(57)【要約】【課題】  本発明は、層面同士の積層数の少なく且つ層面の面方向に沿った面積の大きい薄片化黒鉛を製造する薄片化黒鉛の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の薄片化黒鉛の製造方法は、黒鉛化合物を電気化学反応によって黒鉛層間化合物とし、この黒鉛層間化合物をその層面間において剥離して薄片化することを特徴とするので、層面の面方向に沿って大きな面積を有し且つ厚みが極めて薄い薄片化黒鉛を容易に製造することができ、機能性フィラーとして様々な用途に用いることができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒鉛化合物を電気化学反応によって黒鉛層間化合物とし、この黒鉛層間化合物をその層面間において剥離して薄片化することを特徴とする薄片化黒鉛の製造方法。
【請求項２】
黒鉛化合物を含む陽極と、陰極とを電解質水溶液中に浸漬し、上記陽極と上記陰極との間に直流電圧を印加し、上記黒鉛化合物の層面間に電解質に由来する陰イオンを挿入させて黒鉛層間化合物を製造することを特徴とする請求項１に記載の薄片化黒鉛の製造方法。
【請求項３】
電解質は、硝酸、硫酸、塩酸、酢酸、ホウ酸及び蟻酸からなる群から選ばれた少なくとも一種の電解質であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の薄片化黒鉛の製造方法。
【請求項４】
黒鉛層間化合物を３００〜１２００℃にて５〜１００秒間に亘って加熱した上で上記黒鉛層間化合物をその層面間において剥離することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の薄片化黒鉛の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の薄片化黒鉛の製造方法で製造された薄片化黒鉛であって、上記薄片化黒鉛の層面の面方向に沿った面積が５０〜１０００μｍ2で且つ上記薄片化黒鉛の厚みが５０ｎｍ未満であることを特徴とする薄片化黒鉛。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の薄片化黒鉛の製造方法で製造された薄片化黒鉛であって、上記薄片化黒鉛の元素分析によるＣの元素量が６５ａｔｍ％以上であることを特徴とする薄片化黒鉛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄片化黒鉛の製造方法及び薄片化黒鉛に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、炭素骨格を有し且つ形状異方性の高い物質として、黒鉛をその層面間で剥離し、層面（グラフェン）の重なりが数十層以下になるまで薄片化した薄片化黒鉛が注目されており、薄片化黒鉛は非常に大きな表面積を有するため、樹脂などと複合化すると、少量の薄片化黒鉛の添加で各種機能が発現すると期待されている。
【０００３】
薄片化黒鉛の製造方法としては、例えば、特許文献１に、硫酸及び過マンガン酸カリウムを用いて酸化させた黒鉛層間化合物を精製し、遠心分離した後、上澄みを除去することによって薄片化黒鉛を製造する製造方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、酸化グラファイトを急速加熱することにより酸化グラファイトを剥離する方法が提案されている。具体的な酸化方法として、濃硫酸、硝酸及び塩素酸カリウムを用いることが記載されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に記載の薄片化黒鉛の製造方法では、黒鉛が高度に剥離され且つ層面に沿った大きさが大きい薄片化黒鉛を製造することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−０５３３１３号公報
