JP2020172406A - Method for producing surface-modified nanodiamond - Google Patents

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大輔 城
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Abstract

To provide a method for producing a surface-modified nanodiamond excellent in production efficiency and capable of obtaining the surface-modified nanodiamond having an amine-derived surface-modifying group by using various amines.SOLUTION: A method for producing a surface-modified nanodiamond comprises a liquid plasma treatment step of subjecting a mixed liquid containing nanodiamond and an amine to a liquid plasma treatment for obtaining a nanodiamond having a nitrogen atom-containing group derived from the amine on the surface. The amine is an amine represented by formula (1), and the total number of carbon atoms in the amine represented by formula (1) is preferably 26 to 60: RnNH3-n (1).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法に関する。より具体的には、本発明は、アミン由来の窒素原子含有基を表面に有する表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing surface-modified nanodiamonds. More specifically, the present invention relates to a method for producing surface-modified nanodiamond having an amine-derived nitrogen atom-containing group on the surface.

ナノダイヤモンドは比表面積が非常に大きい超微粒子のダイヤモンドであり、高い機械的強度と電気絶縁性、及び優れた熱伝導性を有する。また、消臭効果、抗菌効果、耐薬品性も有する。そのため、研磨材、導電性付与材、絶縁材料、消臭剤、抗菌剤等として使用される。 Nanodiamond is an ultrafine diamond having a very large specific surface area, and has high mechanical strength, electrical insulation, and excellent thermal conductivity. It also has deodorant effect, antibacterial effect, and chemical resistance. Therefore, it is used as an abrasive, a conductivity-imparting material, an insulating material, a deodorant, an antibacterial agent, and the like.

ナノダイヤモンドは、一般的に、爆轟法により合成される。爆轟法で得られるナノダイヤモンドは凝着体を形成している場合が多く、該凝着体を、ビーズミル等の粉砕機を用いた解砕処理を施すことで粒子のメディアン径(D50)が10nm未満のいわゆる一桁ナノダイヤモンドが得られる(特許文献1及び2参照)。 Nanodiamonds are generally synthesized by the detonation method. Nanodiamonds obtained by the detonation method often form adherents, and the adherents are crushed using a crusher such as a bead mill to increase the median diameter (D50) of the particles. So-called single digit nanodiamonds with a diameter of less than 10 nm can be obtained (see Patent Documents 1 and 2).

ナノダイヤモンドは、上記ナノダイヤモンドの特性を活かしながら、放熱材料、光学材料(例えば、高機能フィルム材料)、素材強化材料、熱交換流動媒体、コーティング材(例えば、抗菌コーティング材、消臭コーティング材)、研磨剤、潤滑剤、医療材料等の種々のアプリケーションへ展開するために、ナノダイヤモンドに目的の表面修飾基を導入することが行われている。 Nanodiamond is a heat-dissipating material, an optical material (for example, a high-performance film material), a material reinforcing material, a heat exchange flow medium, and a coating material (for example, an antibacterial coating material and a deodorant coating material) while taking advantage of the above-mentioned characteristics of nanodiamond. In order to develop into various applications such as abrasives, lubricants, and medical materials, the target surface modifying group is introduced into nanodiamond.

例えば、アミンやアンモニウムを用いて表面修飾したナノダイヤモンドについては、当該ナノダイヤモンドを得る方法として、ナノダイヤモンド表面に存在するカルボキシ基を酸クロライド化してアミンと反応させる方法や、アンモニウム塩を用いる方法等が知られている(特許文献3及び非特許文献1参照)。 For example, for nanodiamonds whose surface has been modified with amines or ammonium, methods for obtaining the nanodiamonds include a method of acid chlorideizing a carboxy group existing on the surface of nanodiamonds and reacting with amines, a method of using an ammonium salt, and the like. Is known (see Patent Document 3 and Non-Patent Document 1).

特開2005−001983号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-001983 特開2010−126669号公報JP-A-2010-126669 特開2017−128482号公報JP-A-2017-128482

Journal of American Chemical Society 131 (2009) 4594-4595Journal of American Chemical Society 131 (2009) 4594-4595

しかしながら、酸クロライド化する方法は安全性に問題があったり反応時間が長くなったりするため、生産効率に劣るという問題があった。また、アンモニウム塩を用いる方法では、アンモニウム塩自体の種類が少なく、また得られる修飾ナノダイヤモンドの分散性の観点から使用可能な溶媒も限定されていた。 However, the method of acid chloride formation has a problem of inferior production efficiency because there is a problem in safety and a long reaction time. Further, in the method using an ammonium salt, the types of the ammonium salt itself are small, and the solvent that can be used is limited from the viewpoint of the dispersibility of the obtained modified nanodiamond.

従って、本発明の目的は、生産効率に優れ、種々のアミンを用いて、アミン由来の表面修飾基を有する表面修飾ナノダイヤモンドを得ることが可能な表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing surface-modified nanodiamonds, which has excellent production efficiency and can obtain surface-modified nanodiamonds having surface-modifying groups derived from amines by using various amines. is there.

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、ナノダイヤモンド及びアミンを含む混合液を液中プラズマ処理してナノダイヤモンド表面を修飾する工程を含む、表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法によれば、生産効率に優れ、種々のアミンを用いて、アミン由来の表面修飾基を有する表面修飾ナノダイヤモンドを得ることが可能であることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。 As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventor has made a method for producing surface-modified nanodiamonds, which comprises a step of subjecting a mixed solution containing nanodiamonds and amines to plasma treatment in the liquid to modify the surface of nanodiamonds. For example, it has been found that the production efficiency is excellent and it is possible to obtain surface-modified nanodiamonds having surface-modifying groups derived from amines by using various amines. The present invention has been completed based on these findings.

すなわち、本発明は、ナノダイヤモンド及びアミンを含む混合液を液中プラズマ処理して、上記アミン由来の窒素原子含有基を表面に有するナノダイヤモンドを得る液中プラズマ処理工程を含む、表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法を提供する。 That is, the present invention comprises a surface-modified nanodiamond step of subjecting a mixed solution containing nanodiamond and amine to plasma treatment in liquid to obtain nanodiamond having a nitrogen atom-containing group derived from the amine on the surface. Providing a manufacturing method for.

上記アミンは、下記式(1)で表されるアミンであり、当該式(1)で表されるアミンにおける炭素原子の総数が26〜60であることが好ましい。
nNH3-n (1)
(式(1)中、Rは一価の有機基を示し、nは1〜3の整数を示す。)
The amine is an amine represented by the following formula (1), and the total number of carbon atoms in the amine represented by the formula (1) is preferably 26 to 60.
R n NH 3-n (1)
(In formula (1), R represents a monovalent organic group, and n represents an integer of 1 to 3).

上記Rは、炭素数1〜22の直鎖又は分岐鎖状アルキル基であることが好ましい。 The R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.

上記アミンは、第2級アミン又は第3級アミンであることが好ましい。 The amine is preferably a secondary amine or a tertiary amine.

本発明の表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法によれば、生産効率に優れ、種々のアミンを用いて、当該アミン由来の表面修飾基を有する表面修飾ナノダイヤモンドを得ることが可能である。 According to the method for producing surface-modified nanodiamonds of the present invention, it is possible to obtain surface-modified nanodiamonds having a surface-modifying group derived from the amines, which are excellent in production efficiency and using various amines.

本発明の表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法の一実施形態を示す工程図である。It is a process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the surface-modified nanodiamond of this invention. 調製例1で得られたナノダイヤモンドのFT−IRスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the FT-IR spectrum of the nanodiamond obtained in Preparation Example 1. 実施例1で得られた表面修飾ナノダイヤモンドのFT−IRスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the FT-IR spectrum of the surface-modified nanodiamond obtained in Example 1. 実施例2で得られた表面修飾ナノダイヤモンドのFT−IRスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the FT-IR spectrum of the surface-modified nanodiamond obtained in Example 2. 実施例3で得られた表面修飾ナノダイヤモンドのFT−IRスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the FT-IR spectrum of the surface-modified nanodiamond obtained in Example 3.

[表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法]
本発明の表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法は、ナノダイヤモンド及びアミンを含む混合液を液中プラズマ処理して、上記アミン由来の窒素原子含有基を表面に有するナノダイヤモンドを得る工程(液中プラズマ処理工程)を含む。なお、本明細書において、本発明の表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法を、単に「本発明の製造方法」と称する場合がある。
[Manufacturing method of surface-modified nanodiamond]
The method for producing surface-modified nanodiamonds of the present invention is a step of subjecting a mixed solution containing nanodiamonds and amines to plasma treatment in liquid to obtain nanodiamonds having a nitrogen atom-containing group derived from the amine on the surface (plasma treatment in liquid). Step) is included. In addition, in this specification, the manufacturing method of the surface-modified nanodiamond of this invention may be simply referred to as "the manufacturing method of this invention".

液中プラズマ処理工程で使用するナノダイヤモンドとしては、例えば、爆轟法ナノダイヤモンド(すなわち、爆轟法によって生成したナノダイヤモンド)や、高温高圧法ナノダイヤモンド(すなわち、高温高圧法によって生成したナノダイヤモンド)等が挙げられる。中でも、一次粒子の粒子径が一桁ナノメートルであり、分散性に優れる点で、爆轟法ナノダイヤモンドを使用することが好ましい。 Examples of nanodiamonds used in the submerged plasma treatment step include detonation nanodiamonds (that is, nanodiamonds produced by the detonation method) and high-temperature and high-pressure nanodiamonds (that is, nanodiamonds produced by the high-temperature and high-pressure method). ) Etc. can be mentioned. Above all, it is preferable to use detonation nanodiamonds because the particle size of the primary particles is a single digit nanometer and the dispersibility is excellent.

上記爆轟法には、空冷式爆轟法と水冷式爆轟法が含まれる。中でも、水冷式爆轟法よりも一次粒子が小さいナノダイヤモンドを得ることができる観点で、空冷式爆轟法が好ましい。また、爆轟は大気雰囲気下で行ってもよく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。従って、液中プラズマ処理工程で用いるナノダイヤモンドは、爆轟法ナノダイヤモンド、すなわち爆轟法によって生成したナノダイヤモンドが好ましく、より好ましくは空冷式爆轟法ナノダイヤモンドである。 The detonation method includes an air-cooled detonation method and a water-cooled detonation method. Above all, the air-cooled detonation method is preferable from the viewpoint that nanodiamonds having smaller primary particles than the water-cooled detonation method can be obtained. Further, the detonation may be carried out in an atmospheric atmosphere, or may be carried out in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere. Therefore, the nanodiamonds used in the submerged plasma treatment step are preferably detonation nanodiamonds, that is, nanodiamonds produced by the detonation method, and more preferably air-cooled detonation nanodiamonds.

本発明の製造方法は、液中プラズマ処理工程以外に、生成工程、精製工程、酸素酸化工程、水素化工程、解砕工程等の他の工程を含んでいてもよい。上記精製工程としては、例えば、酸処理工程、酸化処理工程、アルカリ過水処理工程、乾燥工程等が挙げられる。 The production method of the present invention may include other steps such as a production step, a purification step, an oxygen oxidation step, a hydrogenation step, and a crushing step in addition to the submerged plasma treatment step. Examples of the purification step include an acid treatment step, an oxidation treatment step, an alkaline superwater treatment step, and a drying step.

図1は、本発明の製造方法の一実施形態を示す工程図である。図1に示す本発明の製造方法の一実施形態は、生成工程S1と、酸処理工程とS2、酸化処理工程S3と、酸素酸化工程S4と、解砕工程S4と、液中プラズマ処理工程S5とを少なくとも含む。 FIG. 1 is a process diagram showing an embodiment of the manufacturing method of the present invention. One embodiment of the production method of the present invention shown in FIG. 1 includes a production step S1, an acid treatment step and S2, an oxidation treatment step S3, an oxygen oxidation step S4, a crushing step S4, and a submerged plasma treatment step S5. And at least include.

(生成工程)
生成工程(ナノダイヤモンド生成工程)では、例えば、爆轟法によって、ナノダイヤモンド粗生成物を生成させる。具体的には、まず、成形された爆薬に電気雷管が装着されたものを爆轟用の耐圧性容器の内部に設置し、容器内において特定の組成の気体と使用爆薬とが共存する状態で、容器を密閉する。容器は例えば鉄製である。容器の容積は、例えば0.5〜40m3である。爆薬としては、トリニトロトルエン(TNT)とシクロトリメチレントリニトロアミンすなわちヘキソーゲン(RDX)との混合物を使用することができる。TNTとRDXの質量比(TNT/RDX)は、例えば40/60〜60/40の範囲とされる。爆薬の使用量は、例えば0.05〜2.0kgである。
(Generation process)
In the production step (nanodiamond production step), for example, a crude nanodiamond product is produced by a detonation method. Specifically, first, a molded explosive equipped with an electric detonator is installed inside a pressure-resistant container for detonation, and a gas having a specific composition and the explosive used coexist in the container. , Seal the container. The container is made of iron, for example. The volume of the container is, for example, 0.5 to 40 m 3 . As the explosive, a mixture of trinitrotoluene (TNT) and cyclotrimethylene trinitroamine or hexogen (RDX) can be used. The mass ratio of TNT to RDX (TNT / RDX) is, for example, in the range of 40/60 to 60/40. The amount of explosive used is, for example, 0.05 to 2.0 kg.

生成工程では、次に、電気雷管を起爆させ、容器内で爆薬を爆轟させる。爆轟とは、化学反応に伴う爆発のうち反応の生じる火炎面が音速を超えた高速で移動するものをいう。爆轟の際、使用爆薬が部分的に不完全燃焼を起こして遊離した炭素を原料として、爆発で生じた衝撃波の圧力とエネルギーの作用によってナノダイヤモンドが生成する。ナノダイヤモンドは、爆轟法により得られる生成物にて先ずは、隣接する一次粒子ないし結晶子の間がファンデルワールス力の作用に加えて結晶面間クーロン相互作用が寄与して非常に強固に集成し、凝着体となる。 In the production process, the electric detonator is then detonated to detonate the explosive in the container. Detonation is an explosion that accompanies a chemical reaction in which the flame surface on which the reaction occurs moves at a high speed that exceeds the speed of sound. At the time of detonation, nanodiamonds are produced by the action of the pressure and energy of the shock wave generated by the explosion, using the carbon released by the explosive used as a partial incomplete combustion as a raw material. Nanodiamond is a product obtained by the detonation method. First of all, between adjacent primary particles or crystallites, in addition to the action of van der Waals force, the Coulomb interaction between crystal planes contributes to make nanodiamond very strong. It assembles and becomes an adherent body.

