JP2007169112A - Modified carbon material and its producing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面処理された炭素材料及びその製造方法に関する。より詳しくは、炭素材料の表面のグラフェンシートに、カルボキシル基を含有するアゾ系ラジカル重合開始剤のフラグメントを付加させた炭素材料に関する。 The present invention relates to a surface-treated carbon material and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a carbon material in which a fragment of an azo radical polymerization initiator containing a carboxyl group is added to a graphene sheet on the surface of the carbon material.
カーボンナノチューブのような、繊維長が短い炭素材料は、優れた導電性を有することから、大きな注目を集め、様々な分野での使用が検討されている。例えば、電子基板の配線や、不純物の吸着材等が挙げられる。 A carbon material having a short fiber length, such as a carbon nanotube, has an excellent electrical conductivity, and thus has attracted a great deal of attention and has been studied for use in various fields. For example, the wiring of an electronic board, the adsorbent of impurities, etc. are mentioned.
ところで、炭素短繊維は、アスペクト比が大きいため繊維同士が凝集して、大きな塊になってしまい、溶剤や合成樹脂への分散や混合が、極めて困難である。 By the way, short carbon fibers have a large aspect ratio, so the fibers are aggregated to form a large lump, and it is extremely difficult to disperse and mix in a solvent or a synthetic resin.
この分散性の低さを解消するために様々な方法が検討されてきた。特許文献１では、表面のグラフェンシートに、ポリマーを付加させることにより、溶媒への分散性を向上させた炭素短繊維（変性カーボンナノ繊維）が開示されている。また、非特許文献１では、表面のグラフェンシートに、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）のフラグメント付加させることにより溶媒への分散性を向上させた炭素短繊維が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示されている変性カーボンナノ繊維や、非特許文献１に開示されている炭素短繊維は、有機溶剤への分散性を向上させることができても、水への分散性を向上させることはできない。 However, the modified carbon nanofiber disclosed in Patent Document 1 and the short carbon fiber disclosed in Non-Patent Document 1 can improve dispersibility in an organic solvent, but can be dispersed in water. Cannot be improved.
以上の課題に鑑み、本発明は有機溶剤への分散性が高いだけではなく、水への分散性も高い炭素材料及びその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a carbon material not only having high dispersibility in an organic solvent but also having high dispersibility in water and a method for producing the same.
本発明者らは、カルボキシル基を含有するアゾ系ラジカル重合開始剤を、炭素材料の表面改質剤として用いることにより、水への分散性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have found that dispersibility in water is improved by using an azo radical polymerization initiator containing a carboxyl group as a surface modifier for a carbon material, and the present invention has been completed. It was.
（１） カルボキシル基を含有するアゾ系ラジカル重合開始剤をラジカル分解して得られたフラグメントが、グラフェンシート構造を有する炭素材料に付加された変性炭素材料。 (1) A modified carbon material in which a fragment obtained by radical decomposition of an azo radical polymerization initiator containing a carboxyl group is added to a carbon material having a graphene sheet structure.
グラフェンシート構造を有する炭素材料は、長手方向表面にラジカル捕捉性を有する。そのため、ラジカル重合開始剤を、ラジカル分解して得られたフラグメントは、グラフェンシート表面の炭素と直接結合することができる。このフラグメントは、親水性を有するカルボキシル基を含有している。従って、（１）の発明によれば、炭素材料の表面改質剤としてカルボキシル基を含有するアゾ系ラジカル重合開始剤を用いたことによって有機溶剤だけではなく、水にも良好に分散する変性炭素材料を提供することが可能となる。 The carbon material having a graphene sheet structure has radical scavenging properties on the surface in the longitudinal direction. Therefore, the fragment obtained by radical decomposition of the radical polymerization initiator can be directly bonded to carbon on the surface of the graphene sheet. This fragment contains a carboxyl group having hydrophilicity. Therefore, according to the invention of (1), modified carbon that disperses well not only in organic solvents but also in water by using an azo radical polymerization initiator containing a carboxyl group as a surface modifier of the carbon material. It becomes possible to provide the material.
また、水に良好に分散させることを可能としたことによって、例えば、環境汚染となる心配が少ない塗膜材料やレジスト材料を製造することができる。 Further, by making it possible to disperse well in water, for example, it is possible to produce a coating material or a resist material that is less likely to cause environmental pollution.
