JP7432306B2 - Method for manufacturing carbon material composite - Google Patents

Method for manufacturing carbon material composite Download PDF

Info

Publication number
JP7432306B2
JP7432306B2 JP2019082887A JP2019082887A JP7432306B2 JP 7432306 B2 JP7432306 B2 JP 7432306B2 JP 2019082887 A JP2019082887 A JP 2019082887A JP 2019082887 A JP2019082887 A JP 2019082887A JP 7432306 B2 JP7432306 B2 JP 7432306B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
graphite
graphite oxide
carbon material
group
material composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019082887A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019194146A (en
Inventor
隼 郷田
達也 山口
博信 小野
修 鴻巣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Publication of JP2019194146A publication Critical patent/JP2019194146A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7432306B2 publication Critical patent/JP7432306B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

本発明は、炭素材料複合体の製造方法に関する。より詳しくは、触媒、電池やキャパシタの電極活物質、熱電変換材料、導電性材料、発光材料、潤滑油用添加剤、高分子(樹脂)用添加剤、透過膜材料、抗菌材料、撥水材料、吸着材料等として好適に用いることができる炭素材料複合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a carbon material composite. More specifically, catalysts, electrode active materials for batteries and capacitors, thermoelectric conversion materials, conductive materials, luminescent materials, additives for lubricating oils, additives for polymers (resins), permeable membrane materials, antibacterial materials, and water-repellent materials. , relates to a method for producing a carbon material composite that can be suitably used as an adsorption material, etc.

炭素材料は、硬度等の特性に優れ、半導体、電池、自動車、情報通信、産業機器等の分野で種々用いられている。
炭素材料の1種である酸化黒鉛は、sp結合で結合した炭素原子が平面的に並んだ層状構造をもつ黒鉛を酸化し、酸素含有官能基を付与したものであり、その特異な構造や物性のために数多くの研究がなされている。酸化黒鉛は、触媒、電池やキャパシタの電極活物質、熱電変換材料、導電性材料、発光材料、潤滑油用添加剤、高分子用添加剤、透過膜材料、抗菌材料、撥水材料、吸着材料等の種々の用途に用いることが期待されている。
Carbon materials have excellent properties such as hardness, and are used in various fields such as semiconductors, batteries, automobiles, information and communications, and industrial equipment.
Graphite oxide, a type of carbon material, is made by oxidizing graphite, which has a layered structure in which carbon atoms bonded with sp2 bonds are arranged in a plane, and adding oxygen-containing functional groups. Many studies have been conducted on its physical properties. Graphite oxide is used as catalysts, electrode active materials for batteries and capacitors, thermoelectric conversion materials, conductive materials, luminescent materials, additives for lubricating oils, additives for polymers, permeable membrane materials, antibacterial materials, water repellent materials, and adsorption materials. It is expected that it will be used for various purposes such as.

酸化黒鉛の製造方法としては、黒鉛を酸溶媒中で強力な酸化剤と作用させることで酸化黒鉛を合成する方法が一般的であり、酸化剤として硫酸と過マンガン酸カリウムを用いるHummers法が知られている(非特許文献1参照)。またその他の方法として、硝酸と塩素酸カリウムを用いるBrodie法、酸化剤として硫酸、硝酸と塩素酸カリウムを用いるStaudenmaier法等が知られている。 A common method for producing graphite oxide is to synthesize graphite oxide by reacting graphite with a strong oxidizing agent in an acid solvent, and the Hummers method using sulfuric acid and potassium permanganate as the oxidizing agent is well known. (See Non-Patent Document 1). Other known methods include the Brodie method using nitric acid and potassium chlorate, and the Staudenmaier method using sulfuric acid, nitric acid and potassium chlorate as oxidizing agents.

例えば、酸化黒鉛誘導体の製造方法として、黒鉛を酸化する工程と、酸化黒鉛誘導体を得る工程との間に、酸化工程で得られる酸化黒鉛を含む反応液に、水に対する溶解度が0.01%以上であって、かつ、水と任意には混和しない溶媒を添加した後、酸化黒鉛含有組成物を分離することが開示されている(特許文献1参照)。
ところで、精製済みの酸化グラフェン(酸化黒鉛)とカチオン性脂質とから得られる複合体が凝集してなる凝集物が開示されている(特許文献2参照)。また、酸化黒鉛がよく分散した酸化黒鉛分散体を得るために、精製・乾燥済みの酸化黒鉛粉末を脱イオン水に分散させた分散体に低分子量のポリエチレングリコールを添加し、超音波処理を行ったことが開示されている(非特許文献2参照)。
For example, in a method for producing an oxidized graphite derivative, between the step of oxidizing graphite and the step of obtaining the oxidized graphite derivative, a reaction solution containing graphite oxide obtained in the oxidation step has a solubility in water of 0.01% or more. It is disclosed that a graphite oxide-containing composition is separated after adding a solvent that is optionally immiscible with water (see Patent Document 1).
Incidentally, an aggregate formed by aggregating a complex obtained from purified graphene oxide (graphite oxide) and a cationic lipid has been disclosed (see Patent Document 2). In addition, in order to obtain a graphite oxide dispersion in which graphite oxide is well dispersed, low molecular weight polyethylene glycol was added to a dispersion of purified and dried graphite oxide powder dispersed in deionized water, and the mixture was treated with ultrasonic waves. This has been disclosed (see Non-Patent Document 2).

国際公開第2017/082263号International Publication No. 2017/082263 特開2012-153590号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-153590

William S. Hummers, et.al, J. Am. Chem. Soc, 1958, 80, 1339.William S. Hummers, et.al, J. Am. Chem. Soc, 1958, 80, 1339. Vineet Dua, et.al, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 1-5Vineet Dua, et.al, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 1-5

上記のとおり、炭素材料の1種である酸化黒鉛の製造方法として種々の方法が知られているが、酸化工程で酸化黒鉛を得た後、酸化黒鉛を反応溶液中から精製することが一般的であり、通常は遠心分離を繰り返して行ったり、反応液をろ過したりする。前者の場合、工程が煩雑になるとともに廃液の量が多くなるといった課題があり、後者の場合、フィルターが目詰まりしやすいという課題があった。いずれの場合も、精製に手間がかかるため、高コスト化し、酸化黒鉛を製造する場合に効率的な生産の面から改善の余地があった。特に特許文献2では精製済みの酸化黒鉛にカチオン性脂質を作用させ複合体を得ることが想定されており、複合体を作製するためには精製が必要であり、工業的に実施する場合高コストとなる。これに対して、特許文献1に記載の方法は、水層・有機層の液/液分離により酸化黒鉛の分離を効率的に行うことが可能となり、高品質な酸化黒鉛を簡便に得ることができるものである。一方、酸化黒鉛を工業的に製造するうえで、酸化黒鉛の分離工程、特にろ過工程を更に効率的に行い、高品質な酸化黒鉛をより簡便に製造することが強く望まれていた。 As mentioned above, various methods are known for producing graphite oxide, which is a type of carbon material, but it is common to obtain graphite oxide through an oxidation process and then purify the graphite oxide from the reaction solution. Usually, centrifugation is repeated or the reaction solution is filtered. In the former case, there were problems in that the process became complicated and the amount of waste liquid increased, and in the latter case, there was a problem in that the filter was easily clogged. In either case, refining takes time and effort, leading to high costs, and there is room for improvement in terms of efficient production when producing graphite oxide. In particular, in Patent Document 2, it is assumed that a cationic lipid is reacted on purified graphite oxide to obtain a complex, and purification is required to produce the complex, which is expensive if carried out industrially. becomes. In contrast, the method described in Patent Document 1 makes it possible to efficiently separate graphite oxide through liquid/liquid separation of the aqueous layer and organic layer, making it possible to easily obtain high-quality graphite oxide. It is possible. On the other hand, in the industrial production of graphite oxide, there has been a strong desire to perform the separation process of graphite oxide, particularly the filtration process, more efficiently and to more easily produce high-quality graphite oxide.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものでもあり、高品質な酸化黒鉛を簡便に製造することができる方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned current situation, and an object of the present invention is to provide a method that can easily produce high-quality graphite oxide.

本発明者らは、高品質な酸化黒鉛をより簡便に製造することができる方法について種々検討し、酸化工程で得られる酸化黒鉛が分散してなる水系分散液からの酸化黒鉛の精製の際に、水系分散液と非イオン性界面活性剤とを混合し、その後、非イオン性界面活性剤及び酸化黒鉛を含んで構成される炭素材料複合体を精製すると、水系分散液中に酸が残留していても非イオン性界面活性剤の作用によって炭素材料複合体が凝集し、分散性の低い大きな凝集体となるため、水系分散液をろ過してもフィルターの目詰まりが起こりにくい等、精製に要する時間が非常に短くなるとともに、酸を充分に除去することができ、炭素材料複合体を極めて効率的に精製できることを見出した。この理由は、本発明者らの最新の知見によると以下の通りであると考えられる。先ず、酸が残留していても非イオン性界面活性剤の作用によって炭素材料複合体が凝集する作用について、酸化黒鉛は、水中で酸基が電離する弱酸であるが、硫酸等の強酸存在下では酸基が電離せず中性になる。ここで、酸化工程で得られる酸化黒鉛が分散してなる水系分散液と、非イオン性界面活性剤とを混合すると、酸化黒鉛と非イオン性界面活性剤とが疎水的相互作用し、非イオン性界面活性剤及び酸化黒鉛を含んで構成される炭素材料複合体として凝集させることができる。また、凝集力の弱い非イオン性界面活性剤による炭素材料複合体の凝集はあまり強固ではないので、凝集塊中に水が入って硫酸を洗い除くことができる。更に、当該凝集はあまり強固ではないので、剥離工程を経ることで容易に凝集を解き、再度分散媒に分散させることも可能である。本発明者らは、このような精製方法により、高品質な炭素材料複合体を低コストかつ簡便に製造することが可能となり、この方法を特に炭素材料複合体の工業的製造に適用した場合に当該効果が顕著なものとなることを見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 The present inventors have studied various ways to more easily produce high-quality graphite oxide, and have developed methods for purifying graphite oxide from an aqueous dispersion in which graphite oxide obtained in an oxidation process is dispersed. When an aqueous dispersion and a nonionic surfactant are mixed and then a carbon material composite containing the nonionic surfactant and graphite oxide is purified, acid remains in the aqueous dispersion. The carbon material composite aggregates due to the action of the nonionic surfactant even if it is mixed, forming large aggregates with low dispersibility, making it difficult for purification to occur, such as filter clogging even when filtering an aqueous dispersion. It has been found that the time required is extremely short, the acid can be sufficiently removed, and the carbon material composite can be purified extremely efficiently. The reason for this is thought to be as follows, according to the latest findings of the present inventors. First, regarding the effect of a carbon material composite coagulating due to the action of a nonionic surfactant even if acid remains, graphite oxide is a weak acid whose acid groups ionize in water, but in the presence of strong acids such as sulfuric acid, graphite oxide is a weak acid whose acid groups ionize in water. In this case, the acid group does not ionize and becomes neutral. Here, when an aqueous dispersion of graphite oxide obtained in the oxidation step is mixed with a nonionic surfactant, the graphite oxide and the nonionic surfactant interact hydrophobically, resulting in a nonionic It can be aggregated as a carbon material composite comprising a surfactant and graphite oxide. Further, since the carbon material composite is not strongly aggregated by the nonionic surfactant having a weak cohesive force, water enters the aggregate and can wash away the sulfuric acid. Furthermore, since the aggregation is not very strong, it is possible to easily break the aggregation through a peeling process and disperse it in the dispersion medium again. The present inventors have discovered that this purification method makes it possible to easily produce high-quality carbon material composites at low cost, and that this method is especially useful when applied to industrial production of carbon material composites. We have found that this effect is remarkable, and have come up with the idea that the above problems can be successfully solved, resulting in the present invention.

