特表 2025-502585 カーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-28

(54)【発明の名称】カーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 32/174 20170101AFI20250121BHJP

【ＦＩ】

C01B32/174

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024502508

(86)(22)【出願日】2023-03-20

(85)【翻訳文提出日】2024-01-16

(86)【国際出願番号】 CN2023082459

(87)【国際公開番号】W WO2024113542

(87)【国際公開日】2024-06-06

(31)【優先権主張番号】202211511672.X

(32)【優先日】2022-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＴＲＩＴＯＮ

２．ＴＷＥＥＮ

３．ＴＵＢＡＬＬ

(71)【出願人】

【識別番号】516082763

【氏名又は名称】中国科学院蘇州納米技術与納米▲ファン▼生研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100148633

【弁理士】

【氏名又は名称】桜田 圭

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(72)【発明者】

【氏名】邱 松

(72)【発明者】

【氏名】曹 雷涛

(72)【発明者】

【氏名】李 亜輝

(72)【発明者】

【氏名】金 赫華

(72)【発明者】

【氏名】李 清文

【テーマコード（参考）】

4G146

【Ｆターム（参考）】

4G146AA11

4G146AB10

4G146BA04

4G146CB10

4G146CB26

(57)【要約】

本出願は、カーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転置する方法を開示する。前記方法は、カーボンナノチューブ水相分散液を提供する工程、前記カーボンナノチューブ水相分散液と親水性有機溶媒を含有する第１溶媒を互いに混合して第１懸濁液を得る工程、前記第１懸濁液と疎水性有機溶媒を含有する第２溶媒を互いに混合して層状の２相を形成して第２懸濁液を得る工程、前記第２懸濁液と第３溶媒を互いに混合して第３懸濁液を得る工程、前記第２懸濁液または第３懸濁液を分散処理し、カーボンナノチューブ有機分散液を取得し、カーボンナノチューブの溶媒転移を実現し、カーボンナノチューブ分散液の水相から有機相への溶媒転移を実現する工程、を含む。本出願が提供する方法は、カーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移することができ、転移効率は７０％～９５％である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

カーボンナノチューブ水相分散液を提供する工程、
前記カーボンナノチューブ水相分散液と親水性有機溶媒を含有する第１溶媒を互いに混合して第１懸濁液を得る工程、
前記第１懸濁液と疎水性有機溶媒を含有する第２溶媒を互いに混合して層状の２相を形成して第２懸濁液を得る工程、
前記第２懸濁液と第３溶媒を互いに混合して第３懸濁液を得る工程、
前記第２懸濁液または第３懸濁液を分散処理し、カーボンナノチューブ有機分散液を取得し、カーボンナノチューブ分散液の水相から有機相への溶媒転移を実現する工程、を含む、ことを特徴とするカーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法。

【請求項2】

前記カーボンナノチューブ水相分散液に含まれるカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、分離して得られたカーボンナノチューブのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記カーボンナノチューブ水相分散液に含まれる分散剤は、イオン性界面活性剤および／または非イオン性分散剤を含み、好ましくは、前記イオン性界面活性剤は、デオキシコール酸ナトリウム、コール酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含み、好ましくは、前記非イオン性分散剤は、Ｔｒｉｔｏｎ、ラウリルアルコールとオレイルアルコール、Ｔｗｅｅｎ、シクロヘキサノール、ノニルフェノール、一本鎖ＤＮＡのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含み、
および／または、前記カーボンナノチューブ水相分散液は、カーボンナノチューブ分離工程により導入された水溶性添加剤をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記カーボンナノチューブ水相分散液と第１溶媒を十分に混合して１～３０ｍｉｎ静置し、少なくともカーボンナノチューブ表面の活性剤吸着層が第１溶媒の作用下で破壊され、カーボンナノチューブが混合溶液に析出、懸濁する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記第１溶媒は水と相溶または部分的に相溶する有機溶媒であり、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、Ｎ－メチルピロリドン、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、ブタノン、エタノール、アセトニトリルのいずれか１つ、２つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記第１懸濁液は、前記カーボンナノチューブ水相分散液および第１溶媒を含み、好ましくは、前記第１懸濁液中の水と第１溶媒の体積比は１：１～１：６である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第１懸濁液と第２溶媒を十分に混合し、１～１５ｍｉｎ静置して２相を形成する工程を含み、カーボンナノチューブは第２溶媒に懸濁されて前記第２懸濁液を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第２溶媒は、ｍ－クロロトルエン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、トリクロロエタンのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含み、
および／または、前記第１溶媒と第２溶媒の体積比は１：０．５～１：６である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項9】

第２懸濁液に第３溶媒を添加して相互に混合し、静置して上部透明液体を除去し、第３溶媒を添加し、混合して静置し、前記操作を３～１０回繰り返し、前記第３懸濁液を得る工程を含み、好ましくは、前記第２懸濁液と第３溶媒の体積比は１：３～１：８である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項10】

第３溶媒は有機溶媒であり、好ましくは、前記有機溶媒は、キシレン、トルエン、テトラヒドロフラン、クロロベンゼン、クロロホルム、ニトロベンゼンのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含み、
および／または、前記第３懸濁液はカーボンナノチューブおよび第３溶媒を含み、前記第３懸濁液中の第２溶媒の含有量は１（ｖ／ｖ）％未満である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記第２懸濁液または第３懸濁液を、無分散剤の条件下で分散させて処理することによりカーボンナノチューブ有機分散液を得る工程、または、前記第２懸濁液または第３懸濁液と分散剤を混合し、分散させてカーボンナノチューブ有機分散液を得る工程を含み、前記分散剤は有機分散剤および／またはポリマー分散剤を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記分散処理は、せん断法、超音波法、高圧ホモジナイジング、サンディング、高圧ジェット法のいずれか１つを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項13】

