本發(fā)明涉及一種同時(shí)含有層狀物質(zhì)與離子液體的層狀物質(zhì)含有液及其制造方法。

背景技術(shù)：

因?yàn)榫哂袑訝顦?gòu)造的物質(zhì)(層狀物質(zhì))起因于其層狀構(gòu)造而發(fā)揮特殊的物理性質(zhì)，所以許多研究人員對(duì)各種各樣的層狀物質(zhì)進(jìn)行了研究。

特別是最近，提出了使用被稱作納米片的層狀物質(zhì)來提高電子器件的性能(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。作為該納米片，不僅只是單層(一個(gè)單元層)層狀物質(zhì)，也使用多層(2層～5層)層狀物質(zhì)的層合物。

與此同時(shí)，具有各種組成的層狀物質(zhì)引起了注目。具體地說，是含有一種元素作為構(gòu)成元素的層狀物質(zhì)(單元素層狀物質(zhì))，例如石墨烯(graphene)等。另外，也可以是含有多種元素作為構(gòu)成元素的層狀物質(zhì)(多元素層狀物質(zhì))，例如以輝鉬(molybdenite)為代表的硫族化物(chalcogenide)系層狀物質(zhì)等。

這些層狀物質(zhì)一般以復(fù)數(shù)的層狀物質(zhì)被積層的狀態(tài)(層合物)存在。因此，為了從層合物上剝離層狀物質(zhì)，提出了使用粘著帶的物理剝離方法、使用氧化法的化學(xué)剝離方法、在有機(jī)溶劑中照射超音波等的方法等(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：B.Radisavljevic等，Nature Nanotech，6，147頁(yè)～150頁(yè)，2011年。

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開第2013/172350號(hào)公報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在層狀物質(zhì)中，雖然有關(guān)獲得單元素層狀物質(zhì)的技術(shù)已經(jīng)被充分知曉，但是因?yàn)橛嘘P(guān)獲得多元素層狀物質(zhì)的技術(shù)還沒有被充分知曉，所以期望一種可以獲得該多元素層狀物質(zhì)的技術(shù)。

本發(fā)明的目的是提供一種可以容易地獲得含有多種元素作為構(gòu)成元素的層狀物質(zhì)的層狀物質(zhì)含有液及其制造方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明人通過深入廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)通過使用含有特定化合物的離子液體作為分散介質(zhì)、并且對(duì)該離子液體照射音波等，可以解決上述問題。

本發(fā)明基于上述研究結(jié)果，本發(fā)明的層狀物質(zhì)含有液包含：含有由下列式(1)表示的正離子的離子液體、以及含有多種元素作為構(gòu)成元素的層狀物質(zhì)。

[化學(xué)式1]

(式中，R1和R2分別是一價(jià)烴基，R3～R8分別是氫原子和一價(jià)烴基中的任何一個(gè)，R9和R10分別是由下列式(2)和(3)各自表示的二價(jià)基中的任何一個(gè)，n是大于等于0的整數(shù))

[化學(xué)式2]

(式中，R11和R12分別是二價(jià)烴基，Z1是醚鍵(-O-)、硫醚鍵(-S-)和二價(jià)芳香族烴基中的任何一個(gè)，m1是大于等于0的整數(shù))

[化學(xué)式3]

(式中，R13～R16分別是二價(jià)烴基，Z2是二價(jià)芳香族烴基，m2和m3分別是大于等于1的整數(shù))

另外，本發(fā)明的層狀物質(zhì)含有液的制造方法是：使含有多種元素作為構(gòu)成元素的層狀物質(zhì)的層合物包含在含有由上述式(1)表示的正離子的離子液體中，對(duì)含有該層合物的離子液體照射音波和電波中的至少一方。

在此，本發(fā)明的“層狀物質(zhì)”是含有多種元素作為構(gòu)成元素的層狀的(薄的)物質(zhì)(多元素層狀物質(zhì))，可以為單層也可以為多層。其中，在多層的層狀物質(zhì)中，各層含有多種元素作為構(gòu)成元素。另外，多層的層狀物質(zhì)的層數(shù)因?yàn)槭稚?，所以該層?shù)為小于等于9層，優(yōu)選小于等于4層。對(duì)此，本發(fā)明的“層狀物質(zhì)的層合物”因?yàn)閺?fù)數(shù)的層狀物質(zhì)被積層，所以為多層。

依據(jù)本發(fā)明的層狀物質(zhì)含有液及其制造方法，使層狀物質(zhì)的層合物包含在含有特定正離子的離子液體中，對(duì)含有該層合物的離子液體照射音波等。為此，在離子液體中，層狀物質(zhì)被高濃度地分散。因此，即使在層狀物質(zhì)含有多種元素作為構(gòu)成元素的情況下，也能夠容易地獲得該層狀物質(zhì)。

附圖說明

圖1是實(shí)驗(yàn)例1-1(MoS2)的XRD圖(微波照射前)；

圖2是實(shí)驗(yàn)例1-1(MoS2)的XRD圖(微波照射后)；

圖3是實(shí)驗(yàn)例1-2(BN)的XRD圖(微波照射前)；

圖4是實(shí)驗(yàn)例1-2(BN)的XRD圖(微波照射后)。

具體實(shí)施例

以下按照下列順序?qū)Ρ景l(fā)明的一種實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容不只限于以下說明的樣態(tài)，可以作適當(dāng)變更。