すなわち本発明は、非イオン性界面活性剤及び酸化黒鉛を含んで構成される炭素材料複合体を製造する方法であって、該製造方法は、黒鉛を酸化する工程、及び、該酸化工程で得られた酸化黒鉛が分散してなる水系分散液と非イオン性界面活性剤とを混合した後、炭素材料複合体を精製する工程を含むことを特徴とする炭素材料複合体の製造方法である。 That is, the present invention is a method for producing a carbon material composite comprising a nonionic surfactant and oxidized graphite, which includes a step of oxidizing graphite, and a step of oxidizing graphite, and a step of oxidizing graphite. This method of producing a carbon material composite includes the step of mixing an aqueous dispersion of graphite oxide dispersed therein with a nonionic surfactant, and then refining the carbon material composite.

本発明はまた、酸化黒鉛を製造する方法であって、該製造方法は、黒鉛を酸化する工程、及び、該酸化工程で得られた酸化黒鉛が分散してなる水系分散液と非イオン性界面活性剤とを混合した後、酸化黒鉛を精製する工程を含むことを特徴とする酸化黒鉛の製造方法でもある。 The present invention also provides a method for producing oxidized graphite, which includes a step of oxidizing graphite, and an aqueous dispersion in which the oxidized graphite obtained in the oxidation step is dispersed, and a nonionic interface. It is also a method for producing graphite oxide, which includes a step of refining graphite oxide after mixing with an activator.

なお、本発明の炭素材料複合体の製造方法又は本発明の酸化黒鉛の製造方法の好ましい一実施形態では、上記精製工程は、ろ過、デカンテーション、遠心分離、及び、分液抽出からなる群より選択される少なくとも1種の方法により炭素材料複合体又は酸化黒鉛を精製する工程である。 In a preferred embodiment of the method for producing a carbon material composite of the present invention or the method for producing graphite oxide of the present invention, the purification step is performed using a method selected from the group consisting of filtration, decantation, centrifugation, and liquid separation extraction. This is a step of refining a carbon material composite or graphite oxide by at least one selected method.

本発明の炭素材料複合体の製造方法により、高品質な炭素材料複合体を低コストで簡便に得ることができる。また得られた炭素材料複合体は、分散媒に非常によく分散できる。 By the method for producing a carbon material composite of the present invention, a high quality carbon material composite can be easily obtained at low cost. Moreover, the obtained carbon material composite can be dispersed very well in a dispersion medium.

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

<炭素材料複合体の製造方法>
本発明の炭素材料複合体の製造方法における、上記酸化工程以降の各工程の順序については特に限定されないが、必要に応じて後述する酸化反応停止(クエンチ)工程を行った後、上記混合工程、上記精製工程をこの順で行う。また、上記混合工程前に更に酸化黒鉛の精製工程を適宜行ってもよく、例えば、必要に応じて酸化反応停止工程を行った後、酸化黒鉛の精製工程、上記混合工程、上記精製工程(炭素材料複合体の精製工程)をこの順で行ってもよい。
<Method for manufacturing carbon material composite>
In the method for producing a carbon material composite of the present invention, the order of the steps after the oxidation step is not particularly limited, but if necessary, after performing the oxidation reaction termination (quenching) step described later, the mixing step, The above purification steps are performed in this order. Further, a graphite oxide refining step may be further performed as appropriate before the above mixing step. For example, after performing an oxidation reaction termination step as necessary, the graphite oxide refining step, the mixing step, the refining step (carbon Material composite purification step) may be performed in this order.

本発明の炭素材料複合体の製造方法により得られる炭素材料複合体は、非イオン性界面活性剤及び酸化黒鉛を含んで構成される。
上記酸化黒鉛は、グラフェン、黒鉛(グラファイト)等の黒鉛質の炭素材料を酸化することにより酸素が結合したもの(該炭素材料に酸素が結合したもの)であり、該酸素は黒鉛質の炭素材料に対しカルボキシル基、カルボニル基、水酸基、エポキシ基等の置換基として存在している。
上記酸化黒鉛は、グラフェンの炭素に酸素が結合した酸化グラフェンであることが好ましい。
なお、一般的にグラフェンとは、sp結合で結合した炭素原子が平面的に並んだ1層からなるシートをいい、グラフェンシートが多数積層されたものはグラファイトといわれるが、本発明における酸化グラフェンには、炭素原子1層のみからなるシートだけではなく、2層~100層程度積層した構造を有するものも含まれる。該酸化グラフェンは、炭素原子1層のみからなるシートであるか、又は、2層~20層程度積層した構造を有するものであることが好ましい。
上記酸化黒鉛は、更に、硫黄含有基、窒素含有基等の官能基を有していてもよいが、全構成元素に対する炭素、水素、及び、酸素の構成元素としての含有率が97モル%以上であることが好ましく、99モル%以上であることがより好ましく、酸化黒鉛が炭素、水素、及び、酸素のみを構成元素とするものであることが更に好ましい。
The carbon material composite obtained by the method for producing a carbon material composite of the present invention is configured to contain a nonionic surfactant and graphite oxide.
The above-mentioned graphite oxide is a material in which oxygen is bonded by oxidizing a graphite carbon material such as graphene or graphite (oxygen is bonded to the carbon material). It exists as a substituent such as a carboxyl group, carbonyl group, hydroxyl group, or epoxy group.
The graphite oxide is preferably graphene oxide in which oxygen is bonded to carbon of graphene.
Note that graphene generally refers to a sheet consisting of a single layer in which carbon atoms bonded by sp 2 bonds are arranged in a plane, and a stack of many graphene sheets is called graphite, but graphene oxide in the present invention This includes not only sheets consisting of only one layer of carbon atoms, but also sheets having a laminated structure of about 2 to 100 layers. It is preferable that the graphene oxide is a sheet consisting of only one layer of carbon atoms, or has a laminated structure of about 2 to 20 layers.
The graphite oxide may further have a functional group such as a sulfur-containing group or a nitrogen-containing group, but the content of carbon, hydrogen, and oxygen as constituent elements of all constituent elements is 97 mol% or more. It is preferable that the content is 99 mol % or more, and it is even more preferable that the graphite oxide contains only carbon, hydrogen, and oxygen as constituent elements.

以下では、先ず、本発明の炭素材料複合体の製造方法における精製工程に関し、酸化工程で得られる酸化黒鉛が分散してなる水系分散液と非イオン性界面活性剤との混合、並びに、炭素材料複合体の精製について順に説明する。次いで、精製工程で精製された炭素材料複合体に含まれる酸化黒鉛の層間を剥離する工程、精製工程前の黒鉛を酸化する工程について説明する。 In the following, first, regarding the purification step in the method for producing a carbon material composite of the present invention, the mixing of an aqueous dispersion in which graphite oxide obtained in the oxidation step is dispersed with a nonionic surfactant, and the carbon material The purification of the complex will be explained in order. Next, a process of peeling off the layers of graphite oxide contained in the carbon material composite purified in the purification process and a process of oxidizing the graphite before the purification process will be described.

(精製工程)
〔水系分散液と非イオン性界面活性剤との混合〕
本発明では、酸化工程で得られる酸化黒鉛が分散してなる水系分散液と非イオン性界面活性剤とを混合する。
混合方法は、特に限定されず、公知の方法で適宜行うことが可能であるが、例えば、撹拌や超音波処理を行ったり、公知の分散機を用いたりして固形分を均一に分散させることが好ましい。
なお、水系分散液と非イオン性界面活性剤とを混合する際には、例えば、水系分散液に非イオン性界面活性剤を添加してもよく、非イオン性界面活性剤に水系分散液を添加してもよく、反応容器に対して水系分散液と非イオン性界面活性剤とを同時に添加してもよい。
(purification process)
[Mixing of aqueous dispersion and nonionic surfactant]
In the present invention, an aqueous dispersion in which graphite oxide obtained in the oxidation step is dispersed and a nonionic surfactant are mixed.
The mixing method is not particularly limited and can be carried out appropriately by any known method, but for example, the solid content may be uniformly dispersed by stirring, ultrasonication, or by using a known dispersion machine. is preferred.
When mixing the aqueous dispersion and the nonionic surfactant, for example, the nonionic surfactant may be added to the aqueous dispersion, or the aqueous dispersion may be added to the nonionic surfactant. Alternatively, the aqueous dispersion and the nonionic surfactant may be added to the reaction vessel at the same time.

本明細書中、非イオン性界面活性剤は、一般的に界面活性剤と称される疎水性基と親水性基とを有する化合物のうち、酸化工程で得られる酸化黒鉛が分散してなる水系分散液中で実質的にイオンに電離しないものである。
酸化黒鉛は、このような非イオン性界面活性剤と疎水的相互作用し、炭素材料複合体として凝集する。これにより、ろ過等の精製工程を効率的に行うことができ、炭素材料複合体の製造を低コスト化できる。
In this specification, the nonionic surfactant is a compound having a hydrophobic group and a hydrophilic group, which is generally called a surfactant, and is an aqueous system in which graphite oxide obtained in an oxidation process is dispersed. It does not substantially ionize into ions in the dispersion.
Graphite oxide interacts hydrophobically with such a nonionic surfactant and aggregates as a carbon material composite. Thereby, purification steps such as filtration can be performed efficiently, and the manufacturing cost of the carbon material composite can be reduced.

上記非イオン性界面活性剤の疎水性基としては、例えば脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基等の炭化水素基が好ましいものとして挙げられる。炭化水素基の炭素数は、3以上であることがより好ましく、6以上であることが更に好ましく、9以上であることが特に好ましい。炭化水素基の炭素数は、例えば24以下であることが好ましい。また、非イオン性界面活性剤の親水性基としては、例えばアルキレンオキシド基、エーテル基、エステル基、アミド基、水酸基等が好ましいものとして挙げられる。アルキレンオキシド基は、エチレンオキシド基であることがより好ましい。
上記非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、高級脂肪酸アルカノールアミド又はそのエチレンオキサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグリコキシド、脂肪酸グリセリンモノエステル、アルコールエトキシレート、ソルビタンエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンエステル類、又は、これらの誘導体等が好ましいものとして挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。例えば、非イオン性界面活性剤は、アルコールエトキシレートがもつ(ポリ)エチレングリコール鎖の末端に水酸基(-OH)を有するもの(例えば、ソフタノール50、ソフタノール120〔株式会社日本触媒製〕)、ポリオキシエチレンソルビタンエステル類(例えば、ニューコール85〔日本乳化剤株式会社製〕)であることが特に好ましい。
Preferred examples of the hydrophobic group of the nonionic surfactant include hydrocarbon groups such as aliphatic hydrocarbon groups and aromatic hydrocarbon groups. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group is more preferably 3 or more, even more preferably 6 or more, and particularly preferably 9 or more. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group is preferably 24 or less, for example. Further, as the hydrophilic group of the nonionic surfactant, for example, an alkylene oxide group, an ether group, an ester group, an amide group, a hydroxyl group, etc. are mentioned as preferable ones. More preferably, the alkylene oxide group is an ethylene oxide group.
Examples of the nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkenyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, higher fatty acid alkanolamide or its ethylene oxide adduct, sucrose fatty acid ester, alkyl glycooxide. Preferred examples include fatty acid glycerin monoester, alcohol ethoxylate, sorbitan esters, polyoxyethylene sorbitan esters, and derivatives thereof, and one or more of these may be used. For example, nonionic surfactants include those that have a hydroxyl group (-OH) at the end of the (poly)ethylene glycol chain of alcohol ethoxylate (for example, Softanol 50, Softanol 120 [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.]), Particularly preferred are oxyethylene sorbitan esters (eg, Nucol 85 [manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd.]).