生成工程では、次に、室温において24時間程度放置することにより放冷し、容器及びその内部を降温させる。この放冷の後、容器の内壁に付着しているナノダイヤモンド粗生成物(上述のようにして生成したナノダイヤモンドの凝着体と煤を含む)をヘラで掻き取る作業を行い、ナノダイヤモンド粗生成物を回収する。以上のような爆轟法によって、ナノダイヤモンド粒子の粗生成物を得ることができる。また、以上のような生成工程を必要回数行うことによって、所望量のナノダイヤモンド粗生成物を取得することが可能である。 In the production step, the container and its inside are then cooled by allowing it to cool at room temperature for about 24 hours. After this cooling, the nanodiamond crude products (including the nanodiamond adherents and soot produced as described above) adhering to the inner wall of the container are scraped off with a spatula. Collect the product. By the detonation method as described above, a crude product of nanodiamond particles can be obtained. In addition, a desired amount of crude nanodiamond product can be obtained by performing the above-mentioned production steps a required number of times.

(酸処理工程)
酸処理工程では、原料であるナノダイヤモンド粗生成物に例えば水溶媒中で強酸を作用させて金属酸化物を除去する。爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物には金属酸化物が含まれやすく、この金属酸化物は、爆轟法に使用される容器等に由来するFe、Co、Ni等の酸化物である。例えば水溶媒中で強酸を作用させることにより、ナノダイヤモンド粗生成物から金属酸化物を溶解・除去することができる(酸処理)。この酸処理に用いられる強酸としては、鉱酸が好ましく、例えば、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸、王水が挙げられる。上記強酸は、一種を使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
(Acid treatment process)
In the acid treatment step, a strong acid is allowed to act on the raw material nanodiamond crude product, for example, in an aqueous solvent to remove the metal oxide. The nanodiamond crude product obtained by the detonation method tends to contain metal oxides, and these metal oxides are oxides of Fe, Co, Ni, etc. derived from containers and the like used in the detonation method. .. For example, by allowing a strong acid to act in an aqueous solvent, metal oxides can be dissolved and removed from the crude nanodiamond product (acid treatment). The strong acid used for this acid treatment is preferably a mineral acid, and examples thereof include hydrochloric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, nitric acid, and aqua regia. As the strong acid, one kind may be used, or two or more kinds may be used.

酸処理で使用される強酸の濃度は例えば1〜50質量%である。酸処理温度は例えば70〜150℃である。酸処理時間は例えば0.1〜24時間である。また、酸処理は、減圧下、常圧下、又は加圧下で行うことが可能である。このような酸処理の後、例えばデカンテーションにより、固形分(ナノダイヤモンド凝着体を含む)の水洗を行う。沈殿液のpHが例えば2〜3に至るまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行うのが好ましい。爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物における金属酸化物の含有量が少ない場合には、以上のような酸処理を省略してもよい。 The concentration of the strong acid used in the acid treatment is, for example, 1 to 50% by mass. The acid treatment temperature is, for example, 70 to 150 ° C. The acid treatment time is, for example, 0.1 to 24 hours. Further, the acid treatment can be performed under reduced pressure, normal pressure, or pressure. After such acid treatment, the solid content (including the nanodiamond adherent) is washed with water, for example, by decantation. It is preferable to repeatedly wash the solid content with water by decantation until the pH of the precipitate reaches, for example, 2-3. When the content of the metal oxide in the crude nanodiamond product obtained by the detonation method is small, the above acid treatment may be omitted.

(酸化処理工程)
酸化処理工程は、酸化剤を用いてナノダイヤモンド粗生成物からグラファイトを除去する工程である。爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物にはグラファイト(黒鉛)が含まれるが、このグラファイトは、使用爆薬が部分的に不完全燃焼を起こして遊離した炭素のうちナノダイヤモンド結晶を形成しなかった炭素に由来する。例えば上記の酸処理を経た後に、水溶媒中で酸化剤を作用させることにより、ナノダイヤモンド粗生成物からグラファイトを除去することができる。また、酸化剤を作用させることにより、ナノダイヤモンド表面にカルボキシ基や水酸基等の酸素含有基を導入することができる。
(Oxidation process)
The oxidation treatment step is a step of removing graphite from the crude nanodiamond product using an oxidizing agent. The crude nanodiamond product obtained by the detonation method contains graphite (graphite), which does not form nanodiamond crystals out of the carbon released by the explosive used due to partial incomplete combustion. Derived from graphite. For example, graphite can be removed from the crude nanodiamond product by allowing an oxidizing agent to act in an aqueous solvent after undergoing the above acid treatment. Further, by allowing an oxidizing agent to act, an oxygen-containing group such as a carboxy group or a hydroxyl group can be introduced into the surface of nanodiamond.

この酸化処理に用いられる酸化剤としては、例えば、クロム酸、無水クロム酸、二クロム酸、過マンガン酸、過塩素酸、硝酸、これらの混合物や、これらから選択される少なくとも一種の酸と他の酸(例えば硫酸等)との混酸、これらの塩が挙げられる。中でも、混酸(特に、硫酸と硝酸との混酸)を使用することが、環境に優しく、且つグラファイトを酸化・除去する作用に優れる点で好ましい。 Examples of the oxidizing agent used in this oxidation treatment include chromic acid, chromic anhydride, dichromic acid, permanganic acid, perchloric acid, nitric acid, mixtures thereof, and at least one acid selected from these and others. Examples of mixed acids with acids (such as sulfuric acid) and salts thereof. Above all, it is preferable to use a mixed acid (particularly, a mixed acid of sulfuric acid and nitric acid) because it is environmentally friendly and has an excellent action of oxidizing and removing graphite.

上記混酸における硫酸と硝酸との混合割合(前者/後者;質量比)は、例えば60/40〜95/5であることが、常圧付近の圧力(例えば、0.5〜2atm)の下でも、例えば130℃以上(特に好ましくは150℃以上。なお、上限は、例えば200℃)の温度で、効率よくグラファイトを酸化して除去することができる点で好ましい。下限は、好ましくは65/35、より好ましくは70/30である。また、上限は、好ましくは90/10、より好ましくは85/15、さらに好ましくは80/20である。上記混合割合が60/40以上であると、高沸点を有する硫酸の含有量が高いため、常圧付近の圧力下では、反応温度が例えば120℃以上となり、グラファイトの除去効率が向上する傾向がある。上記混合割合が95/5以下であると、グラファイトの酸化に大きく貢献する硝酸の含有量が多くなるため、グラファイトの除去効率が向上する傾向がある。 The mixing ratio of sulfuric acid and nitric acid (former / latter; mass ratio) in the mixed acid is, for example, 60/40 to 95/5, even under pressure near normal pressure (for example, 0.5 to 2 atm). For example, it is preferable in that graphite can be efficiently oxidized and removed at a temperature of 130 ° C. or higher (particularly preferably 150 ° C. or higher; the upper limit is, for example, 200 ° C.). The lower limit is preferably 65/35, more preferably 70/30. The upper limit is preferably 90/10, more preferably 85/15, and even more preferably 80/20. When the mixing ratio is 60/40 or more, the content of sulfuric acid having a high boiling point is high, so that the reaction temperature becomes, for example, 120 ° C. or more under pressure near normal pressure, and the graphite removal efficiency tends to improve. is there. When the mixing ratio is 95/5 or less, the content of nitric acid that greatly contributes to the oxidation of graphite increases, so that the efficiency of removing graphite tends to improve.

酸化剤(特に、上記混酸)の使用量は、ナノダイヤモンド粗生成物1質量部に対して例えば10〜50質量部、好ましくは15〜40質量部、より好ましくは20〜40質量部である。また、上記混酸中の硫酸の使用量は、ナノダイヤモンド粗生成物1質量部に対して例えば5〜48質量部、好ましくは10〜35質量部、より好ましくは15〜30質量部である。また、上記混酸中の硝酸の使用量は、ナノダイヤモンド粗生成物1質量部に対して例えば2〜20質量部、好ましくは4〜10質量部、より好ましくは5〜8質量部である。 The amount of the oxidizing agent (particularly the mixed acid) used is, for example, 10 to 50 parts by mass, preferably 15 to 40 parts by mass, and more preferably 20 to 40 parts by mass with respect to 1 part by mass of the crude nanodiamond product. The amount of sulfuric acid used in the mixed acid is, for example, 5 to 48 parts by mass, preferably 10 to 35 parts by mass, and more preferably 15 to 30 parts by mass with respect to 1 part by mass of the crude nanodiamond product. The amount of nitric acid used in the mixed acid is, for example, 2 to 20 parts by mass, preferably 4 to 10 parts by mass, and more preferably 5 to 8 parts by mass with respect to 1 part by mass of the crude nanodiamond product.

また、酸化剤として上記混酸を使用する場合、混酸と共に触媒を使用してもよい。触媒を使用することにより、グラファイトの除去効率を一層向上させることができる。上記触媒としては、例えば、炭酸銅(II)等が挙げられる。触媒の使用量は、ナノダイヤモンド粗生成物100質量部に対して例えば0.01〜10質量部程度である。 When the above mixed acid is used as the oxidizing agent, a catalyst may be used together with the mixed acid. By using a catalyst, the efficiency of removing graphite can be further improved. Examples of the catalyst include copper (II) carbonate and the like. The amount of the catalyst used is, for example, about 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the crude nanodiamond product.

酸化処理温度は例えば100〜200℃である。酸化処理時間は例えば1〜24時間である。酸化処理は、減圧下、常圧下、又は加圧下で行うことが可能である。 The oxidation treatment temperature is, for example, 100 to 200 ° C. The oxidation treatment time is, for example, 1 to 24 hours. The oxidation treatment can be performed under reduced pressure, normal pressure, or pressure.

上記酸処理工程を経た後であっても、ナノダイヤモンドに除去しきれなかった金属酸化物が残存する場合は、一次粒子間が非常に強く相互作用して集成している凝着体(二次粒子)の形態をとる。このような場合には、ナノダイヤモンドに対して水溶媒中でアルカリ及び過酸化水素を作用させてもよい。これにより、ナノダイヤモンドに残存する金属酸化物を除去することができ、凝着体から一次粒子の分離を促進することができる。 If the metal oxide that could not be completely removed remains on the nanodiamond even after the above acid treatment step, the primary particles interact very strongly with each other to form an aggregate (secondary). It takes the form of particles). In such a case, alkali and hydrogen peroxide may be allowed to act on the nanodiamond in an aqueous solvent. As a result, the metal oxide remaining on the nanodiamond can be removed, and the separation of the primary particles from the adherent can be promoted.

上記酸化処理工程の後、例えばデカンテーションにより上澄みを除去することが好ましい。また、デカンテーションの際には、固形分の水洗を行うことが好ましい。水洗当初の上澄み液は着色しているが、上澄み液が目視で透明になるまで、当該固形分の水洗を反復して行うことが好ましい。 After the oxidation treatment step, it is preferable to remove the supernatant by, for example, decantation. Further, at the time of decantation, it is preferable to wash the solid content with water. Although the supernatant liquid at the beginning of washing with water is colored, it is preferable to repeatedly wash the solid content with water until the supernatant liquid becomes visually transparent.

(乾燥工程)
本発明の製造方法は、乾燥工程を有していてもよい。例えば、上記酸化処理工程を経て得られたナノダイヤモンド含有溶液から噴霧乾燥装置やエバポレーター等を使用して液分を蒸発させた後、これによって生じる残留固形分を乾燥用オーブン内での加熱乾燥によって乾燥させる。加熱乾燥温度は、例えば40〜150℃である。このような乾燥工程を経ることにより、粉体としてナノダイヤモンド凝着体(ナノダイヤモンド粒子の凝着体)が得られる。
(Drying process)
The production method of the present invention may include a drying step. For example, after evaporating the liquid content from the nanodiamond-containing solution obtained through the above oxidation treatment step using a spray drying device, an evaporator, or the like, the residual solid content generated thereby is heated and dried in a drying oven. dry. The heating and drying temperature is, for example, 40 to 150 ° C. By undergoing such a drying step, a nanodiamond adhering body (an adhering body of nanodiamond particles) can be obtained as a powder.

また、ナノダイヤモンドには、必要に応じて、気相にて酸化処理(例えば酸素酸化)や還元処理(例えば水素化処理)を施してもよい。気相にて酸化処理を施すことにより、表面にカルボキシ基を多く有するナノダイヤモンドが得られる。カルボキシ基を表面に多く有すると、その後の液中プラズマ処理工程においてアミンとナノダイヤモンドの反応がより進行しやすく、アミド基やアンモニウム塩などの窒素原子含有基の形成が促進される。また、気相にて還元処理を施すことにより、表面にC−H基を多く有するナノダイヤモンドが得られる。特に、液中プラズマ処理工程を経ることにより上記表面修飾ナノダイヤモンドを得やすい観点から、酸素酸化工程を含むことが好ましい。 Further, the nanodiamond may be subjected to an oxidation treatment (for example, oxygen oxidation) or a reduction treatment (for example, hydrogenation treatment) in the gas phase, if necessary. By performing the oxidation treatment in the gas phase, nanodiamonds having many carboxy groups on the surface can be obtained. When a large number of carboxy groups are present on the surface, the reaction between amines and nanodiamonds is more likely to proceed in the subsequent submerged plasma treatment step, and the formation of nitrogen atom-containing groups such as amide groups and ammonium salts is promoted. Further, by performing the reduction treatment in the gas phase, nanodiamonds having many CH groups on the surface can be obtained. In particular, it is preferable to include an oxygen oxidation step from the viewpoint that the surface-modified nanodiamond can be easily obtained through the submerged plasma treatment step.