（２） 前記アゾ系ラジカル重合開始剤は、下記の一般式（１）で示される構造を有する（１）に記載の変性炭素材料。
（２）の発明によれば、アゾ系ラジカル重合開始剤として、上記の構造を有する化合物を用いたことによって効率よく炭素材料の表面処理を行なうことができる。 According to the invention of (2), the surface treatment of the carbon material can be efficiently performed by using the compound having the above structure as the azo radical polymerization initiator.
（３） 前記アゾ系ラジカル重合開始剤は、４，４−アゾビス４−シアノ吉草酸である（１）又は（２）に記載の変性炭素材料。 (3) The modified carbon material according to (1) or (2), wherein the azo radical polymerization initiator is 4,4-azobis-4-cyanovaleric acid.
（３）の発明によれば、アゾ系ラジカル重合開始剤として、４，４−アゾビス４−シアノ吉草酸を用いたことによって、より効率よく炭素材料の表面処理を行なうことができる。また、この４，４−アゾビス４−シアノ吉草酸は、カルボン酸であるため、水との親和性を向上させることができる。 According to the invention of (3), the surface treatment of the carbon material can be performed more efficiently by using 4,4-azobis-4-cyanovaleric acid as the azo radical polymerization initiator. Further, since this 4,4-azobis-4-cyanovaleric acid is a carboxylic acid, the affinity with water can be improved.
（４） 前記炭素材料は、繊維径１０ｎｍから３００ｎｍ、繊維長１０ｎｍから１ｍｍの中空体又は非中空体である（１）から（３）いずれかに記載の変性炭素材料。 (4) The modified carbon material according to any one of (1) to (3), wherein the carbon material is a hollow body or a non-hollow body having a fiber diameter of 10 nm to 300 nm and a fiber length of 10 nm to 1 mm.
（４）の発明によれば、炭素材料の形状を、上記の値とすることによって、より効率よく表面処理を行なうことができる。また、炭素材料の形状を繊維状としたことによって、例えば、電子機器のリード線のような電子材料して使用することができる。また、合成樹脂やゴムの充填材料として使用することもできる。 According to the invention of (4), the surface treatment can be performed more efficiently by setting the shape of the carbon material to the above value. Further, since the carbon material has a fibrous shape, for example, it can be used as an electronic material such as a lead wire of an electronic device. It can also be used as a filling material for synthetic resins and rubber.
（５） 前記炭素材料は、気相成長炭素繊維又はカーボンナノチューブである（１）から（４）いずれかに記載の変性炭素材料。 (5) The modified carbon material according to any one of (1) to (4), wherein the carbon material is a vapor-grown carbon fiber or a carbon nanotube.
気相成長炭素繊維やカーボンナノチューブは、優れた導電性を有している。そのため（５）の発明によれば、炭素材料を、気相成長炭素繊維又はカーボンナノチューブとしたことによって、より優れた導電性を有する炭素材料を提供することができる。 Vapor-grown carbon fibers and carbon nanotubes have excellent conductivity. Therefore, according to the invention of (5), a carbon material having better conductivity can be provided by using a vapor-grown carbon fiber or a carbon nanotube as the carbon material.
（６） カルボキシル基を含有するアゾ系ラジカル重合開始剤を、所定の温度でラジカル分解する工程と、得られたフラグメントを、グラフェンシート構造を有する炭素材料に付加させる工程と、を有する変性炭素材料の製造方法。 (6) A modified carbon material comprising: a step of radically decomposing an azo radical polymerization initiator containing a carboxyl group at a predetermined temperature; and a step of adding the obtained fragment to a carbon material having a graphene sheet structure. Manufacturing method.
本発明によれば、炭素材料を、グラフェンシート構造を有するものとしたことによって、ラジカル重合開始剤のフラグメントと直接結合することが可能となった。また、ラジカル重合開始剤を、カルボキシル基を含有するアゾ系ラジカル重合開始剤としたことによって、有機溶剤だけではなく、水への分散性を付与することが可能となった。 According to the present invention, since the carbon material has a graphene sheet structure, the carbon material can be directly bonded to the fragment of the radical polymerization initiator. In addition, by using an azo radical polymerization initiator containing a carboxyl group as the radical polymerization initiator, it becomes possible to impart dispersibility in water as well as an organic solvent.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
本発明に係る変性炭素材料は、アゾ系ラジカル重合開始剤を、ラジカル分解する工程（以下、第１工程とする）と、炭素材料の表面のグラフェンシートに付加させる工程（以下、第２工程とする）により得られる。以下、各工程について説明する。 The modified carbon material according to the present invention includes a step of radically decomposing an azo radical polymerization initiator (hereinafter referred to as a first step), and a step of adding to a graphene sheet on the surface of the carbon material (hereinafter referred to as a second step). To obtain). Hereinafter, each step will be described.