上記精製工程において水系分散液と混合する非イオン性界面活性剤の量は適宜設定すればよいが、酸化黒鉛が分散してなる水系分散液中の酸化黒鉛100質量%に対して10~1000質量%であることが好ましい。非イオン性界面活性剤の量は、より好ましくは、酸化黒鉛を含む水系分散液中の酸化黒鉛100質量%に対して20~700質量%であり、更に好ましくは30~600質量%であり、特に好ましくは40~500質量%である。 The amount of nonionic surfactant mixed with the aqueous dispersion in the above purification step may be set appropriately, but it is 10 to 1000 mass% based on 100 mass% of graphite oxide in the aqueous dispersion in which graphite oxide is dispersed. % is preferable. The amount of the nonionic surfactant is more preferably 20 to 700% by mass, and even more preferably 30 to 600% by mass, based on 100% by mass of graphite oxide in the aqueous dispersion containing graphite oxide. Particularly preferred is 40 to 500% by mass.

上記水系分散液は、酸化工程直後の反応組成物であってもよく、その後の濃縮工程で反応組成物から硫酸を除去したり、酸化反応停止(クエンチ)工程で反応組成物に水及び/又は過酸化水素水を添加したりした液であってもよいが、例えば酸化反応停止工程で反応組成物に水及び/又は過酸化水素水を添加した液であることが好ましい。
なお、水系分散液は、分散媒として水を含有していれば良く、その他に水と混和する有機分散媒を更に含有していてもよいが、炭素材料複合体の凝集し易さの観点から、有機分散媒を含有しないことが好ましい。
The above aqueous dispersion may be a reaction composition immediately after the oxidation step, and sulfuric acid may be removed from the reaction composition in the subsequent concentration step, or water and/or Although the solution may be one in which aqueous hydrogen peroxide is added, for example, a solution in which water and/or aqueous hydrogen peroxide are added to the reaction composition in the oxidation reaction termination step is preferable.
Note that the aqueous dispersion only needs to contain water as a dispersion medium, and may further contain an organic dispersion medium that is miscible with water, but from the viewpoint of ease of agglomeration of the carbon material composite, , it is preferable not to contain an organic dispersion medium.

本発明の炭素材料複合体の製造方法において、上記水系分散液(非イオン性界面活性剤との混合前の水系分散液)は、水系分散液100質量%に対して水濃度が20質量%以上であることが好ましい。
上記水濃度は、25質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが更に好ましく、35質量%以上であることが特に好ましい。
このような水濃度の範囲内とすることで、酸化工程等で用いた硫酸存在下であっても、非イオン性界面活性剤が酸化黒鉛と相互作用して凝集するという意外な作用がより充分に発現し、本発明の効果がより顕著なものになる。
また上記水濃度は、例えば、99質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましい。
In the method for producing a carbon material composite of the present invention, the aqueous dispersion (aqueous dispersion before mixing with the nonionic surfactant) has a water concentration of 20% by mass or more based on 100% by mass of the aqueous dispersion. It is preferable that
The water concentration is more preferably 25% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, and particularly preferably 35% by mass or more.
By keeping the water concentration within this range, even in the presence of sulfuric acid used in the oxidation process, the unexpected action of the nonionic surfactant interacting with graphite oxide and coagulating is more effective. The effect of the present invention becomes more pronounced.
Further, the water concentration is preferably 99% by mass or less, and more preferably 95% by mass or less, for example.

本発明の炭素材料複合体の製造方法において、非イオン性界面活性剤と混合される上記水系分散液は、水系分散液100質量%に対して硫酸イオンを1質量%以上含有することが好ましい。
上記硫酸イオンの含有量は、3質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることが更に好ましい。また、該硫酸イオンの含有量は、90質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましい。
上記硫酸イオンの含有量は、硫酸由来の硫酸イオンと、硫酸塩由来の硫酸イオンとの合計含有量である。
更に、上記水系分散液は、pHが2以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましい。pHは、その下限値は特に限定されないが、通常-1以上である。
本発明では、酸化工程等で用いた硫酸等の強酸存在下で、非イオン性界面活性剤が酸化黒鉛と相互作用して凝集するという意外な作用が発現し、本発明の効果を発揮できる。
In the method for producing a carbon material composite of the present invention, the aqueous dispersion mixed with the nonionic surfactant preferably contains 1% by mass or more of sulfate ions based on 100% by mass of the aqueous dispersion.
The content of the sulfate ions is more preferably 3% by mass or more, and even more preferably 5% by mass or more. Further, the content of the sulfate ions is preferably 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less.
The content of sulfate ions is the total content of sulfate ions derived from sulfuric acid and sulfate ions derived from sulfate.
Furthermore, the pH of the aqueous dispersion is preferably 2 or less, more preferably 1.5 or less. The lower limit of pH is not particularly limited, but is usually -1 or higher.
In the present invention, in the presence of a strong acid such as sulfuric acid used in the oxidation step, the nonionic surfactant interacts with graphite oxide and aggregates, which is an unexpected effect, and the effects of the present invention can be exhibited.

〔炭素材料複合体の精製工程〕
酸化工程で得られた酸化黒鉛が分散してなる水系分散液と非イオン性界面活性剤とを混合した後、炭素材料複合体を精製する工程が行われる。なお、精製工程は特に限定されず、従来公知の方法を適宜用いることができるが、例えばろ過、デカンテーション、遠心分離、及び、分液抽出からなる群より選択される少なくとも1種の方法より精製する工程であることが好ましい。
これらの方法を用いることで、水系分散液中の硫酸を効率的かつ充分に除去することができ、炭素材料複合体を短時間で精製することができる。その結果、炭素材料複合体の精製の際に、炭素材料複合体に含まれる酸化黒鉛が有する反応性の酸素含有官能基が還元及び/又は不活化されてしまうことを充分に防止でき、高品質な炭素材料複合体を得ることができる。なお、本明細書中、精製工程とは、水系分散液から固形不純物(例えば、過マンガン酸塩等の酸化剤等)及び/又は酸化反応時の溶媒(硫酸等の強酸等)を除く工程を言う。
これらの方法の中でも、より好ましくはろ過、分液抽出であり、更に好ましくはろ過である。上記精製工程によれば、非イオン性界面活性剤の作用により水系分散液中で炭素材料複合体粒子の凝集が促進され、炭素材料複合体粒子が大きな凝集体となり、その結果、水系分散液をろ過してもフィルターの目詰まりが起こりにくく、ろ過に要する時間が非常に短い。また、凝集力の弱い非イオン性界面活性剤による炭素材料複合体の凝集はあまり強固ではないので、凝集塊中に水が入って硫酸を充分に洗い除くことができる。このため、炭素材料複合体を精製する方法としてろ過を用いることで、高品質な炭素材料複合体を非常に簡便に得ることができる。
[Refining process of carbon material composite]
After mixing the aqueous dispersion in which graphite oxide obtained in the oxidation step is dispersed and a nonionic surfactant, a step of refining the carbon material composite is performed. Note that the purification step is not particularly limited, and conventionally known methods can be used as appropriate. It is preferable that the process is a step of:
By using these methods, sulfuric acid in the aqueous dispersion can be efficiently and sufficiently removed, and the carbon material composite can be purified in a short time. As a result, during the purification of the carbon material composite, it is possible to sufficiently prevent the reactive oxygen-containing functional groups of the graphite oxide contained in the carbon material composite from being reduced and/or inactivated, resulting in a high quality product. A carbon material composite can be obtained. In this specification, the purification process refers to the process of removing solid impurities (for example, oxidizing agents such as permanganate) and/or solvents during oxidation reactions (strong acids such as sulfuric acid, etc.) from the aqueous dispersion. To tell.
Among these methods, filtration and separation/extraction are more preferred, and filtration is still more preferred. According to the above purification process, the action of the nonionic surfactant promotes the aggregation of the carbon material composite particles in the aqueous dispersion, and the carbon material composite particles become large aggregates, and as a result, the aqueous dispersion Filter clogging is unlikely to occur during filtration, and the time required for filtration is extremely short. Furthermore, since the carbon material composite is not strongly aggregated by the nonionic surfactant having a weak cohesive force, water enters the aggregate and the sulfuric acid can be sufficiently washed away. Therefore, by using filtration as a method for purifying a carbon material composite, a high quality carbon material composite can be obtained very easily.

本発明の炭素材料複合体の製造方法において、炭素材料複合体をより簡便に得る観点からは、上記精製工程は、上述したうちの2種以下の方法により行われることが好ましく、1種の方法により行われることがより好ましい。また、上記方法を繰り返すことなく1工程で完了することが本発明の製造方法における好ましい形態の1つである。
またより充分に炭素材料複合体を精製する観点からは、上記方法は繰り返すことが好ましい。中でも、ろ過、デカンテーション、遠心分離、及び、分液抽出からなる群より選択される少なくとも1種の方法を繰り返して行うことが本発明の製造方法における好ましい形態の1つである。
上記精製工程は、空気中で行ってもよく、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。また、加圧条件下、常圧条件下、減圧条件下のいずれで行ってもよい。
In the method for producing a carbon material composite of the present invention, from the viewpoint of obtaining the carbon material composite more easily, the purification step is preferably performed by two or less of the above methods, and one method is preferred. More preferably, it is carried out by. Furthermore, it is one of the preferred embodiments of the manufacturing method of the present invention that the above method is completed in one step without repeating it.
Furthermore, from the viewpoint of more fully refining the carbon material composite, it is preferable to repeat the above method. Among these, one preferred form of the production method of the present invention is to repeatedly perform at least one method selected from the group consisting of filtration, decantation, centrifugation, and liquid separation extraction.
The purification step may be performed in air or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. Moreover, it may be carried out under any of pressurized conditions, normal pressure conditions, and reduced pressure conditions.

本発明の製造方法は、例えば、ろ過、デカンテーション、遠心分離、及び、分液抽出からなる群より選択される少なくとも1種の方法により炭素材料複合体を精製した後、水洗等のその他の精製工程を含んでいてもよい。なお、上記精製工程の後、水洗を繰り返して行う場合、水洗の回数は、硫酸をより充分に除去し、後述する剥離工程において酸化黒鉛の層をより好適に剥離する観点からは、例えば1回以上であることが好ましく、2回以上であることがより好ましい。また、本発明の製造方法により得られる炭素材料複合体から非イオン性界面活性剤を除き過ぎない観点からは、水洗の回数は、例えば10回以下であることが好ましく、7回以下であることがより好ましい。なお、非イオン性界面活性剤を除き過ぎない観点から、水の代わりに水と非イオン性界面活性剤の混合液で洗浄してもよい。さらに最終的に得られる炭素材料複合体中の酸化黒鉛と非イオン性界面活性剤との比率を任意に調整することもこの洗浄液を調製することで可能となる。 The production method of the present invention includes, for example, purifying the carbon material composite by at least one method selected from the group consisting of filtration, decantation, centrifugation, and liquid separation extraction, and then performing other purification such as washing with water. It may include a process. In addition, when washing with water is repeated after the above purification step, the number of washings is, for example, once, from the viewpoint of removing sulfuric acid more fully and peeling off the graphite oxide layer more appropriately in the peeling step described later. The number of times is preferably at least 1, and more preferably 2 or more times. In addition, from the viewpoint of not removing too much nonionic surfactant from the carbon material composite obtained by the production method of the present invention, the number of washings with water is preferably 10 times or less, and 7 times or less. is more preferable. Note that from the viewpoint of not removing too much of the nonionic surfactant, a mixed solution of water and a nonionic surfactant may be used instead of water for washing. Further, by preparing this cleaning liquid, it is also possible to arbitrarily adjust the ratio of graphite oxide to nonionic surfactant in the carbon material composite finally obtained.

