含sp2型碳的组合物、含石墨烯量子点的组合物和它们的制造方法、以及石墨的剥离方法技术

本发明专利技术提供一种导电性良好且导电特性的经时稳定性优异的含sp

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含sp2型碳的组合物、含石墨烯量子点的组合物和它们的制造方法、以及石墨的剥离方法
本专利技术涉及含sp2型碳的组合物、含石墨烯量子点的组合物和它们的制造方法。另外，涉及石墨的剥离方法。
技术介绍
石墨烯由呈现碳原子排列成蜂窝状的二维系结构的单层形成，将所述单层层叠而成的产物为石墨。石墨烯、石墨具有优异的强度、导电特性，因此，可期待其应用于例如透明导电膜、电容器、燃料电池用电极、导电性复合体、太阳能电池、二次电池的电极、电子纸、晶体管、各种传感器等。在它们的应用展开中，重要的是提高导电特性。作为提高导电性的方法，已知向石墨烯中掺杂单电子氧化剂的方法(专利文献1)。专利文献1中公开了：将石墨烯片暴露于包含由三乙基氧鎓六氯锑酸形成的单电子氧化剂的溶液，而进行掺杂的方法。在石墨烯的应用中，制造成本成为问题，但提出了从石墨进行剥离而得到石墨烯的方法(非专利文献1、2)。另外，作为石墨烯量子点(GQD)的制造方法，提出了如下方法：用硝酸、硫酸等使石墨剧烈氧化而合成氧化石墨烯，其后进行水热合成，使环氧链开裂，从而使石墨烯微细化，由此得到GQD的方法(非专利文献3、4)。需要说明的是，关于非专利文献5～7见后述。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/022513号非专利文献非专利文献1：NatureChem.2015，7，730-736.非专利文献2：Review：CurrentOpinioninColloid&InterfaceScience2015，20，329-338非专利文献3：J.Mater.Chem.2012，22，8764-8766.非专利文献4：D.Pan，J.Zhang，Z.Li，M.Wu，Adv.Mater.(2010)22，734.非专利文献5：Nat.Chem.2014，6，498-503.非专利文献6：Acc.Chem.Res.2010，43，121-128.非专利文献7：Science.1993，260，1917-1918.
技术实现思路
专利技术要解决的问题通过对石墨烯、石墨进行掺杂的方法能够提高导电性。然而，难以经时性地持续掺杂效果。另外，上述非专利文献1～3的石墨烯的制造方法中，在生产率、制造成本方面存在问题。本专利技术是鉴于上述背景而进行的，其目的在于，提供导电性良好且导电特性的经时稳定性优异的含sp2型碳的组合物及其制造方法。另外，其目的在于，提供一种石墨的剥离方法，其获得导电性良好且导电特性的经时稳定性优异的含石墨烯的组合物。进而，其课题在于，提供改善生产率和制造成本的含石墨烯量子点的组合物及其制造方法。用于解决问题的方法本专利技术人等反复进行深入研究时发现：通过以下的方式能够解决本专利技术的课题，从而完成了本专利技术。[1]：一种含sp2型碳的组合物的制造方法，其包括使sp2型碳与二配位硼阳离子盐进行接触的接触工序，上述sp2型碳为石墨烯和石墨中的至少一者。[2]：根据[1]所述的含sp2型碳的组合物的制造方法，其中，上述二配位硼阳离子用下述通式(1)表示。