1.層狀物質(zhì)含有液

1-1.離子液體

1-1-1.正離子

1-1-2.負(fù)離子

1-2.層狀物質(zhì)

1-3.其他材料

2.層狀物質(zhì)含有液的制造方法

2-1.層狀物質(zhì)含有液的調(diào)制

2-2.層狀物質(zhì)含有液的精制

3.作用和效果

<1.層狀物質(zhì)含有液>

首先，對(duì)層狀物質(zhì)含有液的構(gòu)成進(jìn)行說明。

層狀物質(zhì)含有液包含離子液體和層狀物質(zhì)，該層狀物質(zhì)分散在離子液體中。

<1-1.離子液體>

離子液體是液體的鹽，含有正離子和負(fù)離子。

<1-1-1.正離子>

正離子含有由下列式(1)表示的陽離子中的任何一種或多種。

[化學(xué)式4]

(式中，R1和R2分別是一價(jià)烴基，R3～R8分別是氫原子和一價(jià)烴基中的任何一個(gè)，R9和R10分別是由下列式(2)和(3)各自表示的二價(jià)基中的任何一個(gè)，n是大于等于0的整數(shù)。)

[化學(xué)式5]

(式中，R11和R12分別是二價(jià)烴基，Z1是醚鍵(-O-)、硫醚鍵(-S-)和二價(jià)芳香族烴基中的任何一個(gè)，m1是大于等于0的整數(shù)。)

[化學(xué)式6]

(式中，R13～R16分別是二價(jià)烴基，Z2是二價(jià)芳香族烴基，m2和m3分別是大于等于1的整數(shù)。)

R1和R2各自的種類只要是一價(jià)烴基中的任何一個(gè)即可，沒有特別限定。一價(jià)烴基可以為直鏈狀，也可以為具有1個(gè)或多個(gè)側(cè)鏈的支鏈狀。R1和R2可以為相同的基團(tuán)，也可以為不同的基團(tuán)。

一價(jià)烴基是由碳(C)和氫(H)構(gòu)成的一價(jià)基團(tuán)的總稱，例如是烷基、烯基、炔基、芳基、環(huán)烷基和它們中的多種結(jié)合成的一價(jià)基團(tuán)等。

烷基的具體例是甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、s-丁基、t-丁基、戊基、異戊基、t-戊基、己基和庚基等。烯基的具體例是乙烯基和丙烯基等。炔基的具體例是乙炔基等。芳基的具體例是苯基和萘基等。環(huán)烷基的具體例是環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基和環(huán)辛基等。多種結(jié)合成的一價(jià)基團(tuán)的具體例是由下列式(4)表示的基團(tuán)等。該式(4)所示的基團(tuán)是芳基(苯基)與烷基(甲基)結(jié)合成的一價(jià)基團(tuán)(芐基)。

[化學(xué)式7]

一價(jià)烴基的碳原子數(shù)沒有特別限定，優(yōu)選不要極端地過多。具體地說，烷基、烯基和炔基各自的碳原子數(shù)優(yōu)選1～7。芳基和環(huán)烷基各自的碳原子數(shù)優(yōu)選6或7。因?yàn)檫@樣能夠提高層狀物質(zhì)的分散性。

R3～R8各自的種類只要是氫原子和一價(jià)烴基中的任何一個(gè)即可，沒有特別限定。R3～R8可以為相同的基團(tuán)，也可以為不同的基團(tuán)，也可以為R3～R8中的一部分是相同的基團(tuán)。有關(guān)一價(jià)烴基的詳細(xì)內(nèi)容如上所述。

決定重復(fù)單元數(shù)的n的值是大于等于0的整數(shù)即可，沒有特別限定。其中，n優(yōu)選小于等于30的整數(shù)。因?yàn)檫@樣能夠提高層狀物質(zhì)的分散性。

R9和R10可以分別是式(2)所示的二價(jià)基，也可以分別是式(3)所示的二價(jià)基。R9和R10可以為相同的基團(tuán)，也可以為不同的基團(tuán)。與此同時(shí)，因?yàn)閚大于等于2，所以在R10為復(fù)數(shù)的情況下，該復(fù)數(shù)的R10可以為相同的基團(tuán)，也可以為不同的基團(tuán)，也可以為復(fù)數(shù)的R10中的一部分是相同的基團(tuán)。

R11和R12各自的種類只要是二價(jià)烴基中的任何一個(gè)即可，沒有特別限定。二價(jià)烴基可以為直鏈狀，也可以為具有1個(gè)或多個(gè)側(cè)鏈的支鏈狀。R11和R12可以為相同的基團(tuán)，也可以為不同的基團(tuán)。與此同時(shí)，因?yàn)閙1大于等于2，所以在R11為復(fù)數(shù)的情況下，該復(fù)數(shù)的R11可以為相同的基團(tuán)，也可以為不同的基團(tuán)，也可以為復(fù)數(shù)的R11中的一部分是相同的基團(tuán)。

