TWI811200B - 層狀物質含有液及其製造方法 - Google Patents

Abstract

準備含有下述成分的溶液：(A)高分子化合物，其含有水解性高分子化合物和熱分解性高分子化合物中之至少一方、(B)含氧酸系化合物，其含有磷酸系化合物、硫酸系化合物、磺酸系化合物和過氯酸系化合物中之至少1種、和(C)層狀物質的積層物；並且對該溶液照射音波和電波中之至少一方，或者對該溶液進行加熱。

Description

層狀物質含有液及其製造方法

本發明涉及一種含有層狀物質的層狀物質含有液及其製造方法。

具有層狀構造的物質(層狀物質)起因於其層狀構造而發揮特殊的物理性質，因此許多研究人員對各種各樣的層狀物質進行了研究。

例如，提出了使用被稱作奈米片的層狀物質來提升電子器件之性能(例如，參照非專利文獻1)。作為該奈米片，不僅只係單層(一個單元層)層狀物質，亦使用多層(2層~5層)層狀物質。

層狀物質一般以複數的層狀物質被層積的狀態(積層物)存在。因此，為了從積層物上剝離層狀物質，提出了使用黏著帶的方法、使用氧化法的方法、在有機溶劑中照射超音波的方法等(例如，參照專利文獻1)。

[先前技術文獻]

[非專利文獻]

[非專利文獻1] B.Radisavljevic等，Nature Nanotech，6，147頁~150頁，2011年

[專利文獻]

[專利文獻1]國際公開第2013/172350號公報

因為有關層狀物質之注目度越來越高，故期望確立一種可以獲得該層狀物質的技術。

因此期望提供一種可以容易地獲得層狀物質的層狀物質含有液及其製造方法。

為了達到上述目的，本發明人藉著深入廣泛的研究，發現藉由調製同時含有特定種類的高分子化合物和含氧酸系化合物的溶液，並且對該溶液照射音波等，或加熱該溶液，可以解決上述問題。

本發明基於上述見解而完成，本發明之一種實施方式之層狀物質含有液含有：(A)高分子化合物，其含有水解性高分子化合物和熱分解性高分子化合物中之至少一方；(B)含氧酸系化合物，其含有磷酸系化合物、硫酸系化合物、磺酸系化合物和過氯酸系化合物中之至少1種；以及(C)層狀物質。

又，本發明之一種實施方式之層狀物質含有液之製造方法包括：準備含有下述成分的溶液：(A)高分子化合物，其含有水解性高分子化合物和熱分解性高分子化合物中之至少一方、(B)含氧酸系化合物，其含有磷酸系化合物、硫酸系化合物、磺酸系化合物和過氯酸系化合物中之至少1種、及(C)層狀物質的積層物；並且對該溶液照射音波和電波中之至少一方。

又，本發明之一種實施方式之層狀物質含有液之製造方法包括：準備含有下述成分的溶液：(A)高分子化合物，其含有水解性高分子化合物和熱分解性高分子化合物中之至少一方、(B)含氧酸系化合物，其含有磷酸系化合物、硫酸系化合物、磺酸系化合物和過氯酸系化合物中之至少1 種、及(C)層狀物質的積層物；並且對該溶液進行加熱。

在此，「層狀物質」係層狀的薄物質。該「層狀物質」可以僅含有1種元素作為構成元素，亦可以含有多種元素作為構成元素。

其中，「層狀物質」可以為單層，亦可以為多層。在層狀物質為多層的情況下，該層狀物質的層數十分少。具體而言，層狀物質的層數較佳為小於等於1000層。又，在多層層狀物質中，可以為多層中之一部分的層含有2種以上之元素作為構成元素，亦可以為全部的層(各層)含有2種以上之元素作為構成元素。

「層狀物質的積層物」係複數的層狀物質被積層的構造體，該層狀物質的積層數只要為2層以上即可，並沒有特別的限定。

「磷酸系化合物」係具有磷酸骨架(在磷原子上鍵結有4個氧原子的構造)的化合物的總稱。「硫酸系化合物」係具有硫酸骨架(在硫原子上鍵結有4個氧原子的構造)的化合物的總稱。「磺酸系化合物」係具有磺酸骨架(在硫原子上鍵結有3個氧原子和1個烴基或1個鹵代烴基團的構造)的化合物的總稱。「過氯酸系化合物」係具有過氯酸骨架(在氯原子上鍵結有4個氧原子的構造)的化合物的總稱。

根據本發明之一種實施方式之層狀物質含有液，含有上述高分子化合物、上述含氧酸系化合物和層狀物質。因此，能夠容易地獲得層狀物質。

又，根據本發明之一種實施方式之層狀物質含有液之製造方法，對含有上述高分子化合物、上述含氧酸系化合物和層狀物質的積層物的溶液照射音波等，或者加熱該溶液。因此，能夠容易地獲得層狀物質。

[具體實施方式]

以下，對本發明之一種實施方式進行詳細說明。說明的順序如下。但是，有關本發明的詳細內容不只限於以下說明的樣態，可以作適當變更。

1.層狀物質含有液

1-1.離子液體

1-1-1.陽離子

1-1-2.陰離子

1-2.高分子化合物

1-2-1.水解性高分子化合物

1-2-2.熱分解性高分子化合物

1-3.含氧酸系化合物

1-3-1.磷酸系化合物

1-3-2.硫酸系化合物

1-3-3.磺酸系化合物

1-3-4.過氯酸系化合物

1-4.層狀物質

1-5.其他材料

2.層狀物質含有液之製造方法

2-1.層狀物質含有液的調製

2-2.層狀物質含有液的精製

3.作用和效果

<1.層狀物質含有液>

首先，對層狀物質含有液的構成進行說明。

層狀物質含有液含有高分子化合物、含氧酸系化合物和層狀物質。其中，層狀物質含有液亦可以進一步含有離子液體。在層狀物質含有液含有離子液體的情況下，該層狀物質分散在離子液體中。

<1-1.離子液體>

離子液體係液體的鹽。該離子液體包括陽離子和陰離子。

離子液體的種類，沒有特別限定，只要為任意的離子液體中的任何1種或多種即可。

有關陽離子和陰離子各自的詳細內容，如下所述。亦即，離子液體係下述一連串陽離子中的任何1種或2種以上之離子與下述一連串陰離子中的任何1種或多種離子組合而成的化合物。但是，陽離子的種類不限定於下述一連串的陽離子，並且陰離子的種類不限定於下述一連串的陰離子。

本發明的離子液體亦包含於分子內形成鹽的化合物。這類離子液體的具體例子係(甲氧基羰醯磺胺醯)三乙基氫氧化銨((Methoxy carbonyl sulfamoyl)triethylammonium hydroxide)等。

層狀物質含有液之所以含有離子液體，是因為在後述的層狀物質含有液的製造步驟中，層狀積層物容易分散在該離子液體中。藉此，在離子液體中，容易從層狀積層物剝離層狀物質。

層狀物質含有液中的離子液體的含量，沒有特別的限定，例如 較佳為5重量%~98重量%，更佳為25重量%~80重量%。這是因為在層狀物質含有液的製造步驟中，更容易從層狀積層物剝離層狀物質。

<1-1-1.陽離子>

陽離子包括任意的陽離子中的任何1種或多種。

該陽離子例如係：咪唑鎓(Imidazolium)系離子、吡啶鎓(Pyridinium)系離子、銨系離子、吡咯鎓(Pyrrolidinium)系離子、膽鹼(Choline)系離子、鏻(Phosphonium)系離子、鋶(Sulfonium)系離子以及該等之複合系離子等。

咪唑鎓系離子的具體例子係：1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓、1,2-二甲基-3-丙基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓、1,3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑鎓、1-(2-羥乙基)-3-甲基咪唑鎓、1-甲基-3-乙烯基咪唑鎓、1,3-二乙氧基咪唑鎓、1-芐基-3-甲基咪唑鎓、1-乙基-3-乙烯基咪唑鎓、1-甲基-3-(2',3'-環氧丙基)咪唑鎓、1,3-雙(氰基甲基)咪唑鎓、1,3-雙(3-氰基丙基)咪唑鎓以及由下列式(1)表示的化合物等。

(R1和R2分別係一價未取代的烴基和一價取代的烴基中的任何一個。R3 ~R8分別係氫原子、一價未取代的烴基和一價取代的烴基中的任何一個。R9係由下列式(2)和式(3)分別表示的二價基中的任何一個。n係大於等於0的整數。)