[化学式1]R1-+B-R2…式(1)[式中，R1、R2各自独立地为选自苯基、三甲苯基、1，5-二甲基苯基、1，3，5-三异丙基苯基、1，5-二异丙基苯基、1，3，5-三(三氟甲基)苯基和1，5-双(三氟甲基)苯基中的化合物。][3]：根据[1]或[2]所述的含sp2型碳的组合物的制造方法，其中，上述二配位硼阳离子盐的抗衡阴离子包含氟系阴离子和碳硼烷衍生物中的至少一者，上述氟系阴离子为选自BF4-、PF6-、TFSI、四苯基硼酸盐、四(五氟苯基)硼酸盐中的至少一者，上述碳硼烷衍生物为选自单碳代闭合式十二硼酸盐(HCB11H11-)(Monocarba-closo-dodecaborate)、单碳代闭合式十一氯十二硼酸盐(HCB11Cl11-)(Monocarba-closo-undecachlorododecaborate)中的至少一者。[4]：根据[1]～[3]中任一项所述的含sp2型碳的组合物的制造方法，其中，上述接触工序包括选自下述工序中的至少任一者：(i)在基材上形成由上述sp2型碳构成的层和包含上述sp2型碳的层中的至少一者，使所得的层与上述二配位硼阳离子盐相接触；(ii)将上述sp2型碳或包含上述sp2型碳的组合物与上述二配位硼阳离子盐在溶剂中进行混合；(iii)将上述sp2型碳或包含上述sp2型碳的粉体与上述二配位硼阳离子盐的粉体进行混合。[5]：一种含sp2型碳的组合物，其包含：sp2型碳；以及二配位硼阳离子盐的抗衡阴离子，上述sp2型碳包含石墨烯和石墨中的至少一者，上述抗衡阴离子包含氟系阴离子和碳硼烷衍生物中的至少一者，上述氟系阴离子为选自BF4-、PF6-、TFSI、四苯基硼酸盐、四(五氟苯基)硼酸盐中的至少一者，上述碳硼烷衍生物为选自单碳代闭合式十二硼酸盐(HCB11H11-)、单碳代闭合式十一氯十二硼酸盐(HCB11Cl11-)中的至少一者。[6]：根据[5]所述的含sp2型碳的组合物，其还含有树脂。[7]：根据[5]或[6]所述的含sp2型碳的组合物，其中，上述sp2型碳为薄片状粒子。[8]：一种石墨的剥离方法，其通过使二配位硼阳离子盐接触石墨而得到含石墨烯的组合物。[9]：根据[8]所述的石墨的剥离方法，其中，上述二配位硼阳离子用下述通式(1)表示。[化学式2]R1-+B-R2…式(1)[式中，R1、R2各自独立地为选自苯基、三甲苯基、1，5-二甲基苯基、1，3，5-三异丙基苯基、1，5-二异丙基苯基、1，3，5-三(三氟甲基)苯基和1，5-双(三氟甲基)苯基中的化合物。][10]：根据[8]或[9]所述的石墨的剥离方法，其中，上述二配位硼阳离子盐的抗衡阴离子包含氟系阴离子和碳硼烷衍生物中的至少一者，上述氟系阴离子为选自BF4-、PF6-、TFSI、四苯基硼酸盐、四(五氟苯基)硼酸盐中的至少一者，上述碳硼烷衍生物为选自单碳代闭合式十二硼酸盐(HCB11H11-)、单碳代闭合式十一氯十二硼酸盐(HCB11Cl11-)中的至少一者。[11]：根据[8]～[10]中任一项所述的石墨的剥离方法，其中，上述接触包括选自下述工序中的至少任一者：(i)在基材上形成由上述石墨构成的层和包含上述石墨的层中的至少一者，使所得的层与上述二配位硼阳离子盐相接触；(ii)将上述石墨或包含上述石墨的组合物与上述二配位硼阳离子盐在溶剂中进行混合；(iii)将上述石墨或包含上述石墨的粉体与上述二配位硼阳离子盐的粉体进行混合。[12]：一种含石墨烯量子点的组合物的制造方法，其包括：将石墨粒子与二配位硼阳离子盐在溶剂中进行混合而使其分散的工序；在上述使其分散的工序后，通过过滤进行滤取的滤取工序；以及在上述滤取工序后，使其再分散于溶剂中，进行尺寸分级的工序。[13]：根据[12]所述的含石墨烯量子点的组合物的制造方法，其中，上述二配位硼阳离子盐的二配位硼阳离子用下述通式(1)表示。