［第１工程］
第１工程では、アゾ系ラジカル重合開始剤を、所定の温度でラジカル分解する。この「カルボキシル基を含有するアゾ系ラジカル重合開始剤」としては、例えば、２，２′−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン］、４，４′−アゾビス（４−シアノ吉草酸）等が挙げられる。このうち、下記の一般式（１）で示される構造を有するものが好ましい。
In the first step, the azo radical polymerization initiator is radically decomposed at a predetermined temperature. Examples of the “azo radical polymerization initiator containing a carboxyl group” include, for example, 2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine], 4,4′-azobis (4 -Cyano valeric acid) and the like. Among these, what has a structure shown by following General formula (1) is preferable.
中でも、水との親和性を向上させることができるという理由で、４，４−アゾビス４−シアノ吉草酸を用いることが好ましく、４，４−アゾビス４−シアノ吉草酸を用いることがより好ましい。 Among these, 4,4-azobis-4-cyanovaleric acid is preferably used, and 4,4-azobis-4-cyanovaleric acid is more preferably used because it can improve the affinity with water.
分解温度は、ラジカルが発生する温度であれば、特に限定されないが、７０℃から２００℃であることが好ましく、８０℃から１５０℃であることがより好ましい。また、発生したラジカルを活性化させるために、途中で温度を変えて分解させることがより好ましい。例えば、始めに８０℃で、ラジカル重合開始剤を分解してラジカルを発生させ、発生したラジカルを１５０℃で活性化させて、フラグメントを得る方法が挙げられる。 The decomposition temperature is not particularly limited as long as it is a temperature at which radicals are generated, but it is preferably 70 ° C to 200 ° C, and more preferably 80 ° C to 150 ° C. Moreover, in order to activate the generated radical, it is more preferable that the temperature is changed during the decomposition. For example, there is a method of first obtaining a fragment by decomposing a radical polymerization initiator at 80 ° C. to generate a radical and activating the generated radical at 150 ° C.
［第２工程］
第２工程では、第１工程で得られたフラグメントを、炭素材料の表面のグラフェンシートに付加させる。ここで、「炭素材料」とは、表面にグラフェンシートを有している繊維径１０ｎｍから３００ｎｍ、繊維長１０ｎｍから１ｍｍの繊維状の中空体又は非中空体をいう。中空体としては、多層又は単層のカーボンナノチューブを用いることが好ましく、非中空体としては、気相成長炭素繊維を用いることが好ましい。また、構造が均一であるということから、カーボンナノチューブのうち、シングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）を用いることがより好ましい。なお、カーボンナノチューブは、両末端がエンドキャップであるものでも、どちらかの末端がエンドキャップであるものでも、オープンエンドであるものであっても構わない。
[Second step]
In the second step, the fragments obtained in the first step are added to the graphene sheet on the surface of the carbon material. Here, the “carbon material” refers to a fibrous hollow body or non-hollow body having a fiber diameter of 10 nm to 300 nm and a fiber length of 10 nm to 1 mm having a graphene sheet on the surface. As the hollow body, it is preferable to use a multi-walled or single-walled carbon nanotube, and as the non-hollow body, it is preferable to use vapor grown carbon fiber. Moreover, since the structure is uniform, it is more preferable to use a single wall carbon nanotube (SWNT) among the carbon nanotubes. The carbon nanotubes may be end caps at both ends, end caps at either end, or open end.