(R10和R11分別係二價未取代的烴基和二價取代的烴基中的任何一個。Z1係醚鍵(-O-)、硫醚(sulfide)鍵(-S-)、二價未取代的芳香族烴基和二價取代的芳香族烴基中的任何一個。m1係大於等於1的整數。)

(R12~R15分別係二價未取代的烴基和二價取代的烴基中的任何一個。Z2係二價未取代的芳香族烴基和二價取代的芳香族烴基中的任何一個。m2和m3分別係1以上的整數。)

R1和R2各自的種類只要係一價未取代的烴基和一價取代的烴基中的任何一個即可，沒有特別限定。一價未取代的烴基和一價取代的烴基可以分別為直鏈狀，亦可以分別為具有1個或多個側鏈的支鏈狀。又，R1和R2可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。

一價未取代的烴基係由碳和氫構成的一價基團的總稱，例如係烷基、烯基、炔基、環烷基、芳基和它們中的多種鍵結成的一價基團等。

烷基的具體例係甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、 二級丁基、三級丁基、戊基、異戊基、三級戊基、己基和庚基等。烯基的具體例係乙烯基和丙烯基等。炔基的具體例係乙炔基等。環烷基的具體例係環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基和環辛基等。芳基的具體例係苯基和萘基等。

一價未取代的烴基的碳原子數沒有特別限定，較佳為不要極端地過多。具體而言，烷基、烯基和炔基各自的碳原子數較佳為1~7。環烷基和芳基各自的碳原子數較佳為6或7。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。

一價取代的烴基係在一價未取代的烴基上導入有1個或多個取代基的基團。亦即，在一價取代的烴基中，一價未取代的烴基中的1個或多個氫原子被取代基取代。該取代基的種類可以僅為1種，亦可以為2種以上。

取代基的種類沒有特別的限定，例如係鹵素原子、氰基(-CN)、硝基(-NO₂)、羥基(-OH)、硫醇基(-SH)、羧基(-COOH)、醛基(-CHO)、胺基(-NR₂)、該等之鹽以及該等之酯等。鹵素原子例如係氟原子(F)、氯原子(Cl)、溴原子(Br)和碘原子(I)等。胺基(-NR₂)中的2個R分別係氫原子和一價未取代的烴基中的任何一個。該2個R可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。關於一價未取代的烴基的詳細內容，如上所述。當然，取代基的種類亦可以為上述以外的基團。

R3~R8各自的種類只要係氫原子、一價未取代的烴基和一價取代的烴基中的任何一個即可，沒有特別限定。R3~R8可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。當然，亦可以為R3~R8中之一部分係相同的基團。關於一價未取代的烴基和一價取代的烴基各自的詳細內容，如上所述。

決定重複單元數的n的值係0以上的整數即可，沒有特別限定。亦即，n的值可以為0，亦可以為1以上的整數。其中，n較佳為30以下的整數。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。

R7和R8各自的種類只要係氫原子、一價未取代的烴基和一價取代的烴基中的任何一個即可，沒有特別限定。R7和R8可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。因為n為2以上的整數，故在R8為複數的情況下，R7和R8中之一部分可以為相同的基團。關於一價未取代的烴基和一價取代的烴基各自的詳細內容，如上所述。

其中，較佳為：R7和R8中的1個或多個係一價未取代的烴基。在此情況下，只要在R7和R8中包含一價未取代的烴基，該一價未取代的烴基數可以僅為1個，亦可以為2個以上。亦即，在R8為複數的情況下，R7可以係一價未取代的烴基，亦可以為多個R8中的1個以上係一價未取代的烴基。之所以R7和R8中的1個以上係一價未取代的烴基，是因為在R7和R8中包含一價未取代的烴基的情況與在R7和R8中不包含一價未取代的烴基的情況相比，能夠提升層狀物質的分散性等。

更具體而言，在n的值為0的情況下，R7較佳為一價未取代的烴基。或者，在n的值為1以上的情況下，雖然只要R7和R8中的1個以上係一價未取代的烴基即可，但是其中，較佳為：R7和R8中的全部係一價未取代的烴基。這是因為在以上任何一種情況下，更加能夠提升層狀物質的分散性等。

再者，為R7和R8中的1個或多個的一價未取代的烴基的種類只要係上述有關一價未取代的烴基候選中的任何一個即可，沒有特別的限定。其中，一價未取代的烴基較佳為：與n的值無關，係烷基。這是因為如此更加能夠提升層狀物質的分散性等。

R9可以係由式(2)所示的二價基，亦可以係由式(3)所示的二價基。因為n為2以上的整數，故在R9為複數的情況下，該複數的R9可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。當然，亦可以為複數的R9中之一部分係相同的基團。

R10和R11各自的種類只要係二價未取代的烴基和二價取代的烴基中的任何一個即可，沒有特別的限定。二價未取代的烴基和二價取代的烴基可以分別為直鏈狀，亦可以分別為具有1個或2個以上之側鏈的支鏈狀。R10和R11可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。因為m1為2以上，故在R10為複數的情況下，該複數的R10可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。當然，亦可以為複數的R10中之一部分係相同的基團。

二價未取代的烴基係由碳和氫構成的二價基團的總稱，例如係亞烷基、亞烯基、亞炔基、亞環烷基、亞芳基和它們中的多種鍵結成的二價基團等。

亞烷基的具體例係甲烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、乙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基和丁烷-2,3-二基等。亞烯基的具體例係亞乙烯基等。亞炔基的具體例係亞乙炔基等。亞環烷基的具體例係亞環丙基和亞環丁基等。亞芳基的具體例係亞苯基和亞萘基等。

二價未取代的烴基的碳原子數沒有特別的限定，較佳為不要極端地過多。具體而言，亞烷基、亞烯基和亞炔基各自的碳原子數較佳為1~4。亞環烷基和亞芳基各自的碳原子數較佳為6。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。

二價取代的烴基係在二價未取代的烴基上導入有1個或2個以上之取代基的基團。再者，關於取代基的種類等詳細內容，如上所述。

Z1的種類只要係醚鍵、硫醚鍵、二價未取代的芳香族烴基和二價取代的芳香族烴基中的任何一個即可，沒有特別的限定。因為m1為2以上，故在Z1為複數的情況下，該複數的Z1可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。當然，亦可以為複數的Z1中之一部分係相同的基團。

二價未取代的芳香族烴基係由碳和氫構成、且具有共軛環構造的二價基團的總稱，例如係亞芳基等。該亞芳基的具體例係單環式亞苯基等、亦係多環式亞萘基等。

二價未取代的芳香族烴基雖然具有二個原子鍵，但是二個原子鍵的位置沒有特別的限定。若舉一例，則係在二價未取代的芳香族烴基為亞苯基的情況下，相對第一個原子鍵的位置，第二個原子鍵的位置可以為鄰位，亦可以為間位，亦可以為對位。其中，第二個原子鍵的位置較佳為對位。因為如此能夠提升離子液體的化學穩定性，並且亦能夠提升分散性等。

二價取代的芳香族烴基係在二價未取代的芳香族烴基上導入有1個或2個以上之取代基的基團。再者，關於取代基的種類等詳細內容，如上所述。

決定重複單元數的m1的值係1以上的整數即可，沒有特別的限定。其中，m1較佳為30以下的整數。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。

R12~R15各自的種類只要係二價未取代的烴基和二價取代的烴基中的任何一個即可，沒有特別的限定。R12~R15可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。當然，亦可以為R12~R15中之一部分係相同的基團。因為m2為2以上，故在R13為複數的情況下，該複數的R13可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。又，亦可以為複數的R13中之一部分係相同的基團。同樣因為m3大於等於2，故在R14為複數的情況下，該複數的R14可以為相同的基團，亦可以為不同的基團。又，亦可以為複數的R14中之一部分係相同的基團。有關二價未取代的烴基和二價取代的烴基各自的詳細內容如上所述。

Z2的種類只要係二價未取代的芳香族烴基和二價取代的芳香族烴基中的任何一個即可，沒有特別的限定。有關二價未取代的芳香族烴基和二價取代的芳香族烴基各自的詳細內容如上所述。

決定重複單元數的m2和m3的值係1以上的整數即可，沒有特別的限定。其中，m2和m3分別較佳為30以下的整數。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。

