JP2017178770A - Method for producing graphite oxide derivative - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a graphite oxide derivative that can simply produce a high-quality graphite oxide derivative.SOLUTION: The method for producing a graphite oxide derivative includes a step of oxidizing graphite and a step of reacting graphite oxide in a graphite oxide-containing composition produced in the oxidizing step with a compound reactive with an oxygen-containing functional group of the graphite oxide to produce a graphite oxide derivative and does not include a step of purifying the graphite oxide-containing composition and drying the same between the oxidizing step and the step of producing the graphite oxide derivative.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、酸化黒鉛誘導体の製造方法に関する。より詳しくは、触媒、電池やキャパシタの電極活物質、熱電変換材料、導電性材料、発光材料、潤滑用添加剤、高分子用添加剤、透過膜材料、抗菌材料、撥水材料、吸着材料等として好適に用いることができる酸化黒鉛誘導体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a graphite oxide derivative. More specifically, catalysts, battery and capacitor electrode active materials, thermoelectric conversion materials, conductive materials, luminescent materials, lubricant additives, polymer additives, permeable membrane materials, antibacterial materials, water repellent materials, adsorbent materials, etc. The present invention relates to a method for producing a graphite oxide derivative that can be suitably used as

酸化黒鉛は、sp結合で結合した炭素原子が平面的に並んだ層状構造をもつ黒鉛を酸化し、酸素含有官能基を付与したものであり、その特異な構造や物性のために数多くの研究がなされている。酸化黒鉛は、触媒、電池やキャパシタの電極活物質、熱電変換材料、導電性材料、発光材料、潤滑用添加剤、高分子用添加剤、透過膜材料、抗菌材料、撥水材料、吸着材料等として用いられることが期待されている。 Graphite oxide is obtained by oxidizing graphite with a layered structure in which carbon atoms bonded by sp 2 bonds are arranged in a plane and adding oxygen-containing functional groups. Has been made. Graphite oxide is a catalyst, battery and capacitor electrode active materials, thermoelectric conversion materials, conductive materials, luminescent materials, lubricant additives, polymer additives, permeable membrane materials, antibacterial materials, water repellent materials, adsorbent materials, etc. It is expected to be used as

このような酸化黒鉛に対し、更に所望の機能を付与するために、酸化黒鉛を誘導体化する手法が考えられる。例えば、酸化黒鉛の使用態様として、潤滑用添加剤として油中に分散させて用いることや、高分子等の樹脂と複合化させて用いることが望まれている。そこで、そのままでは親水性の酸化黒鉛を油、樹脂等の非極性、低極性分散媒(疎水性分散媒)中で充分には分散できないため、分散させる処理として熱や化学反応で親水性の酸素含有官能基を還元したり、疎水性の置換基で酸化黒鉛を修飾したりする手法が考えられる。なお、これまでにも、酸化黒鉛の還元反応や置換基の修飾反応については報告例がある(特許文献1、2、非特許文献1〜3参照。)。その中でも非特許文献3において酸化黒鉛の非極性分散媒中での分散性の向上を目的とした検討はされているが、前処理としての精製乾燥、還元処理による積極的な反応性酸素の除去、反応前処理としての強塩基性の試薬による処理等を行っている。 In order to further impart a desired function to such graphite oxide, a method of derivatizing graphite oxide can be considered. For example, it is desired that graphite oxide is used as a lubricating additive by being dispersed in oil, or combined with a polymer or other resin. Therefore, as it is, hydrophilic graphite oxide cannot be sufficiently dispersed in nonpolar, low polarity dispersion media (hydrophobic dispersion media) such as oil and resin. It is conceivable to reduce the contained functional group or to modify graphite oxide with a hydrophobic substituent. There have been reported examples of graphite oxide reduction reaction and substituent modification reaction so far (see Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1 to 3). Among them, Non-Patent Document 3 has been studied for the purpose of improving the dispersibility of graphite oxide in a non-polar dispersion medium, but actively removes reactive oxygen by purification and drying as a pretreatment and reduction treatment. In addition, treatment with a strongly basic reagent as pre-reaction treatment is performed.

ところで、酸化黒鉛の製造方法としては、黒鉛を酸溶媒中で強力な酸化剤と作用させることで酸化黒鉛を合成した後、生成した酸化黒鉛を溶液中から精製する方法が一般的であり、酸化剤として硫酸と過マンガン酸カリウムを用いるHummers法が知られている(非特許文献4、特許文献3〜5参照)。またその他の方法として、硝酸と塩素酸カリウムを用いるBrodie法、酸化剤として硫酸、硝酸と塩素酸カリウムを用いるStaudenmaier法等が知られている。黒鉛を酸化した後、酸化黒鉛を含む反応液からの酸化黒鉛の精製は、反応液の遠心分離又は濾過により行われることが一般的であるが、気体で加圧しながら濾過を行う方法が効率的な酸化黒鉛の精製方法として報告されている(非特許文献5、6参照)。 By the way, as a method for producing graphite oxide, it is common to synthesize graphite oxide by reacting graphite with a strong oxidizing agent in an acid solvent, and then purify the generated graphite oxide from a solution. The Hummers method using sulfuric acid and potassium permanganate as agents is known (see Non-Patent Document 4 and Patent Documents 3 to 5). As other methods, a Brodie method using nitric acid and potassium chlorate, a Staudenmaier method using sulfuric acid, nitric acid and potassium chlorate as oxidizing agents, and the like are known. After oxidation of graphite, purification of graphite oxide from a reaction solution containing graphite oxide is generally performed by centrifugation or filtration of the reaction solution, but a method of performing filtration while applying pressure with gas is efficient. It has been reported as a simple method for purifying graphite oxide (see Non-Patent Documents 5 and 6).

特許第5234325号公報Japanese Patent No. 5234325 中国特許第101935030号公報Chinese Patent No. 10193530 特開2002−53313号公報JP 2002-53313 A 特開2011−148701号公報JP 2011-148701 A 特許第4798411号公報Japanese Patent No. 4798411

仁科勇太、「酸化グラフェンの表面修飾技術の開発」、新学術領域研究「原子層科学」中間成果報告(2014)公募研究合成班、71−74Yuta Nishina, "Development of surface modification technology for graphene oxide", Interdisciplinary report on new academic research "Atomic Layer Science" (2014) Open call for research synthesis group, 71-74 Daniel R. Dreyer, et.al, “Reduction of graphite oxide using alcohols”J. Mater. Chem., 2011, 21, 3443-3447Daniel R. Dreyer, et.al, “Reduction of graphite oxide using alcohols” J. Mater. Chem., 2011, 21, 3443-3447 Jean-Philippe, et.al, Langmuir, 2012, 28. 6691-6697Jean-Philippe, et.al, Langmuir, 2012, 28.6691-6697 William S. Hummers, et.al, Journal of American Chemical Society, 1958, 80, 1339William S. Hummers, et.al, Journal of American Chemical Society, 1958, 80, 1339 Gabriel Ceriotti, et.al, RSC Advances, 2015, 5, 50365Gabriel Ceriotti, et.al, RSC Advances, 2015, 5, 50365 Gabriel Ceriotti, et.al, Nanoscale, 2015, 00, SI, pp.1-8Gabriel Ceriotti, et.al, Nanoscale, 2015, 00, SI, pp.1-8

上記のとおり、酸化黒鉛の製造方法として種々の方法が知られている。しかしながら、これらのいずれの方法も、黒鉛を酸化した後、酸化黒鉛を含む反応液からの酸化黒鉛の分離の際に、遠心分離を繰り返して行うとある程度手間がかかるとともに廃液の量が多くなってしまう。また、後述するがある一定の精製度まで精製が進むと加圧下であっても反応液を濾過するとフィルターが目詰まりを起こすおそれがあるため、酸化黒鉛やその誘導体の効率的な製造を妨げる要因となっている。現状では酸化黒鉛やその誘導体を工業的規模で製造することは殆ど不可能である。 As described above, various methods are known as a method for producing graphite oxide. However, in any of these methods, when graphite is oxidized and then graphite oxide is separated from the reaction liquid containing graphite oxide, repeated centrifugation is time-consuming and increases the amount of waste liquid. End up. In addition, if the purification proceeds to a certain degree of purification, which will be described later, the filter may be clogged when the reaction solution is filtered even under pressure, which may hinder the efficient production of graphite oxide and its derivatives. It has become. At present, it is almost impossible to produce graphite oxide and its derivatives on an industrial scale.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、高品質な酸化黒鉛誘導体を簡便に製造することを可能とする酸化黒鉛誘導体の製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said present condition, and aims at providing the manufacturing method of the graphite oxide derivative which makes it possible to manufacture a high quality graphite oxide derivative simply.

本発明者らは、高品質な酸化黒鉛誘導体を効率的に製造する方法について種々検討し、酸化工程で得られる酸化黒鉛含有組成物の精製及び乾燥の少なくとも一方を省き、未精製及び/又は未乾燥の酸化黒鉛を用いて酸化黒鉛誘導体を調製した。そしてこの酸化黒鉛誘導体の製造方法により、製法工程が飛躍的に簡便なものとなり、工程上のメリットがあるとともに、所望の官能基を有する基が充分に導入された高品質な酸化黒鉛誘導体を得ることができることを見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到した。本発明者らは、更に、このような酸化黒鉛誘導体の製造方法において、酸化黒鉛を高温条件下で誘導体化することにより、落つい感度が充分に低減(消失)された酸化黒鉛誘導体を得ることが可能であることも見出し、本発明に到達したものである。 The present inventors have studied various methods for efficiently producing high-quality graphite oxide derivatives, omitting at least one of purification and drying of the graphite oxide-containing composition obtained in the oxidation step, and performing unpurified and / or unrefined. A graphite oxide derivative was prepared using dry graphite oxide. And this manufacturing method of graphite oxide derivative makes the manufacturing process drastically simple, and there is a merit in the process, and a high quality graphite oxide derivative in which a group having a desired functional group is sufficiently introduced is obtained. I found out that I was able to solve the above problems. The present inventors further obtain a graphite oxide derivative having sufficiently reduced (disappeared) drop sensitivity by derivatizing graphite oxide under high temperature conditions in such a method for producing a graphite oxide derivative. It has also been found that this is possible, and the present invention has been achieved.

すなわち本発明は、酸化黒鉛誘導体を製造する方法であって、該製造方法は、黒鉛を酸化する工程と、該酸化工程で得られる酸化黒鉛含有組成物中の酸化黒鉛と、該酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物とを反応させて酸化黒鉛誘導体を得る工程とを含み、酸化工程と酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化黒鉛含有組成物を精製し、かつ乾燥する工程を含まないことを特徴とする酸化黒鉛誘導体の製造方法である。
本発明はまた、アルキル基を有し、JIS K 4810に規定される落つい感度試験で測定される等級が8級である酸化黒鉛誘導体でもある。
That is, the present invention is a method for producing a graphite oxide derivative, which comprises a step of oxidizing graphite, graphite oxide in a graphite oxide-containing composition obtained in the oxidation step, and oxygen in the graphite oxide. A step of obtaining a graphite oxide derivative by reacting a compound that reacts with the contained functional group, and a step of purifying and drying the graphite oxide-containing composition between the oxidation step and the step of obtaining the graphite oxide derivative. It is a manufacturing method of the graphite oxide derivative characterized by not containing.
The present invention is also a graphite oxide derivative having an alkyl group and having a grade of 8 grade as measured by a drop sensitivity test defined in JIS K 4810.

本発明の酸化黒鉛誘導体の製造方法により、高品質な酸化黒鉛誘導体を簡便に得ることができる。 By the method for producing a graphite oxide derivative of the present invention, a high quality graphite oxide derivative can be easily obtained.

調製例2で作製した酸化黒鉛のFT−IRチャートである。4 is an FT-IR chart of graphite oxide produced in Preparation Example 2. 実施例1で作製した酸化黒鉛誘導体AのFT−IRチャートである。2 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative A produced in Example 1. FIG. 実施例1で作製した酸化黒鉛誘導体AのXRDチャートである。2 is an XRD chart of graphite oxide derivative A produced in Example 1. FIG. 実施例2で作製した酸化黒鉛誘導体BのFT−IRチャートである。4 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative B produced in Example 2. FIG. 実施例3で作製した酸化黒鉛誘導体CのFT−IRチャートである。4 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative C produced in Example 3. FIG. 実施例4で作製した酸化黒鉛誘導体DのFT−IRチャートである。6 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative D produced in Example 4. 実施例5で作製した酸化黒鉛誘導体EのFT−IRチャートである。6 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative E produced in Example 5. FIG. 実施例5で作製した酸化黒鉛誘導体EのXRDチャートである。6 is an XRD chart of graphite oxide derivative E produced in Example 5. 実施例6で作製した酸化黒鉛誘導体FのFT−IRチャートである。6 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative F produced in Example 6. FIG. 実施例7で作製した酸化黒鉛誘導体GのFT−IRチャートである。6 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative G produced in Example 7. FIG. 実施例8で作製した酸化黒鉛誘導体HのFT−IRチャートである。6 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative H produced in Example 8. 実施例9で作製した酸化黒鉛誘導体IのFT−IRチャートである。6 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative I produced in Example 9. 実施例9で作製した酸化黒鉛誘導体IのXRDチャートである。6 is an XRD chart of graphite oxide derivative I produced in Example 9. 実施例10で作製した酸化黒鉛誘導体JのFT−IRチャートである。4 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative J produced in Example 10. FIG. 実施例10で作製した酸化黒鉛誘導体JのXRDチャートである。10 is an XRD chart of graphite oxide derivative J produced in Example 10. 比較例1で作製した酸化黒鉛誘導体KのFT−IRチャートである。4 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative K produced in Comparative Example 1. 比較例2で作製した酸化黒鉛誘導体LのFT−IRチャートである。6 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative L produced in Comparative Example 2.

以下に本発明を詳述する。
なお、以下において段落に分けて記載される個々の本発明の好ましい特徴を2つ以上組み合わせた形態も、本発明の好ましい形態である。
The present invention is described in detail below.
In addition, the form which combined two or more each preferable characteristic of this invention described separately in a paragraph below is also a preferable form of this invention.

なお、非特許文献3に記載のように、酸化黒鉛の精製乾燥、還元処理、反応前処理としての強塩基性の試薬による処理等を行った場合は、酸化黒鉛から反応性酸素が除去されてしまい、充分な修飾反応が進まず、分散性に乏しいと考えられる。一方、本発明の手法を用いれば、非特許文献3に記載の手法で得られる酸化黒鉛誘導体では分散性が充分でなかったエタノールやデカン中でも分散性が良好な酸化黒鉛誘導体が得られることが分かった。
また、特許文献1に記載のように前処理としてカチオン性有機化合物のカチオンを用いるとその後、該カチオン由来の部分が不純物として酸化黒鉛誘導体と強く結合し、除去することが困難となる。
In addition, as described in Non-Patent Document 3, when oxygen oxide is purified and dried, reduction treatment, treatment with a strongly basic reagent as pre-reaction treatment, etc., reactive oxygen is removed from the graphite oxide. Therefore, it is considered that sufficient modification reaction does not proceed and the dispersibility is poor. On the other hand, using the method of the present invention, it was found that a graphite oxide derivative with good dispersibility can be obtained even in ethanol or decane, which was not sufficiently dispersible with the graphite oxide derivative obtained by the method described in Non-Patent Document 3. It was.
Moreover, when a cation of a cationic organic compound is used as a pretreatment as described in Patent Document 1, a portion derived from the cation is then strongly bonded to the graphite oxide derivative as an impurity, and it becomes difficult to remove.

(酸化黒鉛誘導体)
酸化黒鉛は、グラフェン、黒鉛(グラファイト)等の黒鉛質の炭素材料を酸化することにより酸素が結合したものであり、該酸素は黒鉛質の炭素材料に対しカルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、エポキシ基等の置換基として存在している。本発明の酸化黒鉛誘導体は、更に、酸化黒鉛の炭素原子に、酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物由来の基をもつ官能基が結合した構造を有する。
上記酸化黒鉛誘導体は、更に、硫黄含有基、窒素含有基等の官能基を有していてもよいが、炭素、水素、及び、酸素のみを構成元素とするものであるか、又は、炭素、水素、酸素、及び、窒素のみを構成元素とするものであることが更に好ましい。酸化黒鉛誘導体の好ましいものについては、後述する。
(Graphite oxide derivative)
Graphite oxide is oxygen bonded by oxidizing graphitic carbon materials such as graphene and graphite (graphite), and the oxygen is a carboxyl group, a carbonyl group, a hydroxyl group, an epoxy with respect to the graphite carbon material. It exists as a substituent such as a group. The graphite oxide derivative of the present invention further has a structure in which a functional group having a group derived from a compound that reacts with an oxygen-containing functional group of graphite oxide is bonded to a carbon atom of graphite oxide.
The graphite oxide derivative may further have a functional group such as a sulfur-containing group or a nitrogen-containing group, but is composed of only carbon, hydrogen, and oxygen as constituent elements, or carbon, It is more preferable that only hydrogen, oxygen, and nitrogen are constituent elements. Preferred examples of the graphite oxide derivative will be described later.