二價(jià)烴基是由碳和氫構(gòu)成的二價(jià)基團(tuán)的總稱，例如是亞烷基、亞烯基、亞炔基、亞芳基、亞環(huán)烷基和它們中的多種結(jié)合成的二價(jià)基團(tuán)等。

亞烷基的具體例是甲烷-1，1-二基、乙烷-1，2-二基、丙烷-1，3-二基、丁烷-1，4-二基、乙烷-1，1-二基、丙烷-1，2-二基、丁烷-1，2-二基、丁烷-1，3-二基和丁烷-2，3-二基等。亞烯基的具體例是亞乙烯基等。亞炔基的具體例是亞乙炔基等。亞芳基的具體例是亞苯基和亞萘基等。亞環(huán)烷基的具體例是亞環(huán)丙基和亞環(huán)丁基等。多種結(jié)合成的二價(jià)基團(tuán)的具體例是由下列式(5)表示的基團(tuán)等。該式(5)所示的基團(tuán)是1個(gè)亞芳基(亞苯基)與2個(gè)亞烷基(乙烷-1，2-二基)結(jié)合成的二價(jià)基團(tuán)。

[化學(xué)式8]

二價(jià)烴基的碳原子數(shù)沒有特別限定，優(yōu)選不要極端地過多。具體地說，亞烷基、亞烯基和亞炔基各自的碳原子數(shù)優(yōu)選1～4。亞芳基和亞環(huán)烷基各自的碳原子數(shù)優(yōu)選6。因?yàn)檫@樣能夠提高層狀物質(zhì)的分散性。

Z1的種類只要是醚鍵、硫醚鍵(-S-)和二價(jià)芳香族烴基中的任何一個(gè)即可，沒有特別限定。與此同時(shí)，因?yàn)閙l大于等于2，所以在Z1為復(fù)數(shù)的情況下，該復(fù)數(shù)的Z1可以為相同的基團(tuán)，也可以為不同的基團(tuán)，也可以為復(fù)數(shù)的Z1中的一部分是相同的基團(tuán)。

二價(jià)芳香族烴基是由碳和氫構(gòu)成、且具有共軛環(huán)構(gòu)造的二價(jià)基團(tuán)的總稱，例如是亞芳基及其多種結(jié)合成的二價(jià)基團(tuán)等。該亞芳基的具體例是單環(huán)式亞苯基等、也是多環(huán)式亞萘基等。

二價(jià)芳香族烴基雖然具有二個(gè)結(jié)合手，但是二個(gè)結(jié)合手的位置沒有特別限定。若舉一例，則是在二價(jià)芳香族烴基為亞苯基的情況下，相對(duì)第一個(gè)結(jié)合手的位置，第二個(gè)結(jié)合手的位置可以為鄰位，也可以為間位，也可以為對(duì)位。其中，第二個(gè)結(jié)合手的位置優(yōu)選對(duì)位。因?yàn)檫@樣能夠提高離子液體的化學(xué)穩(wěn)定性，并且能夠提高分散性等。

決定重復(fù)單元數(shù)的m1的值是大于等于0的整數(shù)即可，沒有特別限定。其中，m1優(yōu)選小于等于30的整數(shù)。因?yàn)檫@樣能夠提高層狀物質(zhì)的分散性。

R13～R16各自的種類只要是二價(jià)烴基中的任何一個(gè)即可，沒有特別限定。R13～R16可以為相同的基團(tuán)，也可以為不同的基團(tuán)，也可以為R13～R16中的一部分是相同的基團(tuán)。與此同時(shí)，因?yàn)閙2大于等于2，所以在R14為復(fù)數(shù)的情況下，該復(fù)數(shù)的R14可以為相同的基團(tuán)，也可以為不同的基團(tuán)，也可以為復(fù)數(shù)的R14中的一部分是相同的基團(tuán)。同樣因?yàn)閙3大于等于2，所以在R15為復(fù)數(shù)的情況下，該復(fù)數(shù)的R15可以為相同的基團(tuán)，也可以為不同的基團(tuán)，也可以為復(fù)數(shù)的R15中的一部分是相同的基團(tuán)。有關(guān)二價(jià)烴基的詳細(xì)內(nèi)容如上所述。

Z2的種類只要是二價(jià)芳香族烴基中的任何一個(gè)即可，沒有特別限定。有關(guān)二價(jià)芳香族烴基的詳細(xì)內(nèi)容如上所述。

決定重復(fù)單元數(shù)的m2和m3的值是大于等于1的整數(shù)即可，沒有特別限定。其中，m2和m3分別優(yōu)選小于等于30的整數(shù)。因?yàn)檫@樣能夠提高層狀物質(zhì)的分散性。