其中，陽離子的構造較佳為滿足以下條件。因為如此能夠容易地合成，並且能夠進一步提升層狀物質的分散性等。

位於兩末端的R1和R2分別較佳為直鏈狀的烷基，更具體而言，較佳為甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基和正己基等。導入咪唑鎓環的R3~R6分別較佳為氫原子。導入咪唑鎓環的R7和R8分別較佳為直鏈狀的烷基，更具體而言，較佳為甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基和正己基等。導入連接咪唑鎓環彼此的基團的R10~R15分別較佳為直鏈狀的亞烷基，更具體而言，較佳為亞乙基。

決定重複單元數的n的值較佳為0~2的整數。因為若n的值過大，則由於離子液體的黏度增大，在後述層狀物質含有液的製造步驟中，有可能難以剝離層狀物質。又，因為在有必要進行層狀物質含有液的精製處理的情況下，有可能難以進行該精製處理。

m1的值較佳為1~5的整數，並且m2和m3的值分別較佳為2或3。

再者，在上述一價未取代的烴基中，亦可以導入有下述連接基團中的任何1種或2種以上。

該連接基團的種類係二價基團即可，沒有特別的限定。連接基團的具體例子係-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR-和-S-等。R係氫原子和一價未取代的烴基中的任何一個。

在此說明的連接基團以一次或多次分割碳鏈的方式導入於一價未取代的烴基中。若舉一個例子，則係：在乙基(-CH₂-CH₃)中導入1個醚 基，成為-CH₂-O-CH₃。又，在丙基(-CH₂-CH₂-CH₃)中導入2個醚基，成為-CH₂-O-CH₂-O-CH₃。

關於一價取代的烴基、二價未取代的烴基、二價取代的烴基、二價未取代的芳香族烴基和二價取代的芳香族烴基，亦可以分別以如此之方式導入連接基團。

若舉一個例子，則係：在亞乙基(-CH₂-CH₂-)中導入1個醚基，成為-CH₂-O-CH₂-。又，在丙基(-CH₂-CH₂-CH₂-)中導入2個醚基，成為-CH₂-O-CH₂-O-CH₂-。

吡啶鎓系離子的具體例子係：1-丁基-4-甲基吡啶鎓、1-丁基吡啶鎓、1-(3-氰基丙基)吡啶鎓和1-丁基-3-甲基吡啶鎓等。

銨系離子的具體例子係：四乙基銨、四丁基銨、四己基銨、四庚基銨、四(癸基)銨、四-十二烷基銨、四-十六烷基銨、三乙基甲基銨、三丁基甲基銨、甲基十八烷基銨、三辛基甲基銨、芐基二甲基十四烷基銨、三(2-羥乙基)甲基銨和2-羥乙基三甲基銨等。

吡咯鎓系離子的具體例子係：1-丁基-1-甲基吡咯鎓和1-乙基-1-甲基吡咯鎓等。

膽鹼系離子的具體例子係：膽鹼等。

鏻系離子的具體例子係：四丁基鏻、三丁基甲基鏻、三己基十四烷基鏻、3-(三苯基膦)丙烷-1-磺酸等。

鋶系離子的具體例子係：三乙基鋶和環丙基二苯基鋶等。

複合系離子係包括上述一連串離子(陽離子的候選)的骨架中的任何1種或2種以上的離子。

該複合系離子例如係包括咪唑鎓系離子的骨架(咪唑鎓骨架)與吡啶鎓系離子的骨架(吡啶鎓骨架)的離子，該離子的具體例子係：下列化 合物A等。

其中，較佳為咪唑鎓系離子。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。

<1-1-2.陰離子>

陰離子包括任意的陰離子中的任何1種或2種以上。

陰離子例如由pAn^q-表示。其中，An^q-係q價陰離子。p係為了保持離子液體全體的中性所必需的係數，該p的值根據陰離子的種類決定。P與q的乘積(p×q)等於陽離子的總化合價。

一價陰離子例如係鹵素離子、無機系離子、有機磺酸系離子和有機磷酸系離子等。

鹵素離子的具體例子係：氯離子(Cl^-)、溴離子(Br^-)、碘離子(I^-)和氟離子(F^-)等。

無機系離子的具體例子係：硝酸陰離子(NO₃ ^-)、高氯酸根離子(ClO₄ ^-)、氯酸根離子(ClO₃ ^-)、硫氰酸根離子(SCN^-)、六氟磷酸根離子(PF₆ ^-)、六氟化銻離子(SbF₆ ^-)和四氟化硼離子(BF₄ ^-)和硫酸氫根離子(HSO₄ ^-)等。

有機磺酸系離子的具體例子係：乙磺酸根離子、苯磺酸根離子、甲苯磺酸根離子、甲磺酸根離子、三氟甲磺酸根離子、二苯基胺-4-磺 酸根離子、2-胺基-4-甲基-5-氯苯磺酸根離子和2-胺基-5-硝基苯磺酸根離子等。除此之外，亦可係日本特開平8-253705號公報、日本特表2004-503379號公報、日本特開2005-336150號公報和國際公開第2006/28006號公報等所記載的有機磺酸根離子。

有機磷酸系離子的具體例子係：二丁基磷酸根離子、辛基磷酸根離子、十二烷基磷酸根離子、十八烷基磷酸根離子、苯基磷酸根離子、壬基苯基磷酸根離子和2,2'-亞甲基雙(4,6-二三級丁基苯基)膦酸根離子等。

除此之外，一價陰離子的具體例子係：雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺酸根離子((CF₃SO₂)₂N^-)、雙(全氟乙磺醯基)醯亞胺酸根離子((C₂F₅SO₂)₂N^-)、雙(全氟丁磺醯基)醯亞胺酸根離子((C₄F₉SO₂)₂N^-)、全氟-4-乙基環己烷磺酸根離子、四(五氟苯基)硼酸根離子、三(氟烷基磺醯基)碳離子、二氰胺基、醋酸根陰離子、三氟醋酸根陰離子和二苯甲醯酒石酸陰離子等。

二價陰離子的具體例子係：苯二磺酸根離子和萘二磺酸根離子等。

其中，陰離子較佳為氯離子、溴離子、六氟磷酸根離子、四氟化硼離子和雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺酸根離子中的任何一個。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。

或者，陰離子較佳為不包含長周期型周期表的15族元素(以下，僅稱為「15族元素」。)與氟(F)的鍵結(含氟鍵)的離子。這是因為在處理離子液體時，更具體而言，在層狀物質含有液的製造步驟中，不易產生氫氟酸。藉此，在確保層狀物質含有液的處理時的安全性的同時，能夠使層狀物質高濃度分散在離子液體中。再者，15族元素係例如磷(P)、砷(As)和銻(Sb)等。

在此說明的含氟鍵中，氟原子對15族元素的原子直接鍵結。因此，氟原子對15族元素的原子透過任意1個或2個以上之原子間接鍵結的情況，不屬於含氟鍵。具體而言，例如15族元素為磷時的含氟鍵，係P-F鍵。又，例如15族元素為砷時的含氟鍵，係As-F鍵。

特別是，不包括含氟鍵的離子，較佳為不含有作為構成元素的氟自身。因為如此更加不易產生氫氟酸，故能夠更加提升層狀物質含有液的處理時的安全性。

<1-2.高分子化合物>

高分子化合物包含水解性高分子化合物和熱分解性高分子化合物中的一方或雙方。亦即，高分子化合物可以僅包含水解性高分子化合物，亦可以僅包含熱分解性高分子化合物，亦可以包含水解性高分子化合物和熱分解性高分子化合物的雙方。

層狀物質含有液之所以含有高分子化合物，是因為在該層狀物質含有液的製造步驟中，分散有層狀積層物的溶液(後述的層狀積層物含有液)的黏度被優化。具體而言，在層狀物質含有液不含有高分子化合物的情況下，因為分散有層狀積層物的層狀積層物含有液的黏度變得太低；故在該層狀積層物含有液中，不易維持層狀積層物的分散狀態。藉此，不易從層狀積層物上剝離層狀物質。對此，在層狀物質含有液含有高分子化合物的情況下，因為分散有層狀積層物的層狀積層物含有液的黏度適當變高；故在該層狀積層物含有液中，容易維持層狀積層物的分散狀態。藉此，容易從層狀積層物剝離層狀物質。

<1-2-1.水解性高分子化合物>

水解性高分子化合物係具有水解性基團、亦即在主鏈中具有起因於與水反應而分解的性質的基團的高分子化合物，並且含有該水解性基團中的任何1種或2種以上。該水解性高分子化合物的種類可以僅1種，亦可以2種以上。