本発明の製造方法により得られる酸化黒鉛誘導体の特徴を示す分析として質量分析法とFT−IR法が挙げられる。質量分析法によってイオン化されたフラグメントが容易に観測できる。酸化黒鉛自身は大質量であることから質量分析法ではイオン検出されず、つまり、酸化黒鉛に導入された化合物由来の部位のみが観測される。
FT−IR法では後述する実施例の通り、例えば酸化黒鉛誘導体が末端に炭化水素基を有する場合は、本発明の酸化黒鉛誘導体は炭化水素基に由来するC−Hのピーク(2900cm−1付近)の出現により容易に分析できる。
Examples of the analysis showing the characteristics of the graphite oxide derivative obtained by the production method of the present invention include mass spectrometry and FT-IR method. Fragments ionized by mass spectrometry can be easily observed. Since graphite oxide itself has a large mass, ions are not detected by mass spectrometry, that is, only a site derived from a compound introduced into graphite oxide is observed.
In the FT-IR method, for example, when the graphite oxide derivative has a hydrocarbon group at the end, the graphite oxide derivative of the present invention has a C—H peak (near 2900 cm −1) derived from the hydrocarbon group. ) Can be easily analyzed.

先ず、本発明の酸化黒鉛誘導体の製造方法において、黒鉛を酸化する工程と酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に酸化黒鉛含有組成物を精製かつ乾燥する工程を含まないこと及び濃縮工程について順に説明する。次いで、黒鉛を酸化する工程、及び、酸化黒鉛誘導体を得る工程について順に説明する。 First, in the method for producing a graphite oxide derivative of the present invention, the step of purifying and drying the graphite oxide-containing composition between the step of oxidizing graphite and the step of obtaining the graphite oxide derivative and the concentration step are described in order. To do. Next, the step of oxidizing graphite and the step of obtaining a graphite oxide derivative will be described in order.

(本発明の製造方法が酸化黒鉛含有組成物を精製し、かつ乾燥する工程を含まないこと)
本発明の製造方法は、酸化工程と酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化黒鉛含有組成物を精製し、かつ乾燥する工程を含まない。すなわち、本発明の製造方法は、酸化工程と酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化黒鉛含有組成物を精製せず、かつ乾燥しないものであってもよく、酸化黒鉛含有組成物の精製及び乾燥のいずれか一方のみを行うものであってもよい。なお、上述した「酸化黒鉛含有組成物を精製し、かつ乾燥する工程を含まない」とは、酸化黒鉛含有組成物を、酸化黒鉛誘導体を得る工程の反応に供する場合に、該酸化黒鉛含有組成物が、精製され、かつ乾燥されたものではないことを意味する。本発明者らは、酸化黒鉛含有組成物からの酸化黒鉛の精製工程、乾燥工程の際に、酸化黒鉛が有する反応性の酸素含有官能基が還元及び/又は不活化されてしまうことを見出し、精製及び乾燥の少なくとも一方を省くことにより、反応性の酸素含有官能基の数を充分に維持した酸化黒鉛含有組成物中の酸化黒鉛を、酸化黒鉛誘導体を得る工程の反応(修飾反応)に適用することができることを見出した。その結果、修飾反応により所望の官能基を有する基が充分に導入された高品質な酸化黒鉛誘導体を効率的に得ることができる。また、精製及び乾燥の少なくとも一方を省くので、製法工程がより簡便なものとなり、工程上のメリットがある。
(The production method of the present invention does not include a step of purifying and drying the graphite oxide-containing composition)
The production method of the present invention does not include a step of purifying and drying a graphite oxide-containing composition between the oxidation step and the step of obtaining a graphite oxide derivative. That is, the production method of the present invention may be one in which the graphite oxide-containing composition is not purified and not dried between the oxidation step and the step of obtaining the graphite oxide derivative. And only one of drying and drying may be performed. In addition, the above-mentioned “excluding the step of purifying and drying a graphite oxide-containing composition” means that the graphite oxide-containing composition is used when the graphite oxide-containing composition is subjected to a reaction in a step of obtaining a graphite oxide derivative. Means that the product is not purified and dried. The present inventors have found that the reactive oxygen-containing functional group possessed by graphite oxide is reduced and / or inactivated during the purification step and drying step of graphite oxide from the graphite oxide-containing composition, By omitting at least one of refining and drying, graphite oxide in a composition containing graphite oxide with a sufficient number of reactive oxygen-containing functional groups is applied to the reaction (modification reaction) in the process of obtaining a graphite oxide derivative. Found that you can. As a result, it is possible to efficiently obtain a high-quality graphite oxide derivative in which a group having a desired functional group is sufficiently introduced by a modification reaction. Moreover, since at least one of refining and drying is omitted, the production process becomes simpler, and there is a merit on the process.

本明細書中、酸化黒鉛含有組成物を精製する工程とは、該酸化黒鉛含有組成物から固形不純物(例えば、過マンガン酸塩等の酸化剤等)及び/又は酸化反応時の溶媒(硫酸等の強酸等)を除き、該酸化黒鉛含有組成物を酸化黒鉛水分散体とする工程を言う。
精製の役割及び意義として、例えば該酸化黒鉛含有組成物中の酸化黒鉛に対する硫酸濃度を1質量%以下とすることで酸化黒鉛又は酸化黒鉛水分散体を得ることであり、酸化黒鉛又は酸化黒鉛水分散体を特許文献5に記載の通り、水に希釈した場合(たとえば1〜10%酸化黒鉛水分散液とした場合)、総イオン濃度(大部分は硫酸濃度)が特許文献5に記載の閾値濃度を下回り酸化黒鉛自身の電離を促し、水分子との相互作用が強くなり酸化黒鉛の分散性が飛躍的に向上することが分かっている。また、この水準まで精製が進むと、その分散性により濾過性が非常に悪くなってしまう。酸化黒鉛を材料として使用する場合、この分散性が大きく物性に作用することも分かっている。すなわち酸化黒鉛単独の物性を充分に発揮させるためには該精製工程が必須であり、多くの検討がなされている。しかし、本発明のように酸化黒鉛自身を材料に適用するわけではなく、修飾等の化学反応を行い、誘導体を材料として適用する場合は酸化黒鉛の分散性よりも酸化黒鉛自身の反応性が重要となってくる。本発明者らは、特許文献5に記載のような総イオン濃度(硫酸濃度)では酸化黒鉛が電離することで、高活性な酸素置換基も電離もしくは分解してしまい、続く修飾反応で不利となってしまうことを見出した。本発明においては、酸化工程後の反応液から、適切な硫酸濃度の酸化黒鉛含有組成物を分離する工程のみを行うことができるが、より高度な精製工程を行わないことが好ましい。すなわち、本発明において省略することができる高度な精製工程とは、特許文献5に記載のような、酸性度を下げ、酸化黒鉛の電離を促し、水に対する強い分散性を付与することと言える。つまり、本発明において省略することができる精製工程とは、酸化黒鉛の質量に対して硫酸を1質量%未満にする工程のことである。
酸化黒鉛含有組成物を分離する工程を行う場合、該分離工程は、酸化黒鉛を含む反応組成物を精製し、かつ乾燥する工程には該当しない程度に、反応組成物から後述する通り、後段の反応工程に適するように酸化黒鉛含有組成物を分離するものであればよく、水洗や、固形不純物を水に溶解させたうえでの遠心分離、濾過等の手法の1種又は2種以上を用いて行うことができ、また後述するような濾過等の際に界面活性剤、有機溶媒等の凝集剤を添加しても構わない。また、上記分離工程は、空気中で行ってもよく、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。また、分離工程を行う際に、硫酸や、水等の溶媒の一部を除去してもよい。
In the present specification, the step of purifying the graphite oxide-containing composition refers to solid impurities (for example, an oxidizing agent such as permanganate) from the graphite oxide-containing composition and / or a solvent (such as sulfuric acid) during the oxidation reaction. The graphite oxide-containing composition is made into a graphite oxide aqueous dispersion.
The role and significance of purification include, for example, obtaining graphite oxide or a graphite oxide water dispersion by setting the sulfuric acid concentration in the graphite oxide-containing composition to 1% by mass or less, and graphite oxide or graphite oxide water. When the dispersion is diluted in water as described in Patent Document 5 (for example, when a 1-10% graphite oxide aqueous dispersion is used), the total ion concentration (mostly sulfuric acid concentration) is the threshold described in Patent Document 5 It is known that the graphite oxide itself is ionized below the concentration, and the interaction with water molecules becomes stronger and the dispersibility of graphite oxide is dramatically improved. Moreover, if refinement | purification progresses to this level, filterability will become very bad by the dispersibility. It has also been found that when graphite oxide is used as a material, this dispersibility greatly affects the physical properties. That is, in order to fully exhibit the physical properties of graphite oxide alone, the purification step is essential, and many studies have been made. However, the graphite oxide itself is not applied to the material as in the present invention. When a chemical reaction such as modification is performed and a derivative is applied as the material, the reactivity of the graphite oxide itself is more important than the dispersibility of the graphite oxide. It becomes. When the total ion concentration (sulfuric acid concentration) as described in Patent Document 5 is ionized, the present inventors ionize or decompose highly active oxygen substituents, which is disadvantageous in the subsequent modification reaction. I found out that In the present invention, only the step of separating the graphite oxide-containing composition having an appropriate sulfuric acid concentration from the reaction solution after the oxidation step can be performed, but it is preferable not to perform a more sophisticated purification step. That is, it can be said that the advanced purification process that can be omitted in the present invention is to reduce acidity, promote ionization of graphite oxide, and impart strong dispersibility to water, as described in Patent Document 5. That is, the purification step that can be omitted in the present invention is a step of making sulfuric acid less than 1% by mass with respect to the mass of graphite oxide.
When performing the step of separating the graphite oxide-containing composition, the separation step is performed in a later stage as described later from the reaction composition to the extent that it does not correspond to the step of purifying and drying the reaction composition containing graphite oxide. What is necessary is just to isolate | separate a graphite oxide containing composition so that it may be suitable for the reaction process, and uses 1 type (s) or 2 or more types of methods, such as washing and centrifugation after dissolving a solid impurity in water, and filtration. In addition, a flocculant such as a surfactant or an organic solvent may be added during filtration as described later. Further, the separation step may be performed in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, or argon. Moreover, when performing a separation process, you may remove some solvents, such as a sulfuric acid and water.

本発明の製造方法は、中でも、上記酸化工程と上記酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化黒鉛含有組成物を精製する工程を含まないものであることが好ましい。これにより、反応性の酸素含有官能基の数をより充分に維持した酸化黒鉛を修飾反応に用いることができ、得られる酸化黒鉛誘導体が、所望の官能基を有する基がより充分に導入された高品質なものとなる。更に、本発明の製造方法が非常に簡便なものとなる。
すなわち、本発明の製造方法の1つの好ましい実施形態は、酸化黒鉛誘導体を製造する方法であって、該製造方法は、黒鉛を酸化する工程と、該酸化工程で得られる酸化黒鉛含有組成物中の酸化黒鉛と、該酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物とを反応させて酸化黒鉛誘導体を得る工程とを含み、酸化工程と酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化黒鉛含有組成物を精製する工程を含まず、該酸化黒鉛含有組成物を精製する工程は、該酸化黒鉛含有組成物に含まれる酸化黒鉛の質量に対して硫酸を1質量%未満にする工程である、酸化黒鉛誘導体の製造方法である。
In particular, the production method of the present invention preferably does not include a step of purifying the graphite oxide-containing composition between the oxidation step and the step of obtaining the graphite oxide derivative. As a result, it is possible to use graphite oxide in which the number of reactive oxygen-containing functional groups is more sufficiently maintained for the modification reaction, and the resulting graphite oxide derivative is more sufficiently introduced with a group having a desired functional group. High quality. Furthermore, the production method of the present invention becomes very simple.
That is, one preferable embodiment of the production method of the present invention is a method of producing a graphite oxide derivative, and the production method includes a step of oxidizing graphite and a graphite oxide-containing composition obtained in the oxidation step. And a step of obtaining a graphite oxide derivative by reacting a compound that reacts with an oxygen-containing functional group of the graphite oxide to obtain a graphite oxide-containing composition between the oxidation step and the step of obtaining the graphite oxide derivative. The step of purifying the graphite oxide-containing composition without the step of purifying the product is a step of reducing the sulfuric acid to less than 1% by mass with respect to the mass of the graphite oxide contained in the graphite oxide-containing composition. This is a method for producing a graphite derivative.

また酸化黒鉛含有組成物を乾燥する工程とは、酸化黒鉛含有組成物から少なくとも酸化工程において用いた水等の揮発性溶媒を除き、乾燥物とする工程を言う。
また、本発明者らは、該酸化黒鉛含有組成物中の酸化黒鉛に対する水濃度を少なくとも3質量%未満とすると、酸化黒鉛の高活性な酸素官能基に対し配位していた水まで除かれることで、配位安定していた酸素官能基が脱離し、続く修飾反応で不利となってしまうことを見出した。すなわち、酸化黒鉛に対し、水が3質量%以上含まれる酸化黒鉛含有組成物とすることで、修飾反応に優位な活性な酸素官能基を安定に維持させることができる。つまり、本発明において省略することができる乾燥工程とは、酸化黒鉛の質量に対して水を3質量%未満にする工程のことである。
酸化黒鉛含有組成物を乾燥する工程を行う場合、乾燥工程は、遠心分離、濾過、蒸発等の手法の1種又は2種以上を用いて行うことができ、濾過等の際に界面活性剤、有機溶媒等の凝集剤を添加しても構わない。
該蒸発は、例えば減圧条件下で行ったり、加熱条件下で行ったりすることができるが、減圧条件下かつ加熱条件下で行うことが好ましい。また、遠心分離や濾過は、空気中で行ってもよく、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。
Moreover, the process of drying a graphite oxide containing composition means the process of removing volatile solvents, such as water used in the oxidation process at least from the graphite oxide containing composition, and making it a dried material.
Further, the present inventors can remove even the water coordinated to the highly active oxygen functional group of graphite oxide when the water concentration relative to the graphite oxide in the graphite oxide-containing composition is at least 3% by mass. As a result, it was found that the oxygen functional group, which was stable in coordination, was eliminated, which was disadvantageous in the subsequent modification reaction. That is, by using a graphite oxide-containing composition containing 3% by mass or more of water with respect to graphite oxide, an active oxygen functional group superior in modification reaction can be stably maintained. That is, the drying step that can be omitted in the present invention is a step of making water less than 3% by mass with respect to the mass of graphite oxide.
When performing the step of drying the graphite oxide-containing composition, the drying step can be performed using one or two or more methods such as centrifugation, filtration, evaporation, and the like during the filtration, An aggregating agent such as an organic solvent may be added.
The evaporation can be performed, for example, under reduced pressure or under heating, but is preferably performed under reduced pressure and under heating. Centrifugation and filtration may be performed in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, or argon.

また本発明の製造方法の1つの好ましい実施形態は、例えば、酸化黒鉛誘導体を製造する方法であって、該製造方法は、黒鉛を酸化する工程と、該酸化工程で得られる酸化黒鉛含有組成物中の酸化黒鉛と、該酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物とを反応させて酸化黒鉛誘導体を得る工程とを含み、酸化工程と酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化黒鉛含有組成物を乾燥する工程を含まない製造方法であって、該酸化黒鉛含有組成物を乾燥する工程は、該酸化黒鉛含有組成物に含まれる酸化黒鉛の質量に対して水を3質量%未満にする工程である、酸化黒鉛誘導体の製造方法であってもよい。
本発明の製造方法は、中でも、酸化黒鉛含有組成物の精製工程、乾燥工程のいずれも行わないものであることが好ましい。これにより、高品質な酸化黒鉛誘導体を簡便に得ることができる本発明の効果が顕著なものとなる。
すなわち、本発明の製造方法の1つの好ましい実施形態は、黒鉛を酸化する工程(酸化工程)、及び、該酸化工程で得られる酸化黒鉛含有組成物中の酸化黒鉛と、該酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物とを反応させて酸化黒鉛誘導体を得る工程を含み、かつ、該酸化工程と該酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化黒鉛含有組成物を精製する工程と、酸化黒鉛を含む反応液を乾燥する工程とをいずれも含まない製造方法であって、該酸化黒鉛含有組成物を精製する工程は、該酸化黒鉛含有組成物に含まれる酸化黒鉛の質量に対して硫酸を1質量%未満にする工程であり、該酸化黒鉛含有組成物を乾燥する工程は、該酸化黒鉛含有組成物に含まれる酸化黒鉛の質量に対して水を3質量%未満にする工程である、酸化黒鉛誘導体の製造方法である。
One preferred embodiment of the production method of the present invention is, for example, a method for producing a graphite oxide derivative, which comprises a step of oxidizing graphite and a graphite oxide-containing composition obtained in the oxidation step. Graphite oxide contained therein, and a step of reacting a compound that reacts with the oxygen-containing functional group of the graphite oxide to obtain a graphite oxide derivative, wherein the graphite oxide containing step is performed between the oxidation step and the step of obtaining the graphite oxide derivative. A manufacturing method that does not include a step of drying the composition, wherein the step of drying the graphite oxide-containing composition comprises less than 3% by weight of water with respect to the mass of the graphite oxide contained in the graphite oxide-containing composition. It may be a process for producing a graphite oxide derivative.
In particular, the production method of the present invention is preferably one in which neither the purification step of the graphite oxide-containing composition nor the drying step is performed. Thereby, the effect of this invention which can obtain a high quality graphite oxide derivative simply becomes remarkable.
That is, one preferable embodiment of the production method of the present invention includes a step of oxidizing graphite (oxidation step), graphite oxide in the graphite oxide-containing composition obtained in the oxidation step, and oxygen content of the graphite oxide. A step of obtaining a graphite oxide derivative by reacting a compound that reacts with a functional group, and a step of purifying the graphite oxide-containing composition between the oxidation step and the step of obtaining the graphite oxide derivative; And a step of purifying the graphite oxide-containing composition comprising sulfuric acid with respect to the mass of the graphite oxide contained in the graphite oxide-containing composition. And the step of drying the graphite oxide-containing composition is a step of reducing water to less than 3% by mass with respect to the mass of graphite oxide contained in the graphite oxide-containing composition. Of graphite oxide derivatives It is the law.