(酸素酸化工程)
上記精製工程を経たナノダイヤモンドの粉体について、ガス雰囲気炉を使用して、酸素を含有するガス雰囲気下にて加熱する酸素酸化工程を行ってもよい。酸素酸化工程では、具体的には、ガス雰囲気炉内にナノダイヤモンド粉体が配され、当該炉に対して酸素含有ガスが供給ないし通流され、加熱温度として設定された温度条件まで当該炉内が昇温されて酸素酸化処理が実施される。この酸素酸化処理の温度条件は、例えば250〜500℃である。作製されるナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子についてネガティブのゼータ電位を実現するためには、この酸素酸化処理の温度条件は、比較的に高温であるのが好ましく、例えば400〜450℃である。また、酸素酸化工程で用いられる酸素含有ガスは、酸素に加えて不活性ガスを含有する混合ガスであってもよい。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、二酸化炭素、ヘリウムが挙げられる。当該混合ガスの酸素濃度は、例えば1〜35体積%である。
(Oxygen oxidation process)
The nanodiamond powder that has undergone the above purification step may be subjected to an oxygen oxidation step of heating in a gas atmosphere containing oxygen using a gas atmosphere furnace. In the oxygen oxidation step, specifically, nanodiamond powder is arranged in a gas atmosphere furnace, oxygen-containing gas is supplied or passed through the furnace, and the inside of the furnace reaches a temperature condition set as a heating temperature. Is heated and oxygen oxidation treatment is carried out. The temperature condition of this oxygen oxidation treatment is, for example, 250 to 500 ° C. In order to realize a negative zeta potential for the nanodiamond particles contained in the produced nanodiamond dispersion, the temperature condition of this oxygen oxidation treatment is preferably relatively high, for example, at 400 to 450 ° C. is there. Further, the oxygen-containing gas used in the oxygen oxidation step may be a mixed gas containing an inert gas in addition to oxygen. Examples of the inert gas include nitrogen, argon, carbon dioxide and helium. The oxygen concentration of the mixed gas is, for example, 1 to 35% by volume.

(水素化工程)
作製されるナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子についてポジティブのゼータ電位を実現するためは、上記酸素酸化工程の後に水素化工程を行ってもよい。水素化工程では、酸素酸化工程を経たナノダイヤモンドの粉体について、ガス雰囲気炉を使用して、水素を含有するガス雰囲気下にて加熱する。具体的には、ナノダイヤモンド粉体が内部に配されているガス雰囲気炉に対して水素含有ガスが供給ないし通流され、加熱温度として設定された温度条件まで当該炉内が昇温されて水素化処理が実施される。この水素化処理の温度条件は、例えば400〜800℃である。また、水素化工程で用いられる水素含有ガスは、水素に加えて不活性ガスを含有する混合ガスであってもよい。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、二酸化炭素、ヘリウムが挙げられる。当該混合ガスの水素濃度は、例えば1〜50体積%である。作製されるナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子についてネガティブのゼータ電位を実現するためには、このような水素化工程を行わずに後述の解砕工程を行ってもよい。
(Hydrogenation process)
In order to realize a positive zeta potential for the nanodiamond particles contained in the produced nanodiamond dispersion, a hydrogenation step may be performed after the oxygen oxidation step. In the hydrogenation step, the nanodiamond powder that has undergone the oxygen oxidation step is heated in a gas atmosphere containing hydrogen using a gas atmosphere furnace. Specifically, hydrogen-containing gas is supplied or passed through a gas atmosphere furnace in which nanodiamond powder is arranged, and the temperature inside the furnace is raised to the temperature condition set as the heating temperature to generate hydrogen. Chemical processing is carried out. The temperature condition of this hydrogenation treatment is, for example, 400 to 800 ° C. Further, the hydrogen-containing gas used in the hydrogenation step may be a mixed gas containing an inert gas in addition to hydrogen. Examples of the inert gas include nitrogen, argon, carbon dioxide and helium. The hydrogen concentration of the mixed gas is, for example, 1 to 50% by volume. In order to realize a negative zeta potential for the nanodiamond particles contained in the produced nanodiamond dispersion, the crushing step described later may be carried out without performing such a hydrogenation step.

(解砕工程)
上記精製工程、酸素酸化工程、あるいは水素化工程等を経て精製された後であっても、爆轟法ナノダイヤモンドは、一次粒子間が非常に強く相互作用して集成している凝着体(二次粒子)の形態をとる傾向が強い。この凝着体から多くの一次粒子を分離させるため、上記精製工程、酸素酸化工程、あるいは水素化工程の後に解砕工程を行ってもよい。具体的には、まず、酸素酸化工程又はその後の水素化工程を経たナノダイヤモンドを純水に懸濁し、ナノダイヤモンドを含有するスラリーが調製される。スラリーの調製にあたっては、比較的に大きな集成体をナノダイヤモンド懸濁液から除去するために遠心分離処理を行ってもよいし、ナノダイヤモンド懸濁液に超音波処理を施してもよい。そして、当該スラリーが湿式の解砕処理に付される。解砕処理は、例えば、高剪断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル等を使用して行うことができる。これらを組み合わせて解砕処理を実施してもよい。効率性の観点からはビーズミルを使用するのが好ましい。
(Crushing process)
Even after being purified through the above purification step, oxygen oxidation step, hydrogenation step, etc., the detonation method nanodiamond is an adherent (aggregated by very strong interaction between primary particles). There is a strong tendency to take the form of secondary particles). In order to separate many primary particles from the adherent, a crushing step may be performed after the purification step, the oxygen oxidation step, or the hydrogenation step. Specifically, first, nanodiamonds that have undergone an oxygen oxidation step or a subsequent hydrogenation step are suspended in pure water to prepare a slurry containing the nanodiamonds. In the preparation of the slurry, a centrifugation treatment may be performed to remove a relatively large aggregate from the nanodiamond suspension, or the nanodiamond suspension may be subjected to sonication treatment. Then, the slurry is subjected to a wet crushing process. The crushing treatment can be performed using, for example, a high shear mixer, a high shear mixer, a homomixer, a ball mill, a bead mill, a high-pressure homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a colloid mill, or the like. A crushing treatment may be carried out by combining these. From the viewpoint of efficiency, it is preferable to use a bead mill.

粉砕装置又は分散機であるビーズミルは、例えば、円筒形状のミル容器と、ローターピンと、遠心分離機構と、原料タンクと、ポンプとを具備する。ローターピンは、ミル容器と共通の軸心を有してミル容器内部で高速回転可能に構成されている。遠心分離機構は、ミル容器内の上部に配されている。解砕工程におけるビーズミルによるビーズミリングでは、ミル容器内にビーズが充填され且つローターピンが当該ビーズを撹拌している状態で、ポンプの作用によって原料タンクからミル容器の下部に原料としての上記スラリー(ナノダイヤモンド凝着体を含む)が投入される。スラリーは、ミル容器内でビーズが高速撹拌されている中を通ってミル容器内の上部に到達する。この過程で、スラリーに含まれているナノダイヤモンド凝着体は、激しく運動しているビーズとの接触によって粉砕ないし分散化の作用を受ける。これにより、ナノダイヤモンドの凝着体(二次粒子)から一次粒子への解砕が進む。ミル容器内の上部の遠心分離機構に到達したスラリーとビーズは、稼働する遠心分離機構によって比重差を利用した遠心分離がなされ、ビーズはミル容器内に留まり、スラリーは、遠心分離機構に対して摺動可能に連結された中空ラインを経由してミル容器外に排出される。排出されたスラリーは、原料タンクに戻され、その後、ポンプの作用によって再びミル容器に投入される(循環運転)。このようなビーズミリングにおいて、使用される解砕メディアは例えばジルコニアビーズであり、ビーズの直径は例えば15〜500μmである。ミル容器内に充填されるビーズの量(見掛け体積)は、ミル容器の容積に対して例えば50〜80%である。ローターピンの周速は例えば8〜12m/分である。循環させるスラリーの量は例えば200〜600mLであり、スラリーの流速は例えば5〜15L/時間である。また、処理時間(循環運転時間)は例えば30〜300分間である。解砕工程においては、以上のような連続式のビーズミルに代えてバッチ式のビーズミルを使用してもよい。 A bead mill, which is a crusher or a disperser, includes, for example, a cylindrical mill container, a rotor pin, a centrifugation mechanism, a raw material tank, and a pump. The rotor pin has a common axis with the mill container and is configured to be rotatable at high speed inside the mill container. The centrifuge mechanism is located at the top of the mill vessel. In the bead milling by the bead mill in the crushing step, the above slurry as a raw material is transferred from the raw material tank to the lower part of the mill container by the action of a pump while the bead is filled in the mill container and the rotor pin is stirring the bead. (Including nanodiamond adhering material) is introduced. The slurry reaches the top of the mill vessel through the beads being stirred at high speed in the mill vessel. In this process, the nanodiamond adherents contained in the slurry are crushed or dispersed by contact with the violently moving beads. As a result, the crushing of nanodiamond adhering bodies (secondary particles) into primary particles proceeds. The slurry and beads that have reached the upper centrifuge mechanism in the mill container are centrifuged by the operating centrifugation mechanism using the difference in specific gravity, the beads stay in the mill container, and the slurry is sent to the centrifugation mechanism. It is discharged to the outside of the mill container via a hollow line slidably connected. The discharged slurry is returned to the raw material tank, and then put into the mill container again by the action of the pump (circulation operation). In such bead milling, the crushing medium used is, for example, zirconia beads, the diameter of which is, for example, 15-500 μm. The amount of beads (apparent volume) filled in the mill container is, for example, 50 to 80% of the volume of the mill container. The peripheral speed of the rotor pin is, for example, 8 to 12 m / min. The amount of slurry to be circulated is, for example, 200 to 600 mL, and the flow rate of the slurry is, for example, 5 to 15 L / hour. The processing time (circulation operation time) is, for example, 30 to 300 minutes. In the crushing step, a batch type bead mill may be used instead of the continuous type bead mill as described above.

このような解砕工程を経ることによって、コロイド粒子として分散するナノダイヤモンドの一次粒子を含有するナノダイヤモンド分散液を得ることができる。 By going through such a crushing step, a nanodiamond dispersion liquid containing the primary particles of nanodiamond dispersed as colloidal particles can be obtained.

解砕工程を経たスラリーについては、粗大粒子を除去するための分級操作を行ってもよい。例えば分級装置を使用して、遠心分離を利用した分級操作によってスラリーから粗大粒子を除去することができる。これにより、ナノダイヤモンドの一次粒子がコロイド粒子として分散する黒色透明のナノダイヤモンド分散液が得られる。 For the slurry that has undergone the crushing step, a classification operation for removing coarse particles may be performed. For example, a classification device can be used to remove coarse particles from the slurry by a classification operation utilizing centrifugation. As a result, a black transparent nanodiamond dispersion liquid in which the primary particles of nanodiamond are dispersed as colloidal particles can be obtained.

解砕工程を経たナノダイヤモンド、又は、解砕工程と分級操作を経たナノダイヤモンドについては、乾燥工程を行ってもよい。当該乾燥工程では、具体的には、ナノダイヤモンドを含有する上記分散液を乾燥処理に付して、ナノダイヤモンドの乾燥粉体を得る。乾燥処理の手法としては、例えば、噴霧乾燥装置を使用して行う噴霧乾燥や、エバポレーターを使用して行う蒸発乾固が挙げられる。 A drying step may be performed on the nanodiamonds that have undergone the crushing step or the nanodiamonds that have undergone the crushing step and the classification operation. In the drying step, specifically, the dispersion liquid containing nanodiamond is subjected to a drying treatment to obtain a dry powder of nanodiamond. Examples of the drying treatment method include spray drying performed using a spray drying device and evaporative drying performed using an evaporator.

(液中プラズマ処理工程)
液中プラズマ処理工程では、ナノダイヤモンド及びアミンを含む混合液を液中プラズマ処理する。
(Submerged plasma treatment process)
In the submerged plasma treatment step, a mixed solution containing nanodiamond and amine is treated with submerged plasma.

液中プラズマ処理工程において使用するアミンとしては、特に限定されないが、アミンを構成する窒素原子上に1以上の有機基を有するアミンが好ましい。このようなアミンとしては、下記式(1)で表されるアミンが挙げられる。
nNH3-n (1)
The amine used in the liquid plasma treatment step is not particularly limited, but an amine having one or more organic groups on the nitrogen atom constituting the amine is preferable. Examples of such amines include amines represented by the following formula (1).
R n NH 3-n (1)

上記式(1)中、Rは、一価の有機基を示す。上記一価の有機基としては、炭化水素基、複素環式基、及びこれらの2以上が単結合又は連結基(1以上の原子を有する二価の基)を介して結合した基等が挙げられる。上記連結基としては、例えば、カルボニル基(−CO−)、エーテル結合(−O−)、チオエーテル結合(−S−)、エステル結合(−COO−)、アミド結合(−CONH−)、カーボネート結合(−OCOO−)、及びこれらが複数個連結した基等が挙げられる。 In the above formula (1), R represents a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic group include a hydrocarbon group, a heterocyclic group, and a group in which two or more of these are bonded via a single bond or a linking group (a divalent group having one or more atoms). Be done. Examples of the linking group include a carbonyl group (-CO-), an ether bond (-O-), a thioether bond (-S-), an ester bond (-COO-), an amide bond (-CONH-), and a carbonate bond. (-OCOO-), and groups in which a plurality of these are linked are mentioned.

上記炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの結合した基等が挙げられる。 Examples of the above-mentioned hydrocarbon group include an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a group in which these are bonded.

脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜22の脂肪族炭化水素基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基等の炭素数1〜22の直鎖又は分岐鎖状アルキル基;ビニル基、アリル基、1−ブテニル基等の炭素数2〜22のアルケニル基;エチニル基、プロピニル基等の炭素数2〜22のアルキニル基等が挙げられる。 As the aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms is preferable, and for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, an s-butyl group and a t-butyl group are preferable. A linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms such as a group, a pentyl group, a hexyl group, a decyl group, a dodecyl group and an octadecyl group; and a vinyl group, an allyl group, a 1-butenyl group and the like having 2 to 22 carbon atoms. Alkenyl group; Examples thereof include an alkynyl group having 2 to 22 carbon atoms such as an ethynyl group and a propynyl group.