二重水相技術分離により前記カーボンナノチューブ水相分散液を得る際に、まず前記カーボンナノチューブ水相分散液を前処理してカーボンナノチューブ水相分散液中の水溶性ポリマーを去除し、好ましくは、前記水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコールおよび／またはデキストランを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記前処理は、飽和塩溶液とカーボンナノチューブ分散液を混合して遠心分離処理し、カーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を得、その後、前記カーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を水に再分散し、水溶性ポリマーを含まないカーボンナノチューブ水相分散液を得ることを含む、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記飽和塩溶液中の塩は、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願）
本出願は、２０２２年１１月２９日に出願された、出願番号２０２２１１５１１６７２．Ｘ、発明名称「カーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法」の中国特許出願に基づく優先権を主張する。

【0002】

（技術分野）
本出願は、分離精製の技術分野に属し、具体的に、カーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

カーボンナノチューブは、その優れた光学的および電気的特性から、ナノサイエンスおよびテクノロジーにおいて最も有望な材料であると考えられている。近年、界面活性剤コーティング水相系：密度勾配超遠心法、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルクロマトグラフィーカラム、電気泳動法、二相水相分離システムなど、多層または単層カーボンナノチューブをある程度分散または分離できるカーボンナノチューブの分散・分離技術の開発が急速に進んでいる。同時に、異なる用途のカーボンナノチューブは、異なる溶媒または分散媒に分散させる必要がある。例えば、エレクトロニクス分野での単層カーボンナノチューブの応用では、エレクトロニクス分野での単層カーボンナノチューブの性能を高めるために、チューブ間のショットキー障壁やカーボンチューブと電極間の抵抗が小さくなるように、ポリマーや分散剤を少なくする必要がある。例えば、細径のキラルカーボンチューブ、半導体、金属チューブは水相から容易に分離できるが、カーボンチューブの表面は界面活性剤が多く、分離が困難であるため、オプトエレクトロニクスへの利用が制限される。有機相に分散したような、より高純度の半導体や特定のカイラリティを持つ単層カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブオプトエレクトロニクスの用途によりよく対応できる。多層チューブが良好な電気伝導性を有する場合、多層チューブを水相に分散させるには、多数の界面活性剤を添加する必要があるため、多層チューブの電気伝導性が低下する。例えば、有機相に分散した多層チューブは、良好な導電性を有する。したがって、水相分散剤の現在のシステムでは、有機相溶液に置き換えることができ、より良いカーボンナノチューブの応用の見通しを広げることが期待されている。

【0004】

カーボンナノチューブ溶液系間の置換を達成するためには、現在の溶液からできるだけ多くの分散媒を除去することが第１目標となる。例えば、カーボンチューブ表面の分散媒が溶液と動的平衡状態にある水系では、ろ過や透析によって界面活性剤を除去しようとする研究者もいるが、これらの方法ではカーボンチューブが凝集し、表面の清浄度が低いチューブが集まってしまう。次の目標は、様々な分野への応用に対応するため、新しい溶媒を用いた適切な分散条件によって、溶液中のカーボンナノチューブを再分散させることである。現在の欠点は、第一に、カーボンチューブの外側の界面活性剤を効果的に除去できないこと、第二に、カーボンチューブ間に凝集物が多く存在することである。

【0005】

これらの側面をすべて同時に包含する現在の技術はほとんどない。水相溶液からの界面活性剤除去については多くの側面が研究されているが、カーボンチューブ間の凝集の問題についてはあまり研究が行われていない。Ｊａｍｉｅ Ｅ． Ｒｏｓｓｉらは、単層カーボンナノチューブを濾過工程で収集し、有機溶媒リンスと高温処理工程の組み合わせを経ることで、界面活性剤を効果的に除去することができるが、同時に、カーボンチューブ間に強い相互作用力があるように見え、系転置を達成することがより困難になり、Ｈａｎ Ｌｉとその共同研究者は、ろ過によってカーボンチューブを濃縮し、エタノールによる複数回のすすぎによって水相を有機相に転置させることができたが、洗浄工程によってカーボンチューブ間の凝集が強まり、転置工程はより損失が大きく、時間がかかり、Ｒｏｂｅｒｔ Ｎｉsｌｅｒとその共同研究者は、効果的に炭素管の界面活性剤を除去することができるだけでなく、炭素管の凝集を低減するために、炭素管を確保するために、有機相から水相に、より効果的な炭素管だけでなく、塩層濾過法を使用するが、有機相に水相の塩層濾過法は、もはや適用されなく、しかし、上記の方法はまだ多くの欠点があり、一方では、炭素管の数の増加に伴い、濾過工程の時間消費が大幅に延長され、スケールアップした応用を実現することが困難になり、他方では、濾過および洗浄工程は、炭素管の凝集の問題をもたらし、再分散は、炭素管の損失の高い割合をもたらし、それは多くの時間とエネルギーを必要とする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本出願の主な目的は、先行技術の欠陥を克服するために、カーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記発明の目的を達成するために、本出願は以下の技術的解決策を採用する。

【0008】

本出願の実施例は、カーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法を提供し、この方法は、
カーボンナノチューブ水相分散液を提供する工程、
前記カーボンナノチューブ水相分散液と親水性有機溶媒を含有する第１溶媒を互いに混合して第１懸濁液を得る工程、
前記第１懸濁液と疎水性有機溶媒を含有する第２溶媒を互いに混合して層状の２相を形成して第２懸濁液を得る工程、
前記第２懸濁液と第３溶媒を互いに混合して第３懸濁液を得る工程、
前記第２懸濁液または第３懸濁液を分散処理し、カーボンナノチューブ有機分散液を取得し、カーボンナノチューブ分散液の水相から有機相への溶媒転移を実現する工程、を含む。