(酸化黒鉛含有組成物を濃縮する工程)
本発明の製造方法は、反応組成物から硫酸や溶媒の一部を除去する工程(濃縮工程)を含むことが好ましい。より好ましくは、本発明の製造方法は、酸化工程と酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化黒鉛含有組成物を濃縮する工程を含む。本発明における濃縮工程とは、反応組成物から硫酸や水の一部を除去して酸化黒鉛含有組成物を得る工程であって、組成物中、酸化黒鉛の質量に対して硫酸を1質量%以上残存させるか、及び/又は、酸化黒鉛の質量に対して水を3質量%以上残存させる工程を意味する。例えば酸化工程直後の反応組成物中に、酸が、酸化黒鉛誘導体を得る工程における原料化合物量に対して過剰に存在する場合、濃縮工程により酸を適度に除去することで、原料化合物量に対する酸の量を後述する好適な範囲内に調節することができ、修飾反応をより高効率で進行させることができる。
(Concentration of graphite oxide-containing composition)
It is preferable that the manufacturing method of this invention includes the process (concentration process) which removes a part of sulfuric acid and a solvent from a reaction composition. More preferably, the production method of the present invention includes a step of concentrating the graphite oxide-containing composition between the oxidation step and the step of obtaining the graphite oxide derivative. The concentration step in the present invention is a step of obtaining a graphite oxide-containing composition by removing a part of sulfuric acid and water from the reaction composition, and the composition contains 1% by mass of sulfuric acid with respect to the mass of graphite oxide. It means a step of remaining above and / or leaving 3% by mass or more of water with respect to the mass of graphite oxide. For example, in the reaction composition immediately after the oxidation step, when the acid is excessively present relative to the amount of the raw material compound in the step of obtaining the graphite oxide derivative, the acid relative to the amount of the raw material compound is appropriately removed by the concentration step. The amount of can be adjusted within a suitable range described later, and the modification reaction can proceed with higher efficiency.

例えば上記濃縮工程等を経て分離した、上記酸化黒鉛誘導体を得る工程の反応に供される酸化黒鉛含有組成物は、組成物中の酸化黒鉛の質量100質量%に対し、水を3〜10000質量%含むことが好ましい。水分量が3質量%以上であることで、活性な酸素官能基を配位し、安定化させ、続く修飾反応に効率よく反応させることができる。また、10000質量%以下とすることで水が修飾反応の妨げとならないようにすることができる。
上記含有量は、5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以上であることが特に好ましい。また、該含有量は、5000質量%以下であることがより好ましく、3000質量%以下であることが更に好ましく、2000質量%以下であることが一層好ましく、1000質量%以下であることが特に好ましく、500質量%以下であることが最も好ましい。
For example, the graphite oxide-containing composition subjected to the reaction in the step of obtaining the graphite oxide derivative separated through the concentration step or the like is 3 to 10000 mass of water with respect to 100 mass% of the graphite oxide in the composition. % Is preferable. When the water content is 3% by mass or more, active oxygen functional groups can be coordinated and stabilized, and the subsequent modification reaction can be efficiently reacted. Moreover, it can prevent water from interfering with modification reaction by setting it as 10000 mass% or less.
The content is more preferably 5% by mass or more, further preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 50% by mass or more. The content is more preferably 5000% by mass or less, still more preferably 3000% by mass or less, still more preferably 2000% by mass or less, and particularly preferably 1000% by mass or less. Most preferably, it is 500 mass% or less.

なお、通常は、酸化工程直後では酸が酸化黒鉛に対し過剰に存在しており(例えば、酸化黒鉛100質量%に対し硫酸2000〜5000質量%程度)、反応停止工程直後であれば水が酸化黒鉛に対し過剰に存在する(例えば、酸化黒鉛100質量%に対し、500〜10000質量%程度)。
この水の量が上記範囲内となるように上記濃縮工程で酸及び水を濃縮することが好ましい。これにより、反応性の酸素を酸化黒鉛誘導体を得る工程まで安定的に存在させ効率的に修飾反応に供することができる。
In general, an acid is present in excess of graphite oxide immediately after the oxidation step (for example, about 2000 to 5000% by mass of sulfuric acid with respect to 100% by mass of graphite oxide). Excessive with respect to graphite (for example, about 500 to 10,000% by mass with respect to 100% by mass of graphite oxide).
It is preferable to concentrate the acid and water in the concentration step so that the amount of water falls within the above range. Thereby, reactive oxygen can exist stably until the process of obtaining a graphite oxide derivative, and can be efficiently used for the modification reaction.

また後述するように酸化工程において酸化剤として過マンガン酸塩を用いる場合、濃縮工程後の酸化黒鉛含有組成物は、組成物中、マンガンを0.01質量%以上含んでいてもよい。
更に、後述するように酸化工程において酸化剤として過マンガン酸カリウムを用いる場合、濃縮工程後の酸化黒鉛含有組成物は、組成物中、カリウムを0.01質量%以上含んでいてもよい。
Moreover, when using a permanganate as an oxidizing agent in an oxidation process so that it may mention later, the graphite oxide containing composition after a concentration process may contain 0.01 mass% or more of manganese in the composition.
Furthermore, as described later, when potassium permanganate is used as an oxidizing agent in the oxidation step, the graphite oxide-containing composition after the concentration step may contain 0.01% by mass or more of potassium in the composition.

本発明における濃縮工程とは酸化黒鉛含有組成物中の水量等を調節することであり、この工程は水量が上述した下限値未満とならない限り、遠心分離、水等を加え再分散、濾過、凝集剤を用いた濾過、減圧濃縮等の方法を使用して行うことができる。また、これらの工程は繰り返してもよいが、繰り返すことなく、1工程で完了することが好ましい。更に、凝集剤を用いて濃縮する場合の凝集剤については特に限定はされないが、続く修飾反応の妨げにならないものが好ましい。凝集剤としては、例えば、ポリマー性の凝集剤で酸化黒鉛の酸素官能基や硫酸と反応しないもの、揮発性の凝集剤で、反応時の反応温度で容易に取り除けるものが挙げられる。 The concentration step in the present invention is to adjust the amount of water or the like in the graphite oxide-containing composition. In this step, unless the amount of water is less than the lower limit described above, centrifugal separation, water, etc. are added to redisperse, filter, and agglomerate. It can carry out using methods, such as filtration using an agent, and vacuum concentration. Moreover, although these processes may be repeated, it is preferable to complete by one process, without repeating. Furthermore, there is no particular limitation on the flocculant in the case of concentrating with the flocculant, but those that do not interfere with the subsequent modification reaction are preferred. Examples of the flocculant include polymeric flocculants that do not react with oxygen functional groups and sulfuric acid of graphite oxide, and volatile flocculants that can be easily removed at the reaction temperature during the reaction.

(黒鉛を酸化する工程)
上記黒鉛を酸化する工程は、黒鉛が酸化されることになる限り、その方法は特に制限されず、上述したHummers法、Brodie法、Staudenmaier法等のいずれの方法における黒鉛の酸化方法を用いてもよく、後述する実施例に記載の方法のように、Hummers法における酸化方法を採用した、黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程であってもよい。
(Process of oxidizing graphite)
The step of oxidizing the graphite is not particularly limited as long as the graphite is oxidized, and any method such as the above-described Hummers method, Brodie method, or Staudenmaier method may be used. It may be a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, which employs the oxidation method in the Hummers method, as in the method described in the examples described later.

本発明の製造方法において、上記酸化工程は、酸を用いて黒鉛を酸化することが好ましい。
上記酸化工程が酸を用いて黒鉛を酸化する場合、本発明の製造方法は、酸化工程で得られる酸化黒鉛含有組成物の精製及び乾燥の少なくとも一方を省くため、酸化黒鉛誘導体を得る工程に供される酸化黒鉛含有組成物中に酸が残留し、該酸は、酸化黒鉛に含まれる酸素官能基を安定化させる。なお、この場合、酸化黒鉛誘導体を得る工程に供される酸化黒鉛含有組成物中に、酸化工程で用いた酸化剤由来の成分や、酸化工程や反応停止工程で用いた水等が残留していてもよく、修飾反応を高効率で進行させることができる。その結果、酸化黒鉛誘導体を得る工程において、該酸化黒鉛に含まれる酸素官能基を安定に存在させたまま修飾反応に供することが可能となり、本発明の製造方法をより簡便で高効率なものとすることができる。
In the production method of the present invention, it is preferable that the oxidation step oxidizes graphite using an acid.
When the oxidation step oxidizes graphite using an acid, the production method of the present invention is used for the step of obtaining a graphite oxide derivative in order to omit at least one of purification and drying of the graphite oxide-containing composition obtained in the oxidation step. The acid remains in the graphite oxide-containing composition to be formed, and the acid stabilizes the oxygen functional group contained in the graphite oxide. In this case, the components derived from the oxidizing agent used in the oxidation step, water used in the oxidation step and reaction stop step, etc. remain in the graphite oxide-containing composition used in the step of obtaining the graphite oxide derivative. The modification reaction can proceed with high efficiency. As a result, in the step of obtaining the graphite oxide derivative, it is possible to use it for the modification reaction while stably presenting the oxygen functional group contained in the graphite oxide, and the production method of the present invention is simpler and more efficient. can do.

中でも、上記酸化工程が、黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程であることは、本発明の好適な実施形態の1つである。
上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、硫酸の使用量は、黒鉛に対する硫酸の質量比(硫酸/黒鉛)が25〜60となる量であることが好ましい。該質量比が25以上であることにより、酸化反応中に反応液(混合液)の高粘度化を充分に防止して酸化黒鉛を効率的に製造することができる。また、該質量比が60以下であることにより、廃液量を充分に少なくすることができる。
上記質量比は、26以上であることがより好ましく、27以上であることが更に好ましく、28以上であることが特に好ましい。また、該質量比は、54以下であることがより好ましく、48以下であることが更に好ましく、42以下であることが特に好ましい。
Especially, it is one of the suitable embodiment of this invention that the said oxidation process is a process of adding permanganate to the liquid mixture containing graphite and a sulfuric acid.
When the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, the amount of sulfuric acid used is such that the mass ratio of sulfuric acid to graphite (sulfuric acid / graphite) is 25-60. Preferably there is. When the mass ratio is 25 or more, graphite oxide can be efficiently produced by sufficiently preventing the reaction solution (mixed solution) from becoming highly viscous during the oxidation reaction. Further, when the mass ratio is 60 or less, the amount of waste liquid can be sufficiently reduced.
The mass ratio is more preferably 26 or more, further preferably 27 or more, and particularly preferably 28 or more. The mass ratio is more preferably 54 or less, still more preferably 48 or less, and particularly preferably 42 or less.

上記酸化工程に用いる黒鉛は、平均粒子径が3μm以上、80μm以下であることが好ましい。このような平均粒子径のものを用いることで、酸化反応をより効率的に進めることができる。黒鉛の平均粒子径は、より好ましくは3.2μm以上、70μm以下である。
上記平均粒子径は、粒度分布測定装置により測定することができる。
The graphite used in the oxidation step preferably has an average particle size of 3 μm or more and 80 μm or less. By using a material having such an average particle size, the oxidation reaction can be advanced more efficiently. The average particle diameter of graphite is more preferably 3.2 μm or more and 70 μm or less.
The average particle diameter can be measured by a particle size distribution measuring device.

上記酸化工程に用いる黒鉛の形状は特に制限されず、微粉状、粉状、粒状、顆粒状、鱗片状、多面体状、ロッド状、曲面含有状等が挙げられる。なお、平均粒子径が上述のような範囲の粒子は、例えば、粒子を粉砕機等により粉砕する方法や、粒子をふるい等にかけて粒子径を選別する方法、これら方法の組み合わせのほか、粒子を製造する段階で調製条件を最適化し、所望の粒子径の粒子を得る方法等により製造することが可能である。 The shape of the graphite used for the oxidation step is not particularly limited, and examples thereof include fine powder, powder, granule, granule, scale, polyhedron, rod, and curved surface-containing shape. In addition, the particles having the average particle diameter in the above range are produced by, for example, a method of pulverizing the particles with a pulverizer, a method of selecting the particle diameter by sieving the particles, a combination of these methods, or the like. It is possible to manufacture by optimizing the preparation conditions at the stage of obtaining and obtaining particles having a desired particle diameter.

上記黒鉛と硫酸とを含む混合液中における黒鉛の含有量は、混合液100質量%に対して0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、1.5質量%以上であることが更に好ましく、2質量%以上であることが特に好ましい。該黒鉛の含有量は、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、7質量%以下であることが更に好ましく、6質量%以下であることが特に好ましい。
本発明の製造方法における酸化工程に用いる黒鉛は、1種のみであってもよく、上記平均粒子径、形状等のいずれかにおいて異なる2種以上のものを用いてもよい。
The graphite content in the mixed solution containing graphite and sulfuric acid is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, with respect to 100% by mass of the mixed solution. The content is more preferably 5% by mass or more, and particularly preferably 2% by mass or more. The graphite content is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, still more preferably 7% by mass or less, and particularly preferably 6% by mass or less.
Only one type of graphite may be used in the oxidation step in the production method of the present invention, or two or more types different in any of the average particle diameter, shape, and the like may be used.

上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程で添加する過マンガン酸塩としては、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸アンモニウム、過マンガン酸銀、過マンガン酸亜鉛、過マンガン酸マグネシウム、過マンガン酸カルシウム、過マンガン酸バリウム等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できるが、中でも過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムが好ましく、過マンガン酸カリウムがより好ましい。 When the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, the permanganate added in the oxidation step includes sodium permanganate, potassium permanganate, permanganate. Ammonium acid, silver permanganate, zinc permanganate, magnesium permanganate, calcium permanganate, barium permanganate, and the like can be used, and one or more of these can be used, among which sodium permanganate , Potassium permanganate is preferred, and potassium permanganate is more preferred.

上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程における上記過マンガン酸塩の全添加量は、上記混合液中の黒鉛量100質量%に対し、50〜500質量%であることが好ましい。これにより、酸化黒鉛を安全かつ効率的に製造することができる。なお、酸化剤の全添加量を変化させることで、酸化黒鉛に導入される酸素原子の量を調節することができる。
該全添加量は、100質量%以上であることがより好ましく、150質量%以上であることが更に好ましく、200質量%以上であることが一層好ましく、240質量%以上であることが特に好ましい。また、該全添加量は、450質量%以下であることがより好ましく、400質量%以下であることが更に好ましく、350質量%以下であることが一層好ましく、300質量%以下であることが特に好ましい。
When the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, the total amount of the permanganate added in the oxidation step is 100% by mass of graphite in the mixed solution. It is preferable that it is 50-500 mass% with respect to. Thereby, graphite oxide can be manufactured safely and efficiently. In addition, the amount of oxygen atoms introduced into the graphite oxide can be adjusted by changing the total amount of the oxidizing agent added.
The total addition amount is more preferably 100% by mass or more, further preferably 150% by mass or more, further preferably 200% by mass or more, and particularly preferably 240% by mass or more. Further, the total addition amount is more preferably 450% by mass or less, further preferably 400% by mass or less, further preferably 350% by mass or less, and particularly preferably 300% by mass or less. preferable.

上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程では、過マンガン酸塩を一括で添加してもよく、複数回に分けて添加してもよく、また連続的に添加しても良いが、複数回に分けて添加するか連続的に添加することが好ましい。これにより、酸化反応が急激に進行することを抑えて反応の制御をよりしやすくすることができる。過マンガン酸塩を複数回に分けて添加する場合、添加する回数は、3回以上であることが好ましく、5回以上であることがより好ましく、7回以上であることが更に好ましく、9回以上であることが特に好ましい。
上記過マンガン酸塩を複数回に分けて添加する場合、1回当たりの添加量は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
When the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, in the oxidation step, the permanganate may be added all at once or added in multiple times. Alternatively, it may be added continuously, but it is preferable to add in multiple portions or add continuously. Thereby, it is possible to control the reaction more easily by suppressing the rapid progress of the oxidation reaction. When the permanganate is added in a plurality of times, the number of times of addition is preferably 3 times or more, more preferably 5 times or more, further preferably 7 times or more, 9 times The above is particularly preferable.
When the permanganate is added in a plurality of times, the amount added per time may be the same or different.