脂環式炭化水素基としては、3〜22員の脂環式炭化水素基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の3〜22員程度のシクロアルキル基;シクロペンテニル基、シクロへキセニル基等の3〜22員程度のシクロアルケニル基;パーヒドロナフタレン−1−イル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル基、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン−3−イル基等の橋かけ環式炭化水素基等が挙げられる。 As the alicyclic hydrocarbon group, a 3- to 22-membered alicyclic hydrocarbon group is preferable, and for example, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group and the like having about 3 to 22 members. Alkyl group; cycloalkenyl group having about 3 to 22 members such as cyclopentenyl group and cyclohexenyl group; perhydronaphthalene-1-yl group, norbornyl group, adamantyl group, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] Decane-8-yl group, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] Examples thereof include a bridging cyclic hydrocarbon group such as a dodecane-3-yl group.

芳香族炭化水素基としては、炭素数6〜14の芳香族炭化水素基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。 As the aromatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms is preferable, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.

上記炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、オキソ基、ヒドロキシ基、置換オキシ基(例えば、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、アシルオキシ基等)、カルボキシ基、置換オキシカルボニル基(例えば、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基等)、置換又は無置換カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、複素環式基等が挙げられる。また、上記ヒドロキシ基やカルボキシ基は有機合成の分野で公知の保護基で保護されていてもよい。また、脂環式炭化水素基や芳香族炭化水素基の環には芳香族性又は非芳香属性の複素環が縮合していてもよい。 The hydrocarbon group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an oxo group, a hydroxy group, a substituted oxy group (for example, an alkoxy group, an aryloxy group, an aralkyloxy group, an acyloxy group, etc.), a carboxy group, and a substituted oxycarbonyl group (for example, alkoxycarbonyl). Groups, aryloxycarbonyl groups, aralkyloxycarbonyl groups, etc.), substituted or unsubstituted carbamoyl groups, cyano groups, nitro groups, sulfo groups, heterocyclic groups and the like. Further, the hydroxy group and the carboxy group may be protected by a protecting group known in the field of organic synthesis. Further, a heterocyclic ring having an aromatic or non-aromatic attribute may be condensed on the ring of the alicyclic hydrocarbon group or the aromatic hydrocarbon group.

上記複素環式基は複素環の構造式から1個の水素原子を除いた基である。上記複素環としては、芳香族性複素環、非芳香族性複素環が挙げられる。このような複素環としては、環を構成する原子に炭素原子と少なくとも一種のヘテロ原子(例えば、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等)を有する3〜10員環(好ましくは4〜6員環)、これらの縮合環が挙げられる。具体的には、ヘテロ原子として酸素原子を含む複素環(例えば、オキシラン環等の3員環;オキセタン環等の4員環;フラン環、テトラヒドロフラン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、γ−ブチロラクトン環等の5員環;4−オキソ−4H−ピラン環、テトラヒドロピラン環、モルホリン環等の6員環;ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、4−オキソ−4H−クロメン環、クロマン環、イソクロマン環等の縮合環;3−オキサトリシクロ[4.3.1.14,8]ウンデカン−2−オン環、3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン環等の橋かけ環)、ヘテロ原子として硫黄原子を含む複素環(例えば、チオフェン環、チアゾール環、イソチアゾール環、チアジアゾール環等の5員環;4−オキソ−4H−チオピラン環等の6員環;ベンゾチオフェン環等の縮合環等)、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環(例えば、ピロール環、ピロリジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環等の5員環;イソシアヌル環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペリジン環、ピペラジン環等の6員環;インドール環、インドリン環、キノリン環、アクリジン環、ナフチリジン環、キナゾリン環、プリン環等の縮合環等)等が挙げられる。上記複素環式基には、上記炭化水素基が有していてもよい置換基のほか、C1-4アルキル基(例えば、メチル基、エチル基等)、C3-20シクロアルキル基、C6-14アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)等を有していてもよい。 The above heterocyclic group is a group obtained by removing one hydrogen atom from the structural formula of the heterocycle. Examples of the heterocycle include aromatic heterocycles and non-aromatic heterocycles. Such a heterocycle is a 3 to 10-membered ring (preferably a 4- to 6-membered ring) having a carbon atom and at least one heteroatom (for example, an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, etc.) in the atoms constituting the ring. ), These fused rings can be mentioned. Specifically, a heterocycle containing an oxygen atom as a heteroatom (for example, a 3-membered ring such as an oxyran ring; a 4-membered ring such as an oxetane ring; a furan ring, a tetrahydrofuran ring, an oxazole ring, an isooxazole ring, a γ-butyrolactone ring). 5-membered rings such as 4-oxo-4H-pyran ring, tetrahydropyran ring, morpholin ring and the like; benzofuran ring, isobenzofuran ring, 4-oxo-4H-chromen ring, chroman ring, isochroman ring and the like. Fused rings; 3-oxatricyclo [4.3.1.1 4,8 ] undecane-2-one ring, 3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonane-2-one ring , Etc.), heterocycles containing sulfur atoms as heteroatoms (eg, 5-membered rings such as thiophene ring, thiazole ring, isothiazole ring, thiazizole ring; 6-membered ring such as 4-oxo-4H-thiopyran ring) A 5-membered ring such as a fused ring such as a benzothiophene ring) or a heterocycle containing a nitrogen atom as a heteroatom (for example, a pyrrol ring, a pyrrolidine ring, a pyrazole ring, an imidazole ring, a triazole ring, etc.; 6-membered rings such as a ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a piperidine ring, a piperazine ring; an indole ring, an indolin ring, a quinoline ring, an acridin ring, a naphthylidine ring, a quinazoline ring, a fused ring such as a purine ring, etc.) and the like. In addition to the substituents that the hydrocarbon group may have, the heterocyclic group includes a C 1-4 alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, etc.), a C 3-20 cycloalkyl group, and a C. It may have a 6-14 aryl group (for example, a phenyl group, a naphthyl group, etc.) and the like.

上記Rとしては、中でも、液中プラズマ処理における溶媒に対する溶解性、ナノダイヤモンドとの反応性、及び得られる表面修飾ナノダイヤモンドの溶媒に対する分散性に優れる観点から、脂肪族炭化水素基が好ましく、より好ましくは直鎖又は分岐鎖状アルキル基、さらに好ましくは炭素数1〜22の直鎖又は分岐鎖状アルキル基である。また、液中プラズマ処理における溶媒に対する溶解性、ナノダイヤモンドとの反応性、及び得られる表面修飾ナノダイヤモンドの溶媒に対する分散性により優れる観点から、1以上(特に、2以上)のRがC10-22アルキル基(特に、C14-22アルキル基)であることが好ましい。特に、炭素数が多いRを有する嵩高いアミンを用いる場合、より一層液中プラズマ処理による効果が得られる。 As the R, an aliphatic hydrocarbon group is preferable from the viewpoint of excellent solubility in a solvent in liquid plasma treatment, reactivity with nanodiamonds, and dispersibility of the obtained surface-modified nanodiamonds in a solvent. A linear or branched alkyl group is preferable, and a linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms is more preferable. Further, from the viewpoint of superior solubility in a solvent in liquid plasma treatment, reactivity with nanodiamond, and dispersibility of the obtained surface-modified nanodiamond in a solvent, an R of 1 or more (particularly 2 or more) is C 10-. It is preferably a 22 alkyl group (particularly a C 14-22 alkyl group). In particular, when a bulky amine having R having a large number of carbon atoms is used, the effect of the plasma treatment in the liquid can be further obtained.

上記式(1)中、nは、1〜3の整数である。中でも、液中プラズマ処理における溶媒に対する溶解性、ナノダイヤモンドとの反応性、及び得られる表面修飾ナノダイヤモンドの溶媒に対する分散性に優れる観点から、2又は3が好ましい。すなわち、上記式(1)で表されるアミンは、第2級アミン又は第3級アミンであることが好ましい。なお、nが2又は3である場合、複数のRは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。 In the above equation (1), n is an integer of 1 to 3. Of these, 2 or 3 is preferable from the viewpoint of excellent solubility in a solvent in liquid plasma treatment, reactivity with nanodiamonds, and dispersibility of the obtained surface-modified nanodiamonds in a solvent. That is, the amine represented by the above formula (1) is preferably a secondary amine or a tertiary amine. When n is 2 or 3, the plurality of Rs may be the same or different.

上記式(1)で表されるアミンにおける炭素原子の総数は、26〜60であることが好ましく、より好ましくは30〜40である。上記炭素原子の総数が上記範囲内であると、液中プラズマ処理における溶媒に対する溶解性、ナノダイヤモンドとの反応性、及び得られる表面修飾ナノダイヤモンドの溶媒に対する分散性により一層優れる。 The total number of carbon atoms in the amine represented by the above formula (1) is preferably 26 to 60, more preferably 30 to 40. When the total number of the carbon atoms is within the above range, the solubility in the solvent in the submerged plasma treatment, the reactivity with the nanodiamond, and the dispersibility of the obtained surface-modified nanodiamond in the solvent are further excellent.

液中プラズマ処理工程に使用するナノダイヤモンドとしては、ナノダイヤモンド粉体であっても、ナノダイヤモンドの水分散体であってもよいが、ナノダイヤモンド水分散体の方が、手順が容易であり、アミンとの反応性に優れ、効率よく表面修飾ナノダイヤモンドを製造することができる点で好ましい。また、液中プラズマ処理工程で使用するナノダイヤモンドは、カルボキシ基を有することが好ましい。 The nanodiamond used in the submerged plasma treatment step may be nanodiamond powder or an aqueous dispersion of nanodiamond, but the aqueous dispersion of nanodiamond is easier in procedure. It is preferable because it has excellent reactivity with amines and can efficiently produce surface-modified nanodiamonds. Further, the nanodiamond used in the submerged plasma treatment step preferably has a carboxy group.

液中プラズマ処理工程に使用するナノダイヤモンドの粒子径D50(メディアン径)は、例え5000nm以下、好ましくは100nm以下、より好ましくは10nm以下である。ナノダイヤモンドの粒子径D50の下限は、例えば1nmである。 The particle size D50 (median diameter) of nanodiamond used in the submerged plasma treatment step is, for example, 5000 nm or less, preferably 100 nm or less, and more preferably 10 nm or less. The lower limit of the particle size D50 of nanodiamond is, for example, 1 nm.

ナノダイヤモンドとアミンの存在下行われる液中プラズマ処理としては、公知乃至慣用の液中プラズマ法に基づく処理を採用することができる。液中プラズマ処理では、液中パルスプラズマ電源装置から高電圧パルス出力を電極に印加し、電極付近で沸騰した気泡内に液体の沸点以下のプラズマを発生させ、液体からラジカル種を生成させることができる。中でも、グロー放電によって液体中の気泡の中にプラズマを発生可能な方法が好ましい。 As the submerged plasma treatment performed in the presence of nanodiamond and amine, a treatment based on a known or conventional submerged plasma method can be adopted. In the submerged plasma treatment, a high voltage pulse output is applied to the electrode from the submerged pulse plasma power supply device, plasma below the boiling point of the liquid is generated in the boiled bubbles near the electrode, and radical species are generated from the liquid. it can. Above all, a method capable of generating plasma in bubbles in a liquid by glow discharge is preferable.

液中プラズマ処理には、市販の液中プラズマ装置を用いることができる。ナノダイヤモンドに修飾させるアミンの種類や割合等に応じて、端子間距離、端子間印加電圧、周波数、パルス幅等の液中プラズマ処理条件を適宜調整することができる。端子間距離は、例えば0.1〜20mm、好ましくは0.3〜10mm、さらに好ましくは0.5〜5mm程度である。端子間印加電圧は、端子間に印加されるプラズマが発生する前の電圧で、例えば1000〜10000V、好ましくは2000〜6000V、より好ましくは2500〜5000V程度である。周波数は、例えば1〜400kHz、好ましくは10〜100kHz、より好ましくは20〜50kHz程度である。パルス幅は、例えば0.1〜4μs、好ましくは0.5〜4μs、より好ましくは1〜4μs程度である。処理時間は、例えば1分以上(例えば5〜500分)、好ましくは10分以上(例えば10〜300分)、より好ましくは20分以上(例えば20〜250分)、さらに好ましくは30分以上(例えば30〜200分)程度である。また、液中プラズマ処理は、発熱を伴う処理であり、温度は、例えば20〜100℃、好ましくは30〜80℃である。 A commercially available submerged plasma apparatus can be used for the submerged plasma treatment. The submerged plasma treatment conditions such as the distance between terminals, the voltage applied between terminals, the frequency, and the pulse width can be appropriately adjusted according to the type and ratio of amines to be modified into nanodiamonds. The distance between the terminals is, for example, 0.1 to 20 mm, preferably 0.3 to 10 mm, and more preferably about 0.5 to 5 mm. The voltage applied between the terminals is a voltage before the plasma applied between the terminals is generated, and is, for example, 1000 to 10000 V, preferably 2000 to 6000 V, and more preferably about 2500 to 5000 V. The frequency is, for example, 1 to 400 kHz, preferably 10 to 100 kHz, and more preferably about 20 to 50 kHz. The pulse width is, for example, 0.1 to 4 μs, preferably 0.5 to 4 μs, and more preferably about 1 to 4 μs. The treatment time is, for example, 1 minute or more (for example, 5 to 500 minutes), preferably 10 minutes or more (for example, 10 to 300 minutes), more preferably 20 minutes or more (for example, 20 to 250 minutes), and further preferably 30 minutes or more (for example, 30 minutes or more). For example, about 30 to 200 minutes). Further, the submerged plasma treatment is a treatment accompanied by heat generation, and the temperature is, for example, 20 to 100 ° C., preferably 30 to 80 ° C.