フラグメントをグラフェンシートに付加させる方法としては、第１工程と同様に加熱により行なわれる。加熱温度は、第１工程と同様に７０℃から２００℃であることが好ましく、８０℃から１５０℃であることがより好ましい。なお、第１工程と第２工程は、同一の系内で逐次反応的に行なわれるため、始めに全ての原材料を投入しておくことが好ましい。また、反応時間は特に限定されるものではないが、１時間から４８時間であることが好ましく、４時間から１２時間であることがより好ましい。 As a method for adding the fragment to the graphene sheet, heating is performed as in the first step. The heating temperature is preferably 70 ° C to 200 ° C, more preferably 80 ° C to 150 ° C, as in the first step. In addition, since the first step and the second step are sequentially performed in the same system, it is preferable that all raw materials are input first. The reaction time is not particularly limited, but is preferably 1 hour to 48 hours, more preferably 4 hours to 12 hours.
ラジカル重合開始剤と炭素材料の反応モル比は、１：１から１：１００であり、１：１０から１：５０であることが好ましく、１：２であることがより好ましい。 The reaction molar ratio of the radical polymerization initiator and the carbon material is 1: 1 to 1: 100, preferably 1:10 to 1:50, and more preferably 1: 2.
上記の製造工程において用いる溶媒としては、ｏ−キシレン、トルエン、トリメチルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン等が挙げられる。このうちｏ−ジクロロベンゼンを用いることが好ましい。 Examples of the solvent used in the above production process include o-xylene, toluene, trimethylbenzene, o-dichlorobenzene and the like. Of these, o-dichlorobenzene is preferably used.
上記の製造工程における一連の反応を下記に示す。
本発明に係る変性炭素材料は、水や、有機溶媒への分散性に優れている。有機溶媒としては、水系有機溶媒、非水系有機溶媒のどちらであっても構わないが、工業的に安全な水系有機溶媒を用いる事が好ましい。水系有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、等のアルコール類、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール等の高沸点低揮発性の多価アルコール類、さらにはトリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類、又はそれらのモノエーテル化物、ジエーテル化物、エステル化物、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等、その他Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ホルムアミド、メチルホルムアミド、エチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素有機溶剤等が挙げられる。これらの溶媒は、水や他の有機溶媒との混合物であってもよい。 The modified carbon material according to the present invention is excellent in dispersibility in water and organic solvents. The organic solvent may be either an aqueous organic solvent or a non-aqueous organic solvent, but it is preferable to use an industrially safe aqueous organic solvent. Examples of water-based organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, high-boiling and low-volatile polyhydric alcohols such as glycerin, ethylene glycol and diethylene glycol, and triethylene glycol, propylene glycol and polyethylene glycol. Polyhydric alcohols thereof, or monoetherified products, dietherified products, esterified products thereof such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, Diethylene glycol monobutyl ether, etc. Other N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl Le imidazolidinone, formamide, methyl formamide, ethyl formamide, nitrogen-containing organic solvents such as dimethylformamide. These solvents may be a mixture with water or other organic solvents.
従って、本発明に係る変性炭素材料は、電子材料や合成樹脂の充填材に用いることが可能であるが、その他にも、レジスト材料、電極材料（２次電池，燃料電池，太陽電池）、導電材料、キャパシタ、磁気記録媒体、磁性体、トナー、電気粘性流体、非線形光学材料、電子写真、蛍光表示管、バイオセンサー、ガスセンサー、誘電体、トランジスタ・ダイオード、電子放出素子、ガス貯蔵材料、ガス吸着材料、ガス分離材料、医薬、診断薬、化粧品、触媒、潤滑剤、ポリマー添加剤、高機能フィルム等の材料として用いることが可能である。 Therefore, the modified carbon material according to the present invention can be used as a filler for electronic materials and synthetic resins, but in addition, resist materials, electrode materials (secondary batteries, fuel cells, solar cells), conductive materials. Materials, capacitors, magnetic recording media, magnetic materials, toners, electrorheological fluids, nonlinear optical materials, electrophotography, fluorescent display tubes, biosensors, gas sensors, dielectrics, transistors / diodes, electron-emitting devices, gas storage materials, gas It can be used as a material such as an adsorbing material, a gas separation material, a medicine, a diagnostic agent, a cosmetic, a catalyst, a lubricant, a polymer additive, a high-functional film.
