[发明专利]碳纳米管复合电极及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳纳米管复合电极及其制造方法。

背景技术

碳纳米管是将1层石墨烯层（由六个碳的环构成的层）弄圆成为圆筒形的、其直径在0.4nm至数十nm左右的管状物质，作为具有热学稳定性和化学稳定性、力学强度、电子传导性、热传导性、延伸至近红外区域的光谱特性的优越的纳米材料而引人注目。

在碳纳米管（以下，往往记为“CNT”。）中，有上述石墨烯层为1层的单层碳纳米管（SWCNT）、石墨烯层为2层的2层碳纳米管（DWCNT）以及石墨烯层为2层以上的多层碳纳米管（MWCNT）。

作为碳纳米管的应用例，正在开发将碳纳米管固定在电极基板上的碳纳米管复合电极（CNT复合电极）。

例如，在专利文献1中，公开了包括使之从固定于电极基板上的金属催化剂中生长的CNT的CNT复合电极。

用该方法由于在电极基板上直接形成CNT，所以CNT与电极的电子移动很容易，可用作高灵敏度的传感器。另一方面，CNT与电极的结合力不充分，CNT容易脱落。特别是，在传感器用途等有必要浸渍于水中的情况下，有CNT容易脱离的问题。

另外，在专利文献2中，公开了在电极基板上堆积包含该电极基板的主成分的微粒与CNT的混合物，在无氧气氛中加热，将该微粒形成薄膜，使CNT固定住的CNT复合电极的制造方法。

在该CNT复合电极中，CNT由于被夹入包含该电极基板的主成分的微粒而被固定住，所以被牢固地固定在电极上。然而，在固定化时CNT壁面由于受到包含电极基板的主成分的微粒伤害，所以不能充分地得到CNT原本的特性。另外，用该方法有在每单位电极面积上可固定的CNT的量不能那么多的缺点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2008-64724号公报

专利文献2：特开2005-332612号公报

发明内容

在这种状况下，本发明的目的在于，提供一种碳纳米管在激活了其特性的状态下被牢固地固定在电极基材上，并且具有碳纳米管原本的电极特性的碳纳米管复合电极及其制造方法。

本发明人发现，应该解决上述课题而反复锐意研究的结果是，下述的发明与上述目的一致，达至了本发明。

亦即，本发明涉及以下的发明。

<1>一种在电极基材的表面上，具有包含多孔氧化物和碳纳米管的表面层的碳纳米管复合电极，

上述碳纳米管从上述多孔氧化物生成，并且在该碳纳米管之中，至少一部分碳纳米管与电极基材进行电连接而成为碳纳米管复合电极。

<2>根据上述<1>所述的碳纳米管复合电极，上述多孔氧化物是从由沸石、活性氧化铝和中位多孔二氧化硅构成的组中所选出的至少1种以上。

<3>根据上述<2>所述的碳纳米管复合电极，上述多孔氧化物是沸石。

<4>根据上述<1>至<3>的任意一项中所述的碳纳米管复合电极，上述电极基材是从由金（Au）构成的电极基材或镀过金（Au）的电极基材。

<5>根据上述<1>至<4>的任意一项中所述的碳纳米管复合电极，在上述多孔氧化物上所生成的碳纳米管之中，一部分碳纳米管部分地被掩埋于上述电极基材的表面内。

<6>根据上述<1>至<5>的任意一项中所述的碳纳米管复合电极，上述碳纳米管包含从上述多孔氧化物的细孔所生成的碳纳米管。

<7>根据上述<1>至<6>的任意一项中所述的碳纳米管复合电极，上述碳纳米管是以载持在多孔氧化物上的金属微粒作为催化剂所生成的碳纳米管。

<8>根据上述<7>所述的碳纳米管复合电极，上述金属微粒的载持量相对于多孔氧化物100重量份，为0.1重量份以上且10重量份以下。

<9>根据上述<1>至<8>的任意一项中所述的碳纳米管复合电极，上述碳纳米管的总数的70%以上是单层碳纳米管。

<10>根据上述<1>至<9>的任意一项中所述的碳纳米管复合电极，上述碳纳米管是非氧化型的碳纳米管。

<11>根据上述<1>至<10>的任意一项中所述的碳纳米管复合电极，在上述碳纳米管的壁面上固着有金属和/或半导体。