【発明の効果】

【0009】

先行技術と比較すると、本出願は以下の有益な効果を有する。
（１）本出願は、抽出工程および溶媒転換工程により、カーボンナノチューブの高い清浄度を確保する同時に、７０％～９５％の転移効率でカーボンナノチューブ分散液を水相から有機相に転移することができる。
（２）本出願が提供する方法は、有機相に転移されたポリマーが一定の半導体性または狭いキラル分離特性を有する場合、元の水相におけるカーボンナノチューブの半導体性またはモノキラル純度を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

本出願の実施例または先行技術における技術的解決策をより明確に説明するために、以下、実施例または先行技術の説明において使用される必要のある添付図面を簡単に説明するが、明らかに、以下で説明される添付図面は本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労働をすることなく、これらの添付図面に基づいて他の図面を得ることができる。

【0011】

【図1】本出願の典型的な実施態様におけるカーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法の概略フローチャートである。

【図2】実施例１におけるＸＰＳ試験結果の比較図である。

【図3】本出願の実施例１におけるＤＯＣで分散したＨｉＰＣＯチューブを水相から有機相に転移する工程の概略フローチャートである。

【図4】本出願の実施例２におけるトリトン（Ｔｒｉｔｏｎ）ｘ－１００で分散したＴＵＢＡＬＬカーボンナノチューブを水相から有機相に転移する工程の概略フローチャートである。

【図5】本出願の実施例４における金属特性カーボンナノチューブ分散液を水相から有機相に転移する工程の概略フローチャートである。

【図6】本出願の実施例５における半導体カーボンナノチューブ分散液を水相から有機相に転移して半導体純度を向上させる工程の概略フローチャートである。

【図7】本出願の実施例６におけるキラルカーボンナノチューブ分散液を水相から有機相に転移してキラル分離を実現する工程の概略フローチャートである。

【図8】本出願の実施例７におけるキラルカーボンナノチューブ分散液を水相から有機相に転移してキラル分離を実現する概略フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

先行技術の欠陥を鑑み、本案の発明者は、長期間の研究と多くの実践を経て、本願の技術的解決策を提案することができたが、それは、主に、カーボンナノチューブ水相分散液→抽出法による界面活性剤の除去→溶媒置換→有機相分散液という一連の転移方法を経て、転移プロセスの円滑かつ効率的な完了を達成できる。

【0013】

以下、本出願の技術的解決策を明確かつ完全に説明するが、明らかに、説明される実施例は本出願の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。本出願の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をすることなく得られた他の実施例は、すべて本出願の保護範囲に含まれる。

【0014】

具体的に、本出願の技術的解決策の一側面として、かかるカーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法は、
カーボンナノチューブ水相分散液を提供する工程、
前記カーボンナノチューブ水相分散液と親水性有機溶媒を含有する第１溶媒を互いに混合して第１懸濁液を得る工程、
前記第１懸濁液と疎水性有機溶媒を含有する第２溶媒を互いに混合して層状の２相を形成して第２懸濁液を得る工程、
前記第２懸濁液と第３溶媒を互いに混合して第３懸濁液を得る工程、
前記第２懸濁液または第３懸濁液を分散処理し、カーボンナノチューブ有機分散液を取得し、カーボンナノチューブ分散液の水相から有機相への溶媒転移を実現する工程、を含む。

【0015】

いくつかの好ましい実施形態では、前記カーボンナノチューブ水相分散液に含まれるカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、分離して得られたカーボンナノチューブのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含むが、これらに限定されない。

【0016】

いくつかの好ましい実施形態では、前記カーボンナノチューブ水相分散液に含まれる分散剤は、イオン性界面活性剤および／または非イオン性分散剤を含むが、これらに限定されない。

【0017】

さらに、前記イオン性界面活性剤は、デオキシコール酸ナトリウム、コール酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含むが、これらに限定されない。

【0018】

さらに、前記非イオン性分散剤は、トリトン（Ｔｒｉｔｏｎ）、ラウリルアルコールとオレイルアルコール、ツイーン（ Ｔｗｅｅｎ）、シクロヘキサノール、ノニルフェノール、一本鎖ＤＮＡのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含むが、これらに限定されない。

【0019】

さらに、前記カーボンナノチューブ水相分散液は、カーボンナノチューブ分離工程により導入された水溶性添加剤をさらに含む。前記水溶性添加剤は、二重水相分離工程により導入されたデキストラン、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアミン、ポリビニルピロリドン、勾配密度遠心分離工程により導入されたヨウジキサノールまたは塩化セシウム、ＤＮＡ分離工程により導入された緩衝液（例えば塩化ナトリウム溶液、次亜塩素酸ナトリウム溶液、チオシアン酸ナトリウム溶液など）を含む。

【0020】

いくつかの好ましい実施形態では、前記方法は具体的に、前記カーボンナノチューブ水相分散液と第１溶媒を十分に混合して１～３０ｍｉｎ静置し、少なくともカーボンナノチューブ表面の活性剤吸着層が第１溶媒の作用下で破壊され、カーボンナノチューブが混合溶液に析出、懸濁することを含む。

【0021】

いくつかの好ましい実施形態では、前記第１溶媒は水と相溶または部分的に相溶する有機溶媒であり、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、Ｎ－メチルピロリドン、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、ブタノン、エタノール、アセトニトリルのいずれか１つ、２つまたは２つ以上の組み合わせを含むが、これらに限定されない。

