通過AFM測定求出薄片化石墨的厚度及大小。將結(jié)果示于圖5。
[0119](實(shí)施例6)
[0120]在200ml的玻璃瓶中加入碳材料(SEC CARBON, Ltd.制造、型號:Fine PowderSN015)0.5g、糖醇(Tokyo Chemical Industry C0., Ltd.制造、恪點(diǎn)=-29°C、沸點(diǎn)=170°C、20°C下的表面張力=38mN/m)20g，獲得使糠醇充分滲透到碳材料的分散液。在打開該分散液的玻璃瓶的開口部的狀態(tài)下，使用市售的微波爐，以750W的輸出功率進(jìn)行20秒的加熱處理。之后，實(shí)施冷卻工序直到分散液變成常溫，反復(fù)進(jìn)行15次該加熱及冷卻工序。過濾得到的分散液，利用丙酮充分清洗并干燥，從而獲得了薄片化石墨。對于得到的薄片化石墨，與實(shí)施例1同樣地通過AFM測定進(jìn)行了評價(jià)。將結(jié)果示于圖6。并且，對于通過對分散液進(jìn)行過濾而得到的濾液，另外進(jìn)行回收，并利用1H-NMR進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。將結(jié)果示于圖7。
[0121](實(shí)施例7)
[0122]使用N-乙烯基-2-吡咯烷酮(沸點(diǎn)=2040C、20°C下的表面張力=41mN/m)代替糠醇，除此以外，與實(shí)施例6同樣地獲得了薄片化石墨。對于得到的薄片化石墨，與實(shí)施例1同樣地通過AFM測定求出薄片化石墨的厚度及大小。將結(jié)果示于圖8。
[0123](實(shí)施例8)
[0124]使用N，N-二甲基甲酰胺(沸點(diǎn)=153°(:、20°(:下的表面張力=36mN/m)代替N-甲基吡咯烷酮，使用偶氮二甲酰胺(Otsuka Chemical C0.，Ltd.制造、VINYF0R AC#K3)代替甲基丙烯酸縮水甘油酯，除此以外，與實(shí)施例3同樣地獲得了薄片化石墨。對于所獲得的薄片化石墨，與實(shí)施例1同樣地通過AFM測定求出薄片化石墨的厚度及大小。將結(jié)果示于圖9。
[0125](實(shí)施例9)
[0126]在200ml的玻璃瓶中加入碳材料(Toyo Tanso C0., Ltd.制造、型號:PF Powder8F)0.3g、苯甲酰氯(沸點(diǎn)=198°(:、20°(:下的表面張力=39mN/m) 10g、作為催化劑的氯化鋁0.03g，獲得使苯甲酰氯充分滲透到了碳材料中的分散液。在打開該分散液的玻璃瓶的開口部的狀態(tài)下，使用市售的微波爐，以750W的輸出功率進(jìn)行20秒的加熱處理。然后實(shí)施冷卻工序直到分散液變成常溫，反復(fù)15次該加熱及冷卻工序。過濾所獲得的分散液，利用丙酮充分清洗并干燥，從而獲得了薄片化石墨。對于所獲得的薄片化石墨，與實(shí)施例1同樣地通過AFM測定求出薄片化石墨的厚度及大小。將結(jié)果示于圖10。
[0127](比較例I)
[0128]使用僅由水(沸點(diǎn)=100°C、20°C下的表面張力=73mN/m)構(gòu)成的液體代替N-甲基吡咯烷酮，除此以外，與實(shí)施例2同樣地獲得了薄片化石墨。對于所獲得的薄片化石墨，與實(shí)施例1同樣地通過AFM測定進(jìn)行評價(jià)。然而，由于石墨的厚度較大，因此無法用AFM進(jìn)行測定。
[0129]從圖1?圖5明確可知，根據(jù)實(shí)施例1?5，可穩(wěn)定地獲得厚度約為60nm以下的薄片化石墨。特別是，由圖3?圖5可知添加發(fā)生接枝反應(yīng)的化合物時，可進(jìn)一步促進(jìn)薄片化。特別地，由圖4及圖5可知，使用馬來酸酐或二茂鐵來進(jìn)行接枝化時，可進(jìn)一步促進(jìn)薄片化。
[0130]并且，從圖6明確可知，根據(jù)實(shí)施例6，通過使用室溫下為液體的Diels-Alder反應(yīng)性化合物即糠醇，無需使用其他溶劑就可穩(wěn)定地獲得厚度約為60nm以下的薄片化石墨。
[0131]而且，從圖7的1H-NMR譜可知，使用糠醇時，即使經(jīng)過采用電磁波進(jìn)行照射的薄片化石墨制造工序，也幾乎不會生成如糠醇的縮聚物等的反應(yīng)副產(chǎn)物。因此，使用糠醇時，能夠容易地回收、再利用未與薄片化石墨化學(xué)鍵合的糠醇。
[0132]并且，從圖8?圖10明確可知，實(shí)施例7?9中，也可穩(wěn)定地獲得厚度約為60nm以下的薄片化石墨。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種薄片化石墨的制造方法，其包括: 將具有石墨烯疊層結(jié)構(gòu)的碳材料浸漬于包含20°c下的表面張力為50mN/m以下的液態(tài)物的液體的工序；以及 對浸漬于所述液體的碳材料照射電磁波來加熱該碳材料的工序， 所述通過照射電磁波來加熱碳材料的工序中，使與碳材料接觸的所述液體氣化，由此使所述碳材料薄片化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 所述液體的沸點(diǎn)在50°C?250°C的范圍。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 具有所述石墨烯疊層結(jié)構(gòu)的碳材料為石墨、膨脹石墨或一次薄片化石墨。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 所述液體為反應(yīng)性化合物。