上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程では、上記混合液の温度を10〜50℃の範囲内に維持しながら過マンガン酸塩を添加することが好ましい。このような温度範囲に維持することで、酸化反応を制御しながら充分に進行させることができる。
上記温度は、12℃以上に維持することが好ましく、15℃以上に維持することがより好ましく、18℃以上に維持することが更に好ましく、20℃以上に維持することが特に好ましい。
When the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, in the oxidation step, permanganic acid while maintaining the temperature of the mixed solution within a range of 10 to 50 ° C. It is preferred to add a salt. By maintaining in such a temperature range, it is possible to sufficiently proceed while controlling the oxidation reaction.
The temperature is preferably maintained at 12 ° C or higher, more preferably maintained at 15 ° C or higher, further preferably maintained at 18 ° C or higher, and particularly preferably maintained at 20 ° C or higher.

上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程は、上記混合液の温度変化を25℃以下に維持しながら過マンガン酸塩を添加する工程であることが好ましい。これにより、より安定的に酸化工程を行うことができる。
上記酸化工程は、該温度変化を20℃以下に維持することがより好ましく、15℃以下に維持することが更に好ましく、10℃以下に維持することが特に好ましい。
When the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, the oxidation step adds permanganate while maintaining the temperature change of the mixed solution at 25 ° C. or less. It is preferable that it is a process to perform. Thereby, an oxidation process can be performed more stably.
In the oxidation step, the temperature change is more preferably maintained at 20 ° C. or less, further preferably maintained at 15 ° C. or less, and particularly preferably maintained at 10 ° C. or less.

上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程では、安定的に酸化工程を行う観点から、過マンガン酸塩を10分〜10時間の間にわたって添加することが好ましい。より好ましくは、過マンガン酸塩を30分以上の間にわたって添加することであり、更に好ましくは、1時間以上の間にわたって添加することであり、特に好ましくは、2時間以上の間にわたって添加することである。
また、酸化黒鉛を効率的に製造する点から、過マンガン酸塩の添加時間は、8時間以下であることが好ましく、7時間以下であることがより好ましく、6時間以下であることが更に好ましい。
In the case where the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, in the oxidation step, the permanganate is added for 10 minutes to 10 hours from the viewpoint of performing the oxidation step stably. It is preferable to add over the period. More preferably, the permanganate is added over 30 minutes or more, more preferably over 1 hour or more, particularly preferably over 2 hours or more. It is.
From the viewpoint of efficiently producing graphite oxide, the addition time of the permanganate is preferably 8 hours or less, more preferably 7 hours or less, and even more preferably 6 hours or less. .

上記酸化工程は、公知の撹拌機等を用いて撹拌しながら行うことが好ましい。
上記酸化工程は、例えば空気中、又は、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行うことができる。また、上記酸化工程は、その圧力条件は特に限定されないが、例えば常圧条件下で行うことが好ましい。
また上記酸化工程の時間は、0.5時間〜120時間とすることが好ましく、1時間〜15時間とすることがより好ましく、2時間〜10時間とすることが更に好ましい。
上記酸化工程は、連続的に行ってもよいし、断続的に行ってもよい。
The oxidation step is preferably performed while stirring using a known stirrer or the like.
The oxidation step can be performed, for example, in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, or argon. Moreover, although the said pressure process does not specifically limit the said oxidation process, For example, it is preferable to carry out on normal-pressure conditions.
The time for the oxidation step is preferably 0.5 to 120 hours, more preferably 1 to 15 hours, and still more preferably 2 to 10 hours.
The oxidation step may be performed continuously or intermittently.

上記混合液は、黒鉛、硫酸、及び、必要に応じてその他の成分を混合して得ることができる。上記混合は、公知の方法で適宜行うことが可能であるが、例えば、超音波処理を行ったり、公知の分散機を用いたりして黒鉛を均一に分散させることが好ましい。 The liquid mixture can be obtained by mixing graphite, sulfuric acid, and other components as required. The mixing can be appropriately performed by a known method. For example, it is preferable to uniformly disperse graphite by performing ultrasonic treatment or using a known disperser.

本発明の酸化黒鉛誘導体の製造方法は、黒鉛を酸化する工程と、後述する酸化黒鉛誘導体を得る工程とを含み、両工程の間に酸化黒鉛含有組成物を精製しかつ乾燥する工程を含まない限り、熟成工程、酸化反応停止(クエンチ)工程等のその他の工程を含んでいてもよい。 The method for producing a graphite oxide derivative of the present invention includes a step of oxidizing graphite and a step of obtaining a graphite oxide derivative described later, and does not include a step of purifying and drying the graphite oxide-containing composition between both steps. As long as it includes other steps such as an aging step and an oxidation reaction stop (quenching) step.

上記熟成工程において、酸化工程で得られた反応液を熟成させる温度及び時間は適宜選択すればよいが、反応液を0〜90℃の温度に維持することが好ましく、より好ましくは、20〜80℃の温度に維持することである。
また熟成させる時間は、0.1〜24時間であることが好ましい。より好ましくは、0.5〜5時間である。
In the aging step, the temperature and time for aging the reaction solution obtained in the oxidation step may be appropriately selected, but the reaction solution is preferably maintained at a temperature of 0 to 90 ° C, more preferably 20 to 80. To maintain a temperature of ℃.
The aging time is preferably 0.1 to 24 hours. More preferably, it is 0.5 to 5 hours.

上記酸化反応停止工程は、空気中で行ってもよく、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。また真空中で行っても良い。
上記酸化反応停止工程は、例えば、反応液の温度を5〜15℃に設定し、反応液に水を添加し、次いで還元剤として過酸化水素水を添加して行うことができる。また、反応液を、5〜25℃に設定した、水又は過酸化水素水に添加して行ってもよい。
上記酸化反応停止工程の時間は、例えば0.01〜5時間とすることができる。
The oxidation reaction stopping step may be performed in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, or argon. Moreover, you may carry out in a vacuum.
The oxidation reaction stopping step can be performed, for example, by setting the temperature of the reaction solution to 5 to 15 ° C., adding water to the reaction solution, and then adding hydrogen peroxide as a reducing agent. Moreover, you may carry out by adding a reaction liquid to the water or hydrogen peroxide water set to 5-25 degreeC.
The time for the oxidation reaction stopping step can be, for example, 0.01 to 5 hours.

(酸化黒鉛誘導体を得る工程)
本発明の製造方法では、酸化工程で得られる酸化黒鉛含有組成物中の酸化黒鉛と、該酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物とを反応させることにより酸化黒鉛誘導体を得る。上記酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物は、例えば、アルコール、シラン化合物、脂肪酸(塩)、脂肪酸エステル、イソシアネート化合物、及び、アミンからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、中でもアルコール及び/又はアミンであることがより好ましい。なお、シラン化合物は、酸化黒鉛の酸素含有官能基との反応性を良好なものとする観点から、珪素原子と直接結合したシロキシ基及び/又はアルコキシ基を有することが好ましい。なお、酸化黒鉛誘導体の生成は、実施例の方法に沿って赤外線吸収スペクトルを測定することにより確認される。
(Step of obtaining graphite oxide derivative)
In the production method of the present invention, a graphite oxide derivative is obtained by reacting graphite oxide in the graphite oxide-containing composition obtained in the oxidation step with a compound that reacts with the oxygen-containing functional group of the graphite oxide. The compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide is preferably at least one selected from the group consisting of alcohol, silane compound, fatty acid (salt), fatty acid ester, isocyanate compound, and amine, for example. Of these, alcohol and / or amine are more preferable. The silane compound preferably has a siloxy group and / or an alkoxy group directly bonded to a silicon atom from the viewpoint of improving the reactivity with the oxygen-containing functional group of graphite oxide. In addition, the production | generation of a graphite oxide derivative is confirmed by measuring an infrared absorption spectrum along the method of an Example.

上記酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物は、酸化黒鉛誘導体の非極性分散媒中での分散性をより向上する観点からは、炭化水素基を有することが好ましい。炭化水素基は、炭素数が5以上であることが好ましく、6以上であることがより好ましく、7以上であることが更に好ましく、8以上であることが特に好ましい。また、該炭化水素基は、酸化黒鉛誘導体の非極性分散媒中での分散速度を充分に速いものとし、また、酸化黒鉛誘導体を好適に製造する観点からは、炭素数が50以下であることが好ましく、36以下であることがより好ましく、24以下であることが更に好ましい。 The compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide preferably has a hydrocarbon group from the viewpoint of further improving the dispersibility of the graphite oxide derivative in the nonpolar dispersion medium. The hydrocarbon group preferably has 5 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, still more preferably 7 or more, and particularly preferably 8 or more. The hydrocarbon group has a sufficiently high dispersion rate in the non-polar dispersion medium of the graphite oxide derivative, and has a carbon number of 50 or less from the viewpoint of suitably producing the graphite oxide derivative. Is preferably 36 or less, more preferably 24 or less.

上記炭化水素基は、直鎖であることが好ましい。炭化水素基が直鎖であると、直鎖の炭化水素基が酸化黒鉛に導入されやすいため、本発明の製造方法がより効率的なものとなる。 The hydrocarbon group is preferably linear. When the hydrocarbon group is a straight chain, the straight chain hydrocarbon group is easily introduced into the graphite oxide, so that the production method of the present invention becomes more efficient.

上記炭化水素基は、分岐鎖であることもまた好ましい。上記炭化水素基が分岐鎖であると、酸化黒鉛誘導体の非極性分散媒中での分散性がより向上する。また、原料である化合物が常温(25℃)で液体となる傾向にあり、その場合は、誘導体製造時のハンドリングも容易である。 It is also preferred that the hydrocarbon group is a branched chain. When the hydrocarbon group is a branched chain, the dispersibility of the graphite oxide derivative in the nonpolar dispersion medium is further improved. Further, the compound as a raw material tends to become liquid at room temperature (25 ° C.), and in that case, handling at the time of producing the derivative is easy.

上記酸化黒鉛誘導体を得る工程において、酸化黒鉛が酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物と反応して修飾される反応と、酸化黒鉛自身の還元反応とが同時進行して競合するところ、還元反応を充分に抑制して酸化黒鉛を修飾する反応を優位的に進める観点からは、上記酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物がアルコール及び/又はアミンであることが好ましい。アルコールは、脂肪族アルコールであることがより好ましい。また、アミンは、脂肪族アミンであることがより好ましい。 In the step of obtaining the graphite oxide derivative, the reaction in which the graphite oxide is modified by reacting with a compound that reacts with the oxygen-containing functional group of the graphite oxide and the reduction reaction of the graphite oxide itself simultaneously compete and reduce. From the viewpoint of promoting the reaction for modifying graphite oxide by sufficiently suppressing the reaction, the compound that reacts with the oxygen-containing functional group of the graphite oxide is preferably an alcohol and / or an amine. More preferably, the alcohol is an aliphatic alcohol. The amine is more preferably an aliphatic amine.

上記脂肪族アルコールとしては、例えば、n−オクチルアルコール、sec−オクチルアルコール、n−ノニルアルコール、sec−ノニルアルコール、n−デシルアルコール、sec−デシルアルコール、n−ウンデシルアルコール、sec−ウンデシルアルコール、n−ドデシルアルコール、sec−ドデシルアルコール、n−トリデシルアルコール、sec−トリデシルアルコール、n−テトラデシルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、n−ヘキサデシルアルコール、sec−ヘキサデシルアルコール、n−オクタデシルアルコール、sec−オクタデシルアルコール、n−エイコシルアルコール、sec−エイコシルアルコール、2−オクチルドデシルアルコール、n−ドコシルアルコール、sec−ドコシルアルコール、2−オクチルテトラデシルアルコール、n−テトラコシルアルコール、sec−テトラコシルアルコール、2−オクチルヘキサデシルアルコール、n−ヘキサコシルアルコール、sec−ヘキサコシルアルコール、n−オクタコシルアルコール、sec−オクタコシルアルコール、n−トリアコンチルアルコール、sec−トリアコンチルアルコール、n−ドトリアコンチルアルコール、sec−ドトリアコンチルアルコール、n−テトラトリアコンチルアルコール、sec−テトラトリアコンチルアルコール、n−ヘキサトリアコンチルアルコール、sec−ヘキサトリアコンチルアルコール等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。また、2種以上の脂肪族アルコールを使用する場合、これら脂肪族アルコールの混合物を使用してもよい。 Examples of the aliphatic alcohol include n-octyl alcohol, sec-octyl alcohol, n-nonyl alcohol, sec-nonyl alcohol, n-decyl alcohol, sec-decyl alcohol, n-undecyl alcohol, and sec-undecyl alcohol. , N-dodecyl alcohol, sec-dodecyl alcohol, n-tridecyl alcohol, sec-tridecyl alcohol, n-tetradecyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, n-hexadecyl alcohol, sec-hexadecyl alcohol, n-octadecyl Alcohol, sec-octadecyl alcohol, n-eicosyl alcohol, sec-eicosyl alcohol, 2-octyldodecyl alcohol, n-docosyl alcohol, sec-docosyl alcohol 2-octyltetradecyl alcohol, n-tetracosyl alcohol, sec-tetracosyl alcohol, 2-octylhexadecyl alcohol, n-hexacosyl alcohol, sec-hexacosyl alcohol, n-octacosyl alcohol, sec-octacosyl alcohol, n-triacontyl alcohol, sec-triacontyl alcohol, n-dotriacontyl alcohol, sec-dotriacontyl alcohol, n-tetratriacontyl alcohol, sec-tetratriacon Examples include chill alcohol, n-hexatriacontyl alcohol, sec-hexatriacontyl alcohol, and the like, and one or more of these can be used. Moreover, when using 2 or more types of aliphatic alcohol, you may use the mixture of these aliphatic alcohol.

上記脂肪族アミンとしては、例えば、n−オクチルアミン、sec−オクチルアミン、n−ノニルアミン、sec−ノニルアミン、n−デシルアミン、sec−デシルアミン、n−ウンデシルアミン、sec−ウンデシルアミン、n−ドデシルアミン、sec−ドデシルアミン、n−トリデシルアミン、sec−トリデシルアミン、n−テトラデシルアミン、sec−テトラデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、sec−ヘキサデシルアミン、n−オクタデシルアミン(ステアリルアミン)、sec−オクタデシルアミン、n−エイコシルアミン、sec−エイコシルアミン、2−オクチルドデシルアミン、n−ドコシルアミン、sec−ドコシルアミン、2−オクチルテトラデシルアミン、n−テトラコシルアミン、sec−テトラコシルアミン、2−オクチルヘキサデシルアミン、n−ヘキサコシルアミン、sec−ヘキサコシルアミン、n−オクタコシルアミン、sec−オクタコシルアミン、n−トリアコンチルアミン、sec−トリアコンチルアミン、n−ドトリアコンチルアミン、sec−ドトリアコンチルアミン、n−テトラトリアコンチルアミン、sec−テトラトリアコンチルアミン、n−ヘキサトリアコンチルアミン、sec−ヘキサトリアコンチルアミン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。また、2種以上の脂肪族アミンを使用する場合、これら脂肪族アミンの混合物を使用してもよい。 Examples of the aliphatic amine include n-octylamine, sec-octylamine, n-nonylamine, sec-nonylamine, n-decylamine, sec-decylamine, n-undecylamine, sec-undecylamine, and n-dodecyl. Amine, sec-dodecylamine, n-tridecylamine, sec-tridecylamine, n-tetradecylamine, sec-tetradecylamine, n-hexadecylamine, sec-hexadecylamine, n-octadecylamine (stearylamine) ), Sec-octadecylamine, n-eicosylamine, sec-eicosylamine, 2-octyldodecylamine, n-docosylamine, sec-docosylamine, 2-octyltetradecylamine, n-tetracosylamine, sec-tetracosylamine Ruamine, 2-octylhexadecylamine, n-hexacosylamine, sec-hexacosylamine, n-octacosylamine, sec-octacosylamine, n-triacontylamine, sec-triacontylamine, n-detriaconti Ruamine, sec-dotriacontylamine, n-tetratriacontylamine, sec-tetratriacontylamine, n-hexatriacontylamine, sec-hexatriacontylamine, and the like. Can be used. Moreover, when using 2 or more types of aliphatic amines, you may use the mixture of these aliphatic amines.

上記酸化黒鉛誘導体を得る工程において、酸化工程で得られる酸化黒鉛含有組成物(中でも、好ましくは、濃縮工程後の酸化黒鉛含有組成物)に、酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物、及び、必要に応じてその他の成分(例えば溶媒)を混合して混合液を得ることができる。混合は、公知の方法で適宜行うことが可能であるが、例えば、超音波処理を行ったり、公知の分散機を用いたりして酸化黒鉛を均一に分散させることが好ましい。 In the step of obtaining the graphite oxide derivative, a compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide in the graphite oxide-containing composition (particularly preferably, the graphite oxide-containing composition after the concentration step) obtained in the oxidation step; If necessary, other components (for example, a solvent) can be mixed to obtain a mixed solution. The mixing can be appropriately performed by a known method, but it is preferable to uniformly disperse graphite oxide by, for example, performing ultrasonic treatment or using a known disperser.