【0022】

いくつかの好ましい実施形態では、前記第１懸濁液は、前記カーボンナノチューブ水相分散液および第１溶媒を含む。

【0023】

さらに、前記第１懸濁液中の水と第１溶媒の体積比は１：１～１：６である。

【0024】

いくつかの好ましい実施形態では、前記方法は具体的に、前記第１懸濁液と第２溶媒を十分に混合し、１～１５分間静置して２相を形成し、カーボンナノチューブを第２溶媒に懸濁させて前記第２懸濁液を形成することを含む。

【0025】

いくつかの好ましい実施形態では、前記第２溶媒は、ｍ－クロロトルエン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、トリクロロエタンのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含むが、これらに限定されない。

【0026】

いくつかの好ましい実施形態では、前記第１溶媒と第２溶媒の体積比は１：０．５～１：６である。

【0027】

いくつかの好ましい実施形態では、前記方法は具体的に、第２懸濁液に第３溶媒を添加して相互に混合し、静置して上部透明液体を除去し、第３溶媒を添加し、混合して静置し、前記操作を３～１０回繰り返して前記第３懸濁液を得ることを含む。

【0028】

さらに、前記第２懸濁液と第３溶媒の体積比は１：３～１：８である。

【0029】

いくつかの好ましい実施形態では、前記第３懸濁液は、カーボンナノチューブおよび第３溶媒を含み、ここで、前記第３懸濁液中の第２溶媒の含有量は１（ｖ／ｖ）％未満である。

【0030】

いくつかの好ましい実施形態では、前記方法は具体的に、前記第２懸濁液または第３懸濁液を無分散剤の条件下で分散処理してカーボンナノチューブ有機分散液を得ること、または、前記第２懸濁液または第３懸濁液と分散剤を混合し、分散工程を経ってカーボンナノチューブ有機分散液を得ることを含み、ここで、前記分散剤は、有機分散剤および／またはポリマー分散剤を含む。

【0031】

いくつかの好ましい実施形態では、前記分散処理方法は、せん断法、超音波法、ホモジナイジング、サンディング、ボールミリング、高圧ジェットなどの方法のいずれか１つを含むが、これらに限定されない。

【0032】

いくつかの好ましい実施形態では、前記カーボンナノチューブ水相分散液が二重水相技術分離により得られる場合、まず前記カーボンナノチューブ水相分散液を前処理して、カーボンナノチューブ水相分散液中の水溶性ポリマーを除去する。

【0033】

具体的に、カーボンナノチューブ水相分散液が二重水相技術分離により得られたものである場合、ポリエチレングリコール、デキストランなどの水溶性ポリマーを多く含み、系転相工程前に、これらの水溶性ポリマーを除去する前処理を行う必要がある。

【0034】

さらに、前記水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコールおよび／またはデキストランを含むが、これらに限定されない。

【0035】

さらに、前記前処理は、飽和塩溶液とカーボンナノチューブ分散液を混合して遠心分離処理し、カーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を得た後、前記カーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を水に再分散して、水溶性ポリマーを含まないカーボンナノチューブ水相分散液を得ることを含む。

【0036】

またさらに、前記飽和塩溶液中の塩は、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含むが、これらに限定されない。

【0037】

いくつかのより具体的な実施態様では、前記カーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法（概略フローチャートは図１に示され）は、
工程１：カーボンナノチューブ水相分散液と第１溶媒を互いに混合して１～３０ｍｉｎ静置し、第１溶媒作用下でカーボンチューブ界面活性剤吸着層が破壊され、カーボンチューブが２～２０ｍｉｎ内で析出して溶液に懸濁され、懸濁液Ｉを得（すなわち前記の「第１懸濁液」、溶媒は水と第１溶媒であり、懸濁物はカーボンナノチューブである）、
工程２：懸濁液Ｉに第２溶媒を添加し、互いに混合して静置し、溶液が１～１５ｍｉｎ内で２相を形成し、界面活性剤が親水性により水相に抽出され、カーボンチューブが疎水性により有機相溶液に懸濁され、懸濁液ＩＩを得（すなわち前記の「第２懸濁液」、溶媒は第２溶媒であり、懸濁物はカーボンナノチューブである）、
工程３：懸濁液ＩＩに第３溶媒を添加し、互いに混合して静置し、カーボンチューブが溶液底部に徐々に沈殿し、このとき、カーボンチューブが緩く、急激な凝集ではない状態であり、上部透明液体を除去し、第３溶媒を添加し、混合して静置し、この工程を３～１０回繰り返し、懸濁液ＩＩＩを得（すなわち前記の「第３懸濁液」、溶媒は第３溶媒であり、懸濁物はカーボンナノチューブである）、
工程４：懸濁液ＩＩまたは懸濁液ＩＩＩを分散工程によりカーボンナノチューブ有機分散液を得る。

【0038】

本出願の目的は、カーボンチューブ界面活性剤を除去する同時にカーボンナノチューブ間の凝集を減少し、系転相プロセスがより便利かつ効率的になることである。本出願は、カーボンナノチューブの疎水性および界面活性剤の親水性を利用した抽出分離方法により水相から有機系への系転相を実現する方法を提供する。まず、カーボンナノチューブ水相分散液と第１溶媒（例えばＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド）を互いに混合し、界面活性剤を第１溶媒に溶解させる同時にカーボンナノチューブを溶液に懸濁させ、最後に第２溶媒（例えばｍ－クロロトルエン）を添加し、均一に混合して静置し、底相から純カーボンナノチューブの第２溶媒懸濁液を収集し、最後に第２溶媒カーボンナノチューブ懸濁液と第３溶媒（例えばキシレン）を互いに混合し、静置して上層溶液を除去し、３～１０回繰り返し、第３溶媒カーボンナノチューブ懸濁液を収集することができる。この方法は以下の利点を有し：（１）抽出工程と溶媒転換工程を経って、カーボンナノチューブの高い清浄度を確保する同時に、７０％～９５％の転移効率でカーボンナノチューブ分散液を水相から有機相に転移する。（２）第３溶媒を添加することにより、カーボンナノチューブ第２溶媒分散液中のカーボンナノチューブを沈殿し、３～１０回繰り返して第２溶媒の９９％以上を除去し、基本的に溶媒を第３溶媒に転換する。（３）塩析工程と抽出工程を組み合わせることで、二重水相を分離して得られた細径カーボンナノチューブ分散液を、ポリマー系でモノキラルカーボンナノチューブにさらに分離することができる。（４）有機相に転移したポリマーが一定の半導体性または狭いキラル分離特性を有する場合、元の水相中のカーボンナノチューブの半導体性またはモノキラル純度を大幅に向上させることができる。

