JP6560118B2 - グラフェン分散液の取得方法 - Google Patents
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Description
平均粒子径20μmの天然黒鉛2.25g、界面活性剤(TritonX−100)0.75g、直径3mmのジルコニアボール140g、及び蒸留水15gを、250mLの容積のガラス製スクリュー管に投入した(S1)。次に、水を貯めた超音波照射機(SHARP製、UT−206)の水にスクリュー管を浸漬し、37kHz、200Wで3時間、超音波を照射した(S2)。次に、超音波照射後の混合液からジルコニアボールを取り除き、混合液を遠沈管に移して、遠心分離機(KUBOTA製、3700)で、42G、45分間遠心分離を施した。そして、遠心分離後の混合液の上澄みを採取してグラフェン分散液を取得した(S3)。
ジルコニアボールを投入せずに実施例1の工程を実施した。他の条件については、実施例1と同様である。図3に示すように、グラフェン分散液の濃度は0.04mg/mLであった。
界面活性剤を投入せずに実施例1の工程を実施した。他の条件については、実施例1と同様である。図3に示すように、グラフェン分散液の濃度は0.04mg/mL以下であった。
TritonX−100、Tween20、Tween80、SDC(Sodium deoxycholate)、及びSDS(sodium dodecyl sulfate)からいずれか1つの界面活性剤を選択するとともに、選択する界面活性剤をこれらの中で変更しつつ、実施例1の工程を界面活性剤ごとに実施した。他の条件については、実施例1と同様である。なお、TritonX−100、Tween20、及びTween80は非イオン性界面活性剤、SDC(Sodium deoxycholate)、及びSDS(sodium dodecyl sulfate)はイオン性界面活性剤である。図4に示すように、グラフェン分散液の濃度は、TritonX−100、Tween20、及びTween80をそれぞれ用いた場合に高い結果となった。イオン性界面活性剤に比して、非イオン性界面活性剤の方が適していると思われる。つまり、イオン性界面活性剤の静電反発効果よりも、非イオン性界面活性剤の立体反発効果の方がグラフェンを安定に分散できるためと推察される。
超音波照射時間を1〜20時間の範囲で変更して、実施例1の工程を実施した。他の条件については、実施例1と同様である。具体的には、1、3、5、10、及び20時間の超音波照射時間とした。図5に示すとおり、超音波照射時間が長くなるほど、グラフェン分散液の濃度は高い結果となった。
ジルコニアボールの直径(粒径)を0.03mm〜5mmの範囲で変更して、実施例1の工程を実施した。具体的には、0.03、0.3、1、3、及び5mmの直径を有する5種類のジルコニアボールを用いた。他の条件については、実施例1と同様である。図8に示すように、1mmのジルコニアボールを用いた時に最もグラフェン濃度が高い結果となった。これは、ボールのサイズが大きくなるほど、その自重によりボールが振動しづらくなって効果的にせん断力を与えることができなくなり、さらには1回あたりの衝突エネルギーが大きくなることで剥離よりも微細化が進行したためと推察される。一方、ボールのサイズが1mmより小さくなると、1回あたりの衝突エネルギーが小さく剥離に必要なエネルギーに達する確率が低くなる。その結果、直径1mmのボールで最もグラフェン濃度が高くなったと推察される。
2 分散剤
3 粒体
4 液体
5 容器
6 グラフェン分散液
7 遠沈管
10 超音波照射機
Claims (6)
- 容器内に、グラファイト及び分散剤を含む液体と0.03〜5mmの粒径を有する粒体とを、前記粒体が前記液体内で敷き詰められるように収容する工程と、
前記容器を静置した状態で前記液体に超音波を照射する工程とを備えていることを特徴とするグラフェン分散液の取得方法。 - 前記液体が水であることを特徴とする請求項1に記載のグラフェン分散液の取得方法。
- 前記粒体の粒径が0.3〜3mmの範囲内であることを特徴とする請求項1又は2に記載のグラフェン分散液の取得方法。
- 前記粒体がジルコニアボールであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のグラフェン分散液の取得方法。
- 前記容器を静置した状態で、前記液体に前記超音波を照射する時間が10時間未満であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のグラフェン分散液の取得方法。
- 前記分散剤として非イオン性界面活性剤が用いられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のグラフェン分散液の取得方法。
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JP2015254563A JP6560118B2 (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | グラフェン分散液の取得方法 |
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JP2017114750A JP2017114750A (ja) | 2017-06-29 |
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JP2015254563A Active JP6560118B2 (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | グラフェン分散液の取得方法 |
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