また、本発明に係る変性炭素材料を用いてレジスト材料を製造する方法としては、変性炭素材料と光重合性化合物、光重合開始剤、及び着色剤等を、所定の割合で上記の有機溶剤に溶解させて混合する方法が挙げられる。このレジスト材料を用いて塗膜を形成する場合には、レジスト材料を、スプレィやワイヤーバー等を用いて基板に塗布して、フォトリソグラフィーによりパターンニングすることができる。 Moreover, as a method for producing a resist material using the modified carbon material according to the present invention, a modified carbon material and a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, a colorant and the like are added to the above organic solvent in a predetermined ratio. The method of dissolving and mixing is mentioned. When a coating film is formed using this resist material, the resist material can be applied to a substrate using a spray, a wire bar or the like, and patterned by photolithography.
［変性炭素材料の製造］
窒素雰囲気のもと、アリーン冷却器を取り付けた１００ｍｌ二口ナスフラスコに、撹拌子、ｏ−ジクロロベンゼンを投入した。これに所定量の単層カーボンナノチューブ（以下、ＳＷＮＴとする）を加えて１５分間超音波をかけ、更に窒素ガスを用いて１５分間バブリングを行なった。次いで、ＳＷＮＴに対して、過剰のラジカル重合開始剤を加えた。なお、本実施例ではラジカル重合開始剤に４，４−アゾビス４−シアノ吉草酸を用いた。
[Manufacture of modified carbon materials]
Under a nitrogen atmosphere, a stirrer and o-dichlorobenzene were charged into a 100 ml two-necked eggplant flask equipped with an Aline cooler. A predetermined amount of single-walled carbon nanotubes (hereinafter referred to as SWNT) was added thereto, ultrasonic waves were applied for 15 minutes, and bubbling was further performed using nitrogen gas for 15 minutes. Next, an excessive radical polymerization initiator was added to SWNT. In this example, 4,4-azobis-4-cyanovaleric acid was used as the radical polymerization initiator.
次いで、８０℃で４時間、更に１３０℃で４時間加熱をして反応を進行させた。反応終了後は室温まで冷却した後に、反応混合物からメンブランフィルターを用いて黒色固体をろ過した。この黒色固体にテトラヒドロフラン３０ｍｌを加えて２０分間攪拌させた後に２０分間超音波にかけた。この操作を三回繰り返して洗浄を行い、未反応の４，４−アゾビス４−シアノ吉草酸及び副生成物を除去した後、減圧乾燥した。 Next, the reaction was allowed to proceed by heating at 80 ° C. for 4 hours and further at 130 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, and then a black solid was filtered from the reaction mixture using a membrane filter. To this black solid, 30 ml of tetrahydrofuran was added and stirred for 20 minutes, and then subjected to ultrasonic waves for 20 minutes. This operation was repeated three times for washing to remove unreacted 4,4-azobis-4-cyanovaleric acid and by-products, and then dried under reduced pressure.
得られた変性炭素材料の同定は、赤外スペクトル（日本分光株式会社製、ＦＴ／ＩＲ−６１００型）、熱重量／示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）（マックサイエンス社製、ＴＧ−ＤＴＡ２０００Ｓ型）ラマンスペクトル（日本分光株式会社製、ＮＲＳ−２１００型）、紫外スペクトル（島津製作所製、ＭｕｌｔｉＳｐｅｃ−１５００型）、を用いて行なった。図１は、未処理のＳＷＮＴの赤外スペクトル（図に向かって上段）と、上記の製造工程により得られた変性炭素繊維の赤外スペクトル（図に向かって下段）を示した図である。１７００／ｃｍ付近に、Ｃ＝Ｏ伸縮振動が確認され、また３０００から３６００／ｃｍ付近に、Ｏ−Ｈ伸縮振動が確認されたことから、ＳＷＮＴにカルボキシル基が付加していることが示唆された。 The obtained modified carbon material was identified by infrared spectrum (manufactured by JASCO Corporation, FT / IR-6100 type), thermogravimetric / differential thermal analyzer (TG-DTA) (manufactured by Mac Science, TG-DTA2000S type). ) Raman spectrum (manufactured by JASCO Corporation, NRS-2100 type) and ultraviolet spectrum (manufactured by Shimadzu Corporation, MultiSpec-1500 type) were used. FIG. 1 is a diagram showing an infrared spectrum of untreated SWNT (upper part toward the figure) and an infrared spectrum (lower part toward the figure) of the modified carbon fiber obtained by the above manufacturing process. C = O stretching vibration was confirmed near 1700 / cm, and OH stretching vibration was confirmed near 3000 to 3600 / cm, suggesting that a carboxyl group was added to SWNT. .