(剥離工程)
また本発明の製造方法は、更に、上記精製工程で精製された炭素材料複合体に含まれる酸化黒鉛の層間を剥離する工程を含むことが好ましい。剥離工程は、上述したように酸化黒鉛の層間を剥離する工程であり、超音波処理やホモジナイザー処理等によって行うことができ、通常、剥離工程によりその層間が剥離された酸化黒鉛を含む炭素材料複合体は、分散媒に分散する。剥離工程は、精製工程で精製された非イオン性界面活性剤及び酸化黒鉛を含んで構成される炭素材料複合体と分散媒とを混合したうえで行うことができる。分散媒は、水を含有する水系分散媒、有機分散媒のいずれであってもよく、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の炭酸エステル類、N-メチル-1-ピロリドン等のラクタム類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類、γ-ブチロラクトン等のラクトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、ジアセトンアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、水等が好ましく、これらの1種又は2種以上の混合分散媒を使用できる。中でも、炭酸エステル類、ラクタム類、アミド類、エーテル類、ラクトン類、アルコール類、水がより好ましく、プロピレンカーボネート、N-メチル-1-ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、γ-ブチロラクトン、ジアセトンアルコール、水が更に好ましく、γ-ブチロラクトン、ジアセトンアルコール、水が特に好ましい。換言すれば、水系分散媒が好ましい。
上記精製工程により硫酸を充分に除去できることと、非イオン性界面活性剤の酸化黒鉛への作用が強すぎず適度なものであることから、剥離工程において酸化黒鉛の層を非常に好適に剥離し、その結果、炭素材料複合体を分散媒に分散させることができる。
(Peeling process)
Moreover, it is preferable that the manufacturing method of the present invention further includes a step of peeling off the layers of graphite oxide contained in the carbon material composite purified in the above-mentioned refining step. As mentioned above, the peeling process is a process of peeling off the layers of graphite oxide, and can be performed by ultrasonic treatment, homogenizer treatment, etc., and usually the carbon material composite containing graphite oxide from which the layers have been peeled off in the peeling process. The body is dispersed in a dispersion medium. The peeling step can be performed after mixing a dispersion medium with a carbon material composite comprising a nonionic surfactant and graphite oxide purified in the purification step. The dispersion medium may be either an aqueous dispersion medium containing water or an organic dispersion medium, including carbonate esters such as ethylene carbonate and propylene carbonate, lactams such as N-methyl-1-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl Amides such as acetamide, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, lactones such as γ-butyrolactone, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and diacetone alcohol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, and acetic acid. Esters such as methyl, ethyl acetate, and butyl acetate, water, and the like are preferred, and one or a mixture of two or more of these can be used as a dispersion medium. Among these, carbonate esters, lactams, amides, ethers, lactones, alcohols, and water are more preferred, and propylene carbonate, N-methyl-1-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, γ-butyrolactone, and Acetone alcohol and water are more preferred, and γ-butyrolactone, diacetone alcohol and water are particularly preferred. In other words, an aqueous dispersion medium is preferred.
The above purification process can sufficiently remove sulfuric acid, and the action of the nonionic surfactant on graphite oxide is moderate and not too strong, so the graphite oxide layer can be peeled off very well in the peeling process. As a result, the carbon material composite can be dispersed in the dispersion medium.

また上記分散媒としては、液状高分子化合物もまた好ましい。該液状高分子化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、シリコーンオイル等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。 Further, as the dispersion medium, a liquid polymer compound is also preferable. Examples of the liquid polymer compound include polyethylene glycol, polypropylene glycol, silicone oil, etc., and one or more of these can be used.

更に、上記分散媒としては、樹脂前駆体(モノマー)もまた好ましい。樹脂前駆体としては、親水性(水系)樹脂前駆体であっても親油性(有機系)樹脂前駆体であってもよく、従来公知の熱可塑性樹脂の前駆体、熱硬化性樹脂の前駆体、光硬化性樹脂の前駆体等を適宜使用できる。 Furthermore, as the dispersion medium, a resin precursor (monomer) is also preferable. The resin precursor may be a hydrophilic (aqueous) resin precursor or a lipophilic (organic) resin precursor, and may include conventionally known thermoplastic resin precursors and thermosetting resin precursors. , a precursor of a photocurable resin, etc. can be used as appropriate.

上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-オレフィン共重合体(エチレン-プロピレン共重合体等)、ポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂;ポリ(メタ)アクリレート樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸樹脂、ポリ(メタ)アクリロニトリル樹脂等の(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン、AS樹脂(アクリロニトリル-スチレン樹脂)、ABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂)、ACS樹脂(塩素化ポリエチレン-アクリロニトリル-スチレン樹脂)、AES樹脂(アクリロニトリル-エチレン-スチレン樹脂)等のスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル樹脂;脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド等のアミド樹脂;ポリ酢酸ビニル、エチレン-酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル樹脂;ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルケトン樹脂等のその他のビニル樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂;PPE樹脂(ポリフェニレンエーテル樹脂)、変性PPE樹脂、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド等のフェニレン基含有樹脂;ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂;ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルニトリル等のポリエーテル樹脂;ポリカーボネート;シリコーン樹脂;ポリスルホン樹脂;液晶ポリマー;これら樹脂を得るために用いられるモノマーを適宜組み合わせて得られる共重合体等が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include olefin resins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-olefin copolymers (ethylene-propylene copolymers, etc.), polymethylpentene; poly(meth)acrylate resins, poly(meth)acrylic Acid resin, (meth)acrylic resin such as poly(meth)acrylonitrile resin; polystyrene, AS resin (acrylonitrile-styrene resin), ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene resin), ACS resin (chlorinated polyethylene-acrylonitrile-styrene resin) styrenic resins such as AES resins (acrylonitrile-ethylene-styrene resins); halogenated vinyl resins such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, and polyvinylidene fluoride; amide resins such as aliphatic polyamides and aromatic polyamides; Vinyl acetate resins such as vinyl acetate and ethylene-vinyl acetate copolymers; other vinyl resins such as polyvinyl alcohol resins, polyvinyl acetal resins, polyvinyl ether resins, and polyvinyl ketone resins; polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc. Polyester resin; PPE resin (polyphenylene ether resin), modified PPE resin, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, and other phenylene group-containing resins; polytetrafluoroethylene and other fluororesins; polyetheretherketone, polyetherketone, polyethersulfone, polyester resin; Polyether resins such as ether nitrile; polycarbonates; silicone resins; polysulfone resins; liquid crystal polymers; and copolymers obtained by appropriately combining monomers used to obtain these resins.

上記熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアン酸エステル樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ユリア樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ビニルエステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include epoxy resin, phenol resin, cyanate ester resin, melamine resin, polyimide resin, bismaleimide resin, urea resin, alkyd resin, silicone resin, vinyl ester resin, benzoxazine resin, urethane resin, etc. can be mentioned.

上記光硬化性樹脂としては、例えばウレタン(メタ)アクリル系樹脂、エポキシ(メタ)アクリル系樹脂等の光硬化性(メタ)アクリル系樹脂;ポリビニルアセテート樹脂等のポリビニルカーボネート樹脂等が挙げられる。 Examples of the photocurable resin include photocurable (meth)acrylic resins such as urethane (meth)acrylic resins and epoxy (meth)acrylic resins; polyvinyl carbonate resins such as polyvinyl acetate resins, and the like.

上記樹脂前駆体としては、上述した樹脂(例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂)を得るために用いられるモノマーを使用でき、中でも、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー(ビニルモノマー)、エポキシ化合物(エポキシモノマー)が好ましい。
上記エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーとしては、単官能であってもよく、多官能であってもよく、例えば(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル等の(メタ)アクリル系モノマー:スチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系モノマー、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルエーテル、ブタジエン等のその他のビニルモノマー等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。
また上記エポキシ化合物としては、例えば脂環式エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物、水添エポキシ化合物等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。
As the resin precursor, monomers used to obtain the above-mentioned resins (e.g., thermoplastic resins, thermosetting resins, photocurable resins) can be used, and among them, monomers having an ethylenically unsaturated double bond can be used. (vinyl monomer) and epoxy compound (epoxy monomer) are preferred.
The monomer having an ethylenically unsaturated double bond may be monofunctional or polyfunctional, such as (meth)acrylic ester, (meth)acrylic acid, (meth)acrylonitrile, etc. (Meth)acrylic monomer: Examples include styrene monomers such as styrene and divinylbenzene, and other vinyl monomers such as vinyl acetate, vinyl chloride, vinyl ether, and butadiene, and one or more of these may be used.
Further, examples of the above-mentioned epoxy compounds include alicyclic epoxy compounds, aromatic epoxy compounds, hydrogenated epoxy compounds, etc., and one or more of these can be used.

また上記分散媒は、水、有機分散媒、液状高分子化合物、及び、樹脂前駆体からなる群より選択される少なくとも2種を組み合わせた混合分散媒であってもよい。
例えば、水系分散媒又は有機分散媒に、上述した液状高分子化合物や、樹脂前駆体が溶解又は分散しているものであってもよい。
Further, the dispersion medium may be a mixed dispersion medium that is a combination of at least two selected from the group consisting of water, an organic dispersion medium, a liquid polymer compound, and a resin precursor.
For example, the above-mentioned liquid polymer compound or resin precursor may be dissolved or dispersed in an aqueous dispersion medium or an organic dispersion medium.

また上記分散媒は、樹脂を含むものであってもよく、例えば、上記分散媒が水及び/又は有機分散媒を含んでいて、該水及び/又は有機分散媒に、上述した樹脂が溶解又は分散しているものであってもよい。樹脂としては、上述した熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。例えば、水に水溶性樹脂が溶解しているものや、水にエマルション粒子が分散しているもの、有機分散媒にビニル樹脂等のポリマーが溶解しているものを分散媒として好適に使用できる。
なお、有機分散媒として、上述した剥離工程における好ましい有機分散媒を用いることが好ましい。
Further, the dispersion medium may contain a resin. For example, the dispersion medium may contain water and/or an organic dispersion medium, and the above-mentioned resin may be dissolved or dissolved in the water and/or organic dispersion medium. It may be dispersed. Examples of the resin include the above-mentioned thermoplastic resins, thermosetting resins, and photocurable resins, and one or more of these can be used. For example, water in which a water-soluble resin is dissolved, emulsion particles dispersed in water, or organic dispersion medium in which a polymer such as a vinyl resin is dissolved can be suitably used as the dispersion medium.
Note that, as the organic dispersion medium, it is preferable to use an organic dispersion medium that is preferable in the above-mentioned peeling process.

以上を纏めると、上記分散媒は、水、有機分散媒、液状高分子化合物、樹脂、及び、樹脂前駆体からなる群より選択される1種であってもよく、少なくとも2種を適宜組み合わせた混合分散媒であってもよい。 To summarize the above, the dispersion medium may be one selected from the group consisting of water, an organic dispersion medium, a liquid polymer compound, a resin, and a resin precursor, or an appropriate combination of at least two of them. A mixed dispersion medium may be used.

なお、上述したように、上記分散媒のうち、樹脂及び/又は樹脂前駆体を含む樹脂分散媒としては、例えば、エポキシ化合物(エポキシモノマー)、エポキシ樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー(ビニルモノマー)、ビニル樹脂、これらモノマーを2種以上組み合わせて得られる共重合体、これらの2種以上の混合分散媒が好ましいものとして挙げられる。また、該樹脂分散媒が、更に、有機分散媒及び/又は水を含むものであっても構わない。 As mentioned above, among the above dispersion media, examples of resin dispersion media containing resins and/or resin precursors include epoxy compounds (epoxy monomers), epoxy resins, and monomers having ethylenically unsaturated double bonds. (vinyl monomer), vinyl resin, a copolymer obtained by combining two or more of these monomers, and a mixed dispersion medium of two or more of these monomers are preferred. Further, the resin dispersion medium may further contain an organic dispersion medium and/or water.