[化学式3]R1-+B-R2…式(1)[式中，R1、R2各自独立地为选自苯基、三甲苯基、1，5-二甲基苯基、1，3，5-三异丙基苯基、1，5-二异丙基苯基、1，3，5-三(三氟甲基)苯基和1，5-双(三氟甲基)苯基中的化合物。][14]：根据[12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含sp2型碳的组合物的制造方法，其包括使sp2型碳与二配位硼阳离子盐相接触的接触工序，所述sp2型碳为石墨烯和石墨中的至少一者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.15 JP 2016-0260011.一种含sp2型碳的组合物的制造方法，其包括使sp2型碳与二配位硼阳离子盐相接触的接触工序，所述sp2型碳为石墨烯和石墨中的至少一者。2.根据权利要求1所述的含sp2型碳的组合物的制造方法，其中，所述二配位硼阳离子盐的二配位硼阳离子用下述通式(1)表示：R1-+B-R2…式(1)式(1)中，R1、R2各自独立地为选自苯基、三甲苯基、1，5-二甲基苯基、1，3，5-三异丙基苯基、1，5-二异丙基苯基、1，3，5-三(三氟甲基)苯基和1，5-双(三氟甲基)苯基中的化合物。3.根据权利要求1或2所述的含sp2型碳的组合物的制造方法，其中，所述二配位硼阳离子盐的抗衡阴离子包含氟系阴离子和碳硼烷衍生物中的至少一者，所述氟系阴离子为选自BF4-、PF6-、TFSI、四苯基硼酸盐、四(五氟苯基)硼酸盐中的至少一者，所述碳硼烷衍生物为选自单碳代闭合式十二硼酸盐HCB11H11-、单碳代闭合式十一氯十二硼酸盐HCB11Cl11-中的至少一者。4.根据权利要求1～3中任一项所述的含sp2型碳的组合物的制造方法，其中，所述接触工序包括选自下述工序中的至少任一者：(i)在基材上形成由所述sp2型碳构成的层和包含所述sp2型碳的层中的至少一者，使所得的层与所述二配位硼阳离子盐相接触；(ii)将所述sp2型碳或包含所述sp2型碳的组合物与所述二配位硼阳离子盐在溶剂中进行混合；(iii)将所述sp2型碳或包含所述sp2型碳的粉体与所述二配位硼阳离子盐的粉体进行混合。5.一种含sp2型碳的组合物，其包含：sp2型碳；以及二配位硼阳离子盐的抗衡阴离子，所述sp2型碳包含石墨烯和石墨中的至少一者，所述抗衡阴离子包含氟系阴离子和碳硼烷衍生物中的至少一者，所述氟系阴离子为选自BF4-、PF6-、TFSI、四苯基硼酸盐、四(五氟苯基)硼酸盐中的至少一者，所述碳硼烷衍生物为选自单碳代闭合式十二硼酸盐HCB11H11-、单碳代闭合式十一氯十二硼酸盐HCB11Cl11-中的至少一者。6.根据权利要求5所述的含sp2型碳的组合物，其还含有树脂。7.根据权利要求5或6所述的含sp2型碳的组合物，其中，所述sp2型碳为薄片状粒子。8.一种石墨的剥离方法，其通过使二配位硼阳离子盐接触石墨而得到含石墨烯的组合物。9.根据权利要求8所述的石墨的剥离方法，其中，所述二配位硼阳离子盐的二配位硼阳离子用下述通式(1)表示：R1-+B-R2…式(1)式(1)中，R1、R2各自独立地为选自苯基、三甲苯基、1，5-二甲基苯基、1，3，5...

【专利技术属性】
技术研发人员：福岛孝典，庄子良晃，高桥宽明，
申请(专利权)人：国立大学法人东京工业大学，日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP