[發明專利]導電性二維粒子及其制造方法

在審

• 申請號: 202180052265.4
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN115989555A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 小柳雅史;柳町章麿;坂本宙樹;清水肇
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 韓聰

提供一種導電性二維粒子及其制造方法，氯與溴的合計含有率在一定水平以下，適合無鹵素用途，此外不用使用粘合劑就能夠形成高導電性薄膜。上述導電性二維粒子，是至少包含1個層的層狀材料的導電性二維粒子，所述層包括：由下式：Msubgt;m/subgt;Xsubgt;n/subgt;(式中，M是至少一種的第3、4、5、6、7族金屬，X是碳原子、氮原子或其組合，n為1以上且4以下，m大于n并在5以下)表示的層主體；存在于該層主體表面的修飾或末端T(T是從羥基、氟原子、氯原子、氧原子和氫原子所構成的群中選擇的至少一種)，含有單價的金屬離子，不含胺，氯與溴的合計含有率為1500質量ppm以下，所述導電性二維粒子的二維面的長徑的平均值為1.0μm以上且20μm以下。

技術領域

本發明涉及導電性二維粒子及其制造方法。

背景技術

近年來，作為具有導電性的新材料，MXene受到注目。MXene是所謂的二維材料的一種，如后述，是具有1個或多個層的形態的層狀材料。一般來說，MXene具有這樣的層狀材料的粒子(可包括粉末、薄片、納米片等)的形態。

目前，面向MXene對于各種電氣器件的應用正在進行各種研究。面向上述應用，要求進一步提高含有MXene的材料的導電性。作為該研究的一環，對于作為多層化物得到的MXene的層間剝離法進行研究。

在非專利文獻1中公開有通過使用TMAOH(氫氧化四甲銨)，經手搖抖動，進行多層MXene的層間剝離。另外，在非專利文獻1中公開有通過使用DMSO(二甲基亞砜)，再進行超聲波處理，從而進行多層MXene的層間剝離。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：Guidelines?for?Synthesis?and?Processing?of?Two-Dimensional?Titanium?Carbide(Ti3C2Tx?MXene)Chem.Mater.2017,29,7633-7644

發明內容

發明所要解決的問題

在電子設備等行業中，作為綠色籌措的一環，要求在鹵素之中，將氯與溴的合計含有率抑制在一定以下，也就是所謂的“無鹵素”。具體來說，要求氯的含有率為900質量ppm以下，且溴的含有率為900質量ppm以下，且氯與溴的合計含有率為1500質量ppm以下。

在上述非專利文獻1中，能夠得到不含氯等的單層·少層MXene，但是，由非專利文獻1所得到的MXene構成的薄膜的電導率低至200S/cm。本發明鑒于上述情況而提出，其目的在于，提供一種氯與溴的合計含有率在一定以下，適合無鹵素用途，此外能夠形成高導電性薄膜的導電性二維粒子及其制造方法。

解決問題的手段

根據本發明的一個要旨，提供一種導電性二維粒子，是包含1個層、或包含1個層和多個層的層狀材料的導電性二維粒子，其中，

所述層包括：由下式：M_mX_n表示的層主體(式中，M是至少一種的第3、4、5、6、7族金屬，X是碳原子、氮原子或其組合，n為1以上且4以下，m大于n并在5以下)；存在于該層主體表面的修飾或末端T(T是從羥基、氟原子、氯原子、氧原子和氫原子所構成的群中選擇的至少一種)，

含有單價的金屬離子，

不含胺，氯與溴的合計含有率為1500質量ppm以下，

所述導電性二維粒子的二維面的長徑的平均值為1.0μm以上且20μm以下。

根據本發明的另一個要旨，提供一種導電性二維粒子的制造方法，其中，包括：