上記酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物の使用量は、混合液中の酸化黒鉛量100質量%に対し、300〜10000質量%であることが好ましい。該酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物を大過剰に用いることにより、酸化黒鉛誘導体を効率的に製造することができる。また、これにより、還元反応を抑制して酸化黒鉛の修飾反応を優位に進めることができる。
該使用量は、350質量%以上であることがより好ましく、400質量%以上であることが更に好ましく、450質量%以上であることが一層好ましく、500質量%以上であることが特に好ましい。また、該使用量は、8000質量%以下であることがより好ましく、6000質量%以下であることが更に好ましく、3000質量%以下であることが一層好ましく、1000質量%以下であることが特に好ましい。
The amount of the compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide is preferably 300 to 10,000% by mass with respect to 100% by mass of graphite oxide in the mixed solution. By using a compound that reacts with the oxygen-containing functional group of the graphite oxide in a large excess, the graphite oxide derivative can be produced efficiently. Thereby, the reduction reaction can be suppressed and the modification reaction of graphite oxide can be promoted.
The amount used is more preferably 350% by mass or more, still more preferably 400% by mass or more, still more preferably 450% by mass or more, and particularly preferably 500% by mass or more. Further, the amount used is more preferably 8000% by mass or less, further preferably 6000% by mass or less, further preferably 3000% by mass or less, and particularly preferably 1000% by mass or less. .

また酸化黒鉛と酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物との反応では、公知の触媒等を適用することができるが、本発明の好適な形態として、触媒として硫酸等の酸触媒、アルカリ金属水酸化物、アミン、ピリジン等の塩基触媒を用いることができ、また酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物がアミンの場合はアミン自身を触媒として用いることができる。 In the reaction of graphite oxide with a compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide, a known catalyst or the like can be applied. As a preferred embodiment of the present invention, as a catalyst, an acid catalyst such as sulfuric acid, an alkali metal A base catalyst such as hydroxide, amine, pyridine or the like can be used. When the compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide is an amine, the amine itself can be used as a catalyst.

酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物がアミン以外の化合物であり、酸化黒鉛誘導体を得る工程の触媒として酸触媒を用いる場合、酸化黒鉛や酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物等の反応原料の量に対する酸触媒の量を好適な範囲内に調節することにより、修飾反応をより効率的に進行させることができる。
酸化黒鉛誘導体を得る工程に供される酸化黒鉛含有組成物における、酸化黒鉛の質量100質量%に対する酸触媒の好ましい含有量は、例えば、0.01〜1000質量%である。該酸触媒の含有量が0.01質量%以上であることにより、効率よく修飾反応を進行させることができる。また、該含有量が1000質量%以下であることにより、廃棄物量(廃液量)を充分に少なくするとともに、効率よく修飾反応を進行させることができる。ここで、酸触媒としては、酸化工程で用いた硫酸等の酸の残留物を有効に活用できる。
上記含有量は、0.1質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることが更に好ましく、10質量%以上であることが一層好ましく、20質量%以上であることがより一層好ましく、30質量%以上であることが更に一層好ましく、40質量%以上であることが特に好ましく、50質量%以上であることが特に一層好ましい。また、該含有量は、700質量%以下であることがより好ましく、500質量%以下であることが更に好ましく、200質量%以下であることが一層好ましい。
例えば、酸触媒の酸が硫酸である場合、酸化黒鉛誘導体を得る工程の反応に供される酸化黒鉛含有組成物が、組成物中の酸化黒鉛の質量100質量%に対して、硫酸を1質量%以上、1000質量%以下含むことが好ましい。
When the compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide is a compound other than an amine and an acid catalyst is used as a catalyst in the process of obtaining a graphite oxide derivative, such as a compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide or graphite oxide By adjusting the amount of the acid catalyst with respect to the amount of the reaction raw material within a suitable range, the modification reaction can proceed more efficiently.
The preferable content of the acid catalyst with respect to 100% by mass of graphite oxide in the graphite oxide-containing composition provided for the step of obtaining the graphite oxide derivative is, for example, 0.01 to 1000% by mass. When the content of the acid catalyst is 0.01% by mass or more, the modification reaction can proceed efficiently. Further, when the content is 1000% by mass or less, the amount of waste (amount of waste liquid) can be sufficiently reduced and the modification reaction can be efficiently advanced. Here, as the acid catalyst, an acid residue such as sulfuric acid used in the oxidation step can be effectively used.
The content is more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, further preferably 10% by mass or more, and further more preferably 20% by mass or more. Preferably, it is still more preferably 30% by mass or more, particularly preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 50% by mass or more. Further, the content is more preferably 700% by mass or less, further preferably 500% by mass or less, and further preferably 200% by mass or less.
For example, when the acid of the acid catalyst is sulfuric acid, the graphite oxide-containing composition used for the reaction in the step of obtaining a graphite oxide derivative is 1 mass of sulfuric acid with respect to 100 mass% of the mass of graphite oxide in the composition. % To 1000% by mass is preferable.

また酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物がアミン以外の化合物であり、酸化黒鉛誘導体を得る工程の触媒として酸触媒を用いる場合、酸化黒鉛誘導体を得る工程の反応に供される酸化黒鉛含有組成物が、組成物中の酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物の質量100質量%に対して、酸触媒を0.1質量%以上、50質量%以下含むことが好ましい。酸触媒を0.1質量%以上含むものとすることにより、修飾反応をより効率的に進めることができる。また、酸触媒を50質量%以下含むものとすることにより、酸触媒に起因する副反応を充分に抑制することができる。該酸触媒の含有量は、0.5質量%以上であることがより好ましい。また、該酸触媒の含有量は、20質量%以下であることがより好ましい。
なお、酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物がアミン以外の化合物である場合、酸化黒鉛は本質的に自身が酸性の物質であり、自触媒的に反応が進行する。前述のとおり触媒を用いることが好ましいが、触媒を用いなくても自触媒的に反応を進行させることも可能である。
In addition, when the compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide is a compound other than an amine, and an acid catalyst is used as a catalyst in the step of obtaining a graphite oxide derivative, the graphite oxide contained in the reaction of the step of obtaining the graphite oxide derivative The composition preferably contains an acid catalyst in an amount of 0.1% by mass or more and 50% by mass or less based on 100% by mass of the compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide in the composition. By including the acid catalyst in an amount of 0.1% by mass or more, the modification reaction can proceed more efficiently. Moreover, the side reaction resulting from an acid catalyst can fully be suppressed by containing an acid catalyst 50 mass% or less. The content of the acid catalyst is more preferably 0.5% by mass or more. Further, the content of the acid catalyst is more preferably 20% by mass or less.
When the compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide is a compound other than an amine, graphite oxide is essentially an acidic substance, and the reaction proceeds autocatalytically. Although it is preferable to use a catalyst as described above, it is possible to allow the reaction to proceed autocatalytically without using a catalyst.

酸化黒鉛誘導体を得る工程の触媒として塩基触媒(アミン等を含む)を用いる場合、酸化黒鉛や酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物等の反応原料の量に対する塩基触媒の量を好適な範囲内に調節することにより、修飾反応をより効率的に進行させることができる。酸化黒鉛誘導体を得る工程に供される酸化黒鉛含有組成物における、酸化黒鉛の質量100質量%に対する塩基触媒の好ましい含有量は、上述した濃縮工程後の酸化黒鉛含有組成物における、酸化黒鉛の質量100質量%に対する酸の好ましい含有量と同様である。
例えば、塩基がアルカリ金属水酸化物及びアミンである場合、酸化黒鉛誘導体を得る工程の反応に供される酸化黒鉛含有組成物が、組成物中の酸化黒鉛の質量100質量%に対して、アルカリ金属水酸化物及びアミンを1質量%以上、1000質量%以下含むことが好ましい。なお塩基触媒は酸化黒鉛含有組成物中の酸成分と中和するため、使用した塩基触媒のうち、中和した部分を除いた部分の量が上記範囲に該当することが好ましい。
When a base catalyst (including amine) is used as a catalyst in the step of obtaining a graphite oxide derivative, the amount of the base catalyst with respect to the amount of the reaction raw material such as graphite oxide or a compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide is preferably within By adjusting inward, the modification reaction can proceed more efficiently. In the graphite oxide-containing composition provided for the step of obtaining the graphite oxide derivative, the preferable content of the base catalyst with respect to 100% by mass of the graphite oxide is the mass of the graphite oxide in the graphite oxide-containing composition after the concentration step described above. This is the same as the preferred acid content relative to 100% by mass.
For example, when the base is an alkali metal hydroxide and an amine, the graphite oxide-containing composition subjected to the reaction in the step of obtaining a graphite oxide derivative is an alkali with respect to 100% by mass of the graphite oxide in the composition. It is preferable to contain 1% by mass or more and 1000% by mass or less of metal hydroxide and amine. In addition, since a base catalyst neutralizes with the acid component in a graphite oxide containing composition, it is preferable that the quantity of the part except the neutralized part corresponds to the said range among the used base catalysts.

上記酸化黒鉛誘導体を得る工程における反応温度は、反応が進行する限り特に限定されないが、例えば120℃以上とすることが好ましい。反応温度を120℃以上とすることにより、還元反応を充分に抑制して修飾反応を優位的に進めることができ、更に酸素が脱離しやすいため落つい感度試験による落つい感度を低減(消失)させるためにも優位である。このように修飾反応をより効率的に進行させる観点及び落つい感度を低減(消失)させる観点から、該反応温度は、130℃以上であることがより好ましく、140℃以上であることが更に好ましく、150℃以上であることが特に好ましい。
また、副反応を抑制する観点からは、反応温度を200℃以下とすることが好ましい。
The reaction temperature in the step of obtaining the graphite oxide derivative is not particularly limited as long as the reaction proceeds. For example, it is preferably 120 ° C. or higher. By setting the reaction temperature to 120 ° C. or higher, the reduction reaction can be sufficiently suppressed and the modification reaction can proceed preferentially. Further, since oxygen is easily desorbed, the sensitivity is reduced (disappeared) by the sensitivity test. It is also advantageous to make it. Thus, from the viewpoint of allowing the modification reaction to proceed more efficiently and reducing (disappearing) the sensitivity of dropping, the reaction temperature is more preferably 130 ° C. or higher, and still more preferably 140 ° C. or higher. 150 ° C. or higher is particularly preferable.
From the viewpoint of suppressing side reactions, the reaction temperature is preferably 200 ° C. or lower.

例えば本発明は、酸化黒鉛誘導体を製造する方法であって、該製造方法は、酸化黒鉛とアルコール及び/又はアミンとを120℃以上の反応温度で反応させて炭化水素基をもつ官能基を有する酸化黒鉛誘導体を得る工程を含む酸化黒鉛誘導体の製造方法でもある。なお、この場合、酸化黒鉛は、上記酸化工程で得られる酸化黒鉛含有組成物を精製及び乾燥して得たものであってもよいが、精製及び乾燥の少なくとも一方を省いたものであることが好ましく、精製を省いたものであることがより好ましい。上記製造方法により、還元反応を充分に抑制して酸化黒鉛へのアルコール及び/又はアミンの導入量を増やすことができ、高品質の酸化黒鉛誘導体を高効率で得ることが可能である。また、この製造方法により得られる酸化黒鉛誘導体は、導入されたアルコール及び/又はアミン由来の炭化水素基同士の相互作用により、結晶性が高いものとなる。なお、上記製造方法では、アルコール及び/又はアミンの炭素数が多いほど、得られる酸化黒鉛誘導体の結晶性がより高いものとなる傾向があるが、アルコール及び/又はアミンの炭素数が少なくても、酸化黒鉛に導入される炭化水素基の数を充分に多いものとすることができ、高品質の酸化黒鉛誘導体を得ることができる。
なお、上記工程は、例えば、酸化黒鉛とアルコール及び/又はアミンとを120℃以上の反応温度で反応させて末端に炭化水素基をもつ官能基を有する酸化黒鉛誘導体を得るものであることが好ましい。
なお、上述した特許文献及び非特許文献には、酸化黒鉛とアルコール及び/又はアミンとを120℃以上の反応温度で反応させて炭化水素基をもつ官能基を有する酸化黒鉛誘導体を得ることについて何ら開示されていない。
For example, the present invention relates to a method for producing a graphite oxide derivative, which has a functional group having a hydrocarbon group by reacting graphite oxide with an alcohol and / or an amine at a reaction temperature of 120 ° C. or higher. It is also a method for producing a graphite oxide derivative including a step of obtaining a graphite oxide derivative. In this case, the graphite oxide may be obtained by purifying and drying the graphite oxide-containing composition obtained in the above oxidation step, but it may be obtained by omitting at least one of purification and drying. Preferably, it is more preferable to omit purification. By the above production method, the reduction reaction can be sufficiently suppressed to increase the amount of alcohol and / or amine introduced into graphite oxide, and a high-quality graphite oxide derivative can be obtained with high efficiency. Further, the graphite oxide derivative obtained by this production method has high crystallinity due to the interaction between the introduced alcohol and / or amine-derived hydrocarbon groups. In addition, in the said manufacturing method, there exists a tendency for the crystallinity of the graphite oxide derivative obtained to become higher, so that there are many carbon numbers of alcohol and / or amine, but even if there are few carbon numbers of alcohol and / or amine. The number of hydrocarbon groups introduced into graphite oxide can be made sufficiently large, and a high-quality graphite oxide derivative can be obtained.
In addition, it is preferable that the said process is what obtains the graphite oxide derivative which has a functional group which has a hydrocarbon group at the terminal, for example by making graphite oxide and alcohol and / or amine react at the reaction temperature of 120 degreeC or more. .
In addition, the above-mentioned patent document and non-patent document describe nothing about obtaining graphite oxide derivatives having a functional group having a hydrocarbon group by reacting graphite oxide with alcohol and / or amine at a reaction temperature of 120 ° C. or higher. Not disclosed.

本発明はまた、アルキル基を有し、JIS K 4810に規定される落つい感度試験で測定される等級が8級である酸化黒鉛誘導体でもある。例えば、本発明の製造方法において、酸化黒鉛とアルコール及び/又はアミンとを上述したような高反応温度で反応させることにより、アルキル基を有し、落つい感度試験による落つい感度が充分に低減(消失)された、高品質の酸化黒鉛誘導体を得ることが可能である。 The present invention is also a graphite oxide derivative having an alkyl group and having a grade of 8 grade as measured by a drop sensitivity test defined in JIS K 4810. For example, in the production method of the present invention, by reacting graphite oxide with alcohol and / or amine at a high reaction temperature as described above, the alkyl group has an alkyl group and the sensitivity of the sensitivity by the sensitivity test is sufficiently reduced. It is possible to obtain (disappeared) high quality graphite oxide derivatives.

本発明は更に、X線回折スペクトルにおいて9−13°及び21−24°にそれぞれピークを少なくとも1つずつ示し、9−13°にあるピークのScherrerの式により算出される結晶子径が100Å以上、500Å以下であることを特徴とする酸化黒鉛誘導体でもある。例えば、本発明の製造方法において、酸化黒鉛とアルコール及び/又はアミンとを反応させることにより、このようなピークを示す高品質の酸化黒鉛誘導体を得ることが可能である。上記「9−13°にあるピークのScherrerの式により算出される結晶子径が100Å以上、500Å以下である」とは、9−13°にピークが複数ある場合は、そのいずれか1つのピークのScherrerの式により算出される結晶子径が100Å以上、500Å以下であればよい。中でも、本発明の酸化黒鉛誘導体は、X線回折スペクトルにおいて9−13°及び21−24°にそれぞれピークを1つずつ示すことが好ましい。また、上記結晶子径が200Å以上であることがより好ましい。更に、上記結晶子径が400Å以下であることがより好ましい。
上記X線回折スペクトルは、実施例の「XRDの測定方法」により測定することができる。
The present invention further shows at least one peak at 9-13 ° and 21-24 ° in the X-ray diffraction spectrum, and the crystallite diameter calculated by Scherrer's formula of the peak at 9-13 ° is 100 mm or more. It is also a graphite oxide derivative characterized in that it is 500Å or less. For example, in the production method of the present invention, it is possible to obtain a high quality graphite oxide derivative exhibiting such a peak by reacting graphite oxide with alcohol and / or amine. The above “the crystallite diameter calculated by Scherrer's formula of the peak at 9-13 ° is 100 Å or more and 500 Å or less” means that when there are a plurality of peaks at 9-13 °, any one of the peaks The crystallite diameter calculated by Scherrer's formula may be 100 to 500 mm. Especially, it is preferable that the graphite oxide derivative of the present invention has one peak at 9-13 ° and 21-24 ° in the X-ray diffraction spectrum. The crystallite diameter is more preferably 200 mm or more. Furthermore, it is more preferable that the crystallite diameter is 400 mm or less.
The X-ray diffraction spectrum can be measured by the “XRD measurement method” in the examples.

上記酸化黒鉛誘導体を得る工程における反応時間は、例えば1時間以上であることが好ましく、3時間以上であることがより好ましく、5時間以上であることが更に好ましい。該反応時間は、還元反応を充分に抑制しつつ修飾反応を優位的に進める観点からは、120時間以下であることが好ましく、100時間以下であることがより好ましく、80時間以下であることが更に好ましい。 The reaction time in the step of obtaining the graphite oxide derivative is, for example, preferably 1 hour or more, more preferably 3 hours or more, and further preferably 5 hours or more. The reaction time is preferably 120 hours or less, more preferably 100 hours or less, and more preferably 80 hours or less from the viewpoint of proceeding with the modification reaction while suppressing the reduction reaction sufficiently. Further preferred.

上記反応工程は、公知の撹拌機等を用いて撹拌しながら行うことができる。
上記反応工程は、例えば空気中、又は、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行うことができる。また、上記反応工程は、その圧力条件は特に限定されず、加圧条件下、常圧条件下、減圧条件下で行うことができるが、例えば常圧条件下で行うことが好ましい。また、濃縮工程において揮発性の凝集剤を用いた場合は特に、減圧加熱による凝集剤等の不純物留去を反応工程前に行うことが好ましい。これにより、反応工程において凝集剤等の突沸や、副反応を充分に防ぐことができ、反応工程を安定的に進めることが可能である。
The said reaction process can be performed, stirring using a well-known stirrer etc.
The said reaction process can be performed in air or inert gas atmosphere, such as nitrogen, helium, and argon, for example. In addition, the pressure condition of the reaction step is not particularly limited, and can be performed under a pressurized condition, a normal pressure condition, and a reduced pressure condition. For example, it is preferably performed under a normal pressure condition. Further, particularly when a volatile flocculant is used in the concentration step, it is preferable to perform distillation of impurities such as the flocculant by heating under reduced pressure before the reaction step. Thereby, bumping of a flocculant etc. and side reaction can fully be prevented in a reaction process, and it is possible to advance a reaction process stably.

本発明の製造方法により得られる酸化黒鉛誘導体は、末端に酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物由来の官能基(好ましくは、末端に炭化水素基をもつ官能基)を有する。該官能基は、特に限定されず、アルコキシカルボニル基(−COOR)、アルコキシル基(−OR)等の酸素含有基;硫黄含有基;アルキルアミノ基(−NHR、−NRR’)、アルキルアミド基(−CONHR、−CONRR’)等の窒素含有基;リン含有基等が挙げられるが、アルコキシカルボニル基(−COOR)、アルコキシル基(−OR)等の酸素含有基、アルキルアミノ基(−NHR、−NRR’)、アルキルアミド基(−CONHR、−CONRR’)等の窒素含有基であることが好ましい。なお、上記R及びR’は、同一又は異なって、有機基を表し、中でも、炭化水素基を表すことが好ましい。 The graphite oxide derivative obtained by the production method of the present invention has a functional group derived from a compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide (preferably a functional group having a hydrocarbon group at the terminal) at the terminal. The functional group is not particularly limited, and includes an oxygen-containing group such as an alkoxycarbonyl group (—COOR) or an alkoxyl group (—OR); a sulfur-containing group; an alkylamino group (—NHR, —NRR ′), an alkylamide group ( Nitrogen-containing groups such as —CONHR, —CONRR ′); phosphorus-containing groups, etc., including oxygen-containing groups such as alkoxycarbonyl groups (—COOR) and alkoxyl groups (—OR), alkylamino groups (—NHR, — NRR ′) and a nitrogen-containing group such as an alkylamide group (—CONHR, —CONRR ′) are preferable. R and R 'are the same or different and each represents an organic group, and among them, a hydrocarbon group is preferable.

本発明の製造方法において、酸化黒鉛とアルコールとを反応させることにより得られる酸化黒鉛誘導体は、酸化黒鉛誘導体100質量%中、炭素原子、水素原子、及び、酸素原子以外のその他の原子の含有量が、10質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましい。上記酸化黒鉛誘導体は、その他の原子を有しないことが特に好ましい。言い換えれば、上記酸化黒鉛誘導体は、炭素原子、水素原子、及び、酸素原子のみを構成元素とするものであることが好ましい。その他の原子としては、窒素原子、リン原子、ハロゲン原子等が挙げられる。特に、上記酸化黒鉛誘導体は、酸化黒鉛誘導体100質量%中、窒素原子の含有量が0.1質量%以下であることが好ましい。
また本発明の製造方法において、酸化黒鉛とアミンとを反応させることにより得られる酸化黒鉛誘導体は、酸化黒鉛誘導体100質量%中、炭素原子、水素原子、酸素原子、及び、窒素原子以外のその他の原子の含有量が、10質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましい。上記酸化黒鉛誘導体は、その他の原子を有しないことが特に好ましい。言い換えれば、上記酸化黒鉛誘導体は、炭素原子、水素原子、酸素原子、及び、窒素原子のみを構成元素とするものであることが好ましい。その他の原子としては、リン原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
In the production method of the present invention, the graphite oxide derivative obtained by reacting graphite oxide with alcohol contains carbon atoms, hydrogen atoms, and other atoms other than oxygen atoms in 100% by mass of the graphite oxide derivative. Is preferably 10% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, and still more preferably 5% by mass or less. The graphite oxide derivative is particularly preferably free from other atoms. In other words, it is preferable that the graphite oxide derivative has only carbon atoms, hydrogen atoms, and oxygen atoms as constituent elements. Examples of other atoms include a nitrogen atom, a phosphorus atom, and a halogen atom. In particular, the graphite oxide derivative preferably has a nitrogen atom content of 0.1% by mass or less in 100% by mass of the graphite oxide derivative.
In the production method of the present invention, the graphite oxide derivative obtained by reacting graphite oxide with an amine is a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom, and other than nitrogen atoms in 100% by mass of the graphite oxide derivative. The content of atoms is preferably 10% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, and still more preferably 5% by mass or less. The graphite oxide derivative is particularly preferably free from other atoms. In other words, it is preferable that the graphite oxide derivative has only carbon atoms, hydrogen atoms, oxygen atoms, and nitrogen atoms as constituent elements. Examples of other atoms include phosphorus atoms and halogen atoms.

上記酸化黒鉛誘導体は、平均粒子径が0.01μm以上、100μm以下であることが好ましい。
上記平均粒子径は、0.1μm以上であることがより好ましい。該平均粒子径は、60μm以下であることがより好ましい。
上記平均粒子径は、粒度分布測定装置により測定することができる。
The graphite oxide derivative preferably has an average particle size of 0.01 μm or more and 100 μm or less.
The average particle diameter is more preferably 0.1 μm or more. The average particle diameter is more preferably 60 μm or less.
The average particle diameter can be measured by a particle size distribution measuring device.

上記酸化黒鉛誘導体の形状としては、微粉状、粉状、粒状、顆粒状、鱗片状、多面体状、ロッド状、曲面含有状等が挙げられる。なお、平均粒子径が上述のような範囲の粒子は、例えば、粒子をボールミル等により粉砕し、該粉砕により得られた粗粒子を分散剤に分散させて所望の粒子径にした後に乾固する方法や、粒子をふるい等にかけて粒子径を選別する方法、これら方法の組み合わせのほか、粒子を製造する段階で調製条件を最適化し、所望の粒子径の(ナノ)粒子を得る方法等により製造することが可能である。 Examples of the shape of the graphite oxide derivative include fine powder, powder, granule, granule, scale, polyhedron, rod, and curved surface. The particles having the average particle size in the above range are, for example, pulverized by a ball mill or the like, and the coarse particles obtained by the pulverization are dispersed in a dispersant to obtain a desired particle size, and then dried. In addition to a method, a method of screening the particle size by sieving the particle, a combination of these methods, a method for obtaining (nano) particles having a desired particle size by optimizing the preparation conditions at the stage of particle production, etc. It is possible.

本発明の酸化黒鉛誘導体は、触媒、電池やキャパシタの電極活物質、熱電変換材料、導電性材料、発光材料、潤滑用添加剤、高分子用添加剤、透過膜材料、抗菌材料、撥水材料、吸着材料等として好適に用いることができる。例えば、本発明の酸化黒鉛誘導体が、炭素数5以上の炭化水素基が導入されたものである場合、非極性分散媒や両親媒性分散媒中での分散性に優れるものであるため機械用の潤滑油の添加剤、樹脂への添加剤等として特に好適に使用できる。 The graphite oxide derivative of the present invention comprises a catalyst, an electrode active material for a battery or a capacitor, a thermoelectric conversion material, a conductive material, a light emitting material, a lubricant additive, a polymer additive, a permeable membrane material, an antibacterial material, a water repellent material It can be suitably used as an adsorbing material. For example, when the graphite oxide derivative of the present invention is introduced with a hydrocarbon group having 5 or more carbon atoms, it is excellent in dispersibility in a nonpolar dispersion medium or an amphiphilic dispersion medium. It can be particularly suitably used as an additive for lubricating oils, additives for resins, and the like.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by mass” and “%” means “% by mass”.

下記実施例及び比較例においては、次のようにして分析し、評価を行った。
<XRDの測定方法>
XRD測定は、全自動水平型X線回折装置(リガク社製、SMART LAB)を用いて、以下の条件により行った。
CuKα1線:0.15406nm
走査範囲:5°−45°
X線出力設定:45kV−200mA
ステップサイズ:0.010°
スキャン速度:0.5°min−1−4°min−1
なお、XRD測定は、試料をグローブボックス中にて気密試料台に装填することにより、不活性雰囲気を保った状態で行った。
<FT−IRの測定方法>
サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製Nicolet NEXUS670 FTIRを用いて、酸化黒鉛誘導体をKBrと混合しペレット化することで測定した。測定範囲は900〜4000cm−1で分解能は1cm−1とした。
<硫酸濃度の分析>
酸化黒鉛含有組成物中の硫酸の濃度は、酸化黒鉛水分散液を水酸化ナトリウム水溶液により中和滴定することで確認した。
<水分の分析>
酸化黒鉛含有組成物中の水濃度は平沼産業株式会社製微量水分測定装置AQV−2200Aを用いて測定した。
<酸素含有率の分析>
JEOL社製JPS−9000MXを用いて、酸化黒鉛又はその誘導体中の酸素量を分析した。結果は炭素に対する比(C/O比)で出した。
なお、酸化黒鉛の酸素炭素比(C/O比)が小さいほど、酸化黒鉛中の酸素官能基がより多く維持されていると考えられる。また、酸化黒鉛誘導体の酸素炭素比(C/O比)が大きいほど、酸化黒鉛誘導体に炭化水素基が充分に導入されていると考えられる。
<落つい感度試験>
JIS K 4810に規定される落つい感度試験方法による。
In the following Examples and Comparative Examples, analysis and evaluation were performed as follows.
<XRD measurement method>
XRD measurement was performed under the following conditions using a fully automatic horizontal X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Corporation, SMART LAB).
CuKα1 line: 0.15406 nm
Scanning range: 5 ° -45 °
X-ray output setting: 45kV-200mA
Step size: 0.010 °
Scan speed: 0.5 ° min −1 -4 ° min −1
The XRD measurement was performed in a state where an inert atmosphere was maintained by loading the sample on an airtight sample stage in a glove box.
<Measurement method of FT-IR>
It measured by mixing a graphite oxide derivative with KBr and pelletizing it using Nicolet NEXTUS670 FTIR by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd. Measurement range resolution 900~4000Cm -1 was 1 cm -1.
<Analysis of sulfuric acid concentration>
The concentration of sulfuric acid in the graphite oxide-containing composition was confirmed by neutralizing and titrating an aqueous graphite oxide dispersion with an aqueous sodium hydroxide solution.
<Analysis of moisture>
The water concentration in the graphite oxide-containing composition was measured using a trace moisture measuring device AQV-2200A manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.
<Analysis of oxygen content>
The amount of oxygen in graphite oxide or a derivative thereof was analyzed using JPS-9000MX manufactured by JEOL. The result was given as a ratio to carbon (C / O ratio).
In addition, it is thought that the oxygen functional group in graphite oxide is maintained more, so that the oxygen carbon ratio (C / O ratio) of graphite oxide is small. In addition, it is considered that the larger the oxygen-carbon ratio (C / O ratio) of the graphite oxide derivative, the more hydrocarbon groups are introduced into the graphite oxide derivative.
<Sensitivity test>
According to the sensitivity test method defined in JIS K 4810.

(酸化黒鉛の合成)
酸化黒鉛を以下の工程で合成した。反応容器にあらかじめ黒鉛(伊藤黒鉛株式会社製Z−5F、5.76g)、硫酸(和光純薬工業株式会社製、167ml)を入れ、25℃に調整しながら過マンガン酸カリウム(和光純薬工業株式会社製、14.4g)を入れた。投入後、30分、35℃に昇温し2時間反応させた。反応後反応器を氷浴しながら水890ml、30%過酸化水素水(和光純薬工業株式会社製、88ml)を加え反応停止させ、酸化黒鉛含有組成物(酸化黒鉛を含む反応液)を得た。
(Synthesis of graphite oxide)
Graphite oxide was synthesized by the following steps. Graphite (Z-5F, 5.76 g manufactured by Ito Graphite Co., Ltd.) and sulfuric acid (Wako Pure Chemical Industries, 167 ml) are placed in a reaction vessel in advance, and potassium permanganate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is adjusted to 25 ° C. (14.4 g) manufactured by Co., Ltd. was added. After the addition, the temperature was raised to 35 ° C. for 30 minutes and reacted for 2 hours. After the reaction, 890 ml of water and 30% hydrogen peroxide water (88 ml, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added to stop the reaction while cooling the reactor in an ice bath to obtain a graphite oxide-containing composition (reaction liquid containing graphite oxide). It was.

(調製例1)
得られた酸化黒鉛を含む反応液を遠心分離用遠沈管にとり、10000G、10分間遠心分離にかけた。遠心分離後、上澄みを除去し酸化黒鉛含有組成物を得た。この組成物中の硫酸は酸化黒鉛に対し300%であった。得られた酸化黒鉛中の酸素炭素比(C/O比)は1.37であった。硫酸の濃度は遠心分離前に適宜水を追加することで容易に調整ができる。
(Preparation Example 1)
The obtained reaction solution containing graphite oxide was placed in a centrifuge tube for centrifugation and centrifuged at 10,000 G for 10 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed to obtain a graphite oxide-containing composition. The sulfuric acid in this composition was 300% with respect to graphite oxide. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide was 1.37. The concentration of sulfuric acid can be easily adjusted by adding water appropriately before centrifugation.

(調製例2)
調製例1で得られた酸化黒鉛含有組成物を遠心分離、上澄み除去、水への再分散を計8回繰り返すことで精製された酸化黒鉛を得た。この組成物中の硫酸は酸化黒鉛に対し0.01%であった。得られた酸化黒鉛中の酸素炭素比(C/O比)は1.59であった。調製例1と比較して、精製によって酸素量が減少することが確認された。図1は、調製例2で作製した酸化黒鉛のFT−IRチャートである。
(Preparation Example 2)
The graphite oxide-containing composition obtained in Preparation Example 1 was subjected to centrifugation, removal of the supernatant, and redispersion in water a total of 8 times to obtain purified graphite oxide. The sulfuric acid in this composition was 0.01% with respect to graphite oxide. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide was 1.59. Compared to Preparation Example 1, it was confirmed that the amount of oxygen decreased by purification. FIG. 1 is an FT-IR chart of graphite oxide produced in Preparation Example 2.

(調製例3)
調製例2で得られた酸化黒鉛含有組成物を減圧乾燥により1時間乾燥させた。この組成物中の水分は酸化黒鉛に対し10%であった。得られた酸化黒鉛中の酸素炭素比(C/O比)は1.62であった。調製例2と比較しても乾燥によって顕著に酸素量が減少することはなく、水分の存在により酸素官能基が安定化されていることがわかった。
(Preparation Example 3)
The graphite oxide-containing composition obtained in Preparation Example 2 was dried under reduced pressure for 1 hour. The moisture in this composition was 10% with respect to graphite oxide. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide was 1.62. Compared with Preparation Example 2, it was found that the oxygen content was not significantly reduced by drying, and the oxygen functional group was stabilized by the presence of moisture.

(調製例4)
調製例2で得られた酸化黒鉛含有組成物を50℃の減圧乾燥により2日間乾燥させた。この組成物中の水分は酸化黒鉛に対し3%未満であった。得られた酸化黒鉛中の酸素炭素比(C/O比)は2.60であった。調製例2と比較して、加熱乾燥によって顕著に酸素量が減少することが確認された。
(Preparation Example 4)
The graphite oxide-containing composition obtained in Preparation Example 2 was dried at 50 ° C. under reduced pressure for 2 days. The water content in this composition was less than 3% with respect to graphite oxide. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide was 2.60. Compared to Preparation Example 2, it was confirmed that the amount of oxygen was significantly reduced by heat drying.

(調製例5)
得られた酸化黒鉛を含む反応液に対し、水を95%、1−ブタノール(和光純薬工業株式会社製)を凝集剤として16%添加した。凝集した酸化黒鉛含有組成物を濾過により濃縮し、ペースト状の酸化黒鉛含有組成物を得た。この組成物中の硫酸は酸化黒鉛に対し3%であった。得られた酸化黒鉛中の酸素炭素比(C/O比)は1.42であった。凝集による濃縮も酸素官能基を維持する手法として好適であることがわかった。また硫酸の濃度は凝集前に適宜水を追加することで容易に調整ができる。
(Preparation Example 5)
To the obtained reaction liquid containing graphite oxide, 95% of water and 16% of 1-butanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a flocculant were added. The aggregated graphite oxide-containing composition was concentrated by filtration to obtain a paste-like graphite oxide-containing composition. The sulfuric acid in this composition was 3% with respect to graphite oxide. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide was 1.42. Concentration by aggregation has also been found to be a suitable technique for maintaining oxygen functional groups. The concentration of sulfuric acid can be easily adjusted by adding water as appropriate before aggregation.

(調製例6)
調製例5で得られた酸化黒鉛含有組成物を50℃の減圧乾燥により2日間乾燥させた。この組成物中の水分は酸化黒鉛に対し3%未満であった。得られた酸化黒鉛中の酸素炭素比(C/O比)は2.24であった。調製例5と比較して、加熱乾燥によって酸素量が減少することが確認された。
(Preparation Example 6)
The graphite oxide-containing composition obtained in Preparation Example 5 was dried at 50 ° C. under reduced pressure for 2 days. The water content in this composition was less than 3% with respect to graphite oxide. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide was 2.24. Compared to Preparation Example 5, it was confirmed that the amount of oxygen decreased by heat drying.

(酸化黒鉛誘導体の製造)
酸化黒鉛誘導体を以下の工程で製造した。
(Production of graphite oxide derivatives)
A graphite oxide derivative was produced by the following steps.

(実施例1)
調製例5で得られた酸化黒鉛含有組成物を反応器に移し、ここへ2−デシル−1−テトラデカノール(新日本理化株式会社製、エヌジェコール240A)を酸化黒鉛に対し500%加え、150℃で5時間反応させた。反応後ヘキサンを注ぎ、濾過し、水洗、アセトン洗浄を行い、得られた固体を100℃で真空乾燥することで酸化黒鉛誘導体Aを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A中の酸素炭素比(C/O比)は8.5であった。また分散性においても、クロロホルム、アセトン、DMF、エタノール、デカンに対し良好な分散性を持つことも確認された。また落つい感度試験による感度は8級であった。図2は、実施例1で作製した酸化黒鉛誘導体AのFT−IRチャートである。図3は、実施例1で作製した酸化黒鉛誘導体AのXRDチャートである。酸化黒鉛誘導体Aは、図3に示すようにX線回折スペクトルにおいて9−13°及び21−24°にそれぞれピークを1つずつ示し、9−13°にあるピークのScherrerの式により算出される結晶子径が313Åであった。
Example 1
The graphite oxide-containing composition obtained in Preparation Example 5 was transferred to a reactor, and to this was added 500% of 2-decyl-1-tetradecanol (Nippon Rika Co., Ltd., Engecol 240A) with respect to graphite oxide, and 150 The reaction was carried out at 5 ° C. for 5 hours. After the reaction, hexane was poured, filtered, washed with water and acetone, and the obtained solid was vacuum dried at 100 ° C. to obtain graphite oxide derivative A. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative A was 8.5. Further, in terms of dispersibility, it was also confirmed that the dispersibility was good for chloroform, acetone, DMF, ethanol, and decane. Further, the sensitivity according to the sensitivity test was grade 8. 2 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative A produced in Example 1. FIG. 3 is an XRD chart of the graphite oxide derivative A produced in Example 1. FIG. As shown in FIG. 3, the graphite oxide derivative A has one peak at 9-13 ° and 21-24 ° in the X-ray diffraction spectrum, and is calculated by the Scherrer equation of the peak at 9-13 °. The crystallite diameter was 313 mm.

(実施例2)
用いる酸化黒鉛原料を調製例2で得られた酸化黒鉛としたこと、触媒として硫酸を酸化黒鉛に対し10%加えたこと以外は実施例1に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Bを得た。得られた酸化黒鉛誘導体B中の酸素炭素比(C/O比)は7.5であった。実施例1と比較してやはり、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。精製により酸素官能基が減り、修飾量が実施例1と比較して少ないためと考えられた。図4は、実施例2で作製した酸化黒鉛誘導体BのFT−IRチャートである。
(Example 2)
The graphite oxide derivative B was obtained by the method described in Example 1, except that the graphite oxide raw material used was the graphite oxide obtained in Preparation Example 2, and that 10% sulfuric acid was added as a catalyst to the graphite oxide. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative B was 7.5. As compared with Example 1, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was considered that the oxygen functional groups were reduced by the purification, and the amount of modification was small compared to Example 1. FIG. 4 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative B produced in Example 2.

(実施例3)
用いる酸化黒鉛原料を調製例4で得られた酸化黒鉛としたこと、触媒として硫酸を酸化黒鉛に対し10%加えたこと以外は実施例1に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Cを得た。得られた酸化黒鉛誘導体C中の酸素炭素比(C/O比)は7.1であった。実施例1と比較してやはり、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。精製及び乾燥により酸素官能基が減り、修飾量が実施例1と比較して少ないためと考えられた。図5は、実施例3で作製した酸化黒鉛誘導体CのFT−IRチャートである。
(Example 3)
The graphite oxide derivative C was obtained by the method described in Example 1 except that the graphite oxide raw material used was the graphite oxide obtained in Preparation Example 4 and that 10% sulfuric acid was added to the graphite oxide as a catalyst. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative C was 7.1. As compared with Example 1, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was considered that oxygen functional groups were reduced by purification and drying, and the amount of modification was small compared to Example 1. FIG. 5 is an FT-IR chart of the graphite oxide derivative C produced in Example 3.

(実施例4)
用いる酸化黒鉛原料を調製例6で得られた酸化黒鉛としたこと、触媒として硫酸を酸化黒鉛に対し10%加えたこと以外は実施例1に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Dを得た。得られた酸化黒鉛誘導体D中の酸素炭素比(C/O比)は7.3であった。実施例1と比較してやはり、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。乾燥により酸素官能基が減り、修飾量が実施例1と比較して少ないためと考えられた。図6は、実施例4で作製した酸化黒鉛誘導体DのFT−IRチャートである。
Example 4
The graphite oxide derivative D was obtained by the method described in Example 1 except that the graphite oxide material used was the graphite oxide obtained in Preparation Example 6 and that 10% sulfuric acid was added as a catalyst to the graphite oxide. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative D was 7.3. As compared with Example 1, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was thought that oxygen functional groups were reduced by drying, and the amount of modification was small compared to Example 1. FIG. 6 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative D produced in Example 4.

(実施例5)
2−デシル−1−テトラデカノールの代わりに2−エチル−1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社製)を用いた以外は実施例1に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Eを得た。得られた酸化黒鉛誘導体E中の酸素炭素比(C/O比)は6.8であった。また分散性においても、クロロホルム、アセトン、DMF、エタノール、デカンに対し良好な分散性を持つことも確認された。また落つい感度試験による感度は8級であった。図7は、実施例5で作製した酸化黒鉛誘導体EのFT−IRチャートである。図8は、実施例5で作製した酸化黒鉛誘導体EのXRDチャートである。酸化黒鉛誘導体Eは、図8に示すようにX線回折スペクトルにおいて9−13°及び21−24°にそれぞれピークを1つずつ示し、9−13°にあるピークのScherrerの式により算出される結晶子径が111.6Åであった。
(Example 5)
A graphite oxide derivative E was obtained by the method described in Example 1, except that 2-ethyl-1-hexanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of 2-decyl-1-tetradecanol. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative E was 6.8. Further, in terms of dispersibility, it was also confirmed that the dispersibility was good for chloroform, acetone, DMF, ethanol, and decane. Further, the sensitivity according to the sensitivity test was grade 8. FIG. 7 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative E produced in Example 5. FIG. 8 is an XRD chart of the graphite oxide derivative E produced in Example 5. As shown in FIG. 8, the graphite oxide E shows one peak at 9-13 ° and 21-24 ° in the X-ray diffraction spectrum, and is calculated by the Scherrer equation of the peak at 9-13 °. The crystallite diameter was 111.6 mm.

(実施例6)
2−デシル−1−テトラデカノールの代わりに2−エチル−1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社製)を用いた以外は実施例2に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Fを得た。得られた酸化黒鉛誘導体F中の酸素炭素比(C/O比)は6.2であった。実施例5と比較してやはり、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。精製により酸素官能基が減り、修飾量が実施例5と比較して少ないためと考えられた。図9は、実施例6で作製した酸化黒鉛誘導体FのFT−IRチャートである。
(Example 6)
A graphite oxide derivative F was obtained by the method described in Example 2 except that 2-ethyl-1-hexanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of 2-decyl-1-tetradecanol. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative F was 6.2. As compared with Example 5, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was considered that the oxygen functional group was reduced by the purification, and the amount of modification was small as compared with Example 5. FIG. 9 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative F produced in Example 6.

(実施例7)
2−デシル−1−テトラデカノールの代わりに2−エチル−1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社製)を用いた以外は実施例3に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Gを得た。得られた酸化黒鉛誘導体G中の酸素炭素比(C/O比)は6.0であった。実施例5と比較してやはり、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。精製及び乾燥により酸素官能基が減り、修飾量が実施例5と比較して少ないためと考えられた。図10は、実施例7で作製した酸化黒鉛誘導体GのFT−IRチャートである。
(Example 7)
A graphite oxide derivative G was obtained by the method described in Example 3 except that 2-ethyl-1-hexanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of 2-decyl-1-tetradecanol. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative G was 6.0. As compared with Example 5, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was considered that oxygen functional groups were reduced by purification and drying, and the amount of modification was small compared to Example 5. FIG. 10 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative G produced in Example 7.

(実施例8)
2−デシル−1−テトラデカノールの代わりに2−エチル−1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社製)を用いた以外は実施例4に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Hを得た。得られた酸化黒鉛誘導体H中の酸素炭素比(C/O比)は6.1であった。実施例5と比較してやはり、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。乾燥により酸素官能基が減り、修飾量が実施例5と比較して少ないためと考えられた。図11は、実施例8で作製した酸化黒鉛誘導体HのFT−IRチャートである。
(Example 8)
A graphite oxide derivative H was obtained by the method described in Example 4 except that 2-ethyl-1-hexanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of 2-decyl-1-tetradecanol. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative H was 6.1. As compared with Example 5, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was considered that oxygen functional groups were reduced by drying, and the amount of modification was small as compared with Example 5. FIG. 11 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative H produced in Example 8.

(実施例9)
反応温度を100℃、反応時間を24時間にしたこと以外は実施例1に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Iを得た。得られた酸化黒鉛誘導体I中の酸素炭素比(C/O比)は7.1であった。実施例1、実施例9のXRDパターンを比較すると、実施例1の酸化黒鉛誘導体Aが実施例9の酸化黒鉛誘導体Iに比べよりシャープであり、結晶性の高いものであった。また落つい感度試験による感度は7級であった。図12は、実施例9で作製した酸化黒鉛誘導体IのFT−IRチャートである。図13は、実施例9で作製した酸化黒鉛誘導体IのXRDチャートである。酸化黒鉛誘導体Iは、図13に示すようにX線回折スペクトルにおいて9−13°及び21−24°にそれぞれピークを1つずつ示し、9−13°にあるピークのScherrerの式により算出される結晶子径が61.8Åであった。
Example 9
A graphite oxide derivative I was obtained by the method described in Example 1 except that the reaction temperature was 100 ° C. and the reaction time was 24 hours. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative I was 7.1. When the XRD patterns of Example 1 and Example 9 were compared, the graphite oxide derivative A of Example 1 was sharper and higher in crystallinity than the graphite oxide derivative I of Example 9. Moreover, the sensitivity by the calm sensitivity test was 7th grade. FIG. 12 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative I produced in Example 9. FIG. 13 is an XRD chart of the graphite oxide derivative I produced in Example 9. As shown in FIG. 13, the graphite oxide derivative I shows one peak at 9-13 ° and 21-24 ° in the X-ray diffraction spectrum, and is calculated by the Scherrer equation of the peak at 9-13 °. The crystallite diameter was 61.8 mm.

(実施例10)
反応温度を100℃、反応を24時間にしたこと以外は実施例5に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Jを得た。得られた酸化黒鉛誘導体J中の酸素炭素比(C/O比)は6.1であった。実施例5、10のXRDパターンを比較すると、実施例5の酸化黒鉛誘導体Eが実施例10の酸化黒鉛誘導体Jに比べよりシャープであり、結晶性の高いものであった。また落つい感度試験による感度は7級であった。以上、実施例1と実施例9、実施例5と実施例10を比較すると、反応温度を150℃とすることで落つい感度を消失させることができるとわかった。図14は、実施例10で作製した酸化黒鉛誘導体JのFT−IRチャートである。図15は、実施例10で作製した酸化黒鉛誘導体JのXRDチャートである。酸化黒鉛誘導体Jは、図15に示すようにX線回折スペクトルにおいて21−24°にピークを1つ示すが、9−13°にピークを示すものではなかった。
(Example 10)
A graphite oxide derivative J was obtained by the method described in Example 5 except that the reaction temperature was 100 ° C. and the reaction was performed for 24 hours. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative J was 6.1. When the XRD patterns of Examples 5 and 10 were compared, the graphite oxide derivative E of Example 5 was sharper and higher in crystallinity than the graphite oxide derivative J of Example 10. Moreover, the sensitivity by the calm sensitivity test was 7th grade. As mentioned above, when Example 1 and Example 9, Example 5 and Example 10 were compared, it turned out that the sensitivity can be lost by setting reaction temperature to 150 degreeC. FIG. 14 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative J produced in Example 10. FIG. 15 is an XRD chart of the graphite oxide derivative J produced in Example 10. As shown in FIG. 15, the graphite oxide derivative J showed one peak at 21-24 ° in the X-ray diffraction spectrum, but it did not show a peak at 9-13 °.

(実施例11)
調製例5で得られた酸化黒鉛含有組成物を反応器に移し、ここへ2−デシル−1−テトラデカノール(新日本理化株式会社製、エヌジェコール240A)を酸化黒鉛に対し500%加え、100℃で減圧下、水及び1−ブタノールを留去した。その後昇温し、150℃で5時間反応させた。反応後ヘキサンを注ぎ、濾過し、水洗、アセトン洗浄を行い、得られた固体を100℃で真空乾燥することで酸化黒鉛誘導体Xを得た。得られた酸化黒鉛誘導体X中の酸素炭素比(C/O比)は8.7であった。また分散性においても、クロロホルム、アセトン、DMF、エタノール、デカンに対し良好な分散性を持つことも確認された。また落つい感度試験による感度は8級であった。
(Example 11)
The graphite oxide-containing composition obtained in Preparation Example 5 was transferred to a reactor, and to this was added 500% of 2-decyl-1-tetradecanol (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., Engecol 240A) with respect to graphite oxide, and 100 Water and 1-butanol were distilled off under reduced pressure at ° C. Thereafter, the temperature was raised and the reaction was carried out at 150 ° C. for 5 hours. After the reaction, hexane was poured, filtered, washed with water and acetone, and the obtained solid was vacuum dried at 100 ° C. to obtain graphite oxide derivative X. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative X was 8.7. Further, in terms of dispersibility, it was also confirmed that the dispersibility was good for chloroform, acetone, DMF, ethanol, and decane. Further, the sensitivity according to the sensitivity test was grade 8.

(実施例12)
2−デシル−1−テトラデカノールの代わりに2−エチル−1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社製)を用いた以外は実施例11に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Yを得た。得られた酸化黒鉛誘導体Y中の酸素炭素比(C/O比)は6.9であった。また分散性においても、クロロホルム、アセトン、DMF、エタノール、デカンに対し良好な分散性を持つことも確認された。実施例11及び12の結果から、1−ブタノール等の揮発性化合物を凝集剤として用いた場合にあらかじめ減圧留去工程を経ることもまた好ましい形態である。また落つい感度試験による感度は8級であった。
Example 12
A graphite oxide derivative Y was obtained by the method described in Example 11 except that 2-ethyl-1-hexanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of 2-decyl-1-tetradecanol. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative Y was 6.9. Further, in terms of dispersibility, it was also confirmed that the dispersibility was good for chloroform, acetone, DMF, ethanol, and decane. From the results of Examples 11 and 12, when a volatile compound such as 1-butanol is used as a flocculant, it is also a preferred form to undergo a vacuum distillation step in advance. Further, the sensitivity according to the sensitivity test was grade 8.

(実施例13)
2−デシル−1−テトラデカノールの代わりにステアリルアミン(東京化成工業株式会社製)を用いた以外は実施例1に記載の方法で酸化黒鉛誘導体A−Aを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A−A中の酸素炭素比(C/O比)は8.0であった。また分散性においても、クロロホルム、アセトン、DMF、エタノール、デカンに対し良好な分散性を持つことも確認された。また落つい感度試験による感度は8級であった。
(Example 13)
A graphite oxide derivative AA was obtained by the method described in Example 1 except that stearylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of 2-decyl-1-tetradecanol. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative AA was 8.0. Further, in terms of dispersibility, it was also confirmed that the dispersibility was good for chloroform, acetone, DMF, ethanol, and decane. Further, the sensitivity according to the sensitivity test was grade 8.

(実施例14)
用いる酸化黒鉛原料を調製例2で得られた酸化黒鉛としたこと以外は実施例13に記載の方法で酸化黒鉛誘導体A−Bを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A−B中の酸素炭素比(C/O比)は7.2であった。実施例13と比較してやはり、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。精製により酸素官能基が減り、修飾量が実施例13と比較して少ないためと考えられた。
(Example 14)
A graphite oxide derivative AB was obtained by the method described in Example 13, except that the graphite oxide raw material used was the graphite oxide obtained in Preparation Example 2. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative AB was 7.2. As compared with Example 13, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was considered that the oxygen functional groups were reduced by the purification, and the amount of modification was small as compared with Example 13.

(実施例15)
用いる酸化黒鉛原料を調製例4で得られた酸化黒鉛としたこと以外は実施例13に記載の方法で酸化黒鉛誘導体A−Cを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A−C中の酸素炭素比(C/O比)は6.6であった。実施例13と比較して、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。精製及び乾燥により酸素官能基が減り、修飾量が実施例13と比較して少ないためと考えられた。
(Example 15)
A graphite oxide derivative AC was obtained by the method described in Example 13 except that the graphite oxide raw material used was the graphite oxide obtained in Preparation Example 4. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative AC was 6.6. Compared with Example 13, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was considered that oxygen functional groups were reduced by purification and drying, and the amount of modification was small compared to Example 13.

(実施例16)
用いる酸化黒鉛原料を調製例6で得られた酸化黒鉛としたこと以外は実施例13に記載の方法で酸化黒鉛誘導体A−Dを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A−D中の酸素炭素比(C/O比)は6.9であった。実施例13と比較してやはり、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。乾燥により酸素官能基が減り、修飾量が実施例13と比較して少ないためと考えられた。
(Example 16)
A graphite oxide derivative AD was obtained by the method described in Example 13 except that the graphite oxide raw material used was the graphite oxide obtained in Preparation Example 6. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative AD was 6.9. As compared with Example 13, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was thought that oxygen functional groups were reduced by drying, and the amount of modification was small compared to Example 13.

(実施例17)
2−デシル−1−テトラデカノールの代わりに2−エチルヘキシルアミン(東京化成工業株式会社製)を用いた以外は実施例1に記載の方法で酸化黒鉛誘導体A−Eを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A−E中の酸素炭素比(C/O比)は6.7であった。また分散性においても、クロロホルム、アセトン、DMF、エタノール、デカンに対し良好な分散性を持つことも確認された。また落つい感度試験による感度は8級であった。
(Example 17)
A graphite oxide derivative AE was obtained by the method described in Example 1 except that 2-ethylhexylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of 2-decyl-1-tetradecanol. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative AE was 6.7. Further, in terms of dispersibility, it was also confirmed that the dispersibility was good for chloroform, acetone, DMF, ethanol, and decane. Further, the sensitivity according to the sensitivity test was grade 8.

(実施例18)
用いる酸化黒鉛原料を調製例2で得られた酸化黒鉛としたこと以外は実施例17に記載の方法で酸化黒鉛誘導体A−Fを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A−F中の酸素炭素比(C/O比)は6.2であった。実施例17と比較してやはり、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。精製により酸素官能基が減り、修飾量が実施例17と比較して少ないためと考えられた。
(Example 18)
A graphite oxide derivative A-F was obtained by the method described in Example 17, except that the graphite oxide raw material used was the graphite oxide obtained in Preparation Example 2. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative A-F was 6.2. As compared with Example 17, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was considered that the oxygen functional group was reduced by the purification, and the amount of modification was small as compared with Example 17.

(実施例19)
用いる酸化黒鉛原料を調製例4で得られた酸化黒鉛としたこと以外は実施例17に記載の方法で酸化黒鉛誘導体A−Gを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A−G中の酸素炭素比(C/O比)は6.0であった。実施例17と比較して、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。精製及び乾燥により酸素官能基が減り、修飾量が実施例17と比較して少ないためと考えられた。
(Example 19)
A graphite oxide derivative AG was obtained by the method described in Example 17, except that the graphite oxide raw material used was the graphite oxide obtained in Preparation Example 4. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative AG was 6.0. Compared with Example 17, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was considered that oxygen functional groups were reduced by purification and drying, and the amount of modification was small compared to Example 17.

(実施例20)
用いる酸化黒鉛原料を調製例6で得られた酸化黒鉛としたこと以外は実施例17に記載の方法で酸化黒鉛誘導体A−Hを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A−H中の酸素炭素比(C/O比)は6.1であった。実施例17と比較してやはり、修飾量が少なく、C/O比が低いものであった。乾燥により酸素官能基が減り、修飾量が実施例17と比較して少ないためと考えられた。
(Example 20)
A graphite oxide derivative A-H was obtained by the method described in Example 17 except that the graphite oxide raw material used was the graphite oxide obtained in Preparation Example 6. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative AH was 6.1. As compared with Example 17, the modification amount was small and the C / O ratio was low. It was considered that oxygen functional groups were reduced by drying, and the amount of modification was small compared to Example 17.

(実施例21)
反応溶媒としてNMPを酸化黒鉛に対し10000%加え超音波処理により分散させたこと、2−デシル−1−テトラデカノールの代わりにステアリルアミン(東京化成工業株式会社製)を用いた以外は実施例1に記載の方法で酸化黒鉛誘導体A−Iを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A−I中の酸素炭素比(C/O比)は8.3であった。また分散性においても、クロロホルム、アセトン、DMF、エタノール、デカンに対し良好な分散性を持つことも確認された。また落つい感度試験による感度は8級であった。
(Example 21)
Example: NMP was added as a reaction solvent to 10000% of graphite oxide and dispersed by ultrasonic treatment, and stearylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of 2-decyl-1-tetradecanol. The graphite oxide derivative AI was obtained by the method described in 1. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative AI was 8.3. Further, in terms of dispersibility, it was also confirmed that the dispersibility was good for chloroform, acetone, DMF, ethanol, and decane. Further, the sensitivity according to the sensitivity test was grade 8.

(実施例22)
反応溶媒としてNMPを酸化黒鉛に対し10000%加え超音波処理により分散させたこと、2−デシル−1−テトラデカノールの代わりに2−エチルヘキシルアミン(東京化成工業株式会社製)を用いた以外は実施例1に記載の方法で酸化黒鉛誘導体A−Jを得た。得られた酸化黒鉛誘導体A−J中の酸素炭素比(C/O比)は7.0であった。また分散性においても、クロロホルム、アセトン、DMF、エタノール、デカンに対し良好な分散性を持つことも確認された。また落つい感度試験による感度は8級であった。
(Example 22)
Except that NMP was added as a reaction solvent to 10000% of graphite oxide and dispersed by ultrasonic treatment, and 2-ethylhexylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of 2-decyl-1-tetradecanol. Graphite oxide derivative AJ was obtained by the method described in Example 1. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative AJ was 7.0. Further, in terms of dispersibility, it was also confirmed that the dispersibility was good for chloroform, acetone, DMF, ethanol, and decane. Further, the sensitivity according to the sensitivity test was grade 8.

(比較例1)
反応温度を100℃、反応時間を24時間にしたこと以外は実施例3に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Kを得た。得られた酸化黒鉛誘導体K中の酸素炭素比(C/O比)は6.0であった。修飾量が実施例1〜4と比較して少ないことが確認された。図16は、比較例1で作製した酸化黒鉛誘導体KのFT−IRチャートである。
(Comparative Example 1)
A graphite oxide derivative K was obtained by the method described in Example 3 except that the reaction temperature was 100 ° C. and the reaction time was 24 hours. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative K was 6.0. It was confirmed that the modification amount was small as compared with Examples 1-4. FIG. 16 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative K produced in Comparative Example 1.

(比較例2)
反応温度を100℃、反応時間を24時間にしたこと以外は実施例7に記載の方法で酸化黒鉛誘導体Lを得た。得られた酸化黒鉛誘導体L中の酸素炭素比(C/O比)は5.6であった。修飾量が実施例5〜8と比較して少ないことが確認された。図17は、比較例2で作製した酸化黒鉛誘導体LのFT−IRチャートである。
(Comparative Example 2)
A graphite oxide derivative L was obtained by the method described in Example 7 except that the reaction temperature was 100 ° C. and the reaction time was 24 hours. The oxygen-carbon ratio (C / O ratio) in the obtained graphite oxide derivative L was 5.6. It was confirmed that the modification amount was small as compared with Examples 5-8. FIG. 17 is an FT-IR chart of graphite oxide derivative L produced in Comparative Example 2.

実施例1〜22、比較例1、2の結果を下記表1に示す。 The results of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1 below.

Figure 2017178770
Figure 2017178770

Claims (11)

酸化黒鉛誘導体を製造する方法であって、
該製造方法は、黒鉛を酸化する工程と、
該酸化工程で得られる酸化黒鉛含有組成物中の酸化黒鉛と、該酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物とを反応させて酸化黒鉛誘導体を得る工程とを含み、
酸化工程と酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化黒鉛含有組成物を精製し、かつ乾燥する工程を含まないことを特徴とする酸化黒鉛誘導体の製造方法。
A method for producing a graphite oxide derivative comprising:
The production method comprises the steps of oxidizing graphite,
Comprising: reacting a graphite oxide in the graphite oxide-containing composition obtained in the oxidation step with a compound that reacts with an oxygen-containing functional group of the graphite oxide to obtain a graphite oxide derivative;
A method for producing a graphite oxide derivative characterized by not comprising a step of purifying and drying a graphite oxide-containing composition between the oxidation step and the step of obtaining a graphite oxide derivative.
前記酸化工程と前記酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化黒鉛含有組成物を精製する工程を含まないことを特徴とする請求項1に記載の酸化黒鉛誘導体の製造方法。 The method for producing a graphite oxide derivative according to claim 1, wherein a step of purifying the graphite oxide-containing composition is not included between the oxidation step and the step of obtaining the graphite oxide derivative. 前記酸化工程は、酸を用いて黒鉛を酸化することを特徴とする請求項1又は2に記載の酸化黒鉛誘導体の製造方法。 The method for producing a graphite oxide derivative according to claim 1 or 2, wherein the oxidizing step oxidizes graphite using an acid. 前記酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物は、アルコール及び/又はアミンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の酸化黒鉛誘導体の製造方法。 The method for producing a graphite oxide derivative according to any one of claims 1 to 3, wherein the compound that reacts with the oxygen-containing functional group of graphite oxide is an alcohol and / or an amine. 前記酸化黒鉛誘導体を得る工程は、酸化黒鉛と、酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物とを120℃以上の反応温度で反応させる工程を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の酸化黒鉛誘導体の製造方法。 The step of obtaining the graphite oxide derivative includes a step of reacting graphite oxide and a compound that reacts with an oxygen-containing functional group of graphite oxide at a reaction temperature of 120 ° C. or more. A method for producing the graphite oxide derivative according to claim 1. 前記酸化黒鉛誘導体を得る工程の反応に供される酸化黒鉛含有組成物は、組成物中の酸化黒鉛の質量100質量%に対して、硫酸を1質量%以上、1000質量%以下含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の酸化黒鉛誘導体の製造方法。 The graphite oxide-containing composition subjected to the reaction in the step of obtaining the graphite oxide derivative contains 1% by mass or more and 1000% by mass or less of sulfuric acid with respect to 100% by mass of the graphite oxide in the composition. The manufacturing method of the graphite oxide derivative in any one of Claims 1-5. 前記酸化黒鉛誘導体を得る工程の反応に供される酸化黒鉛含有組成物は、組成物中の酸化黒鉛の質量100質量%に対して、水を3質量%以上、10000質量%以下含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の酸化黒鉛誘導体の製造方法。 The graphite oxide-containing composition subjected to the reaction in the step of obtaining the graphite oxide derivative contains 3% by mass or more and 10,000% by mass or less of water with respect to 100% by mass of the graphite oxide in the composition. A method for producing a graphite oxide derivative according to any one of claims 1 to 6. 酸化黒鉛誘導体を製造する方法であって、
該製造方法は、酸化黒鉛とアルコール及び/又はアミンとを120℃以上の反応温度で反応させて炭化水素基をもつ官能基を有する酸化黒鉛誘導体を得る工程を含むことを特徴とする酸化黒鉛誘導体の製造方法。
A method for producing a graphite oxide derivative comprising:
The production method comprises a step of obtaining a graphite oxide derivative having a functional group having a hydrocarbon group by reacting graphite oxide with alcohol and / or an amine at a reaction temperature of 120 ° C. or more. Manufacturing method.
前記アルコールは、脂肪族アルコールであり、
前記アミンは、脂肪族アミンである
ことを特徴とする請求項4又は8に記載の酸化黒鉛誘導体の製造方法。
The alcohol is an aliphatic alcohol;
The method for producing a graphite oxide derivative according to claim 4 or 8, wherein the amine is an aliphatic amine.
アルキル基を有し、
JIS K 4810に規定される落つい感度試験で測定される等級が8級であることを特徴とする酸化黒鉛誘導体。
Having an alkyl group,
A graphite oxide derivative characterized in that the grade measured by a sag sensitivity test specified in JIS K 4810 is grade 8.
X線回折スペクトルにおいて9−13°及び21−24°にそれぞれピークを少なくとも1つずつ示し、9−13°にあるピークのScherrerの式により算出される結晶子径が100Å以上、500Å以下であることを特徴とする酸化黒鉛誘導体。 In the X-ray diffraction spectrum, at least one peak is shown at 9-13 ° and 21-24 °, and the crystallite diameter calculated by Scherrer's formula of the peak at 9-13 ° is 100 mm or more and 500 mm or less. A graphite oxide derivative characterized by that.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107879338A (en) * 2017-12-29 2018-04-06 天津市天波科达科技有限公司 A kind of technical grade graphene oxide process units
JP2019189469A (en) * 2018-04-18 2019-10-31 株式会社日本触媒 Carbon material complex and carbon material-metal complex
JP2019194146A (en) * 2018-04-27 2019-11-07 株式会社日本触媒 Method for producing carbon material composite
JP2020007211A (en) * 2018-04-27 2020-01-16 株式会社日本触媒 Method for producing carbon material complex
JP2020066569A (en) * 2018-10-19 2020-04-30 株式会社日本触媒 Process for producing carbon material composite
US11945723B2 (en) 2018-04-27 2024-04-02 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for producing carbon material complex

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006233017A (en) * 2005-02-24 2006-09-07 Toray Ind Inc Thermoplastic resin composition and its manufacturing method
JP4798411B2 (en) * 2000-08-09 2011-10-19 三菱瓦斯化学株式会社 Method for synthesizing thin-film particles having a carbon skeleton
JP2013006909A (en) * 2011-06-22 2013-01-10 Denso Corp Heat transport fluid
JP2013079176A (en) * 2011-10-05 2013-05-02 Dic Corp Modified graphene, film and molding
JP5234325B2 (en) * 2008-03-31 2013-07-10 株式会社豊田中央研究所 Method for producing organic graphite material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4798411B2 (en) * 2000-08-09 2011-10-19 三菱瓦斯化学株式会社 Method for synthesizing thin-film particles having a carbon skeleton
JP2006233017A (en) * 2005-02-24 2006-09-07 Toray Ind Inc Thermoplastic resin composition and its manufacturing method
JP5234325B2 (en) * 2008-03-31 2013-07-10 株式会社豊田中央研究所 Method for producing organic graphite material
JP2013006909A (en) * 2011-06-22 2013-01-10 Denso Corp Heat transport fluid
JP2013079176A (en) * 2011-10-05 2013-05-02 Dic Corp Modified graphene, film and molding

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107879338A (en) * 2017-12-29 2018-04-06 天津市天波科达科技有限公司 A kind of technical grade graphene oxide process units
JP2019189469A (en) * 2018-04-18 2019-10-31 株式会社日本触媒 Carbon material complex and carbon material-metal complex
JP7037997B2 (en) 2018-04-18 2022-03-17 株式会社日本触媒 Carbon Material Complex and Carbon Material-Metal Complex
JP2019194146A (en) * 2018-04-27 2019-11-07 株式会社日本触媒 Method for producing carbon material composite
JP2020007211A (en) * 2018-04-27 2020-01-16 株式会社日本触媒 Method for producing carbon material complex
JP7432306B2 (en) 2018-04-27 2024-02-16 株式会社日本触媒 Method for manufacturing carbon material composite
JP7438672B2 (en) 2018-04-27 2024-02-27 株式会社日本触媒 Method for manufacturing carbon material composite
US11945723B2 (en) 2018-04-27 2024-04-02 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for producing carbon material complex
JP2020066569A (en) * 2018-10-19 2020-04-30 株式会社日本触媒 Process for producing carbon material composite
JP7432307B2 (en) 2018-10-19 2024-02-16 株式会社日本触媒 Method for manufacturing carbon material composite

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