なお、上記剥離工程における分散媒中の硫酸含有量は、例えば、分散媒100質量%に対して0.1質量%以下であることが好ましい。 In addition, it is preferable that the sulfuric acid content in the dispersion medium in the above peeling step is, for example, 0.1% by mass or less based on 100% by mass of the dispersion medium.

上記剥離工程は、例えば空気中、又は、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行うことができる。また、上記剥離工程は、その温度条件は特に限定されないが、例えば10~50℃の範囲内で行うことが好ましい。また、上記剥離工程は、その圧力条件は特に限定されず、加圧条件下、常圧条件下、減圧条件下のいずれで行ってもよいが、例えば常圧条件下で行うことが好ましい。
上記剥離工程の時間は、炭素材料複合体分散液の総量、剥離装置のサイズにより適宜調整すればよいが、例えば、1分~120時間とすることができる。また、1~100分とすることが好ましく、2~80分とすることがより好ましい。
The above peeling step can be performed, for example, in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, or argon. Furthermore, the temperature conditions for the above-mentioned peeling step are not particularly limited, but it is preferably carried out within a range of, for example, 10 to 50°C. Further, the pressure conditions in the above-mentioned peeling step are not particularly limited, and may be carried out under any of pressurized conditions, normal pressure conditions, and reduced pressure conditions, but it is preferable to carry out, for example, under normal pressure conditions.
The time for the above-mentioned peeling step may be adjusted as appropriate depending on the total amount of the carbon material composite dispersion liquid and the size of the peeling device, and can be, for example, from 1 minute to 120 hours. Further, the time is preferably 1 to 100 minutes, and more preferably 2 to 80 minutes.

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

上述した黒鉛を酸化する方法では、上記酸化工程は、通常、酸を用いて黒鉛を酸化する。
本発明の製造方法は、精製工程に供される水系分散液中に酸が残留するが、該酸が残留していても、非イオン性界面活性剤が酸化黒鉛と相互作用して凝集し、酸等の不純物を容易に除くことが可能になるという意外な作用が発現する。その結果、高品質な炭素材料複合体を簡便に製造することができる。
In the method of oxidizing graphite described above, the oxidation step usually involves oxidizing graphite using an acid.
In the production method of the present invention, acid remains in the aqueous dispersion that is subjected to the purification process, but even if the acid remains, the nonionic surfactant interacts with graphite oxide and aggregates, An unexpected effect is that it becomes possible to easily remove impurities such as acids. As a result, a high quality carbon material composite can be easily manufactured.

中でも、上記酸化工程が、黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程であることは、本発明の好適な実施形態の1つである。
また上記酸化工程において、硫酸の使用量は、黒鉛に対する硫酸の質量比(硫酸/黒鉛)が25~60となる量であることが好ましい。該質量比が25以上であることにより、酸化反応中に反応組成物(混合液)の高粘度化を充分に防止して酸化黒鉛を効率的に製造することができる。また、該質量比が60以下であることにより、廃液量を充分に少なくすることができる。
Among these, it is one of the preferred embodiments of the present invention that the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid.
In the oxidation step, the amount of sulfuric acid used is preferably such that the mass ratio of sulfuric acid to graphite (sulfuric acid/graphite) is 25 to 60. When the mass ratio is 25 or more, oxidized graphite can be efficiently produced by sufficiently preventing the reaction composition (mixture) from increasing in viscosity during the oxidation reaction. Further, by setting the mass ratio to 60 or less, the amount of waste liquid can be sufficiently reduced.

上記酸化工程に用いる黒鉛は、平均粒子径が3μm以上、80μm以下であることが好ましい。このような平均粒子径のものを用いることで、酸化反応をより効率的に進めることができる。黒鉛の平均粒子径は、より好ましくは3.2μm以上、70μm以下である。
上記平均粒子径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置により測定した体積基準の平均粒子径を採用することが好ましい。
The graphite used in the oxidation step preferably has an average particle diameter of 3 μm or more and 80 μm or less. By using particles having such an average particle size, the oxidation reaction can proceed more efficiently. The average particle diameter of graphite is more preferably 3.2 μm or more and 70 μm or less.
As the average particle diameter, it is preferable to adopt a volume-based average particle diameter measured by a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer.

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

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

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

上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程における上記過マンガン酸塩の全添加量は、上記混合液中の黒鉛量100質量%に対し、50~500質量%であることが好ましい。これにより、酸化黒鉛を安全かつ効率的に製造することができる。なお、酸化剤の全添加量を変化させることで、酸化黒鉛に導入される酸素原子の量を調節することができる。 When the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, the total amount of permanganate added in the oxidation step is 100% by mass of graphite in the mixed solution. It is preferably 50 to 500% by mass. Thereby, graphite oxide can be produced safely and efficiently. Note that by changing the total amount of the oxidizing agent added, the amount of oxygen atoms introduced into the oxidized graphite can be adjusted.

上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程では、過マンガン酸塩を一括で添加してもよく、複数回に分けて添加してもよく、また連続的に添加しても良いが、複数回に分けて添加するか連続的に添加することが好ましい。これにより、酸化反応が急激に進行することを抑えて反応の制御をよりしやすくすることができる。
上記過マンガン酸塩を複数回に分けて添加する場合、1回当たりの添加量は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
When the above oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, in the above oxidation step, permanganate may be added all at once, or may be added in multiple steps. Although it may be added continuously or it may be added continuously, it is preferable to add it in multiple portions or to add it continuously. This makes it possible to prevent the oxidation reaction from progressing rapidly, making it easier to control the reaction.
When the permanganate is added in multiple portions, the amount added per time may be the same or different.

上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程では、上記混合液の温度を10~50℃の範囲内に維持しながら過マンガン酸塩を添加することが好ましい。このような温度範囲に維持することで、酸化反応を制御しながら充分に進行させることができる。
また上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程は、上記混合液の温度変化を30℃以下に維持しながら過マンガン酸塩を添加する工程であることが好ましい。これにより、より安定的に酸化工程を行うことができる。
When the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, in the oxidation step, permanganate is added while maintaining the temperature of the mixed solution within a range of 10 to 50°C. Preferably, salt is added. By maintaining the temperature within this range, the oxidation reaction can be controlled and allowed to proceed sufficiently.
Further, when the oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, the oxidation step adds permanganate while maintaining the temperature change of the mixed solution at 30°C or less. Preferably, it is a step of adding. Thereby, the oxidation process can be performed more stably.

上記酸化工程が黒鉛と硫酸とを含む混合液に過マンガン酸塩を添加する工程である場合、上記酸化工程では、安定的に酸化工程を行う観点から、過マンガン酸塩を10分~10時間の間にわたって添加することが好ましい。 When the above oxidation step is a step of adding permanganate to a mixed solution containing graphite and sulfuric acid, in the above oxidation step, from the viewpoint of performing the oxidation step stably, the permanganate is added for 10 minutes to 10 hours. It is preferable to add it over a period of time.

上記酸化工程は、公知の撹拌機等を用いて撹拌しながら行うことが好ましい。
上記酸化工程は、例えば空気中、又は、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行うことができる。また、上記酸化工程は、その圧力条件は特に限定されず、加圧条件下、常圧条件下、減圧条件下のいずれであってもよいが、例えば常圧条件下で行うことが好ましい。
上記酸化工程は、連続的に行ってもよいし、断続的に行ってもよい。
The above oxidation step is preferably performed while stirring using a known stirrer or the like.
The above oxidation step can be performed, for example, in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, or argon. Further, the pressure conditions of the oxidation step are not particularly limited, and may be performed under pressurized conditions, normal pressure conditions, or reduced pressure conditions, but it is preferable to carry out, for example, under normal pressure conditions.
The above oxidation step may be performed continuously or intermittently.

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

本発明の炭素材料複合体の製造方法は、上述した黒鉛を酸化する工程と、上記精製工程との間に、熟成工程、酸化反応停止工程、濃縮工程等のその他の工程を含んでいてもよい。上述したように、例えば、酸化反応停止工程で反応組成物に水及び/又は過酸化水素水を添加した液を精製工程で水系分散液として用いることが好ましい。 The method for producing a carbon material composite of the present invention may include other steps such as an aging step, an oxidation reaction termination step, and a concentration step between the above-mentioned graphite oxidizing step and the above-mentioned purification step. . As mentioned above, for example, it is preferable to use a liquid obtained by adding water and/or hydrogen peroxide to the reaction composition in the oxidation reaction termination step as an aqueous dispersion in the purification step.

上記熟成工程において、酸化工程で得られた反応組成物を熟成させる温度及び時間は適宜選択すればよいが、反応組成物を0~90℃の温度に維持することが好ましい。
また熟成させる時間は、0.1~24時間であることが好ましい。
In the above aging step, the temperature and time for aging the reaction composition obtained in the oxidation step may be selected as appropriate, but it is preferable to maintain the reaction composition at a temperature of 0 to 90°C.
Further, the aging time is preferably 0.1 to 24 hours.

上記酸化反応停止工程は、空気中で行ってもよく、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。また真空中で行ってもよい。
上記酸化反応停止工程は、例えば、反応組成物の温度を5~15℃に設定し、反応組成物に水を添加し、次いで還元剤として過酸化水素水を添加したり、過酸化水素水のみを添加したりして行うことができる。また、反応組成物を、5~25℃に設定した、水又は過酸化水素水に添加して行ってもよい。
上記酸化反応停止工程の時間は、例えば0.01~5時間とすることができる。
The oxidation reaction termination step may be performed in air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, or argon. Alternatively, it may be carried out in a vacuum.
In the oxidation reaction termination step, for example, the temperature of the reaction composition is set at 5 to 15°C, water is added to the reaction composition, and then hydrogen peroxide solution is added as a reducing agent, or only hydrogen peroxide solution is added. This can be done by adding. Alternatively, the reaction composition may be added to water or hydrogen peroxide solution set at 5 to 25°C.
The time for the oxidation reaction termination step can be, for example, 0.01 to 5 hours.

上記濃縮工程により反応組成物から酸や水を適度に除去することで、酸や水の量を好適な範囲内に調節することができる。この工程は、遠心分離、水等を加え再分散、ろ過、減圧濃縮等の方法を使用して行うことができる。また、これらの工程は繰り返してもよいが、繰り返すことなく1工程で完了することが好ましい。 By appropriately removing acid and water from the reaction composition through the above concentration step, the amount of acid and water can be adjusted within a suitable range. This step can be performed using methods such as centrifugation, redispersion by adding water, filtration, and concentration under reduced pressure. Further, although these steps may be repeated, it is preferable to complete them in one step without repeating them.

本発明の製造方法は、上記精製工程の後、該精製工程で精製される炭素材料複合体に含まれる酸化黒鉛と、酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物とを反応させて酸化黒鉛誘導体を得る工程を含んでいてもよい。
上記酸化黒鉛の酸素含有官能基と反応する化合物は、例えば、アルコール、シラン化合物、脂肪酸(塩)、脂肪酸エステル、イソシアネート化合物、及び、アミンからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。なお、シラン化合物は、酸化黒鉛の酸素含有官能基との反応性を良好なものとする観点から、珪素原子と直接結合したシロキシ基及び/又はアルコキシ基を有することが好ましい。
The production method of the present invention includes, after the above purification step, reacting graphite oxide contained in the carbon material composite purified in the purification step with a compound that reacts with an oxygen-containing functional group of graphite oxide to produce a graphite oxide derivative. It may include a step of obtaining.
The compound that reacts with the oxygen-containing functional group of the graphite oxide preferably contains at least one selected from the group consisting of, for example, alcohol, silane compound, fatty acid (salt), fatty acid ester, isocyanate compound, and amine. . Note that the silane compound preferably has a siloxy group and/or an alkoxy group directly bonded to a silicon atom, from the viewpoint of improving reactivity with the oxygen-containing functional group of graphite oxide.