【特許文献２】特表２００９−５１１４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、層面同士の積層数の少なく且つ層面の面方向に沿った面積の大きい薄片化黒鉛を製造する薄片化黒鉛の製造方法及びこの製造方法によって得られた薄片化黒鉛を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の薄片化黒鉛の製造方法は、黒鉛化合物を電気化学反応によって黒鉛層間化合物とし、この黒鉛層間化合物をその層面間において剥離することを特徴とする。
【０００９】
本発明において用いられる黒鉛化合物としては、黒鉛、膨張黒鉛の何れであってもよいが、層面間から剥離し易いので、膨張黒鉛が好ましい。なお、黒鉛に官能基が化学的に結合してしても、或いは、黒鉛に官能基が弱い相互作用により疑似的に結合していてもよい。
【００１０】
黒鉛としては、粒子全体で単一の多層構造を有する黒鉛が好ましく、例えば、天然黒鉛、キッシュ黒鉛、高配向性熱分解黒鉛などが挙げられる。天然黒鉛とキッシュ黒鉛は、各層面（基本層）が略単一の方位を有する単独の結晶又はその集合体であり、高配向性熱分解黒鉛の各層面（基本層）は異なる方位を有する多数の小さな結晶の集合体である。
【００１１】
膨張黒鉛としては従来公知のものが用いられる。膨張黒鉛の製造方法としては、公知の方法が用いられ、例えば、硫酸と硝酸との混合水溶液中に天然黒鉛を浸漬した後、天然黒鉛を混合水溶液から取り出して水洗して残余化合物とする。この残余化合物を急速加熱して、天然黒鉛の層面間に進入した化合物の分解によって天然黒鉛の層面間の間隔を拡げて天然黒鉛を膨張させる膨張黒鉛の製造方法などが挙げられる。なお、膨張黒鉛は圧延することによってシート状として用いてもよい。
【００１２】
本発明の薄片化黒鉛の製造方法では、黒鉛化合物を電気化学反応によって黒鉛層間化合物とする。具体的には、図１に示したように、黒鉛化合物１を含む陽極２と、陰極３とを電解質水溶液４中に浸漬し、陽極と陰極との間に直流電源Ｖを用いて直流電圧を印加する。
【００１３】
黒鉛化合物１を含む陽極としては、電極の一部に黒鉛化合物を用いた電極であっても、電極自体を黒鉛化合物から形成した電極であってもよいが、黒鉛化合物１を処理毎に交換する場合は、黒鉛化合物１の交換作業を効率良く行うことができるので、電極の一部に黒鉛化合物を用いた電極が好ましい。
【００１４】
電極の一部に黒鉛化合物を用いた電極としては、電気分解の際に通常、陽極として用いられる電極の表面に黒鉛化合物のシートを接触させた状態に巻回し固定させてなる電極、電気分解の際に通常、陽極として用いられる電極の表面に黒鉛化合物を接触させた状態に電気絶縁性の粘着テープを用いて固着させてなる電極などが挙げられ、電極から黒鉛層間化合物を容易に離脱させることができるので、電気分解の際に通常、陽極として用いられる電極の表面に黒鉛化合物のシートを接触させた状態に巻回し固定させてなる電極が好ましい。なお、電気分解の際に陽極として用いられる電極としては、例えば、白金、ステンレスなどの金属が挙げられ、酸性電解質水溶液を用いる場合には、白金が好ましい。
【００１５】
なお、電極自体を黒鉛化合物から形成した電極は、黒鉛化合物のシート又は棒状体を電極として用いればよい。
【００１６】
黒鉛化合物における層面の面方向に沿った面積は、小さいと、得られる薄片化黒鉛における層面の面方向に沿った大きさが小さくなることがあり、大きいと、黒鉛層間化合物をその層面間から剥離する際に、黒鉛層間化合物の層面が割れてしまい、得られる薄片化黒鉛の大きさがかえって小さくなることがあるので、５０〜２０００ｍｍ2が好ましい。
【００１７】
又、黒鉛化合物の厚みは、薄いと、黒鉛化合物の取扱性が低下することがあり、厚いと、黒鉛層間化合物の薄片化が困難となることがあるので、１０μｍ〜３ｍｍが好ましい。
【００１８】
なお、黒鉛化合物における層面の面方向に沿った面積及び厚みとは、黒鉛化合物が粒子状である場合には、粒子状の黒鉛化合物における層面の面方向に沿った面積及び厚みをいい、黒鉛化合物がシート状である場合には、シートを構成している黒鉛化合物における層面の面方向に沿った面積及び厚みをいう。