其中，正離子的組成優(yōu)選滿足以下條件。因?yàn)檫@樣能夠容易地合成，并且能夠進(jìn)一步提高層狀物質(zhì)的分散性。

位于兩末端的R1和R2分別優(yōu)選直鏈狀的烷基，更具體地說，優(yōu)選甲基、乙基、n-丙基、n-丁基、n-戊基和n-己基。導(dǎo)入各個(gè)咪唑環(huán)的R3～R8分別優(yōu)選氫原子。導(dǎo)入連接相鄰咪唑環(huán)的基團(tuán)的R11～R16分別優(yōu)選直鏈狀的亞烷基，更具體地說，優(yōu)選亞乙基。

決定重復(fù)單元數(shù)的n的值優(yōu)選0～2的整數(shù)。也就是說，在正離子中，咪唑環(huán)的重復(fù)部分優(yōu)選二聚物、三聚物和四聚物中的任何一個(gè)。因?yàn)槿鬾的值過大，則由于離子液體的粘度增大，而在后述層狀物質(zhì)含有液的制造工程中，有可能難以獲得音波等的照射效果(剝離層狀物質(zhì)的容易度)。另外，因?yàn)樵谟斜匾M(jìn)行層狀物質(zhì)含有液的精制處理的情況下，有可能難以進(jìn)行該精制處理。

m1的值優(yōu)選0～5的整數(shù)，并且m2和m3的值分別優(yōu)選2或3。

<1-1-2.負(fù)離子>

負(fù)離子含有任意的陰離子中的任何一種或多種。

陰離子例如由pAnq-表示。但是，Anq-是q價(jià)陰離子。p是保持離子液體全體的中性所必需的系數(shù)，該p的值根據(jù)陰離子的種類決定。P與q的乘積(p×q)等于正離子的總化合價(jià)。

一價(jià)陰離子例如是鹵離子、無機(jī)類離子、有機(jī)磺酸類離子和有機(jī)磷酸類離子等。

鹵離子的具體例是氯離子(Cl^-)、溴離子(Br^-)、碘離子(I^-)和氟離子(F-)等。

無機(jī)類離子的具體例是高氯酸根離子(ClO₄^-)、氯酸根離子(ClO₃^-)、硫氰酸根離子(SCN^-)、六氟磷酸根離子(PF₆^-)、六氟化銻離子(SbF₆-)和四氟化硼離子(BF₄^-)等。

有機(jī)磺酸類離子的具體例是苯磺酸根離子、甲苯磺酸根離子、三氟甲磺酸根離子、二苯基胺-4-磺酸根離子、2-氨基-4-甲基-5-氯苯磺酸根離子和2-氨基-5-硝基苯磺酸根離子等。另外，也可是日本特開平8-253705號(hào)公報(bào)、日本特表2004-503379號(hào)公報(bào)、日本特開2005-336150號(hào)公報(bào)、和國(guó)際公開第2006/28006號(hào)公報(bào)等所記載的有機(jī)磺酸根離子。

有機(jī)磷酸類離子的具體例是辛基磷酸根離子、十二烷基磷酸根離子、十八烷基磷酸根離子、苯基磷酸根離子、壬基苯基磷酸根離子和2，2′-亞甲基雙(4，6-二叔丁基苯基)膦酸根離子等。

另外，一價(jià)陰離子的具體例也可是雙(三氟甲磺酰基)酰亞胺酸根離子((CF₃SO₂)2N^-)、雙(全氟丁磺酰基)酰亞胺酸根離子((C₄F₉SO²)2N^-)、全氟-4-乙基環(huán)己烷磺酸根離子、四(五氟苯基)硼酸根離子、三(氟烷基磺?；?碳離子和二苯甲酰酒石酸陰離子等。

二價(jià)陰離子的具體例是苯二磺酸根離子和萘磺酸根離子等。

其中，負(fù)離子優(yōu)選氯離子、溴離子、六氟磷酸根離子、四氟化硼離子和雙(三氟甲磺?；?酰亞胺酸根離子中的任何一個(gè)，更優(yōu)選六氟磷酸根離子。因?yàn)檫@樣能夠提高層狀物質(zhì)的分散性。

<1-2.層狀物質(zhì)>

層狀物質(zhì)如上所述，是含有多種元素作為構(gòu)成元素的層狀的薄層物質(zhì)(多元素層狀物質(zhì))，即所謂的納米片。

該層狀物質(zhì)不限于單層，如果各層含有多種元素作為構(gòu)成元素且層數(shù)十分少，也可以為多層。此外，層狀物質(zhì)是在后述的層狀物質(zhì)含有液的制造工程中，從具有積層有復(fù)數(shù)層狀物質(zhì)的多層構(gòu)造的層合物上剝離的1層或多層的層狀物質(zhì)。

因?yàn)檫@里說明的層狀物質(zhì)(在多層的情況下為各層)是多元素層狀物質(zhì)，所以只含有1種元素作為構(gòu)成元素的物質(zhì)(單元素層狀物質(zhì))不屬于本發(fā)明的層狀物質(zhì)。該單元素層狀物質(zhì)例如為石墨(graphite)等。

該層狀物質(zhì)包含上述多元素層狀物質(zhì)中的任何一種或多種。具體地說，多元素層狀物質(zhì)是例如金屬硫?qū)倩衔?、金屬氧化物·金屬氧鹵化物、金屬磷酸鹽、粘土礦物·硅酸鹽、雙氫氧化物、層狀鈦氧化物、層狀鈣鈦礦氧化物和氮化硼類等。

