの作製を試み た。