高分子化合物之所以含有水解性高分子化合物，是因為與高分子化合物不含有水解性高分子化合物的情況相比，在層狀物質含有液的製造步驟中，容易從層狀積層物剝離層狀物質。

水解性基團例如係：醚鍵(-O-)、硫醚鍵(-S-)、酯鍵(-C(=O)-O-)、醯胺鍵(-C(=O)-NR-)、碳酸酯鍵(-O-C(=O)-O-)、脲鍵(-NR-C(=O)-NR-)和醯亞胺鍵(-C(=O)-NR-C(=O)-)等。其中，R係氫原子或烷基。在水解性基團包含2個R的情況下，該2個R可以為相同的基團，亦可以為互相不同的基團。再者，在本發明中，縮醛鍵和葡萄糖苷鍵包括在醚鍵中。

包含1種水解性基團的水解性高分子化合物的具體例子如下所述。

含醚鍵的水解性高分子化合物的具體例子係：聚亞烷基乙二醇(PAG)和環氧樹脂等。聚亞烷基乙二醇例如係：聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)和聚丁二醇等。

又，含醚鍵的水解性高分子化合物的具體例子係：多元醇的環氧乙烷加成物和多元醇的環氧丙烷加成物等。多元醇係例如：甘油、三羥甲基丙烷、赤藻糖醇、新戊四醇、雙甘油、山梨醇酐、山梨醇、葡萄糖、蔗糖、N,N,N’,N’-四(2-羥乙基)乙二胺和N,N,N’,N’-四(2-羥基異丙基)乙二胺等。

含縮醛鍵的水解性高分子化合物的具體例子係：聚縮醛(POM)和多糖衍生物等。多糖衍生物係例如：糊精、果膠、瓜爾膠、甲基纖 維素(MC)、乙基纖維素(EC)、羥乙基纖維素(HEC)、羧甲基纖維素(CMC)、葡聚糖和鹿角菜膠等。

含硫醚鍵的水解性高分子化合物的具體例子係：聚硫醚等。該聚硫醚的具體例子係：聚苯硫醚和聚硫醚碸等。

含酯鍵的水解性高分子化合物的具體例子係：二元酸與二醇化合物的直接酯化反應物，二元酸低級醇酯與二醇化合物的酯交換反應物，內酯化合物的開環聚合物，以及羥基羧酸的聚合物等。二元酸係例如：琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸和鄰苯二甲酸等。二醇化合物係例如：乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、環己烷二甲醇和環己烷二醇等。內酯化合物係例如：γ-己內酯和δ-戊內酯等。羥基羧酸係例如：乳酸、4-羥基丁酸和6-羥基己酸等。

含醯胺鍵的水解性高分子化合物的具體例子係：膠原蛋白、尼龍及其衍生物等。

含碳酸酯鍵的水解性高分子化合物的具體例子係：由二醇化合物與碳酸酯化合物的縮合反應而獲得的聚碳酸酯多元醇等。二醇化合物係例如：1,4-丁二醇、1,6-己二醇、乙二醇、丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、二乙二醇、1,4-環己烷二醇和1,4-環己烷二甲醇等。碳酸酯化合物係例如：碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯等。

含脲鍵的水解性高分子化合物的具體例子係：聚脲樹脂等。

含醯亞胺鍵的水解性高分子化合物的具體例子係：聚醯亞胺樹脂等。

包含2種水解性基團的水解性高分子化合物例如係將上述一連串的含有1種水解性基團的水解性高分子化合物中的2種以上組合而成的化合物。 該化合物的具體例子係：聚醚聚胺酯、聚碳酸酯聚胺酯、聚酯聚胺酯、聚醯胺-醯亞胺、聚醚醯亞胺和聚醚醚酮等。

其中，水解性基團較佳為醚鍵和酯鍵，更佳為醚鍵。這是因為在層狀物質含有液的製造步驟中，更加容易從層狀積層物剝離層狀物質。

再者，水解性高分子化合物較佳為在層狀積層物含有液中可以分散或溶解。又，在層狀物質含有液包含離子液體和後述其他材料(溶媒)的情況下，水解性高分子化合物較佳為在離子液體和溶媒中可以分散或溶解。

該水解性高分子化合物的分子量(重量平均分子量)雖然沒有特別的限定，但是較佳為例如600~70000，更佳為2000~40000。這是因為在層狀物質含有液中，水解性高分子化合物容易分散或溶解。

層狀物質含有液中的水解性高分子化合物的含量雖然沒有特別的限定，但是較佳為例如5重量%~95重量%，更佳為20重量%~75重量%。這是因為在層狀物質含有液的製造步驟中，更加容易從層狀積層物剝離層狀物質。

<1-2-2.熱分解性高分子化合物>

熱分解性高分子化合物係具有僅由碳-碳鍵構成的主鏈的高分子化合物，並且包含由僅碳-碳不飽和鍵參與的反應而獲得的高分子化合物及其衍生物中的任何1種或多種。

高分子化合物之所以含有熱分解性高分子化合物，是因為與高分子化合物不含有熱分解性高分子化合物的情況相比，在層狀物質含有液的製造步驟中，容易從層狀積層物剝離層狀物質。

熱分解性高分子化合物例如係藉由使用1種或2種以上之單體的聚合反應獲得的化合物(聚合物)，可以為均聚物，亦可以為共聚物。該單體 的種類沒有特別的限定，例如係：丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、丙烯醯胺類、甲基丙烯醯胺類、乙烯酯類、苯乙烯類、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、順丁烯二酸酐和順丁烯二酸醯亞胺等。

丙烯酸酯類的具體例子係：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸二級丁酯、丙烯酸三級丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸氯乙酯、丙烯酸2-羥乙基酯、丙烯酸2-羥丙基酯、丙烯酸2-羥戊基酯、丙烯酸環己基酯、丙烯酸丙烯基酯、三羥甲基丙烷單丙烯酸酯、新戊四醇單丙烯酸酯、丙烯酸芐酯、甲氧基芐基丙烯酸酯、丙烯酸氯芐酯、丙烯酸羥基芐酯、丙烯酸羥基苯乙酯、丙烯酸二羥基苯乙酯、丙烯酸糠酯、四氫化糠基丙烯酸酯、丙烯酸苯酯、羥基苯基丙烯酸酯、丙烯酸氯苯酯、胺磺醯基苯基丙烯酸酯和2-(羥基苯基羰)丙烯酸乙酯等。

甲基丙烯酸酯類的具體例子係：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸二級丁酯、甲基丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸氯乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙基酯、甲基丙烯酸2-羥丙基酯、甲基丙烯酸2-羥戊基酯、甲基丙烯酸環己基酯、甲基丙烯酸丙烯基酯、三羥甲基丙烷單甲基丙烯酸酯、新戊四醇單甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸芐酯、甲氧基芐基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸氯芐酯、甲基丙烯酸羥基芐酯、甲基丙烯酸羥基苯乙酯、甲基丙烯酸二羥基苯乙酯、甲基丙烯酸糠酯、四氫化糠基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、羥基苯基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸氯苯酯、胺磺醯基苯基甲基丙烯酸酯和2-(羥基苯基羰)甲基丙烯酸乙酯等。

丙烯醯胺類的具體例子係：丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N- 乙基丙烯醯胺、N-丙基丙烯醯胺、N-丁基丙烯醯胺、N-芐基丙烯醯胺、N-羥乙基丙烯醯胺、N-苯基丙烯醯胺、N-甲苯基丙烯醯胺、N-(羥基苯基)丙烯醯胺、N-(胺磺醯基苯基)丙烯醯胺、N-(苯磺醯基)丙烯醯胺、N-(甲苯磺醯基)丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N-甲基-N-苯基丙烯醯胺和N-羥乙基-N-甲基丙烯醯胺等。

甲基丙烯醯胺類的具體例子係：甲基丙烯醯胺、N-甲基甲基丙烯醯胺、N-乙基甲基丙烯醯胺、N-丙基甲基丙烯醯胺、N-丁基甲基丙烯醯胺、N-芐基甲基丙烯醯胺、N-羥乙基甲基丙烯醯胺、N-苯基甲基丙烯醯胺、N-甲苯基甲基丙烯醯胺、N-(羥基苯基)甲基丙烯醯胺、N-(胺磺醯基苯基)甲基丙烯醯胺、N-(苯磺醯基)甲基丙烯醯胺、N-(甲苯磺醯基)甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、N-甲基-N-苯基甲基丙烯醯胺和N-羥乙基-N-甲基甲基丙烯醯胺等。