金屬硫?qū)倩衔锏木唧w例是MX(M為Ga、Ge和In等。X為S、Se和Te等。)、MX₂(M為Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W和Sn等。X為S、Se和Te等。)和MPX₃(M為Mg、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Cd和In等。X為S、Se和Te等。)等。

金屬氧化物·金屬氧鹵化物的具體例是M_xO_y(M為Ti、Mn、Mo和V等。)、MOXO₄(M為Ti、V、Cr和Fe等。X為P和As等。)、MOX(M為Ti、V、Cr和Fe等。X為Cl和Br等。)、LnOCl(Ln為Yb、Er和Tm等。)、K[Ca₂Na_n-3Nb_nO_3n+1](n滿足3≤n＜7。)所表示的鈮酸鹽和鈦酸鹽等。此外，MxOy的具體例是MoO₃、Mo₁₈O₅₂、V₂O₅、LiNbO₂和Li_xV₃O₈等。鈦酸鹽的具體例是K₂Ti₄O₉和KTiNbO₅等。

金屬磷酸鹽的具體例是M(HPO₄)₂(M為Ti、Zr、Ce和Sn等)和Zr(ROPO3)2(R為H、Rh和CH3等)等。

粘土礦物·硅酸鹽的具體例是綠土(smectite)族、高嶺土(kaolin)族、葉蠟石-滑石(pyrophyllite-talc)、蛭石(vermiculite)、云母群、脆云母群、綠泥石群、海泡石-坡縷石(sepiolite-palygorskite)、伊毛縞石(imogolite)、水鋁英石(allophane)、硅鐵土(hisingerite)、麥羥硅鈉石(magadiite)和水硅鈉石(kanemite)等。此外，綠土族的具體例是蒙脫石(montmorillonite)和皂石(saponite)等。高嶺土族的具體例是高嶺石(kaolinite)等。

雙氫氧化物的具體例是[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂][An^-]_x/n·zH₂O(M²⁺為Mg²⁺和Zn²⁺等。M³⁺為Al³⁺和Fe³⁺等。An^-為任意的陰離子。)等。

層狀鈦氧化物的具體例是二鈦酸鉀(K₂Ti₂O₅)和四鈦酸鉀(K₂Ti₄O₉)等。

層狀鈣鈦礦氧化物的具體例是KCa₂Nb₃O₁₀、KSr₂Nb₃O₁₀和KLaNb₂O₇等。

氮化硼類是含有氮(N)和硼(B)作為構(gòu)成元素的化合物的總稱。該氮化硼類的具體例是氮化硼(BN)和硼碳氮(BCN)等。

此外，層狀物質(zhì)的平均粒徑雖然沒有特別的限定，但是其中，優(yōu)選小于等于100μm，更優(yōu)選1μm～100μm。因?yàn)檫@樣能夠提高分散性。該平均粒徑是所謂的中值徑(對(duì)應(yīng)于累積50％的D50)。

<1-3.其他材料>

此外，層狀物質(zhì)含有液也可以在包含上述離子液體和層狀物質(zhì)的同時(shí)，包含其他材料中的任何一種或多種。

其他材料例如是其他離子液體(不包括上述離子液體)。其他離子液體的具體例是丁基甲基咪唑鎓六氟磷酸鹽和丁基甲基咪唑鎓雙(三氟甲烷磺酰)亞胺等。

另外，其他材料例如是有機(jī)溶劑(不包括離子液體)。有機(jī)溶劑的具體例是水和乙醇等。

<2.層狀物質(zhì)含有液的制造方法>

接著，對(duì)上述層狀物質(zhì)含有液的制造方法進(jìn)行說明。此外，在下文中，將具有積層有復(fù)數(shù)層狀物質(zhì)的多層構(gòu)造的層合物稱為“層狀層合物”。

<2-1.層狀物質(zhì)含有液的調(diào)制>

在調(diào)制層狀物質(zhì)含有液時(shí)，首先，例如通過任意的合成步驟來合成含有由式(1)表示的正離子中的任何一種或多種的離子液體。此外，負(fù)離子的種類可以為任意的。

在合成式(1)所示的n的值為0的離子液體時(shí)，例如作為原料，使用三甘醇雙(對(duì)甲苯磺酸鹽)等、與1-丁基咪唑等。因此，能夠獲得二聚體的正離子。

在合成n的值為大于等于1的離子液體時(shí)，例如作為原料，使用三甘醇雙(對(duì)甲苯磺酸鹽)等、(1，1′-[1，2-乙二基(氧基-2-乙基)雙(咪唑)])等、與1-丁基咪唑等。因此，能夠獲得三聚體和四聚體等的正離子。

