カーボン材料の表面官能基評価Evaluation of Surface Functional Groups for Carbon Material

カーボン材料の表面に存在する官能基は、その電気特性・分散性・吸着性などの特性を大きく左右します。特性評価の目的に応じた適切な官能基の同定・定量評価方法を選択しご提案します。ここでは主にTPD/MSによる評価についてご紹介します。

官能基の各種評価方法

 主な
分析手法
特徴
FT-IR さまざまな化学結合情報が得られ、マッピング分析も可能です。
%オーダの定量評価も可能です。
ただし、黒色試料はスペクトルを得にくい場合があります。
XPS 極表面の元素組成および結合情報を得ることができます。
サブ%オーダの検出も可能です。
TPD/MS FT-IRやXPSでは検出できない微量な官能基の特定や定量分析が可能です。
また、吸着水の定量が可能です。
カーボン材料のような黒色試料に有効です。

TPD/MSによる官能基の評価

TPD/MSは不活性雰囲気下で試料を加熱し、脱離する成分(H2O,CO,CO2など)の同定と定量を行う手法です。脱離温度と成分種から、存在する官能基の種類と量が分かります。

官能基種類

carboxyl → CO2+H2O (100~400℃)
Phenol → CO+H2O (600~700℃)
carbonyl → CO (700~1000℃)
ether → CO (700℃)
quinone → CO (700~1000℃)
anhydride → CO+CO2 (350~630℃)

※参考文献
 炭素,2009,[No.237] 67-71
 炭素,1980,[No.102] 106-115

事例 酸化度が異なる2種の酸化グラフェン分析

酸化グラフェンの発生ガスプロファイル

試料ご提供元:岡山大学異分野融合先端研究コア 准教授 仁科勇太 様

[ 更新日:2022/03/30 ]

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