【００１９】
又、黒鉛化合物における層面の面方向に沿った面積とは、黒鉛化合物の面積が最も大きくなる方向から見た時の黒鉛化合物の面積をいう。黒鉛化合物の厚みとは、黒鉛化合物の面積が最も大きくなる方向から見た時の黒鉛化合物の表面に対して直交する方向の黒鉛化合物の最大寸法をいう。
【００２０】
なお、黒鉛化合物における層面の面方向に沿った面積は、ＦＥ−ＳＥＭを用いて測定することができ、ＳＥＭで観察した任意の１０視野に存在する全ての黒鉛化合物における層面の面方向に沿った面積を相加平均した値をいう。
【００２１】
又、黒鉛化合物の厚みは、ＦＥ−ＳＥＭ又はＡＦＭを用いて測定することができ、ＳＥＭ又はＡＦＭで観察した任意の１０視野に存在する全ての黒鉛化合物の厚みを相加平均した値をいう。
【００２２】
又、陰極としては、電気分解の際に陰極として用いられる電極であれば、特に限定されず、例えば、白金、ステンレスなどの金属が挙げられ、酸性電解質水溶液を用いる場合には、白金が好ましい。
【００２３】
上記陽極及び上記陰極を浸漬させる電解質水溶液としては、特に限定されず、例えば、硝酸水溶液、硫酸水溶液、塩酸水溶液、酢酸水溶液、ホウ酸水溶液、蟻酸水溶液などの種々の無機酸及び有機酸が挙げられ、硝酸水溶液が好ましい。
【００２４】
電解質水溶液中における電解質の濃度は、その酸化度に依存するため、特に限定されないが、０．５〜２０モル／リットルが好ましい。酸化力の強い電解質の場合は、高い電解質濃度が好ましいが、酸化力の弱い電解質の場合は、低い電解質濃度が好ましい。硝酸水溶液の場合には、電解質の濃度は１０〜１３モル／リットルが好ましい。硫酸水溶液の場合には、電解質の濃度は０．５〜５モル／リットルが好ましい。蟻酸水溶液の場合には、電解質の濃度は０．５〜５モル／リットルが好ましい。
【００２５】
次に、上記電解質水溶液中に、陰極と、黒鉛化合物を一部に含む陽極とを浸漬し、陽極と陰極との間に直流電源（ポテンショスタット／ガルバノスタット）を用いて定電流条件で電気分解を行う。電気分解の開始直後に自然電位から電位が上昇し，初期の電位上昇において、電解質が電離して生成された陰イオンが、黒鉛化合物の層面間にインターカレーション（挿入）される（黒鉛層間化合物の形成）。その後、チャージ量の増加に伴い、陽極の黒鉛化合物の電気化学的な酸化が始まり、黒鉛化合物の表面又は黒鉛化合物の層面間に黒鉛酸が生成される。なお、陽極と陰極との間の電位の上昇は、黒鉛層間化合物の形成状態、黒鉛層間化合物の層面の酸化状態によって異なり、換言すれば、黒鉛層間化合物の形成又は黒鉛層間化合物の層面の酸化による抵抗の変化に依存する。陽極と陰極との間の電位は，黒鉛層間化合物の酸化が完了した時点で、ほぼ飽和に達する。
【００２６】
初期の電位上昇においては、陽極方向に移動した陰イオンが、陽極の表面に配設された黒鉛化合物又は陽極自体を形成している黒鉛化合物の層面間に挿入され黒鉛層間化合物を形成する。この際、電解質に由来する陰イオンは、黒鉛化合物の層面間の内部にまで充分に進入し、層面間にて剥離の容易な黒鉛層間化合物を形成する。
【００２７】
又、過マンガン酸カリウムなどの酸化剤を用いる場合と異なり、黒鉛化合物から黒鉛層間化合物を生成する過程において不純物が生成し難く、更に、酸化剤のような発熱反応を生じないため、黒鉛層間化合物の大量生産にも適している。
【００２８】
更に、上述のように、水の電解反応は生じていないので、水の電解反応に伴う酸素は発生しておらず、黒鉛層間化合物を構成している層面の酸化を概ね防止することができる。従って、黒鉛層間化合物をその層面間において剥離して得られる薄片化黒鉛は、その層面の酸化が極めて少なく、導電性に優れた薄片化黒鉛を製造することができる。
【００２９】
即ち、各層面が酸化の少ない黒鉛層間化合物を製造したい場合には、電気分解を開始後、印加チャージ量が少なく、電位上昇の小さい条件下にて、黒鉛化合物の層面間に、電解質が電離して生成される陰イオンを挿入させて黒鉛層間化合物を製造すればよい。
