ココナッツ殻由来活性炭ブラックをトナー色材のグリーン代替品として探る

科学分野:

• 材料科学
• 持続可能な化学
• ナノテクノロジー

背景:

• ココナッツ殻（CS）は豊富で再生可能な資源である。
• 活性炭ブラック（ACB）は、トナーを含む様々な用途に価値のある材料である。
• 従来のカーボンブラックの持続可能な代替品が求められている。

研究 の 目的:

• ココナッツ殻から活性炭ブラック（ACB）の合成を最適化すること。
• CS由来ACBをトナー粉末における持続可能な黒色色材および導電剤として利用する可能性を調査すること。
• 合成パラメータとアルカリ処理がACB特性に与える影響を評価すること。

主な方法:

• CSからの36のカーボンブラック（CB）サンプルの炭化パラメータ（温度、期間、粒子サイズ）の最適化。
• 最良のCBサンプルに対する水酸化カリウム（KOH）を用いた低温アルカリ処理。
• FT-IR、XRD、SEM、EDS、EIS、およびTGAを用いた特性評価。

主要な成果:

• 最適化された合成により、明確な多孔質構造と非晶質性質を持つACBが得られた。
• 低いKOH濃度は、最も低い抵抗率、高い熱安定性（最大400°C）、および低い水分・灰分含有量を持つACBをもたらした。
• ACBは、トナー用途に適した高い炭素含有量（69.2重量%）と微細な粒子サイズ（10-15 µm）を示した。

結論:

• CS由来ACBは、トナー粉末における黒色色材および導電剤の実行可能な持続可能な代替品である。
• 最適化された合成と低温KOH処理は、望ましいACB特性にとって重要である。
• 開発されたACBは、高温印刷に適した優れた電気伝導性と熱安定性を示す。