此外，對(duì)于離子液體的詳細(xì)合成步驟，例如在國(guó)際公開第2013/172350號(hào)公報(bào)等中有所記載。

接著，向離子液體中添加層狀層合物，使該離子液體中含有層狀層合物。在這種情況下，如果有必要，可以攪拌離子液體。因此，層狀層合物被分散在離子液體中。

最后，對(duì)含有層狀層合物的離子液體照射音波和電波中的一方或雙方。

音波的種類沒有特別的限定，其中優(yōu)選使用超音波。因?yàn)檫@樣能夠容易地從層狀層合物上剝離層狀物質(zhì)。在使用超音波的情況下，例如可以使用任何一種超音波分散機(jī)，但其中優(yōu)選使用喇叭型超音波分散。超音波的頻率、振幅和照射時(shí)間等條件沒有特別的限定。若舉一例，則是頻率為10kHz～1MHz、振幅為1μm～100μm(從0到峰的值、zero to peak值)，并且照射時(shí)間為大于等于1分鐘、優(yōu)選1分鐘～6小時(shí)。

電波的種類沒有特別的限定，其中優(yōu)選使用微波。因?yàn)檫@樣能夠容易地從層狀層合物上剝離層狀物質(zhì)。在使用微波的情況下，例如可以使用任何一種微波爐。微波的輸出功率、頻率和照射時(shí)間等條件沒有特別的限定。若舉一例，則是輸出功率為500W、頻率為2.4GHz，并且照射時(shí)間為大于等于10秒鐘、優(yōu)選10秒鐘～10分鐘。但是，也可以使用一種輸出功率為1W～100W、頻率為2.4GHz、照射時(shí)間為0.2小時(shí)～48小時(shí)的低能量微波。

通過該照射處理，因?yàn)樵趶膶訝顚雍衔锷蟿冸x1層或多層的層狀物質(zhì)的同時(shí)，該層狀物質(zhì)被分散在離子液體中，所以能夠獲得層狀物質(zhì)含有液。在照射處理后的層狀物質(zhì)含有液中，層狀層合物可以殘留也可以不殘留。

此外，在照射工序中，通過變更上述照射條件(頻率等)，能夠控制層狀物質(zhì)的剝離量、即層狀物質(zhì)含有液的濃度。因此，通過設(shè)定使層狀物質(zhì)的剝離量增大的照射條件，能夠獲得高濃度的層狀物質(zhì)含有液。具體地說，如果延長(zhǎng)照射時(shí)間，則因?yàn)閷訝钗镔|(zhì)的剝離量增大，所以層狀物質(zhì)含有液的濃度變高。因此，層狀物質(zhì)含有液的濃度最大為大于等于10mg/cm³(＝10mg/ml)，優(yōu)選大于等于20mg/cm³(＝20mg/ml)，更優(yōu)選大于等于40mg/cm³(＝40mg/ml)。

<2-2.層狀物質(zhì)含有液的精制>

在調(diào)制層狀物質(zhì)含有液之后，如果有必要，可以精制該層狀物質(zhì)含有液。

在精制層狀物質(zhì)含有液時(shí)，例如對(duì)該層狀物質(zhì)含有液(照射處理后的離子液體)進(jìn)行離心分離。但是，依據(jù)精制以外的理由，也可以對(duì)層狀物質(zhì)含有液進(jìn)行離心分離。在這種情況下，例如可以使用任何一種離心分離機(jī)。離心分離的條件可以任意設(shè)定。通過該離心分離處理，層狀物質(zhì)含有液例如被分離成：含有殘留的層狀層合物和雜質(zhì)等的固相、與含有層狀物質(zhì)的液相(上澄液)。此外，在對(duì)層狀物質(zhì)含有液進(jìn)行離心分離時(shí)，可以僅對(duì)該層狀物質(zhì)含有液中的一部分進(jìn)行離心分離，也可以對(duì)該層狀物質(zhì)含有液的全部進(jìn)行離心分離。

在該離心分離處理之后，也可以從層狀物質(zhì)含有液中回收液相。由此，因?yàn)閺膶訝钗镔|(zhì)含有液中除去了雜質(zhì)等，所以能夠精制該層狀物質(zhì)含有液。在這種情況下，通過變更離心分離的條件，能夠調(diào)整層狀物質(zhì)含有液的濃度(層狀物質(zhì)的純度)。

<3.作用和效果>

依據(jù)上述層狀物質(zhì)含有液及其制造方法，使層狀層合物包含在含有由式(1)表示的正離子的離子液體中，對(duì)含有該層狀層合物的離子液體照射音波等。在這種情況下，盡管使用含有處理和照射處理這樣的簡(jiǎn)單的處理，而因?yàn)槟軌蛉菀椎貜膶訝顚雍衔锷蟿冸x層狀物質(zhì)，所以該層狀物質(zhì)能夠被高濃度地分散在離子液體中。此外，因?yàn)槟軌蚍€(wěn)定且良好地反復(fù)剝離層狀物質(zhì)，所以該層狀物質(zhì)的層數(shù)均一化，同時(shí)因?yàn)樵趧冸x時(shí)層狀物質(zhì)不容易破損，所以該層狀物質(zhì)的面積充分變大。因此，在層狀物質(zhì)含有多種元素作為構(gòu)成元素的情況下，也能夠容易地獲得高品質(zhì)的層狀物質(zhì)。