液中プラズマ処理に用いる溶媒としては、特に限定されず、極性溶媒であっても低極性溶媒(非極性溶媒)であってもよい。原料ナノダイヤモンドの分散性に優れる観点、アミンの溶解性の観点、及び上述のようにナノダイヤモンド水分散体を用いることが好ましい観点からは、水が好ましい。また、表面修飾に用いるアミンの溶解性をより向上させ、且つ水と均一層を形成して反応効率を高く維持する観点から、水以外の溶媒として極性溶媒を用いることが好ましく、より好ましくはプロトン性極性溶媒である。上記プロトン性極性溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール(特に、炭素数1〜4のアルコール);ギ酸、酢酸等のカルボン酸等が挙げられる。中でも、メタノール、イソプロピルアルコールが好ましい。また、得られる表面修飾ナノダイヤモンドの分散性を向上させる観点から、さらに有機溶媒を添加してもよい。上記有機溶媒としては、後述のナノダイヤモンドの有機溶媒分散体に用いられる有機溶媒が挙げられる。上記有機溶媒としては、中でも、なお、低極性溶媒が好ましく、ベンゼン、トルエン、メチルイソブチルケトンが好ましい。液中プラズマ処理は反応系に強力なエネルギーを与えるものであるので、反応系は水層と有機層の二層系であってもよい。 The solvent used for the in-liquid plasma treatment is not particularly limited, and may be a polar solvent or a low-polarity solvent (non-polar solvent). Water is preferable from the viewpoint of excellent dispersibility of the raw material nanodiamond, the viewpoint of the solubility of amine, and the viewpoint that it is preferable to use the nanodiamond aqueous dispersion as described above. Further, from the viewpoint of further improving the solubility of the amine used for surface modification and forming a uniform layer with water to maintain high reaction efficiency, it is preferable to use a polar solvent as a solvent other than water, and more preferably a protic. It is a polar solvent. Examples of the protonic polar solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol and butanol (particularly alcohols having 1 to 4 carbon atoms); carboxylic acids such as formic acid and acetic acid. Of these, methanol and isopropyl alcohol are preferable. Further, from the viewpoint of improving the dispersibility of the obtained surface-modified nanodiamond, an organic solvent may be further added. Examples of the organic solvent include organic solvents used in the organic solvent dispersion of nanodiamond described later. As the organic solvent, a low-polarity solvent is still preferable, and benzene, toluene, and methyl isobutyl ketone are preferable. Since the submerged plasma treatment gives a strong energy to the reaction system, the reaction system may be a two-layer system consisting of an aqueous layer and an organic layer.

液中プラズマ処理に用いるアミンの使用量としては、ナノダイヤモンド100質量部に対して、例えば200〜10000質量部程度、好ましくは300〜5000質量部、より好ましくは500〜2000質量部である。アミンの使用量が200質量部以上であると、生成する表面修飾ナノダイヤモンドの有機溶媒中における分散性に優れる。アミンの使用量が10000質量部以下であると、副生物の生成を抑制することができる。 The amount of amine used for the plasma treatment in the liquid is, for example, about 200 to 10000 parts by mass, preferably 300 to 5000 parts by mass, and more preferably 500 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of nanodiamond. When the amount of amine used is 200 parts by mass or more, the surface-modified nanodiamond produced is excellent in dispersibility in an organic solvent. When the amount of amine used is 10,000 parts by mass or less, the formation of by-products can be suppressed.

反応終了後、得られた反応生成物は、その後、精製処理(例えば、洗浄、遠心分離等)を施すことが好ましい。 After completion of the reaction, the obtained reaction product is preferably subjected to a purification treatment (for example, washing, centrifugation, etc.).

また、精製処理後の反応生成物を、乾燥処理を施すことにより、表面修飾ナノダイヤモンドの粉体が得られる。乾燥処理の手法としては、例えば、減圧加熱乾燥(減圧下で噴霧乾燥装置を使用して行う噴霧乾燥や、減圧下でエバポレーターを使用して行う蒸発乾固が含まれる)等が挙げられる。 Further, by subjecting the reaction product after the purification treatment to a drying treatment, a surface-modified nanodiamond powder can be obtained. Examples of the drying treatment method include vacuum heating drying (including spray drying performed using a spray drying device under reduced pressure and evaporative drying performed using an evaporator under reduced pressure).

以上のようにして、使用するアミンに応じて、当該アミン由来の窒素原子含有基を表面修飾基として有するナノダイヤモンド(表面修飾ナノダイヤモンド)を得ることができる。上記窒素原子含有基としては、上記アミン由来のアミド基や上記アミン由来のアンモニウム塩(アミン塩)などが挙げられる。上記表面修飾ナノダイヤモンドは、上記窒素原子含有基を一種のみ有していてもよいし、二種以上を有していてもよい。例えば、上記アミンとして第2級アミンを用いた場合は主にアミド基が形成され、上記アミンとして第3級アミンを用いた場合は主にアンモニウム塩が形成されると推測される。 As described above, nanodiamonds (surface-modified nanodiamonds) having a nitrogen atom-containing group derived from the amine as a surface-modifying group can be obtained depending on the amine used. Examples of the nitrogen atom-containing group include the amine-derived amide group and the amine-derived ammonium salt (amine salt). The surface-modified nanodiamond may have only one type of nitrogen atom-containing group, or may have two or more types. For example, it is presumed that when a secondary amine is used as the amine, an amide group is mainly formed, and when a tertiary amine is used as the amine, an ammonium salt is mainly formed.

上記アミン由来のアミド基としては、第1級アミン又は第2級アミンにおける窒素原子上の水素原子とナノダイヤモンド表面のカルボキシ基におけるOHとが脱水縮合して形成されるアミド基が挙げられる。アミンとして上記式(1)で表されるアミンを用いた場合に形成されるアミド基としては、下記式(2a)で表される基、下記式(2b)で表される基、及び下記式(2c)で表される基が挙げられる。なお、式(2a)〜(2c)中の炭素原子はそれぞれナノダイヤモンド粒子の表面に結合し、Rは上述したものと同じである。但し、式(2a)中のnは、1又は2であり、n=2である場合の2つのRは同一であってもよいし異なっていてもよい。上記アミド基は、一種のみを有していてもよいし、二種以上を有していてもよい。
−C(=O)NRn (2a)
−C(=O)N(−R)−C(=O)− (2b)
{−C(=O)}3N (2c)
Examples of the amine-derived amide group include an amide group formed by dehydration condensation of a hydrogen atom on a nitrogen atom in a primary amine or a secondary amine and OH in a carboxy group on the surface of nanodiamond. The amide group formed when the amine represented by the above formula (1) is used as the amine includes a group represented by the following formula (2a), a group represented by the following formula (2b), and the following formula. Examples thereof include the group represented by (2c). The carbon atoms in the formulas (2a) to (2c) are each bonded to the surface of the nanodiamond particles, and R is the same as that described above. However, n in the formula (2a) is 1 or 2, and the two Rs when n = 2 may be the same or different. The amide group may have only one kind, or may have two or more kinds.
-C (= O) NR n (2a)
-C (= O) N (-R) -C (= O)-(2b)
{-C (= O)} 3 N (2c)

アミンとして上記式(1)で表されるアミンを用いた場合に形成されるアンモニウム塩としては、下記式(3)で表されるアンモニウム塩が挙げられる。なお、式(3)中のR及びnは上述したものと同じであり、nが2以上である場合の2以上のRは同一であってもよいし異なっていてもよい。
+n4-n (3)
Examples of the ammonium salt formed when the amine represented by the above formula (1) is used as the amine include an ammonium salt represented by the following formula (3). It should be noted that R and n in the formula (3) are the same as those described above, and when n is 2 or more, 2 or more Rs may be the same or different.
N + R n H 4-n (3)

[ナノダイヤモンドの有機溶媒分散体]
本発明の製造方法により得られる表面修飾ナノダイヤモンドを有機溶媒に分散させることにより、表面修飾ナノダイヤモンドの有機溶媒分散体を得ることができる。上記有機溶媒分散体は、例えば、上記表面修飾ナノダイヤモンドと有機溶媒とを混合し、超音波処理、ビーズミリング等の分散処理を施し、必要に応じて濾過処理、遠心分離処理等の精製処理を施すことにより製造することができる。
[Organic solvent dispersion of nanodiamond]
By dispersing the surface-modified nanodiamonds obtained by the production method of the present invention in an organic solvent, an organic solvent dispersion of surface-modified nanodiamonds can be obtained. The organic solvent dispersion is, for example, a mixture of the surface-modified nanodiamond and an organic solvent, subjected to dispersion treatment such as sonication and bead milling, and if necessary, purification treatment such as filtration treatment and centrifugation treatment. It can be manufactured by applying.

上記有機溶媒としては、プロトン性有機溶媒と非プロトン性有機溶媒が挙げられ、また、極性有機溶媒と非極性有機溶媒が挙げられる。これらは、一種のみを使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of the organic solvent include protic organic solvents and aprotic organic solvents, and polar organic solvents and non-polar organic solvents. These may be used alone or in combination of two or more.

上記有機溶媒の25℃におけるSP値[(cal/cm30.5:Fedors計算値]は、例えば7〜23(好ましくは7〜17、より好ましくは7〜15、さらに好ましくは7〜13、さらに好ましくは7〜12、特に好ましくは7〜10)である。 The SP value [(cal / cm 3 ) 0.5 : Fedors calculated value] of the organic solvent at 25 ° C. is, for example, 7 to 23 (preferably 7 to 17, more preferably 7 to 15, still more preferably 7 to 13, and further. It is preferably 7 to 12, particularly preferably 7 to 10).

また、上記有機溶媒の25℃における比誘電率は、例えば1〜40(好ましくは2〜35)である。なお、本明細書における比誘電率は、化学便覧 第5版 基礎編、丸善(株)、(社)日本化学会編に記載されている値である。また、比誘電率は、有機溶媒をセルギャップ10μmのITO透明電極付きガラスセルに注入し、得られたセルの電気容量を、エヌエフ(株)製の型式2353LCRメーター(測定周波数:1kHz)を用いて25℃、40%RHにて測定することでも求められる。 The relative permittivity of the organic solvent at 25 ° C. is, for example, 1 to 40 (preferably 2 to 35). The relative permittivity in this specification is a value described in the 5th edition of the Chemical Handbook, Basic Edition, Maruzen Co., Ltd., and the Chemical Society of Japan. For the relative permittivity, an organic solvent was injected into a glass cell with an ITO transparent electrode having a cell gap of 10 μm, and the electric capacity of the obtained cell was measured using a model 2353LCR meter (measurement frequency: 1 kHz) manufactured by NF Co., Ltd. It can also be obtained by measuring at 25 ° C. and 40% RH.

上記極性有機溶媒の25℃におけるSP値は、例えば10.0以上(好ましくは10.0〜23.0、特に好ましくは10.0〜15.0)であり、上記非極性有機溶媒の25℃におけるSP値は、例えば10.0未満(好ましくは7.5〜9.5、特に好ましくは8.0〜9.3)である。また、上記極性有機溶媒の25℃における比誘電率は、例えば15〜40(好ましくは15〜35、特に好ましくは18〜35)であり、上記非極性有機溶媒の25℃における比誘電率は、例えば1以上、15未満(好ましくは1〜10、より好ましくは1〜5)である。 The SP value of the polar organic solvent at 25 ° C. is, for example, 10.0 or more (preferably 10.0 to 23.0, particularly preferably 10.0 to 15.0), and the non-polar organic solvent at 25 ° C. The SP value in the above is, for example, less than 10.0 (preferably 7.5 to 9.5, particularly preferably 8.0 to 9.3). The relative permittivity of the polar organic solvent at 25 ° C. is, for example, 15 to 40 (preferably 15 to 35, particularly preferably 18 to 35), and the relative permittivity of the non-polar organic solvent at 25 ° C. is For example, it is 1 or more and less than 15 (preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5).

プロトン性有機溶媒としては、例えば、メタノール(SP値:13.8、比誘電率:32.6)、エタノール(SP値:12.6、比誘電率:24.30)、1−プロパノール(SP値:11.8、比誘電率:20.1)、イソプロピルアルコール(SP値:11.6、比誘電率:19.92)等の炭素数1〜5の1価アルコール;エチレングリコール等の炭素数2〜5の多価アルコール等が挙げられる。 Examples of the protic organic solvent include methanol (SP value: 13.8, relative permittivity: 32.6), ethanol (SP value: 12.6, relative permittivity: 24.30), and 1-propanol (SP). Value: 11.8, relative permittivity: 20.1), monovalent alcohol having 1 to 5 carbon atoms such as isopropyl alcohol (SP value: 11.6, relative permittivity: 19.92); carbon such as ethylene glycol Examples thereof include polyhydric alcohols of several 2 to 5.

非プロトン性有機溶媒としては、例えば、トルエン(SP値:9.14、比誘電率:2.379)、o−キシレン(SP値:9.10)、ベンゼン等の芳香族炭化水素;シクロヘキサン等の脂環式炭化水素;n−ヘキサン(SP値:7.29)等の脂肪族炭化水素;四塩化炭素、塩化メチレン、二塩化エチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素;イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン(SP値:8.28)、ジエチルエーテル(SP値:7.25)等のエーテル;酢酸エチル(SP値:8.75)、酢酸ブチル(SP値:8.70)等のエステル;アセトン(SP値:9.07、比誘電率:20.7)、メチルエチルケトン(SP値:8.99)、メチルイソブチルケトン(MIBK、SP値:8.4)、シクロヘキサノン(SP値:9.80)等のケトン等が挙げられる。 Examples of the aproton organic solvent include toluene (SP value: 9.14, specific dielectric constant: 2.379), o-xylene (SP value: 9.10), aromatic hydrocarbons such as benzene; cyclohexane and the like. Alicyclic hydrocarbons; aliphatic hydrocarbons such as n-hexane (SP value: 7.29); halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, methylene chloride, ethylene dichloride, chloroform; isopropyl ether, tetrahydrofuran (SP). Values such as ethers such as diethyl ether (SP value: 7.25); ethyl acetate (SP value: 8.75), esters such as butyl acetate (SP value: 8.70); acetone (SP value) : 9.07, specific dielectric constant: 20.7), methyl ethyl ketone (SP value: 8.99), methyl isobutyl ketone (MIBK, SP value: 8.4), cyclohexanone (SP value: 9.80) and other ketones. And so on.

