[发明专利]导电性二维粒子及其制造方法

说明书

提供一种导电性二维粒子及其制造方法，氯与溴的含有率在一定以下，适合于无卤素用途，此外不使用粘合剂就能够形成高导电性薄膜。上述导电性二维粒子，是包含1个层、或包含1个层和多个层的层状材料的导电性二维粒子，其中，所述层包括：由下式：Msubgt;m/subgt;Xsubgt;n/subgt;(式中，M是至少一种的第3、4、5、6、7族金属，X是碳原子、氮原子或其组合，n为1以上且4以下，m大于n并在5以下)表示的层主体；存在于该层主体的表面的修饰或末端T(T是从羟基、氟原子、氯原子、氧原子和氢原子所构成的群中选择的至少一种)，所述层的M与从POsubgt;4/subgt;supgt;3‑/supgt;、I和SOsubgt;4/subgt;supgt;2‑/supgt;所构成的群中选择的至少一种结合，氯与溴的合计含有率为1500质量ppm以下，所述二维粒子的二维面的长径的平均值为1.0μm以上。

技术领域

本发明涉及导电性二维粒子及其制造方法。

背景技术

近年来，作为具有导电性的新材料，MXene受到注目。MXene是所谓的二维材料的一种，如后述，是具有1个或多个层的形态的层状材料。一般来说，MXene具有这样的层状材料的粒子(可包括粉末、薄片、纳米片等)的形态。

目前，面向MXene对于各种电气器件的应用正在进行各种研究。面向上述应用，要求进一步提高含有MXene的材料的导电性。

在非专利文献1中公开有例如以实现伸缩性电极为目的，为了与可溶于有机介质的非极性高分子基体混合，制备在有机溶剂中稳定的Ti₃ C₂Tx MXene分散液。详细地说，公开有使烷基膦酸(R－P(＝O)(OH₂)吸附于表面的Ti₃ C₂Tx薄片。该Ti₃ C₂Tx薄片，使用在HCl中溶解有LiF的蚀刻液，蚀刻Ti₃AlC₂而制作，在Ti₃ C₂的表面，存在－F、－Cl、－O、－OH。

在非专利文献2中公开有MXene可作为储能设备用的有前途的电极材料，是新型的二维(2D)纳米材料，作为上述MXene的制造方法，通过将Mo₂Ga₂C添加到H₃ PO₄中，一边进行UV照射一边搅拌而进行Ga的蚀刻，由此作为MXene得到Mo₂C。此外还公开有为了剥离多层MXene，得到单层MXene，而实施超声波处理。得到的Mo₂C在表面存在P、O，薄片尺寸为100nm以下。

在非专利文献3中公开有以HF+H₃PO₄、HF+HI或HF+H₂ SO₄蚀刻Ti₃ AlC₂而合成的多层MXene(多层Ti₃ C₂)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Nonpolar Organic Dispersion of 2D Ti3C2Tx MXene Flakesvia Simultaneous Interfacial Chemical Grafting and Phase Transfer Method.ACSNano 2019,13,12,13818-13828

非专利文献2：Two-dimensional fluorine-free mesoporous Mo2C MXene viaUV-induced selective etching of Mo2Ga2C for energy storage.SustainableMaterials and Technologies Volume25,September 2020,e00156