乙烯酯類的具體例子係：乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯等。

苯乙烯類的具體例子係：苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、環己基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、三氟甲基苯乙烯、乙氧基甲基苯乙烯、乙醯氧基甲基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、二甲氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、碘苯乙烯、氟苯乙烯和羧甲基苯乙烯等。

更具體而言，熱分解性高分子化合物例如係乙烯系樹脂和丙烯酸類樹脂等中的任何1種或2種以上。乙烯類樹脂例如係：聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛和聚氯乙烯等。丙烯酸類樹脂例如係：聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯等。

再者，熱分解性高分子化合物較佳為在層狀積層物含有液中可 以分散或溶解。又，在層狀物質含有液含有離子液體和後述其他材料(溶媒)的情況下，熱分解性高分子化合物較佳為在離子液體和溶媒中可以分散或溶解。

該熱分解性高分子化合物的分子量(重量平均分子量)雖然沒有特別的限定，但是較佳為例如600~70000，更佳為2000~40000。這是因為在層狀物質含有液中，熱分解性高分子化合物容易分散或溶解。

層狀物質含有液中的熱分解性高分子化合物的含量雖然沒有特別的限定，但是較佳為例如5重量%~95重量%，更佳為20重量%~75重量%。這是因為在層狀物質含有液的製造步驟中，更加容易從層狀積層物上剝離層狀物質。

再者，高分子化合物亦可以包含具有水解性高分子化合物的性質和熱分解性高分子化合物的性質的高分子化合物中的任何1種或2種以上。該高分子化合物係所謂的水解性-熱分解性高分子化合物。

<1-3.含氧酸系化合物>

含氧酸系化合物包含磷酸系化合物、硫酸系化合物、磺酸系化合物和過氯酸系化合物中的任何1種或2種以上。

含氧酸系化合物之所以包含磷酸系化合物、硫酸系化合物、磺酸系化合物和過氯酸系化合物中的任何1種或2種以上，是因為含氧酸系化合物容易被插入層狀積層物的層間。藉此，容易從層狀積層物剝離層狀物質。

再者，將既係離子液體又係含氧酸系化合物的化合物，作為含氧酸系化合物。

<1-3-1.磷酸系化合物>

磷酸系化合物如上所述，係具有磷酸骨架(在磷原子上鍵結有4個氧原子的構造)的化合物的總稱。

具體而言，磷酸系化合物包含例如無機磷酸、無機磷酸的鹼金屬鹽、酸性磷酸酯、酸性磷酸的鹼金屬鹽、磷酸三酯、核苷酸和核苷酸的鹼金屬鹽等中的任意1種或2種以上。鹼金屬鹽的種類沒有特別的限定，例如係鋰鹽、鈉鹽和鉀鹽等。這是因為含氧酸系化合物(磷酸系化合物)能夠充分插入層狀積層物的層間。

無機磷酸的具體例子係磷酸、焦磷酸和三磷酸等。

無機磷酸的鹼金屬鹽的具體例子係磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀等。

酸性磷酸酯的具體例子係磷酸單甲酯、磷酸二甲酯、磷酸單乙酯、磷酸二乙酯、磷酸單丁酯和磷酸二丁酯等。

酸性磷酸的鹼金屬鹽的具體例子係單甲基磷酸鈉、二甲基磷酸鈉、單甲基磷酸鉀、二甲基磷酸鉀、單丁基磷酸鈉、二丁基磷酸鈉、單丁基磷酸鉀和二丁基磷酸鉀等。

磷酸三酯的具體例子係磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯和磷酸三苯酯等。

核苷酸的具體例子係鳥苷酸、肌苷酸和腺苷三磷酸等。

核苷酸的鹼金屬鹽的具體例子係腺苷三磷酸鈉和腺苷三磷酸鉀等。

<1-3-2.硫酸系化合物>

硫酸系化合物如上所述，係具有硫酸骨架(在硫原子上鍵結有4個氧原子的構造)的化合物的總稱。

具體而言，硫酸系化合物包含例如硫酸、硫酸氫鈉和硫酸氫鉀等中的任意1種或2種以上。這是因為含氧酸系化合物(硫酸系化合物)能夠充分插入層狀積層物的層間。

<1-3-3.磺酸系化合物>

磺酸系化合物如上所述，係具有磺酸骨架(在硫原子上鍵結有3個氧原子和1個烴基或1個鹵代烴基團的構造)的化合物的總稱。

「烴基」係由碳和氫構成的一價基團的總稱，例如係烷基、環烷基和芳基等。「鹵代烴基團」係上述烴基中的1個以上的氫原子被鹵素原子置換的基團。鹵素原子係例如氟原子、氯原子、溴原子和碘原子等。其中，烷基、環烷基和芳基各自的碳原子數，沒有特別的限定。又，鹵素原子的種類可以僅係1種，亦可以係2種以上。

具體而言，磺酸系化合物包含例如甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸和對甲苯磺酸等中的任意1種或2種以上。這是因為含氧酸系化合物(磺酸系化合物)能夠充分插入層狀積層物的層間。

<1-3-4.過氯酸系化合物>

過氯酸系化合物如上所述，係具有過氯酸骨架(在氯原子上鍵結有4個氧原子的構造)的化合物的總稱。

具體而言，過氯酸系化合物包含例如過氯酸、過氯酸鈉和過氯酸鉀等中的任意1種或2種以上。這是因為含氧酸系化合物(過氯酸系化合物)能夠充分插入層狀積層物的層間。

層狀物質含有液之所以包含含氧酸系化合物，是因為在層狀物質含有液的製造步驟中，容易從層狀積層物剝離層狀物質。具體而言，在層狀 物質含有液不包含含氧酸系化合物的情況下，因為在層狀積層物含有液中，含氧酸系化合物不能插入層狀積層物的層間；故不易從該層狀積層物上剝離層狀物質。對此，在層狀物質含有液包含含氧酸系化合物的情況下，因為在層狀積層物含有液中，含氧酸系化合物能夠插入層狀積層物的層間；故容易從該層狀積層物剝離層狀物質。

層狀物質含有液中的含氧酸系化合物的含量，沒有特別的限定，較佳為例如0.1重量%~20重量%。這是因為如此含氧酸系化合物更加容易插入層狀積層物的層間，故更加容易從該層狀積層物剝離層狀物質。

<1-4.層狀物質>

層狀物質係如上所述的層狀的薄物質，亦即所謂的奈米片。

該層狀物質不限於單層，若層數十分少，亦可以為多層。再者，在此說明的層狀物質係在層狀物質含有液的製造步驟中，從具有積層有複數層狀物質的多層構造的積層物剝離的層狀物質。再者，層狀物質的種類可以僅為1種，亦可以為2種以上。

層狀物質可以係只含有1種元素作為構成元素的物質(單元素層狀物質)，亦可以係含有2種以上之元素作為構成元素的物質(多元素層狀物質)。但是，在多元素層狀物質中，亦可以為複數層中之一部分或全部含有2種以上之元素作為構成元素。

單元素層狀物質的種類沒有特別的限定。該單元素層狀物質例如為石墨類等。石墨類的具體例子係：天然石墨、膨脹石墨、人造石墨和熱解石墨等。

多元素層狀物質的種類沒有特別的限定。該多元素層狀物質例如係：金屬硫族化物、金屬氧化物．金屬鹵氧化物、金屬磷酸鹽、黏土礦物．矽 酸鹽、雙氫氧化物、層狀鈦氧化物、層狀鈣鈦礦氧化物和氮化硼類等。

金屬硫族化物的具體例子係：MX(M為Ga、Ge和In等。X為S、Se和Te等。)、MX₂(M為Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、和W等。X為S、Se和Te等。)和MPX₃(M為Mg、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Cd和In等。X為S、Se和Te等。)等。

金屬氧化物．金屬鹵氧化物的具體例子係：M_xO_y(M為Ti、Mn、Mo和V等。)、MOXO₄(M為Ti、V、Cr和Fe等。X為P和As等。)、MOX(M為Ti、V、Cr和Fe等。X為Cl和Br等。)、LnOCl(Ln為Yb、Er和Tm等。)、K〔Ca₂Na_n-3Nb_nO_3n+1〕(n滿足3≦n<7。)所表示的鈮酸鹽和鈦酸鹽等。再者，M_xO_y的具體例係MoO₃、Mo₁₈O₅₂、V₂O₅、LiNbO₂和Li_xV₃O₈等。鈦酸鹽的具體例係K₂Ti₄O₉和KTiNbO₅等。