【００３０】
なお、チャージ量とは、陽極と陰極との間を流れる電流（Ａ）と時間（秒）との積であるクーロン量（Ｃ）を意味する。
【００３１】
一方、黒鉛層間化合物の層面の酸化が多い黒鉛層間化合物を製造したい場合には、チャージ量の増加に伴い、陽極である黒鉛化合物の電気化学的な酸化が始まる急激な電位の上昇と、その後の電位変化が認められず、飽和状態に達した条件下にて、黒鉛層間化合物を製造すればよい。このようにして得られた黒鉛層間化合物は、その表面又は層面が酸化されている。
【００３２】
このように、陽極と陰極との間に一定電流が流れるように、即ち、定電流電気分解を行い、初期の電位変化の小さいチャージ量では酸化の少ない黒鉛層間化合物が得られ、急激な電位上昇とその後の電位の飽和状態に達したチャージ量の領域では酸化が多い黒鉛層間化合物が得られる。この急激な電位上昇及び飽和に達するチャージ量は、電解質水溶液や陽極の重量などによって変化するために一概には決められないが、例えば、硝酸水溶液を電解質水溶液に用いた場合、陽極と陰極との間における計測電位が３Ｖ未満以下では酸化の少ない黒鉛層間化合物が得られ、陽極と陰極との間における計測電位が４Ｖ以上では酸化が多い黒鉛層間化合物が得られる。
【００３３】
このように、黒鉛層間化合物の層面が酸化されることによって、各層面に酸化に起因した極性基（酸性官能基）が結合し、この極性基によっても黒鉛層間化合物の層面間が押し広げられ、この後に行われる黒鉛層間化合物の剥離をより容易に行うことができる。
【００３４】
更に、このようにして得られた黒鉛層間化合物をその層面間において剥離して得られる薄片化黒鉛は、その層面の酸化によって層面の表面に極性基（酸性官能基）が結合した状態となっており、合成樹脂などと混合させて複合体とする場合には、合成樹脂の持つ極性基との間において相互作用を生じ、合成樹脂中に薄片化黒鉛を均一に且つ容易に混合することができる。
【００３５】
なお、上記合成樹脂としては、例えば、メタクリル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体などのポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクタム、ポリフッ素化エチレン、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリブタジエン、ブチルゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、ポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。なお、合成樹脂は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。又、モノマーとしては、上述の合成樹脂を構成しているモノマーが挙げられ、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、エチレン、プロピレン、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、ブタジエン、イソプレンなどが挙げられる
【００３６】
陽極と陰極との間に流れる電流密度は、小さいと、所定のクーロン量となるまでの処理時間が長くなることがあり、大きいと、電気的な衝撃によって電極や配線が破損することがあるので、０．３〜２０Ａ／ｇが好ましく、０．５〜１０Ａ／ｇがより好ましい。
【００３７】
上述のようにして得られた黒鉛層間化合物は、電解質水溶液中から取り出されて常温、常圧下にて乾燥される。乾燥温度は、黒鉛層間化合物の層面間に挿入された陰イオン又は黒鉛層間化合物の表面若しくは層面に形成された酸性官能基が分解する温度未満であることが好ましい。なお、電解質水溶液を用いた場合は、黒鉛層間化合物を室温にて１日風乾させればよい。
【００３８】