【0039】

本出願は、カーボンナノチューブ水相分散液→抽出法による界面活性剤の除去→溶媒置換→有機相分散液という一連の転移方法により、転移工程を円滑かつ効率的に完了させることができる。

【0040】

本出願は、第３溶媒を添加することで、カーボンチューブ第２懸濁液中のカーボンチューブを沈殿させ、３～１０回繰り返して第２溶媒の９９％以上を除去し、基本的に溶液を第３溶媒に転換することができる。

【0041】

本出願が提供する方法により、カーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移することができる。

【0042】

以下、多数の好ましい実施例および添付図面に関連して本出願の技術的解決策をより詳細に説明するが、本実施例は、発明の技術的解決策を前提として実施され、詳細な実施形態および具体的な操作工程を示すが、本出願の保護範囲は下記の実施例に限定されない。

【0043】

以下の実施例で使用される実験材料は、特に明記しない限り、すべて従来の生化学試薬会社から購入して入手することができる。

【0044】

［実施例１］
（１）ＨｉＰＣＯカーボンチューブとデオキシコール酸ナトリウム分散剤を混合し、分散工程を経って水相分散液を得、一部の水相分散液を濾過してカーボンチューブ膜Ｉを得、
（２）工程（１）で得られたカーボンナノチューブ水相分散液とジメチルスルホキシドを互いに混合し、簡単な水浴超音波法により、１５ｍｉｎ静置して懸濁液Ｉを得（ここで、懸濁液Ｉ中の水とジメチルスルホキシドの体積比は１：３である）、その後懸濁液Ｉにクロロベンゼンを添加し（ここで、クロロベンゼンと前記ジメチルスルホキシドの体積比は１：２である）、十分に混合して１０ｍｉｎ静置し、底相を収集して懸濁液ＩＩを得、一部の懸濁液ＩＩを吸引濾過してカーボンチューブ膜ＩＩを形成し、ＩとＩＩのカーボンチューブ膜に対してＸＰＳ試験を行い、そのＮａイオン信号強度を比較することで、界面活性剤が完全に除去されることを判断でき、
（３）工程（２）で得られた懸濁液ＩＩと４倍量のトルエン溶液を分液漏斗で十分に混合して静置し、カーボンナノチューブが徐々に溶液頂部に懸濁され、底部の透明液体を除去した後、さらにトルエン溶液を添加し、４回繰り返して懸濁液ＩＩＩを収集することができ、
（４）工程（３）で得られた懸濁液ＩＩＩとＦ８Ｔ２を互いに混合し、超音波分散工程によりＨｉＰＣＯチューブ有機相分散液を得る。

【0045】

本実施例のＸＰＳ試験結果の比較は図２に示され、本実施例におけるＤＯＣ分散ＨｉＰＣＯチューブを水相から有機相に転移する工程の概略フローチャートは、図３に示される。

【0046】

［実施例２］
（１）ＴＵＢＡＬＬカーボンナノチューブとＴｒｉｔｏｎ ｘ－１００分散剤を混合し、分散工程を経ってカーボンナノチューブ水相分散液を得、
（２）工程（１）で得られたカーボンナノチューブ水相分散液とアセトニトリルを互いに混合し、簡単な水浴超音波法を経って、１ｍｉｎ静置して懸濁液Ｉを得（ここで、懸濁液Ｉ中の水とアセトニトリルの体積比は１：１である）、その後懸濁液Ｉにジクロロメタンを添加し（ここで、ジクロロメタンと前記アセトニトリルの体積比は０．５：１である）、十分に混合して１ｍｉｎ静置し、底相を収集して懸濁液ＩＩを得、
（３）工程（２）で得られた懸濁液ＩＩと３倍量のニトロベンゼン溶液を分液漏斗で十分に混合して静置し、カーボンナノチューブが徐々に溶液頂部に懸濁され、底部透明液体を除去した後、さらにニトロベンゼン溶液を添加し、３回繰り返し、懸濁液ＩＩＩを収集することができ、
（４）工程（３）で得られた懸濁液ＩＩＩを、超声分散工程を経ってＴＵＢＡＬＬカーボンナノチューブ分散剤フリー有機相分散液を得る。

【0047】

本実施例では、Ｔｒｉｔｏｎ ｘ－１００分散ＴＵＢＡＬＬカーボンナノチューブを水相から有機相に転移する工程の概略フローチャートは図４に示される。

【0048】

［実施例３］
（１）二重壁カーボンナノチューブとラウリルアルコールとオレイルアルコール分散剤を混合し、分散工程を経ってカーボンナノチューブ水相分散液を得、
（２）工程（１）で得られたカーボンナノチューブ水相分散液とテトラヒドロフランを互いに混合して、簡単な水浴超音波法により、１５ｍｉｎ静置して懸濁液Ｉを得（ここで、懸濁液Ｉ中の水とテトラヒドロフランの体積比は１：３である）、その後懸濁液Ｉにトリクロロエタンを添加し（ここで、トリクロロエタンと前記テトラヒドロフランの体積比は３：１である）、十分に混合して１０ｍｉｎ静置し、底相を収集して懸濁液ＩＩを得、
（３）工程（２）で得られた懸濁液ＩＩをせん断および分散工程を経って二重壁カーボンナノチューブ分散剤フリー有機相分散液を得る。

【0049】

［実施例４］
（１）金属型カーボンナノチューブ原料とデオキシコール酸ナトリウム分散剤を混合し、分散工程を経ってカーボンナノチューブ水相分散液を得、
（２）工程（１）で得られたカーボンナノチューブ水相分散液とＮ－メチルピロリドンを互いに混合し、簡単な水浴超音波法を経って、３０ｍｉｎ静置して懸濁液Ｉを得（ここで、懸濁液Ｉ中の水とＮ－メチルピロリドンの体積比は１：６である）、その後懸濁液Ｉにトルエンを添加し（ここで、トルエンと前記Ｎ－メチルピロリドンの体積比は６：１である）、十分に混合して１５ｍｉｎ静置し、底相を収集して懸濁液ＩＩを得、
（３）工程（２）で得られた懸濁液ＩＩと８倍量のクロロホルム溶液を分液漏斗で十分に混合して静置し、カーボンナノチューブが徐々に溶液頂部に懸濁され、底部透明液体を除去した後、さらにクロロホルムを添加し、１０回繰り返して懸濁液ＩＩＩを収集し、
（４）工程（３）で得られた懸濁液ＩＩＩを、高圧ホモジナイジング分散工程を経って金属単層カーボンナノチューブ有機分散液を得る。

【0050】

本実施例では、金属単層カーボンナノチューブを水相から有機相に転移する工程のフローチャートは図５に示される。

【0051】

［実施例５］
（１）二重水相分離で得られた半導体型カーボンナノチューブ溶液（吸収スペクトルは図６に示される）と飽和硫酸アンモニウム溶液を混合した後、遠心分離し、溶液底部にカーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を収集することができ、
（２）工程（１）で得られた沈殿物を脱イオン水に再分散させてカーボンナノチューブ水相分散液を得、
（３）工程（２）で得られたカーボンナノチューブ水相分散液とブタノンを互いに混合し、簡単な水浴超音波法を経って、１５ｍｉｎ静置して懸濁液Ｉを得（ここで、懸濁液Ｉ中の水とブタノンの体積比は１：３である）、その後懸濁液Ｉにキシレンを添加し（ここで、キシレンと前記ブタノンの体積比は３：１である）、十分に混合して１０ｍｉｎ静置し、底相を収集して懸濁液ＩＩを得、
（４）工程（３）で得られた懸濁液ＩＩと４ＨＰ（有機分散剤）を互いに混合し、サンディング分散工程を経ってカーボンナノチューブ有機相分散液を得る。

【0052】

本実施例では、半導体カーボンナノチューブ分散液を水相から有機相に転移してキラル分離を実現する概略フローチャートは図６に示され、半導体カーボンナノチューブ分散液を水相から有機相に転移し、半導体純度は元の７６．３２％から９９．９％に向上した。

【0053】

［実施例６］
（１）二重水相分離により得られた細径カーボンナノチューブ溶液（吸収スペクトルが図７に示される）と飽和硫酸ナトリウム溶液を混合した後遠心分離し、溶液底部にカーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を収集することができ、
（２）工程（１）で得られた沈殿物を脱イオン水に再分散させてカーボンナノチューブ水相分散液を得、
（３）工程（２）で得られたカーボンナノチューブ水相分散液とＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を互いに混合し、簡単な水浴超音波法を経って、１５ｍｉｎ静置して懸濁液Ｉを得（ここで、懸濁液Ｉ中の水とＤＭＦの体積比は１：３である）、その後懸濁液Ｉにｍ－クロロトルエンを添加し（ここで、ｍ－クロロトルエンと前記ＤＭＦの体積比は３：１である）、十分に混合して１０ｍｉｎ静置し、底相を収集して懸濁液ＩＩを得、
（４）工程（３）で得られた懸濁液ＩＩと４倍量のトルエン溶液を十分に混合し、静置して上部透明液体を除去し、さらにトルエン溶液を添加し、４回繰り返して懸濁液ＩＩＩを収集することができ、
（５）工程（４）で得られた懸濁液ＩＩＩとＦ８ＢＴを互いに混合し、超声分散工程を経って純度８８％の(９，５)ＳＷＣＮＴｓを得、沈殿物を収集する。

【0054】

本実施例ではキラルカーボンナノチューブ分散液を水相から有機相に転移してキラル分離を実現する概略フローチャートは図７に示される。

【0055】

［実施例７］
（１）二重水相分離で得られた細径カーボンナノチューブ溶液（吸収スペクトルが図８に示される）と飽和塩化ナトリウム溶液を混合した後遠心分離し、溶液底部にカーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を収集し、
（２）工程（１）で得られた沈殿物を脱イオン水に再分散させてカーボンナノチューブ水相分散液を得、
（３）工程（２）で得られたカーボンナノチューブ水相分散液とＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液を互いに混合し、簡単な水浴超音波法を経って、１５ｍｉｎ静置して懸濁液Ｉを得（ここで、懸濁液Ｉ中の水とＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミドの体積比は１：３である）、その後懸濁液Ｉにｍ－クロロトルエンを添加し（ここで、ｍ－クロロトルエンと前記Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミドの体積比は３：１である）、十分に混合して１０ｍｉｎ静置し、底相を収集して懸濁液ＩＩを得、
（４）工程（３）で得られた懸濁液ＩＩと４倍量のキシレン溶液を十分に混合して静置し、上部透明液体を除去し、さらにキシレン溶液を添加し、４回繰り返してカーボンナノチューブキシレン分散液を収集することができ、
（５）工程（４）で得られたカーボンナノチューブキシレン分散液とＰＦＯ－ＢＰｙを互いに混合し、超声分散工程を経って純度９１％の(１１，３)ＳＷＣＮＴｓを得、沈殿物を収集する。