上記有機溶媒分散体は、有機溶媒中において易分散性を発揮する上記表面修飾ナノダイヤモンドを含有する為、ナノダイヤモンド濃度を高く調整しても、ナノダイヤモンドの分散性を保持することができる。上記有機溶媒分散体中のナノダイヤモンド濃度(上記表面修飾ナノダイヤモンドを含む全ナノダイヤモンド濃度)は、例えば0.0001質量%以上、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.005質量%以上である。なお、ナノダイヤモンド濃度の上限は、例えば5質量%である。 Since the organic solvent dispersion contains the surface-modified nanodiamond that exhibits easy dispersibility in the organic solvent, the dispersibility of the nanodiamond can be maintained even if the nanodiamond concentration is adjusted to be high. The nanodiamond concentration in the organic solvent dispersion (total nanodiamond concentration including the surface-modified nanodiamond) is, for example, 0.0001% by mass or more, preferably 0.001% by mass or more, and more preferably 0.005% by mass. That is all. The upper limit of the nanodiamond concentration is, for example, 5% by mass.

上記有機溶媒分散体は、上記表面修飾ナノダイヤモンド以外のナノダイヤモンドを含有していてもよいが、ナノダイヤモンドの有機溶媒分散体に含まれる全ナノダイヤモンドに占める上記表面修飾ナノダイヤモンドの割合は、例えば50質量%以上、好ましくは75質量%以上、より好ましくは95質量%以上である。なお、上限は100質量%である。従って、上記表面修飾ナノダイヤモンド以外のナノダイヤモンドの含有量は、ナノダイヤモンドの有機溶媒分散体に含まれるナノダイヤモンド全量の、例えば50質量%以下、好ましくは25質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。上記表面修飾ナノダイヤモンドの含有量が50質量%以上であると、ナノダイヤモンドを高分散状態で含有するナノダイヤモンドの有機溶媒分散体が得られやすい。 The organic solvent dispersion may contain nanodiamonds other than the surface-modified nanodiamonds, but the ratio of the surface-modified nanodiamonds to all the nanodiamonds contained in the organic solvent dispersion of nanodiamonds is, for example, It is 50% by mass or more, preferably 75% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more. The upper limit is 100% by mass. Therefore, the content of nanodiamonds other than the surface-modified nanodiamonds is, for example, 50% by mass or less, preferably 25% by mass or less, and more preferably 5% by mass, based on the total amount of nanodiamonds contained in the organic solvent dispersion of nanodiamonds. It is as follows. When the content of the surface-modified nanodiamond is 50% by mass or more, an organic solvent dispersion of nanodiamond containing nanodiamond in a highly dispersed state can be easily obtained.

上記有機溶媒分散体全量における有機溶媒の含有量(二種以上含有する場合はその総量)は、例えば85.0〜99.5質量%、好ましくは95.0〜99.5質量%である。 The content of the organic solvent (the total amount when two or more kinds are contained) in the total amount of the organic solvent dispersion is, for example, 85.0 to 99.5% by mass, preferably 95.0 to 99.5% by mass.

上記有機溶媒分散体全量における上記表面修飾ナノダイヤモンドと有機溶媒の合計含有量は、例えば60質量%以上、好ましくは90質量%以上である。なお、上限は100質量%である。 The total content of the surface-modified nanodiamond and the organic solvent in the total amount of the organic solvent dispersion is, for example, 60% by mass or more, preferably 90% by mass or more. The upper limit is 100% by mass.

上記有機溶媒分散体は、上記表面修飾ナノダイヤモンドを使用するため、有機溶媒中におけるナノダイヤモンドの分散性に優れる。 Since the organic solvent dispersion uses the surface-modified nanodiamond, the nanodiamond has excellent dispersibility in the organic solvent.

有機溶媒として極性有機溶媒を使用した場合の、上記有機溶媒分散体中のナノダイヤモンドの粒子径D50(メディアン径)は、例えば1000nm以下、好ましくは800nm以下、より好ましくは700nm以下である。ナノダイヤモンドの粒子径D50の下限は、例えば100nmである。 When a polar organic solvent is used as the organic solvent, the particle size D50 (median diameter) of nanodiamond in the organic solvent dispersion is, for example, 1000 nm or less, preferably 800 nm or less, and more preferably 700 nm or less. The lower limit of the particle size D50 of nanodiamond is, for example, 100 nm.

有機溶媒として非極性有機溶媒を使用した場合の、上記有機溶媒分散体中のナノダイヤモンドの粒子径D50(メディアン径)は、例えば1000nm以下、好ましくは100nm以下、特に好ましくは50nm以下である。ナノダイヤモンドの粒子径D50の下限は、例えば4nmである。 When a non-polar organic solvent is used as the organic solvent, the particle size D50 (median diameter) of nanodiamond in the organic solvent dispersion is, for example, 1000 nm or less, preferably 100 nm or less, and particularly preferably 50 nm or less. The lower limit of the particle size D50 of nanodiamond is, for example, 4 nm.

また、上記有機溶媒分散体は、上記表面修飾ナノダイヤモンドを含むため、有機溶媒として、従来は分散が困難であったプロトン性極性有機溶媒や非極性有機溶媒を使用した場合も、ナノダイヤモンドを高分散状態で含有することができる。 Further, since the organic solvent dispersion contains the surface-modified nanodiamonds, the nanodiamonds are high even when a protic polar organic solvent or a non-polar organic solvent, which has been difficult to disperse in the past, is used as the organic solvent. It can be contained in a dispersed state.

上記有機溶媒分散体は油剤や樹脂組成物との相溶性に優れ、油剤や樹脂組成物に表面修飾ナノダイヤモンドの有機溶媒分散体を添加することにより、油剤や樹脂組成物中においてナノダイヤモンドを万遍なく分散させることができ、ナノダイヤモンド由来の特性(例えば、高い機械的強度、電気絶縁性、優れた熱伝導性、消臭効果、抗菌効果、耐薬品性等)を付与することができる。そして、ナノダイヤモンドの有機溶媒分散体が添加された油剤や樹脂組成物は、放熱材料、光学材料(例えば、高機能フィルム材料)、素材強化材料、熱交換流動媒体、コーティング材(例えば、抗菌コーティング材、消臭コーティング材)、研磨剤、潤滑剤、医療材料等として好ましく使用することができる。 The organic solvent dispersion has excellent compatibility with the oil agent and the resin composition, and by adding the organic solvent dispersion of the surface-modified nanodiamond to the oil agent and the resin composition, nanodiamonds can be added to the oil agent and the resin composition. It can be evenly dispersed and can impart properties derived from nanodiamonds (for example, high mechanical strength, electrical insulation, excellent thermal conductivity, deodorant effect, antibacterial effect, chemical resistance, etc.). The oil or resin composition to which the organic solvent dispersion of nanodiamond is added is a heat radiation material, an optical material (for example, a high-performance film material), a material reinforcing material, a heat exchange flow medium, and a coating material (for example, an antibacterial coating). It can be preferably used as a material, a deodorant coating material), an abrasive, a lubricant, a medical material, and the like.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

調製例1(ナノダイヤモンド水分散液の調製)
下記工程を経て、ナノダイヤモンド水分散液を製造した。
Preparation Example 1 (Preparation of nanodiamond aqueous dispersion)
A nanodiamond aqueous dispersion was produced through the following steps.

(生成工程)
まず、爆轟法によるナノダイヤモンドの生成工程を行った。本工程では、まず、成形された爆薬に電気雷管が装着されたものを爆轟用の耐圧性容器の内部に設置して容器を密閉した。容器は鉄製で、容器の容積は15m3である。爆薬としては、TNTとRDXとの混合物0.50kgを使用した。この爆薬におけるTNTとRDXの質量比(TNT/RDX)は、50/50である。次に、電気雷管を起爆させ、容器内で爆薬を爆轟させた(爆轟法によるナノダイヤモンドの生成)。次に、室温での24時間の放置により、容器及びその内部を降温させた。この放冷の後、容器の内壁に付着しているナノダイヤモンド粗生成物(上記爆轟法で生成したナノダイヤモンド粒子の凝着体と煤を含む)をヘラで掻き取る作業を行い、ナノダイヤモンド粗生成物を回収した。
(Generation process)
First, the process of producing nanodiamonds by the detonation method was performed. In this step, first, a molded explosive equipped with an electric detonator was installed inside a pressure-resistant container for detonation, and the container was sealed. The container is made of iron and the volume of the container is 15 m 3 . As the explosive, 0.50 kg of a mixture of TNT and RDX was used. The mass ratio of TNT to RDX (TNT / RDX) in this explosive is 50/50. Next, the electric detonator was detonated and the explosive was detonated in the container (generation of nanodiamonds by the detonation method). Next, the temperature of the container and its inside was lowered by leaving it at room temperature for 24 hours. After this cooling, the crude nanodiamond products adhering to the inner wall of the container (including the adherents of nanodiamond particles and soot produced by the above-mentioned detonation method) are scraped off with a spatula, and the nanodiamonds are removed. The crude product was recovered.

(酸処理工程)
上述のような生成工程を複数回行うことによって得られたナノダイヤモンド粗生成物に対し、次に、酸処理工程を行った。具体的には、当該ナノダイヤモンド粗生成物200gに6Lの10質量%塩酸を加えて得られたスラリーに対し、常圧条件での還流下で1時間の加熱処理を行った。この酸処理における加熱温度は85〜100℃である。次に、冷却後、デカンテーションにより、固形分(ナノダイヤモンド凝着体と煤を含む)の水洗を行った。沈殿液のpHが低pH側から2に至るまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行った。
(Acid treatment process)
Next, an acid treatment step was performed on the nanodiamond crude product obtained by performing the above-mentioned production step a plurality of times. Specifically, the slurry obtained by adding 6 L of 10% by mass hydrochloric acid to 200 g of the crude nanodiamond product was heat-treated for 1 hour under reflux under normal pressure conditions. The heating temperature in this acid treatment is 85 to 100 ° C. Next, after cooling, the solid content (including nanodiamond adherents and soot) was washed with water by decantation. The solid content was repeatedly washed with water by decantation until the pH of the precipitate was from the low pH side to 2.

(酸化処理工程)
次に、酸化処理工程を行った。具体的には、酸処理後のデカンテーションを経て得た沈殿液(ナノダイヤモンド凝着体を含む)に、6Lの98質量%硫酸と1Lの69質量%硝酸とを加えてスラリーとした後、このスラリーに対し、常圧条件での還流下で48時間の加熱処理を行った。この酸化処理における加熱温度は140〜160℃である。次に、冷却後、デカンテーションにより、固形分(ナノダイヤモンド凝着体を含む)の水洗を行った。水洗当初の上澄み液は着色しているところ、上澄み液が目視で透明になるまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行った。
(Oxidation process)
Next, an oxidation treatment step was performed. Specifically, 6 L of 98% by mass sulfuric acid and 1 L of 69% by mass nitric acid were added to a precipitate (including nanodiamond adherents) obtained through decantation after acid treatment to form a slurry, which was then added to form a slurry. This slurry was heat-treated for 48 hours under reflux under normal pressure conditions. The heating temperature in this oxidation treatment is 140 to 160 ° C. Next, after cooling, the solid content (including the nanodiamond adherent) was washed with water by decantation. The supernatant liquid at the beginning of washing with water was colored, and the solid content was repeatedly washed with water by decantation until the supernatant liquid became visually transparent.

(乾燥工程)
次に、上述の水洗処理を経て得られたナノダイヤモンド含有液1000mLを、噴霧乾燥装置(商品名「スプレードライヤー B−290」、日本ビュッヒ株式会社製)を使用して噴霧乾燥に付した(乾燥工程)。これにより、50gのナノダイヤモンド粉体を得た。
(Drying process)
Next, 1000 mL of the nanodiamond-containing liquid obtained through the above-mentioned washing treatment was spray-dried (drying) using a spray-drying device (trade name "Spray Dryer B-290", manufactured by Nippon Buch Co., Ltd.). Process). As a result, 50 g of nanodiamond powder was obtained.

(酸素酸化工程)
次に、上述のようにして得られたナノダイヤモンド粉体4.5gをガス雰囲気炉(商品名「ガス雰囲気チューブ炉 KTF045N1」、光洋サーモシステム株式会社製)の炉心管内に静置し、炉心管に窒素ガスを流速1L/分で30分間通流させ続けた後、通流ガスを窒素から酸素と窒素との混合ガスへと切り替えて当該混合ガスを流速1L/分で炉心管に通流させ続けた。混合ガス中の酸素濃度は4体積%である。混合ガスへの切り替えの後、炉内を加熱設定温度である400℃まで昇温させた。昇温速度については、加熱設定温度より20℃低い380℃までは10℃/分とし、その後の380℃から400℃までは1℃/分とした。そして、炉内の温度条件を400℃に維持しつつ、炉内のナノダイヤモンド粉体について酸素酸化処理を行った(酸素酸化工程)。処理時間は3時間とした。
(Oxygen oxidation process)
Next, 4.5 g of the nanodiamond powder obtained as described above was allowed to stand in the core tube of a gas atmosphere furnace (trade name "gas atmosphere tube furnace KTF045N1", manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd.), and the core tube was placed. After continuing to pass nitrogen gas at a flow rate of 1 L / min for 30 minutes, the flowing gas is switched from nitrogen to a mixed gas of oxygen and nitrogen, and the mixed gas is passed through the core tube at a flow rate of 1 L / min. Continued. The oxygen concentration in the mixed gas is 4% by volume. After switching to the mixed gas, the temperature inside the furnace was raised to 400 ° C., which is the set heating temperature. The heating rate was 10 ° C./min up to 380 ° C., which is 20 ° C. lower than the set heating temperature, and 1 ° C./min from 380 ° C. to 400 ° C. thereafter. Then, while maintaining the temperature condition in the furnace at 400 ° C., the nanodiamond powder in the furnace was subjected to oxygen oxidation treatment (oxygen oxidation step). The processing time was 3 hours.

上記のようにして得られたナノダイヤモンド粉体に関するゼータ電位について、Malvern社製の装置(商品名「ゼータサイザー ナノZS」)を使用して、レーザードップラー式電気泳動法によって測定した。測定に付されたナノダイヤモンド分散液は、ナノダイヤモンド濃度が0.2質量%となるように超純水で希釈した後に超音波洗浄機による超音波照射を経たものである。ゼータ電位測定温度は25℃である。本測定の結果、ナノダイヤモンド分散液のゼータ電位は−38mVであった。 The zeta potential of the nanodiamond powder obtained as described above was measured by a laser Doppler electrophoresis method using an apparatus manufactured by Malvern (trade name “Zetasizer Nano ZS”). The nanodiamond dispersion liquid subjected to the measurement was diluted with ultrapure water so that the nanodiamond concentration was 0.2% by mass, and then subjected to ultrasonic irradiation with an ultrasonic cleaner. The zeta potential measurement temperature is 25 ° C. As a result of this measurement, the zeta potential of the nanodiamond dispersion was -38 mV.