上述のようにして得られた黒鉛層間化合物は上述のように乾燥されるものの、層面間の間隔は極めて狭いため、層面間は完全に乾燥しておらず、黒鉛層間化合物の層面間には陰イオンが保持されていると推定される。
【００３９】
そして、黒鉛層間化合物は後述する剥離工程の前に急速加熱によって膨張させておくことが好ましい。黒鉛層間化合物を急速加熱する方法としては、特に限定されず、例えば、電気炉、好ましくは電気管状炉を用いて黒鉛層間化合物を急速加熱する方法、黒鉛層間化合物を集光加熱する方法などが挙げられ、電気炉を用いて黒鉛層間化合物を急速加熱する方法が好ましい。なお、黒鉛層間化合物の層面の酸化を防止するために、黒鉛層間化合物を窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス中にて急速加熱してもよい。
【００４０】
黒鉛層間化合物の急速加熱時の加熱温度は、低いと、黒鉛層間化合物の層面間に挿入させた陰イオンが分解せず、黒鉛層間化合物の層面間の間隔を押し広げる効果が低いことがあり、高いと、押し広げられた黒鉛層間化合物の層面間の距離がかえって狭くなることがあるので、３００〜１１００℃が好ましい。
【００４１】
黒鉛層間化合物の急速加熱時の加熱時間は、短いと、黒鉛層間化合物の層面間に挿入させた陰イオンが分解せず、黒鉛層間化合物の層面間の間隔を押し広げる効果が低いことがあり、長いと、黒鉛層間化合物の層面の酸化が進みすぎて燃焼してしまうことがあるので、５〜１００秒が好ましい。
【００４２】
次に、黒鉛層間化合物をその層面間において剥離して黒鉛層間化合物を薄片化して薄片化黒鉛を製造する。黒鉛層間化合物をその層面間において剥離する方法としては、特に限定されず、例えば、黒鉛層間化合物に超音波、ラジオ波などを照射する方法、黒鉛層間化合物に物理的に応力を加える方法などが挙げられ、黒鉛層間化合物を媒体中に分散させた状態で行うことができることから、黒鉛層間化合物に超音波を照射する方法が好ましい。なお、黒鉛層間化合物を分散させる媒体としては、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール、水などが挙げられる。
【００４３】
黒鉛層間化合物に超音波を照射する照射条件としては、２０〜１００ｋＨｚの超音波を１〜６０分間に亘って黒鉛層間化合物に照射することが好ましい。黒鉛層間化合物に超音波を照射する際における超音波の電気エネルギーは、１００〜５００Ｗが好ましい。
【００４４】
このようにして薄片化黒鉛を製造することができるが、上述のように、印加するチャージ量によっては、薄片化黒鉛の各層面が酸化されている場合があり、各層面は酸化グラフェンと呼ばれる。
【００４５】
この酸化グラフェンからなる薄片化黒鉛を導電膜などの用途に用いる場合には、高い導電性を得るために、酸化グラフェンを還元・脱酸素することが好ましい。薄片化黒鉛を構成している酸化グラフェンを還元・脱酸素する方法としては、特に限定されず、例えば、薄片化黒鉛を構成している酸化グラフェンに還元剤を接触させる方法が挙げられる。
【００４６】
薄片化黒鉛を構成している酸化グラフェンに還元剤を接触させる方法としては、例えば、薄片化黒鉛を含有する薄膜を形成し、この薄膜に還元剤を接触させることによって酸化グラフェンを還元・脱酸素させる方法、薄片化黒鉛を不活性ガス雰囲気下で加熱する方法などが挙げられる。
【００４７】
上述のようにして得られた薄片化黒鉛は、その層面の面方向に沿った面積が５０〜１０００μｍ2で且つ厚みが５０ｎｍ未満であることが好ましく、層面の面方向に沿った面積が１００〜１０００μｍ2で且つ厚みが１０ｎｍ未満であることがより好ましい。
【００４８】
本発明で得られる薄片化黒鉛は、その層面の面方向に沿って大きな面積を有し且つ厚みが極めて薄いので、機能性フィラーとして様々な用途に用いることができる。
【００４９】