また図２は、上記の製造工程により得られた変性炭素繊維の熱分析の結果を示した図である。これより、１２０℃付近から４００℃にかけて、緩やかな重量減少が生じていることから、ラジカル重合開始剤である４，４−アゾビス４−シアノ吉草酸のフラグメントの分解が生じていることが示唆された。なお、この重量減少率は２０％程度であることから、ラジカル重合開始剤は、ＳＷＮＴのグラフェンシートを構成する炭素の六員環３個に対して二つずつ付加していることが示唆された。 Moreover, FIG. 2 is the figure which showed the result of the thermal analysis of the modified | denatured carbon fiber obtained by said manufacturing process. From this, the moderate weight loss occurred from around 120 ° C. to 400 ° C., suggesting that the fragment of 4,4-azobis-4-cyanovaleric acid, which is a radical polymerization initiator, was decomposed. It was. In addition, since this weight reduction rate is about 20%, it was suggested that the radical polymerization initiator was added two by two to three carbon six-membered rings constituting the SWNT graphene sheet. .
［分散性試験］
ＳＷＮＴの代わりに気相成長炭素繊維を用いた以外は、上記の製造方法と同様の製造方法により、製造した本発明に係る変性炭素材料（試料１）と、未処理の気相成長炭素繊維（試料２）の分散性について検討を行なった。なお、比較試料として、ラジカル重合開始剤に、２，２−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を使用し、本発明に係る変性炭素材料と同様の方法で気相成長炭素繊維の表面処理を行い、得られた変性炭素材料（試料３）も用いた。
[Dispersibility test]
Except for using vapor-grown carbon fiber instead of SWNT, the modified carbon material (sample 1) according to the present invention produced by the production method similar to the above production method and untreated vapor-grown carbon fiber ( The dispersibility of sample 2) was examined. In addition, as a comparative sample, 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) is used as a radical polymerization initiator, and the surface treatment of the vapor-grown carbon fiber is performed in the same manner as the modified carbon material according to the present invention. The modified carbon material obtained (sample 3) was also used.
これらの試料のラマンスペクトルを図３に示す。試料１は１３００／ｃｍ付近に散乱が確認され、１６００／ｃｍ付近のピークの半値幅が広くなってきていることから、フラグメントが付加しているということが示された。 The Raman spectra of these samples are shown in FIG. In Sample 1, scattering was confirmed in the vicinity of 1300 / cm, and the full width at half maximum of the peak in the vicinity of 1600 / cm was increased, indicating that fragments were added.
また、これらの試料１から３をそれぞれ１ｍｇずつ採り、１００ｍｌのクロロホルム、テトラヒドロフラン、メタノール、水に分散させた。その結果を図５，６に示す。図５は、分散液の様子を示した図であり、図６は、分散液のＵＶスペクトルを示した図である。分散性が良好な試料は、写真では黒っぽく濁って見えているのに対し、分散性が良好でない試料は、白っぽく透きとおって見えている。そのため、分散性が良好な試料のＵＶスペクトルの透過率の方が低い値を示している。よって、有機溶媒への分散性は、試料１よりも試料３の方がよいことが示されたが、水への分散性は、試料１の方がよいことが示された。 Further, 1 mg each of these samples 1 to 3 was taken and dispersed in 100 ml of chloroform, tetrahydrofuran, methanol, and water. The results are shown in FIGS. FIG. 5 is a diagram showing the state of the dispersion, and FIG. 6 is a diagram showing the UV spectrum of the dispersion. A sample with good dispersibility looks blackish and turbid in the photograph, whereas a sample with poor dispersibility looks whitish and clear. For this reason, the transmittance of the UV spectrum of a sample with better dispersibility shows a lower value. Therefore, it was shown that the dispersibility in the organic solvent was better for the sample 3 than the sample 1, but the dispersibility in water was better for the sample 1.
Claims (6)
得られたフラグメントを、グラフェンシート構造を有する炭素材料に付加させる工程と、
を有する変性炭素材料の製造方法。 A step of radically decomposing an azo radical polymerization initiator containing a carboxyl group at a predetermined temperature;
Adding the obtained fragment to a carbon material having a graphene sheet structure;
A method for producing a modified carbon material having
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