【0056】

本実施例では、キラルカーボンナノチューブ分散液を水相から有機相に転移してキラル分離を実現する概略フローチャートは図８に示される。

【0057】

［比較例１］
カーボンチューブ水相分散液を濾過して溶媒を除去し、濾液をトルエンと分散剤の溶液に直接入れて超音波分散させ、有機相中の再分散したカーボンチューブ溶液は非常に不安定で、凝集物や沈殿物が多く、静置または遠心分離処理した後の分散液では８０％以上のカーボンナノチューブが消失した。

【0058】

［比較例２］
ＨｉＰＣＯチューブ水相分散液をクロロベンゼンに直接添加して混合し、２相が完全に混合せず、溶媒系の転相が達成できない。

【0059】

［比較例３］
（１）ＨｉＰＣＯチューブ水相分散液をＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミドに添加して超音波分散させて懸濁液Ｉを得、
（２）工程（１）で得られた懸濁液Ｉとクロロホルムを互いに混合し、均一に混合して静置し、２相を形成し、底相を収集して懸濁液ＩＩとし、相分離過程で乳化現象が起こり、乳化を壊すのに時間がかかる。

【0060】

さらに、本出願の発明者は、前記実施例を参照して、本明細書に記載された他の原料、プロセス操作、プロセス条件についても試験を行ったところ、比較的理想的な結果を得る。

【0061】

なお、本出願の技術的解決策は上記具体的な実施形態に限定されなく、本出願の趣旨および特許請求の範囲から逸脱することなく、本出願の技術的解決策に従ってなされた技術的変更は、すべて本出願の保護範囲内に含まれることを理解すべきである。

【0062】

（付記）
（付記１）
カーボンナノチューブ水相分散液を提供する工程、
前記カーボンナノチューブ水相分散液と親水性有機溶媒を含有する第１溶媒を互いに混合して第１懸濁液を得る工程、
前記第１懸濁液と疎水性有機溶媒を含有する第２溶媒を互いに混合して層状の２相を形成して第２懸濁液を得る工程、
前記第２懸濁液と第３溶媒を互いに混合して第３懸濁液を得る工程、
前記第２懸濁液または第３懸濁液を分散処理し、カーボンナノチューブ有機分散液を取得し、カーボンナノチューブ分散液の水相から有機相への溶媒転移を実現する工程、を含む、ことを特徴とするカーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法。

【0063】

（付記２）
前記カーボンナノチューブ水相分散液に含まれるカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、分離して得られたカーボンナノチューブのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0064】

（付記３）
前記カーボンナノチューブ水相分散液に含まれる分散剤は、イオン性界面活性剤および／または非イオン性分散剤を含み、好ましくは、前記イオン性界面活性剤は、デオキシコール酸ナトリウム、コール酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含み、好ましくは、前記非イオン性分散剤は、Ｔｒｉｔｏｎ、ラウリルアルコールとオレイルアルコール、Ｔｗｅｅｎ、シクロヘキサノール、ノニルフェノール、一本鎖ＤＮＡのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含み、
および／または、前記カーボンナノチューブ水相分散液は、カーボンナノチューブ分離工程により導入された水溶性添加剤をさらに含む、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0065】

（付記４）
前記カーボンナノチューブ水相分散液と第１溶媒を十分に混合して１～３０ｍｉｎ静置し、少なくともカーボンナノチューブ表面の活性剤吸着層が第１溶媒の作用下で破壊され、カーボンナノチューブが混合溶液に析出、懸濁する、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0066】

（付記５）
前記第１溶媒は水と相溶または部分的に相溶する有機溶媒であり、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、Ｎ－メチルピロリドン、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、ブタノン、エタノール、アセトニトリルのいずれか１つ、２つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0067】

（付記６）
前記第１懸濁液は、前記カーボンナノチューブ水相分散液および第１溶媒を含み、好ましくは、前記第１懸濁液中の水と第１溶媒の体積比は１：１～１：６である、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0068】

（付記７）
前記第１懸濁液と第２溶媒を十分に混合し、１～１５ｍｉｎ静置して２相を形成する工程を含み、カーボンナノチューブは第２溶媒に懸濁されて前記第２懸濁液を形成する、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0069】

（付記８）
前記第２溶媒は、ｍ－クロロトルエン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、トリクロロエタンのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含み、
および／または、前記第１溶媒と第２溶媒の体積比は１：０．５～１：６である、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0070】

（付記９）
第２懸濁液に第３溶媒を添加して相互に混合し、静置して上部透明液体を除去し、第３溶媒を添加し、混合して静置し、前記操作を３～１０回繰り返し、前記第３懸濁液を得る工程を含み、好ましくは、前記第２懸濁液と第３溶媒の体積比は１：３～１：８である、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0071】

（付記１０）
第３溶媒は有機溶媒であり、好ましくは、前記有機溶媒は、キシレン、トルエン、テトラヒドロフラン、クロロベンゼン、クロロホルム、ニトロベンゼンのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含み、
および／または、前記第３懸濁液はカーボンナノチューブおよび第３溶媒を含み、前記第３懸濁液中の第２溶媒の含有量は１（ｖ／ｖ）％未満である、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0072】