(解砕工程)
次に、解砕工程を行った。具体的には、まず、上述の酸素酸化工程を経たナノダイヤモンド粉体0.9gと純水29.1mLとを50mLのサンプル瓶に加えて混合し、スラリー約30mLを得た。次に、当該スラリーについて、遠心分離処理(遠心力20000×gで10分間)とその後の超音波処理を施した。超音波処理においては、超音波照射器(商品名「超音波洗浄機 AS−3」、アズワン(AS ONE)社製)を使用して、当該スラリーに対して2時間の超音波照射を行った。この後、ビーズミリング装置(商品名「並列四筒式サンドグラインダー LSG−4U−2L型」、アイメックス株式会社製)を使用してビーズミリングを行った。具体的には、100mLのミル容器であるベッセル(アイメックス株式会社製)に対して超音波照射後のスラリー30mLと直径30μmのジルコニアビーズとを投入して封入し、装置を駆動させてビーズミリングを実行した。このビーズミリングにおいて、ジルコニアビーズの投入量はミル容器の容積に対して例えば33%であり、ミル容器の回転速度は2570rpmであり、ミリング時間は2時間である。
(Crushing process)
Next, a crushing step was performed. Specifically, first, 0.9 g of nanodiamond powder and 29.1 mL of pure water that had undergone the above-mentioned oxygen oxidation step were added to a 50 mL sample bottle and mixed to obtain about 30 mL of slurry. Next, the slurry was subjected to a centrifugation treatment (centrifugal force of 20000 × g for 10 minutes) and a subsequent ultrasonic treatment. In the ultrasonic treatment, an ultrasonic irradiator (trade name "ultrasonic cleaner AS-3", manufactured by AS ONE Corporation) was used to irradiate the slurry with ultrasonic waves for 2 hours. .. After that, bead milling was performed using a bead milling device (trade name "parallel four-cylinder sand grinder LSG-4U-2L type", manufactured by IMEX Co., Ltd.). Specifically, 30 mL of slurry after ultrasonic irradiation and zirconia beads having a diameter of 30 μm are put into a 100 mL mill container, Vessel (manufactured by Imex Co., Ltd.) and sealed, and the device is driven to perform bead milling. Executed. In this bead milling, the input amount of zirconia beads is, for example, 33% with respect to the volume of the mill container, the rotation speed of the mill container is 2570 rpm, and the milling time is 2 hours.

次に、上述のような解砕工程を経たスラリー(懸濁液)について、遠心分離装置を使用して遠心分離処理を行った(分級操作)。この遠心分離処理における遠心力は20000×gとし、遠心時間は10分間とした。次に、当該遠心分離処理を経たナノダイヤモンド含有溶液の上清10mLを回収した。このようにして、ナノダイヤモンドが純水に分散するナノダイヤモンド水分散液を得た。 Next, the slurry (suspension) that had undergone the crushing step as described above was subjected to a centrifugation treatment using a centrifugation device (classification operation). The centrifugal force in this centrifugation treatment was 20000 × g, and the centrifugation time was 10 minutes. Next, 10 mL of the supernatant of the nanodiamond-containing solution that had undergone the centrifugation treatment was collected. In this way, a nanodiamond aqueous dispersion in which nanodiamonds are dispersed in pure water was obtained.

実施例1
(表面修飾ナノダイヤモンドの製造)
次に、液中プラズマ処理工程を行った。具体的には、調製例1で得られたナノダイヤモンド水分散液(ナノダイヤモンド濃度:1質量%)10mLと、水15mLと、ジオクタデシルアミン20mgと、メタノール25mLと、イソプロピルアルコール50mLとを混合し、混合物を超音波処理した。次に、この混合物を、液中プラズマ装置(商品名「MPP04−A4−200」、株式会社栗田製作所製)を用い、端子間距離3mm、端子間印加電圧3500V、周波数20kHz、パルス幅3.6μsの条件で、55℃で1時間液中プラズマ処理を行った。次に、液中プラズマ処理を行った混合液の溶媒を減圧留去して固体を回収した。次に、この固体にトルエン20mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にヘキサン40mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にアセトン60mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、ヘキサンで洗浄して固体を回収し、表面修飾ナノダイヤモンドを得た。
Example 1
(Manufacturing of surface-modified nanodiamonds)
Next, a submerged plasma treatment step was performed. Specifically, 10 mL of the nanodiamond aqueous dispersion (nanodiamond concentration: 1% by mass) obtained in Preparation Example 1, 15 mL of water, 20 mg of dioctadecylamine, 25 mL of methanol, and 50 mL of isopropyl alcohol were mixed. , The mixture was sonicated. Next, this mixture was subjected to a submerged plasma device (trade name "MPP04-A4-200", manufactured by Kurita Seisakusho Co., Ltd.), a distance between terminals of 3 mm, an applied voltage between terminals of 3500 V, a frequency of 20 kHz, and a pulse width of 3.6 μs. Under the above conditions, plasma treatment in liquid was performed at 55 ° C. for 1 hour. Next, the solvent of the mixed solution subjected to the plasma treatment in the solution was distilled off under reduced pressure to recover the solid. Next, 20 mL of toluene was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 40 mL of hexane was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 60 mL of acetone was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was washed with hexane to recover the solid, and surface-modified nanodiamonds were obtained. Obtained.

(有機溶媒分散体の調製)
得られた表面修飾ナノダイヤモンドをトルエン(25℃におけるFedors法で得られるSP値:9.14、25mL、25℃における比誘電率:2.379)に混合し、遠心分離(20000×g、10分間)して沈殿物を除去することで、ナノダイヤモンドのトルエン分散体を得た(ナノダイヤモンド濃度:0.3重量%)。ナノダイヤモンドのトルエン分散体中のナノダイヤモンドの粒子径を動的光散乱法で測定したところ、メディアン径(粒子径D50)は42nmであった。
(Preparation of organic solvent dispersion)
The obtained surface-modified nanodiamonds are mixed with toluene (SP value obtained by the Fedors method at 25 ° C.: 9.14, 25 mL, relative permittivity at 25 ° C.: 2.379) and centrifuged (20000 × g, 10). Toluene dispersion of nanodiamond was obtained by removing the precipitate (nanodiamond concentration: 0.3% by weight). When the particle size of nanodiamonds in the toluene dispersion of nanodiamonds was measured by a dynamic light scattering method, the median size (particle size D50) was 42 nm.

実施例2
(表面修飾ナノダイヤモンドの製造)
調製例1で得られたナノダイヤモンド水分散液(ナノダイヤモンド濃度:1質量%)10mLと、水15mLと、ジオクタデシルメチルアミン20mgと、メタノール25mLと、イソプロピルアルコール50mLとを混合し、混合物を超音波処理した。次に、この混合物を、液中プラズマ装置(商品名「MPP04−A4−200」、株式会社栗田製作所製)を用い、端子間距離1mm、端子間印加電圧3500V、周波数20kHz、パルス幅3.6μsの条件で、65℃で1時間液中プラズマ処理を行った。次に、液中プラズマ処理を行った混合液の溶媒を減圧留去して固体を回収した。次に、この固体にトルエン20mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にヘキサン40mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にアセトン60mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、ヘキサンで洗浄して固体を回収し、表面修飾ナノダイヤモンドを得た。
Example 2
(Manufacturing of surface-modified nanodiamonds)
Mix 10 mL of the nanodiamond aqueous dispersion (nanodiamond concentration: 1% by mass) obtained in Preparation Example 1, 15 mL of water, 20 mg of dioctadecylmethylamine, 25 mL of methanol, and 50 mL of isopropyl alcohol to superimpose the mixture. Sonicated. Next, this mixture was subjected to a submerged plasma device (trade name "MPP04-A4-200", manufactured by Kurita Seisakusho Co., Ltd.), a distance between terminals of 1 mm, an applied voltage between terminals of 3500 V, a frequency of 20 kHz, and a pulse width of 3.6 μs. Under the above conditions, plasma treatment in liquid was performed at 65 ° C. for 1 hour. Next, the solvent of the mixed solution subjected to the plasma treatment in the solution was distilled off under reduced pressure to recover the solid. Next, 20 mL of toluene was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 40 mL of hexane was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 60 mL of acetone was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was washed with hexane to recover the solid, and surface-modified nanodiamonds were obtained. Obtained.

(有機溶媒分散体の調製)
得られた表面修飾ナノダイヤモンドをトルエン(25℃におけるFedors法で得られるSP値:9.14、25mL、25℃における比誘電率:2.379)に混合し、遠心分離(20000×g、10分間)して沈殿物を除去することで、ナノダイヤモンドのトルエン分散体を得た(ナノダイヤモンド濃度:0.3重量%)。ナノダイヤモンドのトルエン分散体中のナノダイヤモンドの粒子径を動的光散乱法で測定したところ、メディアン径(粒子径D50)は382nmであった。
(Preparation of organic solvent dispersion)
The obtained surface-modified nanodiamonds are mixed with toluene (SP value obtained by the Fedors method at 25 ° C.: 9.14, 25 mL, relative permittivity at 25 ° C.: 2.379) and centrifuged (20000 × g, 10). Toluene dispersion of nanodiamond was obtained by removing the precipitate (nanodiamond concentration: 0.3% by weight). When the particle size of nanodiamonds in the toluene dispersion of nanodiamonds was measured by a dynamic light scattering method, the median size (particle size D50) was 382 nm.

また、得られた表面修飾ナノダイヤモンドをアセトン(25℃におけるFedors法で得られるSP値:9.07、25mL、25℃における比誘電率:20.7)に混合し、遠心分離(20000×g、10分間)して沈殿物を除去することで、ナノダイヤモンドのアセトン分散体を得た(ナノダイヤモンド濃度:0.3重量%)。ナノダイヤモンドのアセトン分散体中のナノダイヤモンドの粒子径を動的光散乱法で測定したところ、メディアン径(粒子径D50)は228nmであった。 Further, the obtained surface-modified nanodiamonds were mixed with acetone (SP value obtained by the Fedors method at 25 ° C.: 9.07, 25 mL, relative permittivity at 25 ° C.: 20.7) and centrifuged (20000 × g). (10 minutes) to remove the precipitate to obtain an acetone dispersion of nanodiamonds (nanodiamond concentration: 0.3% by weight). When the particle size of nanodiamonds in the acetone dispersion of nanodiamonds was measured by a dynamic light scattering method, the median size (particle size D50) was 228 nm.

実施例3
(表面修飾ナノダイヤモンドの製造)
調製例1で得られたナノダイヤモンド水分散液(ナノダイヤモンド濃度:1質量%)10mLと、水15mLと、トリドデシルアミン20mgと、メタノール25mLと、イソプロピルアルコール50mLとを混合し、混合物を超音波処理した。次に、この混合物を、液中プラズマ装置(商品名「MPP04−A4−200」、株式会社栗田製作所製)を用い、端子間距離1mm、端子間印加電圧3500V、周波数20kHz、パルス幅3.6μsの条件で、65℃で1時間液中プラズマ処理を行った。次に、液中プラズマ処理を行った混合液の溶媒を減圧留去して固体を回収した。次に、この固体にトルエン20mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にヘキサン40mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にアセトン60mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、ヘキサンで洗浄して固体を回収し、表面修飾ナノダイヤモンドを得た。
Example 3
(Manufacturing of surface-modified nanodiamonds)
10 mL of the nanodiamond aqueous dispersion (nanodiamond concentration: 1% by mass) obtained in Preparation Example 1, 15 mL of water, 20 mg of tridodecylamine, 25 mL of methanol, and 50 mL of isopropyl alcohol are mixed, and the mixture is sonicated. Processed. Next, this mixture was subjected to a submerged plasma device (trade name "MPP04-A4-200", manufactured by Kurita Seisakusho Co., Ltd.), a distance between terminals of 1 mm, an applied voltage between terminals of 3500 V, a frequency of 20 kHz, and a pulse width of 3.6 μs. Under the above conditions, plasma treatment in liquid was performed at 65 ° C. for 1 hour. Next, the solvent of the mixed solution subjected to the plasma treatment in the solution was distilled off under reduced pressure to recover the solid. Next, 20 mL of toluene was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 40 mL of hexane was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 60 mL of acetone was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was washed with hexane to recover the solid, and surface-modified nanodiamonds were obtained. Obtained.

(有機溶媒分散体の調製)
得られた表面修飾ナノダイヤモンドをトルエン(25℃におけるFedors法で得られるSP値:9.14、25mL、25℃における比誘電率:2.379)に混合し、遠心分離(20000×g、10分間)して沈殿物を除去することで、ナノダイヤモンドのトルエン分散体を得た(ナノダイヤモンド濃度:0.3重量%)。ナノダイヤモンドのトルエン分散体中のナノダイヤモンドの粒子径を動的光散乱法で測定したところ、メディアン径(粒子径D50)は139nmであった。
(Preparation of organic solvent dispersion)
The obtained surface-modified nanodiamonds are mixed with toluene (SP value obtained by the Fedors method at 25 ° C.: 9.14, 25 mL, relative permittivity at 25 ° C.: 2.379) and centrifuged (20000 × g, 10). Toluene dispersion of nanodiamond was obtained by removing the precipitate (nanodiamond concentration: 0.3% by weight). When the particle size of nanodiamonds in the toluene dispersion of nanodiamonds was measured by a dynamic light scattering method, the median size (particle size D50) was 139 nm.