特別是在式(1)中，如果一價(jià)烴基是碳原子數(shù)＝1～7的直鏈狀的烷基，二價(jià)烴基是碳原子數(shù)＝1～4的直鏈狀的亞烷基，n、m1、m2和m3分別是小于等于30的整數(shù)，那么能夠容易地獲得離子液體。

另外，如果離子液體含有作為負(fù)離子的六氟磷酸根離子等，那么因?yàn)閷訝钗镔|(zhì)的分散性提高，所以能夠獲得更高的效果。

另外，如果使用作為音波的超音波、作為電波的微波，那么因?yàn)槟軌蛉菀椎貜膶訝顚雍衔锷蟿冸x層狀物質(zhì)，所以能夠獲得更高的效果。

另外，如果對(duì)照射后的離子液體進(jìn)行離心分離，并且從離心分離后的離子液體中回收液相(上澄液)，那么因?yàn)閷訝钗镔|(zhì)的純度提高，所以能夠獲得更高的效果。

[實(shí)例]

下文將按下列順序詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)例。但本發(fā)明的樣態(tài)不限于在此說明的樣態(tài)。

1.離子液體的合成

2.層狀物質(zhì)含有液的制造

3.層狀物質(zhì)含有液的評(píng)價(jià)

<1.離子液體的合成>

[合成例1]

按下列步驟合成了作為離子液體的化合物2。

[化學(xué)式9]

首先，合成了用于合成化合物2的化合物1。在這種情況下，在氬氣(Ar)的氣氛中，將1-丁基咪唑(37.159g、0.299mol)混合于三甘醇雙(對(duì)甲苯磺酸鹽)(62.369g、0.136mol)的乙氰(acetonitrile)溶液(40ml)中后，攪拌(60℃×72小時(shí))該混合物。接著，在減壓環(huán)境中，對(duì)該混合物(反應(yīng)物)進(jìn)行濃縮和干固后，在該混合物(粘稠的殘?jiān)?中添加二氯甲烷(10ml)。接著，使用乙酸乙酯(50ml)進(jìn)行3次二層分離，獲得離子液體相。接著，同時(shí)使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器和五氧化二磷(P2O5)，在真空烘箱中(105℃)中使離子液體相干燥一夜。由此獲得化合物1。此外，化學(xué)式7所示的“TS”表示對(duì)甲苯磺酸基，并且“n-Bu”表示n-丁基。

化合物1是淡黃色粘稠液體，并且該化合物1的回收率為81％(579g、0.129mol)。此外，使用核磁共振(NMR)法分析化合物1，得到下列結(jié)果。

¹H-NMR(500MHz、DMSO-d6、25℃)d(ppm)9.7(s、2H)，7.81(t、J＝1.5Hz、2H)，7.74(t、J＝1.5Hz、2H)，7.48(d、J＝8.5Hz、4H)，7.2(d、J＝7.9Hz、4H)，4.33(t、J＝4.9Hz、4H)，4.17(t、J＝7.0Hz、4H)，3.73(t、J＝4.9Hz、4H)，3.51(s、4H)，2.29(s、6H)，1.75(dt、J＝15.0、7.0Hz、4H)，1.22(td、J＝15.0、75Hz、4H)，0.88(t、J＝7.3Hz、6H)。

¹³C-NMR(125MHz、DMSO-d6、25℃)d(ppm)145.7，137.6，136.3，125.5，122.8，122.3，69.3，68.1，48.7，48.5，31.3，20.8，18.7，13.2。

ESI-MS：m/z535.29([M-OTs]⁺、calcd.for C₂₇H₄₃N₄O₅S⁺535.30)。

接著，使用上述化合物1合成了化合物2。在這種情況下，將六氟磷酸鉀的水溶液(KPF6/H2O、239g、0.125mol)混合于化合物1(38.179g、0.054mol)的乙氰(acetonitrile)溶液(MeCN、30ml)中后，攪拌(室溫×2小時(shí))該混合物。然后，放置該混合物，使混合物(反應(yīng)物)分離成水相與離子液體相。接著，從混合物中除去上澄的水相。接著，在離子液體相中添加二氯甲烷(10ml)后，使用蒸餾水(30ml)對(duì)離子液體相進(jìn)行3次清洗。接著，使用硫酸鈉(Na2SO4)使離子液體相干燥后，同時(shí)使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器和五氧化二磷(P2O5)，在真空烘箱(105℃)中使離子液體相干燥一夜。由此獲得化合物2。

化合物2是粘稠液體，并且該化合物2的回收率為85％(30.39g、0.046mol)。此外，使用NMR法分析化合物2，得到下列結(jié)果。

¹H-NMR(500MHz、DMSO-d6、25℃)d(ppm)9.3(s、2H)，7.79(t、J＝1.8Hz、2H)，7.72(t、J＝1.8Hz、2H)，4.33(t、J＝4.9Hz、4H)，4.8(t、J＝7.0Hz、4H)，3.74(t、J＝5.2Hz、4H)，3.52(s、4H)，1.77(dt、J＝15.3、6.9Hz、4H)，1.25(td、J＝15.0、7.3Hz、4H)，0.90(t、J＝7.3Hz、6H)。