<炭素材料複合体>
本発明は、少なくとも非イオン性界面活性剤及び酸化黒鉛を含んで構成される炭素材料複合体である。本発明の炭素材料複合体は、分散媒中で好適に分散することができる。本発明の炭素材料複合体の好ましい形態は、非イオン性界面活性剤及び酸化黒鉛を含んで構成される炭素材料複合体であって、該酸化黒鉛は、酸素原子数に対する炭素原子数の比(C/O)が5.5以下である炭素材料複合体である。この炭素材料複合体は、分散媒中でより充分に分散することができる。
該比は、5以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましい。また、1以上であることが好ましい。
酸素原子数に対する炭素原子数の比は、XPS測定で得られるO1s領域の全ピーク面積とC1s領域の全ピーク面積との比率により確認することができる。
本発明の炭素材料複合体は、本発明の炭素材料複合体の製造方法により得ることができる。
<Carbon material composite>
The present invention is a carbon material composite comprising at least a nonionic surfactant and graphite oxide. The carbon material composite of the present invention can be suitably dispersed in a dispersion medium. A preferred form of the carbon material composite of the present invention is a carbon material composite comprising a nonionic surfactant and graphite oxide, wherein the graphite oxide has a ratio of the number of carbon atoms to the number of oxygen atoms ( A carbon material composite having a C/O) of 5.5 or less. This carbon material composite can be more fully dispersed in a dispersion medium.
The ratio is preferably 5 or less, more preferably 4 or less. Moreover, it is preferable that it is 1 or more.
The ratio of the number of carbon atoms to the number of oxygen atoms can be confirmed by the ratio of the total peak area in the O1s region and the total peak area in the C1s region obtained by XPS measurement.
The carbon material composite of the present invention can be obtained by the method for producing a carbon material composite of the present invention.

<分散体>
本発明は、本発明の炭素材料複合体が分散媒中に分散してなる分散体でもある。
分散媒は、水系分散媒、有機分散媒のいずれであってもよく、剥離工程において上述した水、有機分散媒を好適に使用でき、例えば、プロピレンカーボネート、N-メチル-1-ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、γ-ブチロラクトン、ジアセトンアルコール、水等が好ましく、γ-ブチロラクトン、ジアセトンアルコール、水であることがより好ましい。なお、これら分散媒の1種又は2種以上の混合分散媒を使用できる。
<Dispersion>
The present invention also provides a dispersion in which the carbon material composite of the present invention is dispersed in a dispersion medium.
The dispersion medium may be either an aqueous dispersion medium or an organic dispersion medium, and the above-mentioned water and organic dispersion medium can be suitably used in the stripping process. For example, propylene carbonate, N-methyl-1-pyrrolidone, dimethylformamide, etc. , dimethylacetamide, tetrahydrofuran, γ-butyrolactone, diacetone alcohol, water and the like are preferred, and γ-butyrolactone, diacetone alcohol and water are more preferred. Note that one type or a mixed dispersion medium of two or more of these dispersion media can be used.

また上記分散媒として、水、有機分散媒の他、上述した液状高分子化合物、樹脂、又は、樹脂前駆体を好適に使用できる。液状高分子化合物、樹脂、樹脂前駆体としては剥離工程の説明で示したものを用いることができ、その好ましいものは、それぞれ、剥離工程の説明で上述したものと同様である。
液状高分子化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールが好適なものとして挙げられる。
樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂等のビニル樹脂、エポキシ樹脂が好適なものとして挙げられる。
樹脂前駆体としては、例えば、(メタ)アクリルモノマー等のビニルモノマー、エポキシモノマーが好適なものとして挙げられる。
上記分散媒は、水、有機分散媒、液状高分子化合物、樹脂、及び、樹脂前駆体からなる群より選択される少なくとも2種を適宜組み合わせた混合分散媒であってもよい。好ましい組み合わせは、剥離工程において上述した通りである。
なお、上記有機分散媒としては、上述した剥離工程における好ましい有機分散媒を用いることが好ましい。
本発明の分散体中の本発明の炭素材料複合体の含有割合は、適宜調整することができる。
In addition to water and an organic dispersion medium, the above-mentioned liquid polymer compound, resin, or resin precursor can be suitably used as the dispersion medium. As the liquid polymer compound, resin, and resin precursor, those shown in the description of the peeling process can be used, and the preferable ones are the same as those mentioned above in the description of the peeling process.
Suitable examples of the liquid polymer compound include polyethylene glycol and polypropylene glycol.
Suitable examples of the resin include vinyl resins such as (meth)acrylic resins and epoxy resins.
Suitable examples of the resin precursor include vinyl monomers such as (meth)acrylic monomers and epoxy monomers.
The dispersion medium may be a mixed dispersion medium in which at least two selected from the group consisting of water, an organic dispersion medium, a liquid polymer compound, a resin, and a resin precursor are appropriately combined. Preferred combinations are as described above in the stripping step.
Note that as the organic dispersion medium, it is preferable to use an organic dispersion medium that is preferable in the above-described peeling process.
The content ratio of the carbon material composite of the present invention in the dispersion of the present invention can be adjusted as appropriate.

上述したように、本発明の分散体は、本発明の炭素材料複合体が樹脂及び/又は樹脂前駆体中に分散してなるもの(樹脂分散体)であってもよい。なお、樹脂分散体は、更に、分散媒として水、有機分散媒、及び、液状高分子化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含むものであっても構わない。 As described above, the dispersion of the present invention may be one in which the carbon material composite of the present invention is dispersed in a resin and/or a resin precursor (resin dispersion). Note that the resin dispersion may further contain at least one selected from the group consisting of water, an organic dispersion medium, and a liquid polymer compound as a dispersion medium.

上記樹脂分散体の形態は、液体状又はゲル状の組成物であってもよく、固形状のもの(例えば、成形体)であってもよい。
上記樹脂分散体は、例えば、本発明の炭素材料複合体を水系分散媒又は有機分散媒中に分散してなる分散体、又は、本発明の炭素材料複合体そのもの(粉体)と、上述した樹脂(熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は、光硬化性樹脂)とを混錬(好ましくは、樹脂を溶融させたうえで混錬)する工程を経て得ることができる。
また上記成形体は、例えば、本発明の樹脂分散体であって、液体状又はゲル状の組成物であるものを用いて得ることができ、例えば、該組成物を塗布・成膜したり、成形したり、該組成物中の樹脂前駆体等を重合・硬化したりして得ることができる。
本発明の樹脂分散体としては、例えば、液体状又はゲル状の組成物;膜(フィルム)、シート、繊維、ペレット、粒子等の固形状のもの等が挙げられる。
上記膜としては、塗膜、自立膜等が挙げられる。
The resin dispersion may be in the form of a liquid or gel composition, or may be a solid (for example, a molded body).
The resin dispersion may be, for example, a dispersion obtained by dispersing the carbon material composite of the present invention in an aqueous dispersion medium or an organic dispersion medium, or the carbon material composite of the present invention itself (powder), and the above-mentioned carbon material composite. It can be obtained through a process of kneading (preferably kneading after melting the resin) a resin (thermoplastic resin, thermosetting resin, or photocurable resin).
Further, the above-mentioned molded body can be obtained, for example, by using the resin dispersion of the present invention, which is a liquid or gel composition; for example, by coating/forming the composition into a film, It can be obtained by molding or by polymerizing and curing a resin precursor in the composition.
Examples of the resin dispersion of the present invention include liquid or gel compositions; solid compositions such as films, sheets, fibers, pellets, and particles.
Examples of the film include a coating film, a self-supporting film, and the like.

<酸化黒鉛の製造方法>
本発明は、酸化黒鉛を製造する方法であって、該製造方法は、黒鉛を酸化する工程、及び、該酸化工程で得られた酸化黒鉛が分散してなる水系分散液と非イオン性界面活性剤とを混合した後、酸化黒鉛を精製する工程を含む酸化黒鉛の製造方法でもある。
本発明の酸化黒鉛の製造方法の好ましい一実施形態では、上記精製工程は、ろ過、デカンテーション、遠心分離、及び、分液抽出からなる群より選択される少なくとも1種の方法により炭素材料複合体を精製する工程である。
本発明の酸化黒鉛の製造方法は、上述した本発明の炭素材料複合体の製造方法と同様の方法により行うことができるが、例えば、上述した特定の精製工程を繰り返し行ったり、該精製工程の後、水洗を繰り返し行ったりすることで、炭素材料複合体から不純物とともに非イオン性界面活性剤を除くことで酸化黒鉛を得ることができる。なお、非イオン性界面活性剤を除く観点からは、非イオン性界面活性剤を含まない水による洗浄(上記水洗)が好ましい。本発明の酸化黒鉛の製造方法は、高品質な酸化黒鉛を簡便に得ることができるものである。
例えば、上記酸化黒鉛を精製する工程は、非イオン性界面活性剤が実質的に残存しないように界面活性剤を除く工程と言い換えることができる。
非イオン性界面活性剤が実質的に残存しないとは、例えば非イオン性界面活性剤の質量割合が1000ppm以下であることをいう。
<Production method of graphite oxide>
The present invention is a method for producing oxidized graphite, which includes a step of oxidizing graphite, an aqueous dispersion in which the oxidized graphite obtained in the oxidation step is dispersed, and a nonionic surfactant. It is also a method for producing graphite oxide, which includes a step of refining graphite oxide after mixing the graphite with an agent.
In a preferred embodiment of the method for producing graphite oxide of the present invention, the purification step is performed to obtain a carbon material composite by at least one method selected from the group consisting of filtration, decantation, centrifugation, and liquid separation extraction. This is the process of refining.
The method for producing graphite oxide of the present invention can be carried out by the same method as the method for producing the carbon material composite of the present invention described above. After that, graphite oxide can be obtained by removing impurities and the nonionic surfactant from the carbon material composite by repeatedly washing with water. Note that from the viewpoint of removing the nonionic surfactant, washing with water that does not contain the nonionic surfactant (the above-mentioned water washing) is preferable. The method for producing graphite oxide of the present invention allows high-quality graphite oxide to be easily obtained.
For example, the step of refining graphite oxide can be rephrased as a step of removing the surfactant so that substantially no nonionic surfactant remains.
The phrase "substantially no nonionic surfactant remains" means, for example, that the mass proportion of the nonionic surfactant is 1000 ppm or less.