又、薄片化黒鉛における層面の面方向に沿った面積とは、薄片化黒鉛の面積が最も大きくなる方向から見た時の薄片化黒鉛の面積をいう。薄片化黒鉛の厚みとは、薄片化黒鉛の面積が最も大きくなる方向から見た時の薄片化黒鉛の表面に対して直交する方向の薄片化黒鉛の最大寸法をいう。
【００５０】
なお、薄片化黒鉛における層面の面方向に沿った面積は、ＦＥ−ＳＥＭを用いて測定することができ、ＳＥＭで観察した任意の１０視野に存在する全ての薄片化黒鉛における層面の面方向に沿った面積を相加平均した値をいう。
【００５１】
又、薄片化黒鉛の厚みは、ＦＥ−ＳＥＭ又はＡＦＭを用いて測定することができ、ＳＥＭ又はＡＦＭで観察した任意の１０視野に存在する全ての薄片化黒鉛の厚みを相加平均した値をいう。
【００５２】
そして、薄片化黒鉛において、元素分析によるＣの元素量は６５ａｔｍ％以上であることが好ましい。なお、薄片化黒鉛における元素分析によるＣの元素量は、ＥＳＣＡによって測定することができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の薄片化黒鉛の製造方法は、黒鉛化合物を電気化学反応によって黒鉛層間化合物とし、この黒鉛層間化合物をその層面間において剥離して薄片化することを特徴とするので、層面の面方向に沿って大きな面積を有し且つ厚みが極めて薄い薄片化黒鉛を容易に製造することができ、機能性フィラーとして様々な用途に用いることができる。
【００５４】
そして、上記薄片化黒鉛の製造方法において、黒鉛化合物を含む陽極と、陰極とを電解質水溶液中に浸漬し、上記陽極と上記陰極との間に直流電圧を印加し、上記黒鉛化合物の層面間に電解質に由来する陰イオンを挿入させて黒鉛層間化合物を製造する場合には、陽極の黒鉛層間化合物の層面間に陰イオンを充分に挿入することができ、その後の黒鉛層間化合物の層面間における剥離を円滑に行って、層面の面方向に沿って大きな面積を有し且つ厚みが極めて薄い薄片化黒鉛をより容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】黒鉛化合物を電気化学反応によって黒鉛層間化合物を製造するための装置を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
次に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００５７】
（実施例１）
厚みが０．６ｍｍの黒鉛化合物のシート（エアウォーター社製  商品名「ＰＦ‐６０ＵＨＰ」）から縦１ｃｍ×横２ｃｍの平面長方形状の黒鉛化合物シート片を切り出した。
【００５８】
陽極及び陰極として白金電極を用意し、陽極の表面に黒鉛化合物シート片を巻回し、黒鉛化合物シート片を電気絶縁性の粘着テープを用いて陽極の表面に固定した。なお、参照極として銀・塩化銀電極を用意した。なお、電気絶縁性の粘着テープは、ポリテトラフルオロエチレン製の基材フィルム上にアクリル系粘着剤が積層一体化されてなるものであった。
【００５９】
図１に示したように、電解質水溶液として濃度が１３モル／リットルの硝酸水溶液３００ミリリットルを用意し、この電解質水溶液４中に上記陽極２及び陰極３を浸漬した。なお、陽極２の表面に巻回した黒鉛化合物シート片１が電解質水溶液４中に完全に浸漬した状態とした。
【００６０】
しかる後、電気化学反応による処理は、ポテンショスタット／ガルバノスタット（北斗電工社製  商品名「ＨＢＡ−１５１」）を用いて陽極２と陰極３との間に一定電流が流れるように設定し、電流密度０．５Ａ／ｇにてチャージ量が２０００Ｃとなるまで電気化学反応を行って、黒鉛化合物の層面間に硝酸イオンを水と共に挿入させて黒鉛層間化合物を製造すると共に、黒鉛層間化合物の層面を酸化した。
【００６１】
次に、得られた黒鉛層間化合物のシート片を電解質溶液から取り出し、黒鉛層間化合物のシート片をドラフト内で室温、常圧下にて２４時間に亘って風乾した。次に、黒鉛層間化合物のシート片を１０００℃に保持された電気管状炉に供給して５秒間に亘って急速加熱して膨張させた後、黒鉛層間化合物のシート片を電気管状炉から取り出した。
【００６２】