（付記１１）
前記第２懸濁液または第３懸濁液を、無分散剤の条件下で分散させて処理することによりカーボンナノチューブ有機分散液を得る工程、または、前記第２懸濁液または第３懸濁液と分散剤を混合し、分散させてカーボンナノチューブ有機分散液を得る工程を含み、前記分散剤は有機分散剤および／またはポリマー分散剤を含む、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0073】

（付記１２）
前記分散処理は、せん断法、超音波法、高圧ホモジナイジング、サンディング、高圧ジェット法のいずれか１つを含む、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0074】

（付記１３）
二重水相技術分離により前記カーボンナノチューブ水相分散液を得る際に、まず前記カーボンナノチューブ水相分散液を前処理してカーボンナノチューブ水相分散液中の水溶性ポリマーを去除し、好ましくは、前記水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコールおよび／またはデキストランを含む、ことを特徴とする付記１に記載の方法。

【0075】

（付記１４）
前記前処理は、飽和塩溶液とカーボンナノチューブ分散液を混合して遠心分離処理し、カーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を得、その後、前記カーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を水に再分散し、水溶性ポリマーを含まないカーボンナノチューブ水相分散液を得ることを含む、ことを特徴とする付記１３に記載の方法。

【0076】

（付記１５）
前記飽和塩溶液中の塩は、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする付記１４に記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-02

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

カーボンナノチューブ水相分散液を提供する工程、
前記カーボンナノチューブ水相分散液と親水性有機溶媒を含有する第１溶媒を互いに混合して第１懸濁液を得る工程、
前記第１懸濁液と疎水性有機溶媒を含有する第２溶媒を互いに混合して層状の２相を形成して第２懸濁液を得る工程、
前記第２懸濁液と第３溶媒を互いに混合して第３懸濁液を得る工程、
前記第２懸濁液または第３懸濁液を分散処理し、カーボンナノチューブ有機分散液を取得し、カーボンナノチューブ分散液の水相から有機相への溶媒転移を実現する工程、を含む、ことを特徴とするカーボンナノチューブ水相分散液を有機相分散液に転移する方法。

【請求項2】

前記カーボンナノチューブ水相分散液に含まれるカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、分離して得られたカーボンナノチューブのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記カーボンナノチューブ水相分散液に含まれる分散剤は、イオン性界面活性剤および／または非イオン性分散剤を含み、
および／または、前記カーボンナノチューブ水相分散液は、カーボンナノチューブ分離工程により導入された水溶性添加剤をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記イオン性界面活性剤は、デオキシコール酸ナトリウム、コール酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記非イオン性分散剤は、ラウリルアルコールとオレイルアルコール、シクロヘキサノール、ノニルフェノール、一本鎖ＤＮＡのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記カーボンナノチューブ水相分散液と第１溶媒を十分に混合して１～３０ｍｉｎ静置し、少なくともカーボンナノチューブ表面の活性剤吸着層が第１溶媒の作用下で破壊され、カーボンナノチューブが混合溶液に析出、懸濁する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第１溶媒は水と相溶または部分的に相溶する有機溶媒であり、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、Ｎ－メチルピロリドン、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、ブタノン、エタノール、アセトニトリルのいずれか１つ、２つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第１懸濁液は、前記カーボンナノチューブ水相分散液および第１溶媒を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記第１懸濁液中の水と第１溶媒の体積比は１：１～１：６である、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記第１懸濁液と第２溶媒を十分に混合し、１～１５ｍｉｎ静置して２相を形成する工程を含み、カーボンナノチューブは第２溶媒に懸濁されて前記第２懸濁液を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記第２溶媒は、ｍ－クロロトルエン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、トリクロロエタンのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含み、
および／または、前記第１溶媒と第２溶媒の体積比は１：０．５～１：６である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項12】

第２懸濁液に第３溶媒を添加して相互に混合し、静置して上部透明液体を除去し、第３溶媒を添加し、混合して静置し、前記操作を３～１０回繰り返し、前記第３懸濁液を得る工程を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記第２懸濁液と第３溶媒の体積比は１：３～１：８である、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

第３溶媒は有機溶媒であり、
および／または、前記第３懸濁液はカーボンナノチューブおよび第３溶媒を含み、前記第３懸濁液中の第２溶媒の含有量は１（ｖ／ｖ）％未満である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記有機溶媒は、キシレン、トルエン、テトラヒドロフラン、クロロベンゼン、クロロホルム、ニトロベンゼンのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記第２懸濁液または第３懸濁液を、無分散剤の条件下で分散させて処理することによりカーボンナノチューブ有機分散液を得る工程、または、前記第２懸濁液または第３懸濁液と分散剤を混合し、分散させてカーボンナノチューブ有機分散液を得る工程を含み、前記分散剤は有機分散剤および／またはポリマー分散剤を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項17】

前記分散処理は、せん断法、超音波法、高圧ホモジナイジング、サンディング、高圧ジェット法のいずれか１つを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項18】

二重水相技術分離により前記カーボンナノチューブ水相分散液を得る際に、まず前記カーボンナノチューブ水相分散液を前処理してカーボンナノチューブ水相分散液中の水溶性ポリマーを去除する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項19】

前記水溶性ポリマーは、ポリエチレングリコールおよび／またはデキストランを含む、ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記前処理は、飽和塩溶液とカーボンナノチューブ分散液を混合して遠心分離処理し、カーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を得、その後、前記カーボンナノチューブと界面活性剤の共沈物を水に再分散し、水溶性ポリマーを含まないカーボンナノチューブ水相分散液を得ることを含む、ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。

【請求項21】

前記飽和塩溶液中の塩は、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせを含む、ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。

【国際調査報告】