本発明の炭素材料複合体の製造方法で得られる炭素材料複合体、本発明の炭素材料複合体、本発明の分散体、本発明の酸化黒鉛の製造方法で得られる酸化黒鉛のいずれも、触媒、電池やキャパシタの電極活物質、熱電変換材料、導電性材料、発光材料、潤滑用添加剤、高分子用添加剤、透過膜材料、抗菌材料、撥水材料、吸着材料等として好適に用いることができる。
本発明の製造方法で得られる炭素材料複合体や酸化黒鉛は水系分散媒中で好適に分散することから、上記の中でも、水や湿気が存在し得る用途に特に好適に用いることができる。
なお、上記電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池、固体高分子型燃料電池、金属-空気電池等が挙げられる。
上記熱電変換材料が用いられる熱電変換装置としては、例えば、地熱・温泉熱発電機、太陽熱発電機、工場や自動車等の廃熱発電機、体温発電機等の発電機や、該発電機を電源の少なくとも一つとして用いた各種電気製品、電動機、人工衛星等が挙げられる。
Any of the carbon material composite obtained by the method for producing a carbon material composite of the present invention, the carbon material composite of the present invention, the dispersion of the present invention, and the graphite oxide obtained by the method for producing graphite oxide of the present invention, Suitable for use as electrode active materials for batteries and capacitors, thermoelectric conversion materials, conductive materials, luminescent materials, lubricating additives, polymer additives, permeable membrane materials, antibacterial materials, water repellent materials, adsorption materials, etc. Can be done.
Since the carbon material composite and graphite oxide obtained by the production method of the present invention are suitably dispersed in an aqueous dispersion medium, they can be particularly suitably used in applications where water or moisture may be present.
Note that examples of the above-mentioned batteries include lithium ion secondary batteries, solid polymer fuel cells, metal-air batteries, and the like.
Thermoelectric conversion devices using the above thermoelectric conversion materials include, for example, geothermal/hot spring thermal power generators, solar thermal power generators, waste heat generators for factories and automobiles, body temperature generators, etc. Examples include various electrical products, electric motors, artificial satellites, etc.

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

<酸化黒鉛含有水系分散液の合成>
(合成例)
酸化黒鉛を以下の工程で合成した。反応容器にあらかじめ黒鉛(伊藤黒鉛株式会社製Z-25)15g、硫酸(和光純薬工業株式会社製)640gを入れ、30℃に調整しながら過マンガン酸カリウム(和光純薬工業株式会社製)45gを入れた。投入後、30分、35℃に昇温し2時間反応させた。反応後反応液を水1070ml、30%過酸化水素水(和光純薬工業株式会社製)42mlを加え反応停止させ、酸化黒鉛含有水系分散液(水総質量1812g、原料黒鉛換算濃度0.83%、水濃度61%、硫酸イオン濃度36%)を得た。得られた酸化黒鉛含有水系分散液中の酸化黒鉛のC/Oは1.8であった。
<Synthesis of aqueous dispersion containing graphite oxide>
(Synthesis example)
Graphite oxide was synthesized using the following steps. 15 g of graphite (Z-25 manufactured by Ito Graphite Co., Ltd.) and 640 g of sulfuric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were placed in a reaction vessel in advance, and potassium permanganate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added while adjusting the temperature to 30°C. 45g was added. After the addition, the temperature was raised to 35° C. for 30 minutes, and the reaction was allowed to proceed for 2 hours. After the reaction, 1070 ml of water and 42 ml of 30% hydrogen peroxide solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added to the reaction solution to stop the reaction, and an aqueous dispersion containing graphite oxide (total mass of water 1812 g, concentration in terms of raw material graphite 0.83%) was added. , water concentration of 61%, and sulfate ion concentration of 36%). The C/O of graphite oxide in the obtained graphite oxide-containing aqueous dispersion was 1.8.

<精製効率の評価>
(実施例1)
上記合成例で得られた酸化黒鉛含有水系分散液(100g)に、原料黒鉛に対し0.75質量当量のソフタノール120(株式会社日本触媒製)を投入し凝集させた。撹拌の後、ろ過したところ、ろ過性は非常に良好(10分以内にろ過が完了)であった。またろ過ウェットケーキに水を投入した後ろ過を行い水洗したところ、良好なろ過性を維持(10分以内にろ過が完了)していた。水洗は2回行い、2回とも良好なろ過性を維持していた。
<Evaluation of purification efficiency>
(Example 1)
Softanol 120 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was added in an amount of 0.75 mass equivalent to the raw material graphite to the aqueous dispersion containing oxidized graphite (100 g) obtained in the above synthesis example, and coagulated. After stirring, the mixture was filtered, and the filterability was very good (filtration was completed within 10 minutes). In addition, when water was poured into the filtered wet cake and then filtered and washed with water, good filterability was maintained (filtration was completed within 10 minutes). Water washing was performed twice, and good filterability was maintained both times.

(実施例2)
非イオン性界面活性剤として原料黒鉛に対し0.75質量当量のソフタノール120(株式会社日本触媒製)の代わりに同当量のソフタノール50(株式会社日本触媒製)を用いた以外は実施例1に記載の方法と同様にろ過性を確認したところ、ろ過性は良好であった。
(Example 2)
Same as Example 1 except that the same amount of Softanol 50 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was used as a nonionic surfactant instead of 0.75 mass equivalent of Softanol 120 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) based on the raw material graphite. When the filtration performance was confirmed in the same manner as described above, the filtration performance was found to be good.

(実施例3)
非イオン性界面活性剤として原料黒鉛に対し0.75質量当量のソフタノール120(株式会社日本触媒製)の代わりに同当量のニューコール85(日本乳化剤株式会社製)を用いた以外は実施例1に記載の方法と同様にろ過性を確認したところ、ろ過性は良好であった。
(Example 3)
Example 1 except that the same amount of Nucol 85 (manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd.) was used as a nonionic surfactant instead of Softanol 120 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) in an amount of 0.75 mass equivalent relative to the raw material graphite. When the filtration performance was confirmed in the same manner as in the method described in , the filtration performance was found to be good.

(比較例1)
凝集剤を用いないものとして、非イオン性界面活性剤(ソフタノール120)を添加しなかった以外は実施例1に記載の方法と同様にろ過性を確認したところ、ろ過性は非常に悪く、ろ紙が詰まり、ろ過不可能であった。
(Comparative example 1)
When the filtration performance was confirmed in the same manner as described in Example 1 except that no flocculant was used and no nonionic surfactant (Softanol 120) was added, the filtration performance was very poor and the filter paper was clogged and could not be filtered.

(比較例2)
非イオン性界面活性剤の代わりに陰イオン性界面活性剤を使用したものとして、原料黒鉛に対し0.75質量当量のソフタノール120(株式会社日本触媒製)の代わりに同当量の直鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を用いた以外は実施例1に記載の方法と同様にろ過性を確認したところ、ろ過性は非常に悪く、ろ紙が詰まり、ろ過不可能であった。
(Comparative example 2)
As an example of using an anionic surfactant instead of a nonionic surfactant, 0.75 mass equivalent of Softanol 120 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was replaced with the same equivalent amount of linear dodecylbenzene based on the raw material graphite. When the filtration performance was confirmed in the same manner as described in Example 1 except that sodium sulfonate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used, the filtration performance was very poor, and the filter paper was clogged, making filtration impossible. Ta.

<酸化黒鉛複合体の分散>
(実施例4)
実施例1で得られた酸化黒鉛複合体含有ウェットケーキ(原料黒鉛1g相当分)に水100gを加え、撹拌した後、30分超音波を印加し、酸化黒鉛複合体の水分散体を作製した。水分散体を24時間静置したところ、相分離は起きず均一な外観を維持しており、非常に良好な分散性を示していた。
<Dispersion of graphite oxide composite>
(Example 4)
100 g of water was added to the graphite oxide composite-containing wet cake obtained in Example 1 (equivalent to 1 g of raw graphite), stirred, and then ultrasonic waves were applied for 30 minutes to prepare an aqueous dispersion of graphite oxide composite. . When the aqueous dispersion was allowed to stand for 24 hours, no phase separation occurred and a uniform appearance was maintained, indicating very good dispersibility.

(実施例5)
使用した酸化黒鉛複合体含有ウェットケーキが実施例2で得られたものであること以外は実施例4に記載の方法と同様にして酸化黒鉛複合体の水分散体を作製した後24時間静置したところ、水分散体は均一な外観を維持しており、非常に良好な分散性を示していた。
(Example 5)
An aqueous dispersion of a graphite oxide composite was prepared in the same manner as in Example 4, except that the wet cake containing the graphite oxide composite was obtained in Example 2, and then left to stand for 24 hours. As a result, the water dispersion maintained a uniform appearance and exhibited very good dispersibility.

(実施例6)
使用した酸化黒鉛複合体含有ウェットケーキが実施例3で得られたものであること以外は実施例4に記載の方法と同様にして酸化黒鉛複合体の水分散体を作製した後24時間静置したところ、水分散体は均一な外観を維持しており、非常に良好な分散性を示していた。
(Example 6)
An aqueous dispersion of a graphite oxide composite was prepared in the same manner as in Example 4, except that the wet cake containing the graphite oxide composite was obtained in Example 3, and then left to stand for 24 hours. As a result, the water dispersion maintained a uniform appearance and exhibited very good dispersibility.

(実施例7)
使用した分散媒がγ-ブチロラクトンであること以外は実施例4に記載の方法と同様にして酸化黒鉛複合体のγ-ブチロラクトン分散体を作製した後24時間静置したところ、γ-ブチロラクトン分散体は均一な外観を維持しており、非常に良好な分散性を示していた。
(Example 7)
A γ-butyrolactone dispersion of a graphite oxide composite was prepared in the same manner as in Example 4 except that the dispersion medium used was γ-butyrolactone, and when it was left to stand for 24 hours, a γ-butyrolactone dispersion was obtained. maintained a uniform appearance and exhibited very good dispersibility.

(実施例8)
実施例4で得られた酸化黒鉛複合体の水分散体に、黒鉛相当量で0.66質量%となるようにさらに水を投入し、卓上型超音波洗浄器(ブランソン社製、ブランソニック、405W)を用いて30分間超音波を印加することで均一な酸化黒鉛複合体の水分散体を得た。上記酸化黒鉛複合体の水分散体中に還元剤としてL-アスコルビン酸(和光純薬工業株式会社製)を黒鉛に対して7.5質量当量投入し、70℃にて1時間反応させることで還元した。反応後にろ過を行い、pH試験紙にてろ液が中性となるまで水洗を行った。得られた酸化黒鉛複合体含有ウェットケーキ(原料黒鉛1g相当分)に水100gを加え、撹拌した後、30分超音波を印加し、酸化黒鉛複合体の水分散体を作製した。得られた水分散体を24時間静置したところ、相分離は起きず均一な外観を維持し、良好な分散性を示していたが一部凝集物が確認された。実施例8で得られた酸化黒鉛複合体を更に洗浄し得られた酸化黒鉛を分析したところC/O比は5.7であった。
(Example 8)
Further water was added to the aqueous dispersion of the graphite oxide composite obtained in Example 4 so that the graphite equivalent amount was 0.66% by mass, and a tabletop ultrasonic cleaner (manufactured by Branson, Bransonic, A uniform aqueous dispersion of graphite oxide composite was obtained by applying ultrasonic waves for 30 minutes using a 405 W). By adding 7.5 mass equivalents of L-ascorbic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to graphite as a reducing agent into the aqueous dispersion of the graphite oxide composite, and reacting at 70°C for 1 hour. I gave back. After the reaction, the mixture was filtered and washed with water until the filtrate became neutral using pH test paper. 100 g of water was added to the obtained graphite oxide composite-containing wet cake (equivalent to 1 g of raw graphite), stirred, and then ultrasonic waves were applied for 30 minutes to prepare an aqueous dispersion of the graphite oxide composite. When the obtained aqueous dispersion was allowed to stand for 24 hours, no phase separation occurred and a uniform appearance was maintained, indicating good dispersibility, but some aggregates were observed. When the graphite oxide composite obtained in Example 8 was further washed and the graphite oxide obtained was analyzed, the C/O ratio was 5.7.