金屬磷酸鹽的具體例子係：M(HPO₄)₂(M為Ti、Zr、Ce和Sn等。)和Zr(ROPO₃)₂(R為H、Rh和CH₃等。)等。

黏土礦物．矽酸鹽的具體例子係：蒙皂石族、高嶺土族、葉蠟石-滑石、蛭石、雲母群、脆雲母群、綠泥石群、海泡石-坡縷石、伊毛縞石、水鋁英石、矽鐵土(Hisingerite)、麥羥矽鈉石(magadiite)和水矽鈉石(kanemite)等。再者，蒙皂石族的具體例子係蒙脫石和皂石(saponite)等。高嶺土族的具體例子係高嶺石等。

雙氫氧化物的具體例子係：〔M²⁺ _1-xM³⁺ _x(OH)₂〕〔An^-〕_x/n‧zH₂O(M²⁺為Mg²⁺和Zn²⁺等。M³⁺為Al³⁺和Fe³⁺等。An^-為任意的陰離子。)等。

層狀鈦氧化物的具體例子係：二鈦酸鉀(K₂Ti₂O₅)和四鈦酸鉀(K₂Ti₄O₉)等。

層狀鈣鈦礦氧化物的具體例子係：KCa₂Nb₃O₁₀、KSr₂Nb₃O₁₀和 KLaNb₂O₇等。

氮化硼類係含有氮(N)和硼(B)作為構成元素的化合物的總稱。該氮化硼類的具體例子係氮化硼(BN)和硼碳氮(BCN)等。

再者，層狀物質的平均粒徑雖然沒有特別的限定，但是其中，較佳為100μm以下，更佳為1μm~100μm。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。該平均粒徑係所謂的中位數徑(對應於累積50%的D50)。

<1-5.其他材料>

再者，層狀物質含有液亦可以進一步含有其他材料中的任何1種或2種以上。

其他材料例如係溶媒(不包括離子液體)。該溶媒例如係水性溶媒和有機溶劑等。水性溶媒的具體例子為水和乙醇等。有機溶劑的具體例子係：二甲亞碸、乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、三乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯和磷酸三丁酯等。

<2.層狀物質含有液之製造方法>

其次，對上述層狀物質含有液之製造方法進行說明。再者，在下文中，將具有積層有複數層狀物質的多層構造的物質稱為「層狀積層物」。

<2-1.層狀物質含有液的調製>

在調製層狀物質含有液時，首先，準備含有上述高分子化合物、上述含氧酸系化合物和層狀積層物的溶液(層狀積層物含有液)。該層狀積層物含有液亦可以進一步含有離子液體。

具體而言，例如藉由在高分子化合物中添加含氧酸系化合物，使含氧酸系化合物在該高分子化合物中分散或溶解。在此情況下，根據需要，可以攪拌高分子化合物。又，根據需要，亦可以在高分子化合物與含氧酸系化合物的混合物中，添加上述有機溶劑中的任意1種或2種以上。

再者，在例如層狀積層物含有液含有離子液體的情況下，亦可以藉由在該離子液體中添加高分子化合物和含氧酸系化合物，使高分子化合物和含氧酸系化合物在該離子液體中分散或溶解。在此情況下，根據需要，可以攪拌離子液體。

接著，藉由在分散或溶解有含氧酸系化合物的高分子化合物中添加層狀積層物，使層狀積層物在該高分子化合物中分散。在此情況下，根據需要，可以攪拌高分子化合物。藉此，能夠獲得層狀積層物含有液。

最後，使用層狀積層物含有液來製造層狀物質含有液。在此情況下，作為用於使層狀物質從層狀積層物上剝離的方法，使用照射法或加熱法。

在使用照射法作為剝離方法的情況下，對層狀積層物含有液，照射音波和電波中的一方或雙方。在此情況下，較佳為，至少對層狀積層物含有液照射電波。這是因為容易從層狀積層物剝離層狀物質。

音波的種類沒有特別的限定，其中較佳為使用超音波。因為如此在層狀積層物含有液中，能夠容易地從層狀積層物剝離層狀物質。在使用超音波的情況下，例如可以使用任何一種超音波分散機，但其中較佳為使用喇叭型超音波分散機。超音波的頻率、振幅和照射時間等條件沒有特別的限定。若舉一例，則係：頻率為10kHz~1MHz、較佳為20kHz~200kHz，振幅為1μm~100μm(0至峰的值，zero to peak值)，並且照射時間為1分鐘以上、較佳為1分鐘~6小時。

電波的種類沒有特別的限定，其中較佳為使用微波。因為如此在層狀積層物含有液中，能夠容易地從層狀積層物上剝離層狀物質。在使用微波的情況下，例如可以使用任何一種微波爐。微波的輸出功率、頻率和照射時間等條件沒有特別的限定。若舉一例，則係：輸出功率為500W，頻率為2.45GHz，並且照射時間10秒鐘以上、較佳為10秒鐘~10分鐘。但是，亦可以使用一種輸出功率為1W~100W且照射時間為0.2小時~48小時的低能量微波。

藉由該照射處理，在層狀積層物含有液中，因為從層狀積層物上剝離1層或2層以上的層狀物質，並且該層狀物質被分散，故能夠獲得層狀物質含有液。在該層狀物質含有液中，層狀積層物可以殘留亦可以不殘留。

再者，在照射處理中，藉由變更上述照射條件(頻率等)，能夠控制層狀物質的剝離量、亦即層狀物質含有液的濃度。因此，藉由設定使層狀物質的剝離量增大的照射條件，能夠獲得高濃度的層狀物質含有液。具體而言，若延長照射時間；則因為層狀物質的剝離量增大，故層狀物質含有液的濃度變高。因此，層狀物質含有液的濃度最大成為10mg/cm³(=10mg/ml)以上，較佳為20mg/cm³(=20mg/ml)以上，更佳為40mg/cm³(=40mg/ml)以上。

在使用加熱法作為剝離方法的情況下，對層狀積層物含有液進行加熱。在此情況下，較佳為攪拌層狀積層物含有液。因為如此層狀積層物含有液容易被均勻地加熱。

加熱法的詳細內容沒有特別的限定，例如可以係直接加熱層狀積層物含有液的方法(直接加熱法)，亦可以係間接加熱層狀積層物含有液的方法(間接加熱法)。在直接加熱法中，例如藉由在容納有層狀積層物含有液的容器中投入加熱器等，使用該加熱器等加熱層狀積層物含有液。在間接加熱法中，例如使用加熱器具中的任何1種或2種以上，對容納有層狀積層物含有液 的容器進行加熱。作為該加熱器具，例如可以使用油槽、烘箱和熱板等。加熱溫度和加熱時間等條件沒有特別的限定。若舉一例，則係：加熱溫度較佳為70℃~300℃，更佳為100℃~200℃；加熱時間較佳為0.1小時~50小時，更佳為1小時~10小時。

藉由該加熱處理，在層狀積層物含有液中，因為從層狀積層物上剝離1層或2層以上的層狀物質，並且該層狀物質被分散，故能夠獲得層狀物質含有液。在該層狀物質含有液中，層狀積層物可以殘留亦可以不殘留。

<2-2.層狀物質含有液的精製>

在調製層狀物質含有液之後，根據需要，亦可以精製該層狀物質含有液。

在精製層狀物質含有液時，例如使用離心分離法、索氏(soxhlet)法和交叉流過濾法等分離精製層狀物質。但是，亦可以使用其他方法精製層狀物質含有液。

其中，較佳為離心分離法。這是因為能夠容易地從層狀物質含有液中分離精製層狀物質。在此情況下，例如可以使用任何一種離心分離機，該離心分離條件可以任意設定。藉由該離心分離處理，層狀物質含有液例如被分離成：含有殘留層狀積層物和雜質等的固相、與含有層狀物質的液相(上澄液)。再者，在對層狀物質含有液進行離心分離時，可以僅對該層狀物質含有液中之一部分進行離心分離，亦可以對該層狀物質含有液的全部進行離心分離。