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 在對所述碳材料進(jìn)行薄片化的工序中，使所述反應(yīng)性化合物化學(xué)鍵合于所述碳材料。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 所述反應(yīng)性化合物為Diels-Alder反應(yīng)性化合物。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 所述反應(yīng)性化合物為Fridel-Crafts反應(yīng)性化合物。8.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 所述液體為溶劑。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 所述溶劑包含選自碳原子數(shù)為8以下的醇類、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、溴苯、二溴苯、芐胺、甲基芐胺、N-甲基吡咯烷酮及N，N- 二甲基甲酰胺中的至少一種溶劑。10.根據(jù)權(quán)利要求1?3、8及9中任一項(xiàng)所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 在對所述碳材料進(jìn)行薄片化的工序中，使化合物化學(xué)鍵合于所述碳材料。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 使用自由基反應(yīng)性化合物作為所述化合物。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 使用所形成的所述化學(xué)鍵合為可逆性的化合物作為所述化合物。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 形成所述可逆性化學(xué)鍵合的化學(xué)鍵合使用Diels-Alder反應(yīng)性化合物而得到。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 所述化學(xué)鍵合使用Fridel-Crafts反應(yīng)性化合物而得到。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 形成所述可逆性化學(xué)鍵合的化學(xué)鍵合使用環(huán)戊二烯基配位化合物而得到。16.根據(jù)權(quán)利要求1?15中任一項(xiàng)所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 在所述電磁波照射工序之后，還具備冷卻所述碳材料與所述液體的混合物的冷卻工序，為了獲得所述薄片化石墨，將所述電磁波照射工序及所述冷卻工序進(jìn)行多次。17.根據(jù)權(quán)利要求1?16中任一項(xiàng)所述的薄片化石墨的制造方法，其中， 照射所述電磁波時，所述碳材料與所述液體的混合物被局部冷卻。18.一種薄片化石墨，其通過權(quán)利要求1?17中任一項(xiàng)所述的薄片化石墨制造方法而得到。19.一種薄片化石墨，其通過權(quán)利要求5?7及10?15中任一項(xiàng)所述的薄片化石墨制造方法而得到，其中， 相對于薄片化石墨100重量％，化學(xué)鍵合于所述薄片化石墨的所述化合物或所述反應(yīng)性化合物的含量為0.5?100重量％。20.一種薄片化石墨-樹脂復(fù)合材料，其通過混合權(quán)利要求18或19所述的薄片化石墨與樹脂而得到。21.一種薄片化石墨分散液的制造方法，其包括: 將具有石墨烯疊層結(jié)構(gòu)的碳材料浸漬于包含20°C下的表面張力為50mN/m以下的液態(tài)物的液體的工序；及 對浸漬于所述液體的碳材料照射電磁波來加熱該碳材料的工序， 所述通過照射電磁波來加熱碳材料的工序中，使與碳材料接觸的所述液體的一部分氣化，由此使所述碳材料薄片化，獲得所述液體中分散有薄片化石墨的薄片化石墨分散液。22.—種薄片化石墨分散液，其通過權(quán)利要求21所述的薄片化石墨分散液制造方法而獲得。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的薄片化石墨分散液，其中， 化合物化學(xué)鍵合于所述薄片化石墨分散液中的薄片化石墨，相對于薄片化石墨100重量％，所述化合物的含量為0.5?100重量％。24.一種薄片化石墨-樹脂復(fù)合材料，其通過混合權(quán)利要求22或23所述的薄片化石墨分散液和樹脂而得到。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種薄片化石墨的制造方法，其無需還原處理就能夠輕松且可靠地獲得薄片化石墨。本發(fā)明的薄片化石墨的制造方法，其具備：將具有石墨烯疊層結(jié)構(gòu)的碳材料浸漬于包含20℃下的表面張力為50mN/m以下的液態(tài)物的液體的工序；及對浸漬于所述液體的碳材料照射電磁波來加熱該碳材料的工序，所述通過電磁波的照射來加熱碳材料的工序中，使與碳材料接觸的所述液體氣化，由此使所述碳材料薄片化。
【IPC分類】C01B31/04
【公開號】CN105121340
【申請?zhí)枴緾N201480019756
【發(fā)明人】乾延彥
【申請人】積水化學(xué)工業(yè)株式會社
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2014年4月3日
【公告號】WO2014163127A1