また、得られた表面修飾ナノダイヤモンドをアセトン(25℃におけるFedors法で得られるSP値:9.07、25mL、25℃における比誘電率:20.7)に混合し、遠心分離(20000×g、10分間)して沈殿物を除去することで、ナノダイヤモンドのアセトン分散体を得た(ナノダイヤモンド濃度:0.3重量%)。ナノダイヤモンドのアセトン分散体中のナノダイヤモンドの粒子径を動的光散乱法で測定したところ、メディアン径(粒子径D50)は210nmであった。 Further, the obtained surface-modified nanodiamonds were mixed with acetone (SP value obtained by the Fedors method at 25 ° C.: 9.07, 25 mL, relative permittivity at 25 ° C.: 20.7) and centrifuged (20000 × g). (10 minutes) to remove the precipitate to obtain an acetone dispersion of nanodiamonds (nanodiamond concentration: 0.3% by weight). When the particle size of nanodiamonds in the acetone dispersion of nanodiamonds was measured by a dynamic light scattering method, the median size (particle size D50) was 210 nm.

比較例1
調製例1で得られたナノダイヤモンド水分散液(ナノダイヤモンド濃度:1質量%)10mLと、水15mLと、ジオクタデシルアミン20mgと、メタノール25mLと、イソプロピルアルコール50mLとを混合して混合液を得た。そして、得られた混合液に、ジルコニアビーズ(東ソー株式会社製、登録商標「YTZ」、直径30μm)35gを添加した。添加後、ホモジナイザー(商品名「UH−600S」、株式会社エスエムテー社製)を用い、55℃で1時間処理を行った。次に、処理を行った混合液の溶媒を減圧留去して固体を回収した。次に、この固体にトルエン20mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にヘキサン40mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にアセトン60mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、ヘキサンで洗浄して固体を回収した。
Comparative Example 1
10 mL of the nanodiamond aqueous dispersion (nanodiamond concentration: 1% by mass) obtained in Preparation Example 1, 15 mL of water, 20 mg of dioctadecylamine, 25 mL of methanol, and 50 mL of isopropyl alcohol are mixed to obtain a mixed solution. It was. Then, 35 g of zirconia beads (manufactured by Tosoh Corporation, registered trademark "YTZ", diameter 30 μm) was added to the obtained mixed solution. After the addition, a homogenizer (trade name "UH-600S", manufactured by SMT Co., Ltd.) was used, and the treatment was carried out at 55 ° C. for 1 hour. Next, the solvent of the treated mixed solution was distilled off under reduced pressure to recover the solid. Next, 20 mL of toluene was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 40 mL of hexane was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 60 mL of acetone was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was washed with hexane to recover the solid.

得られたナノダイヤモンドをトルエン(25℃におけるFedors法で得られるSP値:9.14、25mL、25℃における比誘電率:2.379)に混合し、遠心分離(20000×g、10分間)したが、ナノダイヤモンドが沈降し、ナノダイヤモンドのトルエン分散体を得ることができなかった。よって、比較例1では、表面修飾ナノダイヤモンドが得られなかったと判断した。 The obtained nanodiamonds are mixed with toluene (SP value obtained by the Fedors method at 25 ° C.: 9.14, 25 mL, relative permittivity at 25 ° C.: 2.379) and centrifuged (20000 × g, 10 minutes). However, nanodiamonds settled and a toluene dispersion of nanodiamonds could not be obtained. Therefore, in Comparative Example 1, it was determined that the surface-modified nanodiamond could not be obtained.

比較例2
調製例1で得られたナノダイヤモンド水分散液(ナノダイヤモンド濃度:1質量%)10mLと、水15mLと、ジオクタデシルメチルアミン20mgと、メタノール25mLと、イソプロピルアルコール50mLとを混合して混合液を得た。そして、得られた混合液に、ジルコニアビーズ(東ソー株式会社製、登録商標「YTZ」、直径30μm)35gを添加した。添加後、ホモジナイザー(商品名「UH−600S」、株式会社エスエムテー社製)を用い、65℃で1時間処理を行った。次に、処理を行った混合液の溶媒を減圧留去して固体を回収した。次に、この固体にトルエン20mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にヘキサン40mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にアセトン60mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、ヘキサンで洗浄して固体を回収した。
Comparative Example 2
10 mL of the nanodiamond aqueous dispersion (nanodiamond concentration: 1% by mass) obtained in Preparation Example 1, 15 mL of water, 20 mg of dioctadecylmethylamine, 25 mL of methanol, and 50 mL of isopropyl alcohol are mixed to prepare a mixed solution. Obtained. Then, 35 g of zirconia beads (manufactured by Tosoh Corporation, registered trademark "YTZ", diameter 30 μm) was added to the obtained mixed solution. After the addition, a homogenizer (trade name "UH-600S", manufactured by SMT Co., Ltd.) was used, and the treatment was carried out at 65 ° C. for 1 hour. Next, the solvent of the treated mixed solution was distilled off under reduced pressure to recover the solid. Next, 20 mL of toluene was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 40 mL of hexane was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 60 mL of acetone was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was washed with hexane to recover the solid.

得られたナノダイヤモンドをトルエン(25℃におけるFedors法で得られるSP値:9.14、25mL、25℃における比誘電率:2.379)に混合し、遠心分離(20000×g、10分間)したが、ナノダイヤモンドが沈降し、ナノダイヤモンドのトルエン分散体を得ることができなかった。よって、比較例2では、表面修飾ナノダイヤモンドが得られなかったと判断した。 The obtained nanodiamonds are mixed with toluene (SP value obtained by the Fedors method at 25 ° C.: 9.14, 25 mL, relative permittivity at 25 ° C.: 2.379) and centrifuged (20000 × g, 10 minutes). However, nanodiamonds settled and a toluene dispersion of nanodiamonds could not be obtained. Therefore, in Comparative Example 2, it was determined that the surface-modified nanodiamond could not be obtained.

比較例3
調製例1で得られたナノダイヤモンド水分散液(ナノダイヤモンド濃度:1質量%)10mLと、水15mLと、トリドデシルアミン20mgと、メタノール25mLと、イソプロピルアルコール50mLとを混合して混合液を得た。そして、得られた混合液に、ジルコニアビーズ(東ソー株式会社製、登録商標「YTZ」、直径30μm)35gを添加した。添加後、ホモジナイザー(商品名「UH−600S」、株式会社エスエムテー社製)を用い、65℃で1時間処理を行った。次に、処理を行った混合液の溶媒を減圧留去して固体を回収した。次に、この固体にトルエン20mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にヘキサン40mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、固体を回収した。次に、この固体にアセトン60mLを加え、超音波処理した後、遠心分離(20000×g、10分間)して上澄み液を除去し、ヘキサンで洗浄して固体を回収した。
Comparative Example 3
10 mL of the nanodiamond aqueous dispersion (nanodiamond concentration: 1% by mass) obtained in Preparation Example 1, 15 mL of water, 20 mg of tridodecylamine, 25 mL of methanol, and 50 mL of isopropyl alcohol are mixed to obtain a mixed solution. It was. Then, 35 g of zirconia beads (manufactured by Tosoh Corporation, registered trademark "YTZ", diameter 30 μm) was added to the obtained mixed solution. After the addition, a homogenizer (trade name "UH-600S", manufactured by SMT Co., Ltd.) was used, and the treatment was carried out at 65 ° C. for 1 hour. Next, the solvent of the treated mixed solution was distilled off under reduced pressure to recover the solid. Next, 20 mL of toluene was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 40 mL of hexane was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was recovered. Next, 60 mL of acetone was added to this solid, and after ultrasonic treatment, centrifugation (20,000 × g, 10 minutes) was performed to remove the supernatant, and the solid was washed with hexane to recover the solid.

得られたナノダイヤモンドをトルエン(25℃におけるFedors法で得られるSP値:9.14、25mL、25℃における比誘電率:2.379)に混合し、遠心分離(20000×g、10分間)したが、ナノダイヤモンドが沈降し、ナノダイヤモンドのトルエン分散体を得ることができなかった。よって、比較例3では、表面修飾ナノダイヤモンドが得られなかったと判断した。 The obtained nanodiamonds are mixed with toluene (SP value obtained by the Fedors method at 25 ° C.: 9.14, 25 mL, relative permittivity at 25 ° C.: 2.379) and centrifuged (20000 × g, 10 minutes). However, nanodiamonds settled and a toluene dispersion of nanodiamonds could not be obtained. Therefore, in Comparative Example 3, it was determined that the surface-modified nanodiamond could not be obtained.

<動的光散乱法によるメディアン径の測定方法>
スペクトリス社製の装置(商品名「ゼータサイザー ナノZS」)を使用して、測定した50%体積累積径である。測定したナノダイヤモンドの有機溶媒分散体のナノダイヤモンド濃度は、0.3質量%である。
<Measurement method of median diameter by dynamic light scattering method>
It is a 50% volume cumulative diameter measured using a device manufactured by Spectris (trade name "Zeta Sizar Nano ZS"). The measured nanodiamond concentration of the organic solvent dispersion of nanodiamond is 0.3% by mass.

<FT−IR分析>
調製例1で得られたナノダイヤモンド水分散液におけるナノダイヤモンド、及び実施例1〜3で得られた表面修飾ナノダイヤモンドについて、下記の分析装置及び分析方法にて、FT−IR分析を行った。
分析装置・・・品番「FT/IR−6100」、日本分光株式会社製
分析方法・・・試料1mgと臭化カリウム(IR吸収測定用、和光純薬工業株式会社製)100mgと乳鉢を用いて粉砕混合し、この試料26.5mgを40MPaの圧力で3〜5分間加圧成型してKBrペレットを作製して分析(KBr法)
<FT-IR analysis>
The nanodiamonds in the nanodiamond aqueous dispersion obtained in Preparation Example 1 and the surface-modified nanodiamonds obtained in Examples 1 to 3 were subjected to FT-IR analysis by the following analyzer and analysis method.
Analytical device: Part number "FT / IR-6100", manufactured by JASCO Corporation Analytical method: Using 1 mg of sample, 100 mg of potassium bromide (for IR absorption measurement, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and a dairy bowl After pulverizing and mixing, 26.5 mg of this sample was pressure-molded at a pressure of 40 MPa for 3 to 5 minutes to prepare KBr pellets for analysis (KBr method).

調製例1で得られたナノダイヤモンドのFT−IRスペクトルを図2に、実施例1で得られた表面修飾ナノダイヤモンドのFT−IRスペクトルを図3に、実施例2で得られた表面修飾ナノダイヤモンドのFT−IRスペクトルを図4に、実施例3で得られた表面修飾ナノダイヤモンドのFT−IRスペクトルを図5にそれぞれに示す。実施例1では、1653cm-1付近及び1420cm-1付近にアミド基由来のピークが観測された。このことから実施例1では、主にジオクタデシルアミン由来のアミド基を有するナノダイヤモンドが得られたと推測される。また、実施例2では、1600cm-1付近にアンモニウム塩由来のピークが観測された。このことから実施例2では、主にジオクタデシルメチルアミン由来のアンモニウム塩を有するナノダイヤモンドが得られたと推測される。また、実施例3では、1602cm-1付近にアンモニウム塩由来のピークが観測された。このことから実施例3では、主にトリドデシルアミン由来のアンモニウム塩を有するナノダイヤモンドが得られたと推測される。これら実施例1〜3で得られた表面修飾ナノダイヤモンドにおいて観測された特徴的なピークは、調製例1で得られたナノダイヤモンドでは観測されなかったピークである。 The FT-IR spectrum of the nanodiamond obtained in Preparation Example 1 is shown in FIG. 2, the FT-IR spectrum of the surface-modified nanodiamond obtained in Example 1 is shown in FIG. 3, and the surface-modified nano obtained in Example 2 is shown in FIG. The FT-IR spectrum of the diamond is shown in FIG. 4, and the FT-IR spectrum of the surface-modified nanodiamond obtained in Example 3 is shown in FIG. 5, respectively. In Example 1, peaks derived from amide groups were observed near 1653 cm -1 and around 1420 cm -1 . From this, it is presumed that in Example 1, nanodiamonds having an amide group mainly derived from dioctadecylamine were obtained. Moreover, in Example 2, a peak derived from an ammonium salt was observed near 1600 cm -1 . From this, it is presumed that in Example 2, nanodiamonds having an ammonium salt mainly derived from dioctadecylmethylamine were obtained. Moreover, in Example 3, a peak derived from an ammonium salt was observed near 1602 cm -1 . From this, it is presumed that in Example 3, nanodiamonds having an ammonium salt mainly derived from tridodecylamine were obtained. The characteristic peaks observed in the surface-modified nanodiamonds obtained in Examples 1 to 3 are the peaks not observed in the nanodiamonds obtained in Preparation Example 1.

S1 生成工程
S2 酸処理工程
S3 酸化処理工程
S4 酸素酸化工程
S5 液中プラズマ処理工程
S1 production step S2 acid treatment step S3 oxidation treatment step S4 oxygen oxidation step S5 liquid plasma treatment step

Claims (4)

ナノダイヤモンド及びアミンを含む混合液を液中プラズマ処理して、前記アミン由来の窒素原子含有基を表面に有するナノダイヤモンドを得る液中プラズマ処理工程を含む、表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法。 A method for producing surface-modified nanodiamonds, which comprises an in-liquid plasma treatment step of subjecting a mixed solution containing nanodiamonds and amines to plasma treatment in liquid to obtain nanodiamonds having a nitrogen atom-containing group derived from the amine on the surface. アミンが、下記式(1)で表されるアミンであり、前記式(1)で表されるアミンにおける炭素原子の総数が26〜60である、請求項1に記載の表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法。
nNH3-n (1)
(式(1)中、Rは一価の有機基を示し、nは1〜3の整数を示す。)
The production of the surface-modified nanodiamond according to claim 1, wherein the amine is an amine represented by the following formula (1), and the total number of carbon atoms in the amine represented by the formula (1) is 26 to 60. Method.
R n NH 3-n (1)
(In formula (1), R represents a monovalent organic group, and n represents an integer of 1 to 3).
前記Rが、炭素数1〜22の直鎖又は分岐鎖状アルキル基である、請求項2に記載の表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法。 The method for producing surface-modified nanodiamond according to claim 2, wherein R is a linear or branched-chain alkyl group having 1 to 22 carbon atoms. 前記アミンが第2級アミン又は第3級アミンである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面修飾ナノダイヤモンドの製造方法。 The method for producing surface-modified nanodiamond according to any one of claims 1 to 3, wherein the amine is a secondary amine or a tertiary amine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220102435A (en) * 2021-01-13 2022-07-20 인하대학교 산학협력단 Epoxy-based composites with amino-functional nanodiamonds and manufacturing method thereof
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