実施例1~3及び比較例1、2の結果から、精製工程前に非イオン性界面活性剤を添加することで、良好な精製効率を示した。また実施例4~8の結果から上記精製法で得られた炭素材料複合体(酸化黒鉛複合体)は各種分散媒に良好な分散性を示した。本発明の炭素材料複合体の製造方法により、高品質な炭素材料複合体を低コストで簡便に得ることができる。また得られた炭素材料複合体(非イオン性界面活性剤及び酸化黒鉛を含んで構成される炭素材料複合体)は分散媒に非常によく分散できる。 From the results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, good purification efficiency was shown by adding a nonionic surfactant before the purification step. Furthermore, the results of Examples 4 to 8 showed that the carbon material composites (graphite oxide composites) obtained by the above purification method showed good dispersibility in various dispersion media. By the method for producing a carbon material composite of the present invention, a high quality carbon material composite can be easily obtained at low cost. Further, the obtained carbon material composite (carbon material composite comprising a nonionic surfactant and graphite oxide) can be dispersed very well in a dispersion medium.

Claims (5)

非イオン性界面活性剤及び酸化黒鉛を含んで構成される炭素材料複合体を製造する方法であって、
該製造方法は、黒鉛に対する硫酸の質量比(硫酸/黒鉛)が25~60となる量で硫酸を用いて黒鉛を酸化する工程、
該酸化工程で得られた酸化黒鉛が分散してなる水系分散液と、該水系分散液中の酸化黒鉛100質量%に対して10~1000質量%の量の、疎水性基が炭化水素基であり、親水性基がアルキレンオキシド基、エーテル基、エステル基、アミド基、水酸基からなる群より選択される少なくとも1種から構成される非イオン性界面活性剤とを混合した後、炭素材料複合体を、ろ過、デカンテーション、遠心分離、及び、分液抽出からなる群より選択される少なくとも1種の方法により精製する工程、及び、
該精製工程で精製された炭素材料複合体に含まれる酸化黒鉛の層間を剥離する工程を含むことを特徴とする炭素材料複合体の製造方法。
A method for producing a carbon material composite comprising a nonionic surfactant and graphite oxide, the method comprising:
The manufacturing method includes a step of oxidizing graphite using sulfuric acid in an amount such that the mass ratio of sulfuric acid to graphite (sulfuric acid/graphite) is 25 to 60 ;
The aqueous dispersion in which graphite oxide is dispersed , obtained in the oxidation step , and the hydrophobic group in an amount of 10 to 1000% by mass based on 100% by mass of graphite oxide in the aqueous dispersion are hydrocarbon groups. and a nonionic surfactant whose hydrophilic group is at least one selected from the group consisting of an alkylene oxide group, an ether group, an ester group, an amide group, and a hydroxyl group. a step of purifying the body by at least one method selected from the group consisting of filtration, decantation, centrifugation, and liquid separation extraction , and
A method for producing a carbon material composite, comprising a step of peeling off layers of graphite oxide contained in the carbon material composite refined in the refining step.
前記水系分散液は、水系分散液100質量%に対して硫酸イオンを1質量%以上含有することを特徴とする請求項に記載の炭素材料複合体の製造方法。 2. The method for producing a carbon material composite according to claim 1 , wherein the aqueous dispersion contains 1% by mass or more of sulfate ions based on 100% by mass of the aqueous dispersion. 非イオン性界面活性剤及び酸化黒鉛を含んで構成される炭素材料複合体であって、
該酸化黒鉛は、酸素原子数に対する炭素原子数の比(C/O)が5.5以下であることを特徴とする炭素材料複合体。
A carbon material composite comprising a nonionic surfactant and graphite oxide,
A carbon material composite characterized in that the graphite oxide has a ratio of the number of carbon atoms to the number of oxygen atoms (C/O) of 5.5 or less.
請求項に記載の炭素材料複合体が分散媒中に分散してなることを特徴とする分散体。 A dispersion comprising the carbon material composite according to claim 3 dispersed in a dispersion medium. 酸化黒鉛を製造する方法であって、
該製造方法は、黒鉛に対する硫酸の質量比(硫酸/黒鉛)が25~60となる量で硫酸を用いて黒鉛を酸化する工程、
該酸化工程で得られた酸化黒鉛が分散してなる水系分散液と、該水系分散液中の酸化黒鉛100質量%に対して10~1000質量%の量の、疎水性基が炭化水素基であり、親水性基がアルキレンオキシド基、エーテル基、エステル基、アミド基、水酸基からなる群より選択される少なくとも1種から構成される非イオン性界面活性剤とを混合した後、酸化黒鉛を、ろ過、デカンテーション、遠心分離、及び、分液抽出からなる群より選択される少なくとも1種の方法により精製する工程、及び、
該精製工程で精製された酸化黒鉛の層間を剥離する工程を含むことを特徴とする酸化黒鉛の製造方法。
A method for producing graphite oxide, the method comprising:
The manufacturing method includes a step of oxidizing graphite using sulfuric acid in an amount such that the mass ratio of sulfuric acid to graphite (sulfuric acid/graphite) is 25 to 60 ;
The aqueous dispersion in which graphite oxide is dispersed , obtained in the oxidation step , and the hydrophobic group in an amount of 10 to 1000% by mass based on 100% by mass of graphite oxide in the aqueous dispersion are hydrocarbon groups. After mixing with a nonionic surfactant whose hydrophilic group is composed of at least one selected from the group consisting of an alkylene oxide group, an ether group, an ester group, an amide group, and a hydroxyl group, graphite oxide is mixed. , a step of purifying by at least one method selected from the group consisting of filtration, decantation, centrifugation, and liquid separation extraction , and
A method for producing graphite oxide, comprising a step of peeling off the layers of graphite oxide purified in the purification step.
JP2019082887A 2018-04-27 2019-04-24 Method for manufacturing carbon material composite Active JP7432306B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018086822 2018-04-27
JP2018086822 2018-04-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019194146A JP2019194146A (en) 2019-11-07
JP7432306B2 true JP7432306B2 (en) 2024-02-16

Family

ID=68469308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019082887A Active JP7432306B2 (en) 2018-04-27 2019-04-24 Method for manufacturing carbon material composite

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7432306B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112758920A (en) * 2020-12-25 2021-05-07 深圳垒石热管理技术股份有限公司 High-solid-content graphene oxide dispersion liquid, graphene heat dissipation film and preparation method

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090022649A1 (en) 2007-07-19 2009-01-22 Aruna Zhamu Method for producing ultra-thin nano-scaled graphene platelets
US20100044646A1 (en) 2008-08-25 2010-02-25 Aruna Zhamu Supercritical fluid process for producing nano graphene platelets
US20100055458A1 (en) 2008-09-03 2010-03-04 Jang Bor Z Dispersible and conductive Nano Graphene Platelets
US20100056819A1 (en) 2008-09-03 2010-03-04 Jang Bor Z Process for producing dispersible and conductive Nano Graphene Platelets from non-oxidized graphitic materials
WO2011074125A1 (en) 2009-12-18 2011-06-23 国立大学法人 北海道大学 Graphene oxide sheet, article containing grapheme-containing substance produced by reducing the graphene oxide sheet, and process for production of the graphene oxide sheet
DE102012216828A1 (en) 2012-09-19 2014-03-20 Sgl Carbon Se Producing modified graphene oxide useful in a composite material used as e.g. electrical insulation material for electrical and combustion components in e.g. computer, comprises mixing graphene oxide and surfactant
JP2014118563A (en) 2012-12-18 2014-06-30 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Insulating layer composition, substrate including insulating layer using the same, and method for manufacturing the substrate
JP2014529319A (en) 2011-07-19 2014-11-06 ジ・オーストラリアン・ナショナル・ユニバーシティー Delamination of layered materials by sonication in surfactants.
JP2017088451A (en) 2015-11-11 2017-05-25 株式会社日本触媒 Manufacturing method of graphite oxide
JP2017171523A (en) 2016-03-22 2017-09-28 株式会社日本触媒 Method for producing reduced graphite oxide
JP2017178770A (en) 2016-03-24 2017-10-05 株式会社日本触媒 Method for producing graphite oxide derivative

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090022649A1 (en) 2007-07-19 2009-01-22 Aruna Zhamu Method for producing ultra-thin nano-scaled graphene platelets
US20100044646A1 (en) 2008-08-25 2010-02-25 Aruna Zhamu Supercritical fluid process for producing nano graphene platelets
US20100055458A1 (en) 2008-09-03 2010-03-04 Jang Bor Z Dispersible and conductive Nano Graphene Platelets
US20100056819A1 (en) 2008-09-03 2010-03-04 Jang Bor Z Process for producing dispersible and conductive Nano Graphene Platelets from non-oxidized graphitic materials
WO2011074125A1 (en) 2009-12-18 2011-06-23 国立大学法人 北海道大学 Graphene oxide sheet, article containing grapheme-containing substance produced by reducing the graphene oxide sheet, and process for production of the graphene oxide sheet
JP2014529319A (en) 2011-07-19 2014-11-06 ジ・オーストラリアン・ナショナル・ユニバーシティー Delamination of layered materials by sonication in surfactants.
DE102012216828A1 (en) 2012-09-19 2014-03-20 Sgl Carbon Se Producing modified graphene oxide useful in a composite material used as e.g. electrical insulation material for electrical and combustion components in e.g. computer, comprises mixing graphene oxide and surfactant
JP2014118563A (en) 2012-12-18 2014-06-30 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Insulating layer composition, substrate including insulating layer using the same, and method for manufacturing the substrate
JP2017088451A (en) 2015-11-11 2017-05-25 株式会社日本触媒 Manufacturing method of graphite oxide
JP2017171523A (en) 2016-03-22 2017-09-28 株式会社日本触媒 Method for producing reduced graphite oxide
JP2017178770A (en) 2016-03-24 2017-10-05 株式会社日本触媒 Method for producing graphite oxide derivative

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019194146A (en) 2019-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7294143B2 (en) Composite particles and dry powders
KR101700355B1 (en) Preparation method of carbon nanotube and dispersed composition of carbon nanotube
KR101910924B1 (en) Large scale oxidized graphene production for industrial applications
EP2395043A1 (en) Polymer composition comprising graphene
CN104889417B (en) The method of electron beam irradiation synthesizing nano-silver/reduced graphene composite
JP6762850B2 (en) Method for producing graphite oxide derivative
JP2001508088A (en) Double metal cyanide catalyst containing functionalized polymer
CN104988592B (en) Polyvinyl alcohol/graphene composite nano fiber material and preparation method thereof
CN106587035A (en) Eco-friendly safe reducing agent-based graphene and its preparation and application
JP7432306B2 (en) Method for manufacturing carbon material composite
US11945723B2 (en) Method for producing carbon material complex
CN111348676A (en) Porous metal oxide nanosheet and preparation method and application thereof
CN107215868A (en) The method that the graphene product of high-purity is prepared using oxidation-reduction method Fast Purification
Mohamadi et al. Crystallization of PVDF in graphene-filled electrospun PVDF/PMMA nanofibers processed at three different conditions
JP7438672B2 (en) Method for manufacturing carbon material composite
KR101590706B1 (en) Graphenepolymer composite and preparation method thereof
DE102017223892A1 (en) Process for the preparation of a functionalized semiconductor or conductor material and its use
JP7432307B2 (en) Method for manufacturing carbon material composite
CN106543471B (en) The preparation method of graphene nanometer sheet and Chitosan Composites
KR20160088097A (en) Method for Purifying Graphene Oxide
JP6279199B2 (en) Resin composite material and method for producing resin composite material
CN113233517B (en) Single-layer/few-layer two-dimensional transition metal oxide nano material aqueous dispersion liquid and preparation method thereof
JP5276026B2 (en) Method for producing exfoliated graphite dispersion, method for producing exfoliated graphite, and method for producing composite material
JP2022107014A (en) Method for manufacturing binder for nonaqueous electrolyte secondary battery electrode
JP6749099B2 (en) Method for producing graphite oxide

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230221

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230420

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230801

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7432306

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150