导电性膜、粒子状物质、浆料和导电性膜的制造方法技术

提供一种包含MXene，并且可达成更高电导率的导电性膜。一种包含具有1个或多个层的层状材料的粒子的导电性膜，其中，所述层包括：由下式：M

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电性膜、粒子状物质、浆料和导电性膜的制造方法


[0001]本专利技术涉及导电性膜、粒子状物质、浆料和使用该浆料的导电性膜的制造方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]可知MXene的粒子，能够以浆料的状态，通过吸滤附着，或通过喷涂，在基材上成膜。有报告含MXene粒子的薄膜(导电性膜)显示电磁屏蔽效果。更详细地说，在作为MXene之一的Ti
3 C2T
x
(无填料)薄膜中，能够得到4665S/cm的电导率，可以认为，具有这样的电导率，能够获得优异的电磁屏蔽效果(参照非专利文献1的Fig.3B)。
[0004]现有技术文献
[0005]非专利文献
[0006]非专利文献1：Faisal Shahzad,et al.,"Electromagnetic interference shielding with 2D transition metal carbides(MXenes)",Science,09Sep 2016,Vol.353,Issue 6304,pp.1137
‑
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技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]但是，非专利文献1所报告的电导率，最大只有4665S/cm。为了作为电磁屏蔽而取得充分的效果，需要达成更高的电导率。
[0009]本专利技术的目的在于，提供一种包含MXene，并且，能够达成更高电导率的导电性膜。本专利技术的又一个目的在于，提供一种能够供给这种导电性膜的粒子状物质和含有该粒子状物质的浆料，以及使用该浆料的导电性膜的制造方法。
[0010]解决问题的手段
[0011]根据本专利技术的第一要旨，提供一种包含具有1个或多个层的层状材料的粒子的导电性膜，其中，所述层包括：
[0012]由下式：M
m
X
n
表示的层主体(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)；
[0013]存在于该层主体表面的修饰或末端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)，
[0014]对于所述导电性膜进行X射线衍射测量所得到的(00I)面(I是2的自然数倍的数)的峰相关的χ轴方向摇摆曲线半峰全宽为10.3
°
以下。
[0015]在本专利技术的第一要旨的1个方式中，所述χ轴方向摇摆曲线半峰全宽可以为8.8
°
以下。
[0016]在本专利技术的第一要旨的1个方式中，所述导电性膜可以具有12000S/cm以上的电导
率。
[0017]在本专利技术的第一要旨的1个方式中，所述导电性膜可以具有3.00g/cm3以上的密度。
[0018]在本专利技术的第一要旨的1个方式中，所述导电性膜可以具有120nm以下的算术平均粗糙度。
[0019]在本专利技术的第一要旨的1个方式中，所述导电性膜能够作为电磁屏蔽使用。
[0020]根据本专利技术的第二要旨，提供一种包含具有1个或多个层的层状材料的粒子的粒子状物质，其中，所述层包括：
[0021]由下式：M
m
X
n
表示的层主体(式中，M是至少一种第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)；
[0022]形成于该层主体表面的修饰或末端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)，
[0023]A相对于所述M的比例为0.30摩尔％以下，
[0024]所述A是至少一种的第12、13、14、15、16族元素。
[0025]根据本专利技术的第三要旨，提供一种包含具有1个或多个层的层状材料的粒子的粒子状物质，其中，所述层包括：
[0026]由下式：M
m
X
n
表示的层主体(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)；
[0027]形成于该层主体表面的修饰或末端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)，
[0028]所述粒子状物质中厚度高于20nm的粒子的比例低于2％。
[0029]根据本专利技术的第四要旨，提供一种包含具有1个或多个层的层状材料的粒子的粒子状物质，其中，所述层包括：
[0030]由下式：M
m
X
n
表示的层主体(式中，M是至少一种第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)；
[0031]形成于该层主体表面的修饰或末端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)，
[0032]所述粒子状物质所包含的粒子的最大厚度为500nm以下。
[0033]在本专利技术的第四要旨的1个方式中，所述粒子状物质中厚度高于20nm的粒子的比例可以低于2％。
[0034]在本专利技术的第三或第四要旨的1个方式中，A相对于所述M的比例为0.30摩尔％以下，
[0035]所述A可以是至少一种的第12、13、14、15、16族元素。
[0036]在本专利技术的第二～第四要旨任意1个方式中，所述M可以是Ti，所述A可以是A1。
[0037]根据本专利技术的第五要旨，提供一种在液状介质中含有基于第二～第四要旨的任意一项的粒子状物质的浆料。
[0038]根据本专利技术的第六要旨，提供一种导电性膜的制造方法，其中包括：
[0039](a)在基材上应用本专利技术的第五要旨的所述浆料，形成含有所述层状材料粒子的所述导电性膜的前驱体，和
[0040](b)使所述前驱体干燥。
[0041]在本专利技术的第六要旨的1个方式中，所述(a)中所述浆料的所述应用，能够通过喷雾、旋涂或刮刀法实施。
[0042]在本专利技术的第六要旨的1个方式中，所述(a)和所述(b)可以反复实施合计2次以上。
[0043]本专利技术的第一要旨的所述导电性膜，可以通过本专利技术的第六要旨的所述导电性膜的制造方法制造。
[0044]专利技术效果
[0045]根据本专利技术，提供一种导电性膜，其含有规定的层状材料(在本说明书中也称为“MXene”)的粒子，χ轴方向摇摆曲线半峰全宽为10.3
°
以下，由此，所提供的导电性膜含有MXene，并且，能够达成高电导率。另外，根据本专利技术，还可以提供能够供给这种导电性膜的粒子状物质和含有该粒子状物质的浆料，以及使用该浆料的导电性膜的制造方法。
附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种导电性膜，是包含具有1个或多个层的层状材料的粒子的导电性膜，其中，所述层包括：由下式：M
m
X
n
表示的层主体，式中，M是至少一种的第3、4、5、6、7族金属，X是碳原子、氮原子或碳原子和氮原子的组合，n为1以上且4以下，m大于n并在5以下；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，对于所述导电性膜进行X射线衍射测量所得到的(00I)面的峰相关的χ轴方向摇摆曲线半峰全宽为10.3
°
以下，其中，I是2的自然数倍的数。2.根据权利要求1所述的导电性膜，其中，所述χ轴方向摇摆曲线半峰全宽为8.8
°
以下。3.根据权利要求1或2所述的导电性膜，其中，所述导电性膜具有12000S/cm以上的电导率。4.根据权利要求1～3中任一项所述的导电性膜，其中，所述导电性膜具有3.00g/cm3以上的密度。5.根据权利要求1～4中任一项所述的导电性膜，其中，所述导电性膜具有120nm以下的算术平均粗糙度。6.根据权利要求1～5中任一项所述的导电性膜，其中，作为电磁屏蔽使用。7.一种粒子状物质，是包含具有1个或多个层的层状材料的粒子的粒子状物质，其中，所述层包括：由下式：M
m
X
n
表示的层主体，式中，M是至少一种的第3、4、5、6、7族金属，X是碳原子、氮原子或碳原子和氮原子的组合，n为1以上且4以下，m大于n并在5以下；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，A相对于所述M的比例为0.30摩尔％以下，所述A是至少一种的第12、13、14、15、16族元素。8.一种粒子状物质，是包含具有1个或多个层的层状材料的粒子的粒子状物质，其中，所述层包括：由下式：M
m
X
n
表...

【专利技术属性】
技术研发人员：早田义人，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：