在該離心分離處理之後，亦可以從層狀物質含有液中回收液相。藉此，因為從層狀物質含有液中除去了雜質等，故能夠精製該層狀物質含有液。在此情況下，藉由變更離心分離條件，能夠調整層狀物質含有液的濃度(層狀物質的純度)。

<3.作用和效果>

根據上述層狀物質含有液及其製造方法，對含有上述高分子化合物、上述含氧酸系化合物和層狀積層物的層狀積層物含有液照射音波等，或者加熱層狀積層物含有液，藉此獲得層狀物質含有液。在此情況下，盡管僅使用層狀積層物含有液的調製處理、照射處理和加熱處理的簡單處理，亦因為能夠容易地從層狀積層物剝離層狀物質，故該層狀物質能夠被高濃度地分散。而且，因為能夠穩定且再現性良好地剝離層狀物質，故該層狀物質的層數均一化。又，因為在剝離時層狀物質不容易破損，故該層狀物質的面積充分變大。因此，能夠容易地獲得高品質的層狀物質。

特別是，若層狀積層物含有液進一步含有離子液體；則因為更加容易從層狀積層物剝離層狀物質，故該層狀物質更加能夠被高濃度地分散在離子液體中。藉此，因為能夠更加容易地從層狀積層物剝離層狀物質，故能夠獲得更高的效果。

又，若磷酸系化合物包含無機磷酸等，硫酸系化合物包含硫酸等，磺酸系化合物包含甲磺酸等，過氯酸系化合物包含過氯酸等；則含氧酸系化合物容易充分插入層狀積層物的層間。藉此，因為能夠容易地從層狀積層物上充分剝離層狀物質，故能夠獲得更高的效果。

又，若層狀物質含有液中的含氧酸系化合物的含量係0.1重量%~20重量%，則含氧酸系化合物更加容易插入層狀積層物的層間。藉此，因為能夠更加容易地從層狀積層物上剝離層狀物質，故能夠獲得更高的效果。

又，若高分子化合物含有水解性高分子化合物，並且該水解性高分子化合物含有醚鍵等水解性基團；則因為對應照射處理和加熱處理而能夠容易地從層狀積層物上剝離層狀物質，故能夠獲得更高的效果。

又，若高分子化合物含有熱分解性高分子化合物；則因為對應照射處理和加熱處理而能夠容易地從層狀積層物上剝離層狀物質，故能夠獲得更高的效果。

又，在使用照射法的情況下，若使用超音波作為音波、微波作為電波；則因為能夠容易地從層狀積層物剝離層狀物質，故能夠獲得更高的效果。

[實施例]

以下，對本發明的實施例進行詳細說明。說明的順序如下。但本發明的樣態不限於在此說明的樣態。

1.層狀物質含有液的製造

2.層狀物質含有液的評價

<1.層狀物質含有液的製造>

(實驗例1~93)

按照下列步驟，製造了層狀物質含有液。在此情況下，作為從層狀積層物剝離層狀物質的方法，使用照射法或加熱法。

首先，調製了含有離子液體、高分子化合物、含氧酸系化合物和層狀積層物的溶液(層狀積層物含有液)。

在此情況下，在將離子液體78.7質量份與高分子化合物(水解性高分子化合物或熱分解性高分子化合物)21.3質量份混合之後，攪拌該混合物。接著，在將含氧酸系化合物混合在混合物中之後，攪拌該混合物。藉此，因為在離子液體中，高分子化合物和含氧酸系化合物被分散和溶解；故獲得了混合液。

離子液體的種類、高分子化合物的種類、含氧酸系化合物的種類和混合液中的含氧酸系化合物的含量(重量%)，如表1~表6所示。再者，在調製層狀積層物含有液時，根據需要，沒有使用離子液體，並且沒有使用高分子化合物和含氧酸系化合物中的任意一方。在沒有使用離子液體的情況下，將該離子液體換成了高分子化合物。

作為離子液體，使用了下列6種化合物。

下列化合物1：雙((三氟甲基)磺醯基)醯胺．1-丁基-3-甲基咪唑鎓

下列化合物2：三氟甲磺酸．1-丁基-3-甲基咪唑鎓

下列化合物3：磷酸二甲基．1,3-二甲基咪唑鎓

下列化合物4：硫酸．1-乙基-3-甲基咪唑鎓

下列化合物5：醋酸．1-乙基-3-甲基咪唑鎓

下列化合物6：雙((三氟甲基)磺醯基)醯胺．1,1’-((乙烷-1,2-二基雙(氧))雙(乙烷-2,1-二基))雙(3-丁基咪唑鎓)

作為高分子化合物，使用了下列11種化合物。其中，下列PEG1、PEG2、PEG3、MC、PPG1、PPG2、PAG1、PAG2和PAG3係水解性高分子化合物，並且下列PVA和PA係熱分解性高分子化合物。

PEG1：聚乙二醇(和光純藥工業股份有限公司製造之PEG-20000、重量平均分子量=約20000)

PEG2：聚乙二醇(和光純藥工業股份有限公司製造之PEG-2000、重量平均分子量=約2000)

PEG3：聚乙二醇(和光純藥工業股份有限公司製造之PEG-600、重量平 均分子量=約600)

MC：甲基纖維素(東京化成工業股份有限公司製造之10%水溶液(90mPa．s~110mPa．s(5%、甲苯：乙醇=80：20、25℃))

PVA：聚乙烯醇(股份有限公司可樂麗(Kuraray)製造之PVA-217)

PA：丙烯酸系聚合物(東亞合成化學股份有限公司製造之ARUFON UP-1000、重量平均分子量=約3000)

PPG1：聚丙二醇(股份有限公司ADEKA製造之ADEKA聚醚P-3000、重量平均分子量=約3000)

PPG2：聚丙二醇(股份有限公司ADEKA製造之ADEKA聚醚P-1000、重量平均分子量=約1000)

PAG1：甘油的環氧丙烷加成物(股份有限公司ADEKA製造之ADEKA聚醚G-4000、重量平均分子量=約4000)

PAG2：蔗糖的環氧丙烷加成物(股份有限公司ADEKA製造之ADEKA聚醚SC-1000、重量平均分子量=約1000)

PAG3：山梨醇的環氧丙烷加成物(股份有限公司ADEKA製造之ADEKA聚醚SP-600、重量平均分子量=約600)

作為含氧酸系化合物，使用了下列10種化合物。

磷酸：和光純藥工業股份有限公司製造之90%磷酸

焦磷酸：和光純藥工業股份有限公司製造之焦磷酸(含有磷酸)

磷酸三甲酯：和光純藥工業股份有限公司製造

磷酸三苯酯：和光純藥工業股份有限公司製造

磷酸單丁酯：和光純藥工業股份有限公司製造

磷酸二氫鉀：和光純藥工業股份有限公司製造

ATP．Na(腺苷5’-三磷酸二鈉水合物)：東京化成工業股份有限公司製造

硫酸：和光純藥工業股份有限公司製造之96%硫酸

甲磺酸：和光純藥工業股份有限公司製造

過氯酸：和光純藥工業股份有限公司製造之60%過氯酸

接著，在將層狀積層物25mg混合在混合液1cm³中之後，使用乳缽磨碎了混合物(磨碎時間=15分種)。藉此，因為在混合液中層狀積層物被分散，故獲得了層狀積層物含有液。

層狀積層物的種類如表1~表6所示。作為層狀積層物，使用了下列7種物質。其中，下列2θ表示在X射線繞射(XRD)法的分析結果(XRD圖)中，起因於層狀積層物的存在而產生的繞射峰值的位置(繞射角2θ)。

天然石墨：和光純藥工業股份有限公司製造(2θ=約27°)

膨脹石墨：伊藤黑鉛工業股份有限公司製造之EC1500(2θ=約27°)

SnS₂：三津和化學藥品股份有限公司製造之硫化錫(IV)(2θ=約15°)

MoTe₂：三津和化學藥品股份有限公司製造之碲化鉬(2θ=約12.6°)

GeS：三津和化學藥品股份有限公司製造之硫化鍺(II)(2θ=約34.1°)

ZrS₂：三津和化學藥品股份有限公司製造之硫化鋯(2θ=約15.1°)

NbSe₂：三津和化學藥品股份有限公司製造之硒化鈮(2θ=約14°)