¹³C-NMR(125MHz、DMSO-d6、25℃)d(ppm)136.3，122.8，122.2，69.3，68.1，48.8，48.6，31.3，18.7，13.2。

ESI-MS：m/z509.25([M-PF6]⁺、calcd.for C₂₀H₃₆F₆N₄O₂P⁺509.25)。

[合成例2～4]

另外，按國(guó)際公開公報(bào)(WO/2014/175449)中所記載的步驟合成了作為離子液體的化合物3～5。

[化學(xué)式10]

<2.層狀物質(zhì)含有液的制造>

接著，使用上述離子液體(化合物2～5)制造了層狀物質(zhì)含有液。

(實(shí)驗(yàn)例1～4)

將13mg層狀層合物(二硫化鉬：MoS2)混合于0.7ml離子液體中。離子液體的種類如表1所示。接著，使用乳缽磨碎(15分鐘)混合物，獲得在離子液體中分散有層狀層合物的混合液。在這種情況下，使用愛秩序(Aldrich)公司制造的二硫化鉬(平均粒徑(D50)＜2μm、純度＝99％)。接著，向微波合成器(Biotage公司制Initiator+)用的小瓶(0.5ml)中投入0.58g混合液后，密封該小瓶。接著，使用微波合成器對(duì)混合液進(jìn)行微波照射。在這種情況下，輸出功率＝17W、照射時(shí)間＝6小時(shí)。由此獲得層狀物質(zhì)含有液。

(實(shí)驗(yàn)例5～12)

將25mg層狀層合物混合于1ml離子液體(化合物2)中。層狀層合物的種類如表1所示。具體地說，作為層狀層合物，使用氮化硼(BN、愛秩序公司制、平均粒徑D50＝1μm、純度＝98％)、二硫化錫(SnS2、三津和化學(xué)藥品株式會(huì)社制)、碲化鉬(MoTe₂、三津和化學(xué)藥品株式會(huì)社制)、硫化鍺(GeS、三津和化學(xué)藥品株式會(huì)社制)、二硫化鋯(ZrS₂、三津和化學(xué)藥品株式會(huì)社制)、硒化鈮(NbSe₂、三津和化學(xué)藥品株式會(huì)社制)、滑石(talc)(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制)和合成云母(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制)。然后，通過與實(shí)驗(yàn)例1～4相同的步驟，獲得層狀物質(zhì)含有液。

<3.層狀物質(zhì)含有液的評(píng)價(jià)>

接著，使用X光衍射(XRD)法分析層狀物質(zhì)含有液。在這種情況下，分別將照射處理前的層狀物質(zhì)含有液和照射處理后的層狀物質(zhì)含有液涂布于試樣板的表面，制作分析用樣品。另外，作為XRD法，采用集中法。

在XRD法的分析結(jié)果(XRD圖)中，對(duì)于每種層狀層合物，在特定的2θ值的附近，檢測(cè)到由于該層狀層合物的存在而產(chǎn)生的峰值。根據(jù)該XRD圖，檢查照射處理后的峰值的強(qiáng)度的減少率(％)，得到了表1所示的結(jié)果。檢查該減少率時(shí)，在測(cè)定照射處理前的峰值的強(qiáng)度與照射處理后的峰值的強(qiáng)度后，根據(jù)兩者的強(qiáng)度算出減少率。此外，表1所示的“2θ(°)”表示上述峰值的位置(衍射角2θ)。

[表1]

此外，作為參考，圖1～圖4表示XRD圖的一例。圖1是實(shí)驗(yàn)例1(MoS₂、微波照射前)、圖2是實(shí)驗(yàn)例1(MoS₂、微波照射后)、圖3是實(shí)驗(yàn)例2(BN、微波照射前)、圖4是實(shí)驗(yàn)例2(BN、微波照射后)。

在使用MoS₂作為層狀層合物的情況(圖1和圖2)下，在2θ＝約14.3°附近，檢測(cè)到由于層狀層合物的存在而產(chǎn)生的峰值。另外，在使用BN作為層狀層合物的情況(圖3和圖4)下，在2θ＝約26.7°附近，檢測(cè)到由于層狀層合物的存在而產(chǎn)生的峰值。

從表1所示的結(jié)果明顯看出，在不依賴于層狀層合物的種類時(shí)，能夠獲得約6％以上的減少率。也就是說，照射處理后的峰值的強(qiáng)度與照射處理前的峰值的強(qiáng)度相比減少了。該結(jié)果表示：因?yàn)閷?duì)應(yīng)于照射處理從層狀層合物上剝離層狀物質(zhì)、所以使該層狀層合物的數(shù)量和層數(shù)減少。

從這些結(jié)果可知，如果使層狀層合物分散在含有特定正離子的離子液體中，對(duì)含有該層狀層合物的離子液體進(jìn)行音波等的照射，那么在層狀物質(zhì)含有多種元素作為構(gòu)成元素的情況下，也能夠容易地獲得該層狀物質(zhì)。

以上列舉實(shí)施方式和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限定于在實(shí)施方式和實(shí)例中說明的樣態(tài)，可以作各種變形。

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