在調製層狀積層物含有液之後，使用該層狀積層物含有液製造了層狀物質含有液。剝離方法的種類如表1~表6所示。

在使用照射法作為剝離方法的情況下，取層狀積層物含有液(0.60g)至微波合成裝置(BIOTAGE．JAPAN股份有限公司製Initiator+)用的小瓶(vial)(0.5cm³=0.5ml)之後，密封該小瓶。之後，使用微波合成裝置對層狀積層物含有液照射(溫度=150℃、照射時間=30分鐘)微波。藉此獲得層狀物質含有液。

在使用加熱法作為剝離方法的情況下，取層狀積層物含有液(5cm³=5ml)至茄型燒瓶之後，使用油槽(130℃)一邊攪拌油一邊加熱茄型燒瓶(6小時)。藉此獲得層狀物質含有液。

<2.層狀物質含有液的評價>

使用XRD法(集中法)分析了層狀物質含有液。在此情況下，藉由將層狀物質含有液塗布在試料板的表面，製作了分析用樣品。

在XRD法的分析結果(XRD圖)中，在上述2θ值的附近，檢測到起因於層狀積層物的存在而產生的繞射峰值。

根據該XRD圖，檢查繞射峰值的強度，得到了表1~表6所示的結果。在此情況下，將層狀積層物含有液不含有高分子化合物且該層狀積層物含有液僅含有含氧酸系化合物(實驗例80~83、90~93)時的繞射峰值的強度作為100，算出了該繞射峰值的強度的換算值(規格化強度)。

如表1~表6所示，在層狀積層物含有液中，層狀物質從層狀積層物上剝離的傾向對應該層狀積層物含有液的組成而變動。

具體而言，在層狀積層物含有液僅含有高分子化合物，並且該層狀積層物含有液不含有含氧酸系化合物的情況(實驗例72~79、84~89) 下，規格化強度略微減小。亦即，即使對層狀積層物含有液進行照射處理或加熱處理，層狀物質亦幾乎沒有從該層狀積層物剝離。

對此，在層狀積層物含有液既含有高分子化合物又含有含氧酸系化合物的情況(實驗例1~71)下，不依存於離子液體的有無、離子液體的種類、高分子化合物的種類、含氧酸系化合物的種類和剝離方法的種類，規格化強度大幅減小。該結果表示：藉由對層狀積層物含有液進行照射處理或加熱處理，起因於層狀積層物的存在的峰值的強度減小。亦即，在層狀積層物含有液中，大量的層狀物質從層狀積層物剝離。

在此情況下，特別是，若層狀積層物含有液包含離子液體，則規格化強度更加減小。又，若層狀物質含有液中的含氧酸系化合物的含量係0.1重量%~20重量%，則層狀物質充分從層狀積層物上剝離。

再者，對有關2種含氧酸系化合物併用的情況，沒有進行具體驗證。然而，如上所述，在使用特定種類的含氧酸系化合物(例如，磷酸)的情況下，層狀物質容易從層狀積層物剝離；並且在使用其他種類的含氧酸系化合物(例如，焦磷酸)的情況下，層狀物質亦容易從層狀積層物剝離。而且，若考慮在使用含氧酸系化合物的情況下，層狀物質容易從層狀積層物剝離的傾向；則在2種含氧酸系化合物併用的情況下，沒有層狀物質難以從層狀積層物剝離的理由。因此，在2種含氧酸系化合物併用的情況下，層狀物質亦一定容易從層狀積層物剝離。當然，在使用3種以上的含氧酸系化合物的情況下，亦可以認為層狀物質同樣容易從層狀積層物剝離。

從這些結果可知，藉由對含有上述高分子化合物、上述含氧酸系化合物和層狀積層物的層狀積層物含有液照射電波等，或者對層狀積層物含有液進行加熱，能夠容易地獲得層狀物質。

以上列舉實施方式和實施例對本發明進行了說明，但是本發明 並不限定於在實施方式和實施例中所述的樣態，可以作各種變形。

本申請案以2016年12月19日於日本專利局申請之日本專利申請案2016-245656為基礎主張優先權，且參照該案之全部內容以引用之方式併入本文中。

凡熟悉本案技術者根據設計要求及其他因素所作之各種修改，組合，子組合及變更，皆應涵蓋於附加之申請專利範圍及其等效物之範疇內。

Claims (11)

1. 一種層狀物質含有液，其含有：(A)高分子化合物，其含有水解性高分子化合物和熱分解性高分子化合物中之至少一方；(B)含氧酸系化合物，其含有磷酸系化合物、硫酸系化合物、磺酸系化合物和過氯酸系化合物中之至少1種；以及(C)層狀物質；該層狀物質包含石墨類、金屬硫族化物、金屬氧化物．金屬鹵氧化物、金屬磷酸鹽、黏土礦物．矽酸鹽、雙氫氧化物、層狀鈦氧化物、層狀鈣鈦礦氧化物和氮化硼類中之至少1種，該層狀物質的層數為1000層以下。
2. 如請求項1之層狀物質含有液，其進一步含有(D)離子液體。
3. 如請求項1之層狀物質含有液，其中，所述磷酸系化合物含有無機磷酸、無機磷酸的鹼金屬鹽、酸性磷酸酯、酸性磷酸的鹼金屬鹽、磷酸三酯、核苷酸和核苷酸的鹼金屬鹽中之至少1種，所述硫酸系化合物含有硫酸、硫酸氫鈉和硫酸氫鉀中之至少1種，所述磺酸系化合物含有甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸和對甲苯磺酸中之至少1種，所述過氯酸系化合物含有過氯酸、過氯酸鈉和過氯酸鉀中之至少1種。
4. 如請求項2之層狀物質含有液，其中，所述磷酸系化合物含有無機磷酸、無機磷酸的鹼金屬鹽、酸性磷酸酯、酸性磷酸的鹼金屬鹽、磷酸三酯、核苷酸和核苷酸的鹼金屬鹽中之至少1種，所述硫酸系化合物含有硫酸、硫酸氫鈉和硫酸氫鉀中之至少1種，所述磺酸系化合物含有甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸和對甲苯磺酸中之至少1種， 所述過氯酸系化合物含有過氯酸、過氯酸鈉和過氯酸鉀中之至少1種。
5. 如請求項1至請求項4中之任一項之層狀物質含有液，其中，所述含氧酸系化合物的含量為0.1重量%以上且20重量%以下。
6. 如請求項1至請求項4中之任一項之層狀物質含有液，其中，所述水解性高分子化合物含有醚鍵、硫醚鍵、酯鍵、醯胺鍵、碳酸酯鍵、脲鍵和醯亞胺鍵中之至少1種。
7. 如請求項5之層狀物質含有液，其中，所述水解性高分子化合物含有醚鍵、硫醚鍵、酯鍵、醯胺鍵、碳酸酯鍵、脲鍵和醯亞胺鍵中之至少1種。
8. 一種層狀物質含有液之製造方法，其包括：準備含有下述成分的溶液：(A)高分子化合物，其含有水解性高分子化合物和熱分解性高分子化合物中之至少一方、(B)含氧酸系化合物，其含有磷酸系化合物、硫酸系化合物、磺酸系化合物和過氯酸系化合物中之至少1種、及(C)層狀物質的積層物；對所述溶液照射音波和電波中之至少一方；該層狀物質包含石墨類、金屬硫族化物、金屬氧化物．金屬鹵氧化物、金屬磷酸鹽、黏土礦物．矽酸鹽、雙氫氧化物、層狀鈦氧化物、層狀鈣鈦礦氧化物和氮化硼類中之至少1種，該層狀物質的層數為1000層以下。
9. 如請求項8之層狀物質含有液之製造方法，其中，所述溶液進一步含有(D)離子液體。
10. 一種層狀物質含有液之製造方法，其包括：準備含有下述成分的溶液：(A)高分子化合物，其含有水解性高分子化合物和熱分解性高分子化合物中之至少一方、(B)含氧酸系化合物，其含有磷酸系化合物、硫酸系化合物、磺酸系化合物和過氯酸系化合物中之至少1 種、及(C)層狀物質的積層物；對所述溶液進行加熱；該層狀物質包含石墨類、金屬硫族化物、金屬氧化物．金屬鹵氧化物、金屬磷酸鹽、黏土礦物．矽酸鹽、雙氫氧化物、層狀鈦氧化物、層狀鈣鈦礦氧化物和氮化硼類中之至少1種，該層狀物質的層數為1000層以下。
11. 如請求項10之層狀物質含有液之製造方法，其中，所述溶液進一步含有(D)離子液體。