続いて、黒鉛層間化合物のシート片をメチルアルコール中に浸漬し、黒鉛層間化合物に２０ｋＨｚの超音波を３分間に亘って２００Ｗ照射して黒鉛層間化合物をその層面間において剥離することによって薄片化し、薄片化黒鉛を得た。
【００６３】
得られた薄片化黒鉛をメチルアルコール中から取り出して乾燥させた後、薄片化黒鉛を炭素製のるつぼに入れた上で小型超高温炉（倉田技研社製  商品名「ＳＣＣ−３０／２２０」）の炉内に供給し、小型超高温炉の炉内を１８００℃まで１．５時間かけて真空加熱した。
【００６４】
しかる後、小型超高温炉の炉内に高純度アルゴンガスを導入した上で、炉内を２８００℃まで１時間かけて加熱し、アルゴンガス雰囲気下で炉内を２８００℃にて３０分間に亘って保持することによって薄片化黒鉛の還元・脱酸素を行った。
【００６５】
（実施例２）
電解質水溶液として１モル／リットルの蟻酸水溶液を用いたこと、電流密度を０．５Ａ／ｇの代わりに２Ａ／ｇとし２４００Ｃとなるまで電気化学反応を行ったこと以外は実施例１と同様の要領で黒鉛層間化合物を製造すると共に、黒鉛層間化合物の層面を酸化した。
【００６６】
次に、得られた黒鉛層間化合物のシート片を電解質溶液から取り出し、黒鉛層間化合物のシート片をドラフト内で室温、常圧下にて２４時間に亘って風乾した。次に、黒鉛層間化合物のシート片を実施例１と同様の要領で膨張させた後、黒鉛層間化合物のシート片を電気管状炉から取り出した。
【００６７】
続いて、黒鉛層間化合物のシート片を実施例１と同様の要領で薄片化し、薄片化黒鉛を得た。薄片化黒鉛から充分に薄片化されていない黒鉛層間化合物を除去するために、薄片化黒鉛を遠心分離機に供給して３０００ｒｐｍの回転速度にて遠心分離して薄片化が不充分な黒鉛層間化合物を除去した。
【００６８】
得られた薄片化黒鉛をメチルアルコール中から取り出して乾燥させた。次に、小型超高温炉の炉内に薄片化黒鉛を供給した後に炉内に高純度アルゴンガスを導入し、炉内を１０００℃まで１時間かけて加熱し、アルゴンガス雰囲気下で炉内を１０００℃にて２０分間に亘って保持することによって薄片化黒鉛の還元・脱酸素を行った。
【００６９】
（実施例３）
電解質水溶液として２モル／リットルの硫酸を用いたこと以外は実施例２と同様にして薄片化黒鉛を得た。
【００７０】
（実施例４）
チャージ量を３００Ｃとしたこと以外は実施例１と同様にして薄片化黒鉛を得た。
【００７１】
（実施例５）
薄片化黒鉛の還元・脱酸素を行わなかったこと以外は実施例２と同様にして薄片化黒鉛を得た。
【００７２】
（比較例１）
天然黒鉛粉末０．２５ｇを濃硫酸水溶液１１．５ミリリットル中に供給し、硫酸水溶液を氷で冷却しつつ硫酸水溶液を攪拌しながら、硫酸水溶液中に過マンガン酸カリウム１．５ｇをゆっくり加えて、硫酸水溶液中の黒鉛単結晶粉末と過マンガン酸カリウムとを約３５℃にて３０分間に亘って反応させた。
【００７３】
硫酸水溶液中に水２３ミリリットルをゆっくり加えて９８℃にて１５分間に亘って放置した後、硫酸水溶液中に純水７０ミリリットルと３０重量％の過酸化水素水４．５ミリリットルを加えて反応を停止させた。
【００７４】
しかる後、硫酸水溶液を回転速度１４０００ｒｐｍにて３０分間に亘って遠心分離して硫酸水溶液中から沈殿物を分離し、沈殿物を希塩酸及び水で洗浄して、薄片化黒鉛が水中に分散してなる薄片化黒鉛の分散液を得た。
【００７５】
（比較例２）
比較例１で得られた薄片化黒鉛の分散液を石英ガラス上で乾燥させた後、薄片化黒鉛にヒドラジン１水和物を添加して、薄片化黒鉛を９０℃にて３０分間に亘って加熱することによって薄片化黒鉛の薄膜を得た。
【００７６】
得られた薄片化黒鉛について、層面の面方向の面積及び厚み、並びに、元素分析によるＣの元素量を測定し、その結果を表１に示した。表１において「層面の面方向の面積」は単に「面積」と、「元素分析によるＣの元素量」は単に「Ｃ元素量」と表記した。なお、薄片化黒鉛における層面の面方向の面積及び厚みは、ＦＥ−−ＳＥＭ（日本電子株式会社製  商品名「ＪＥＭ−２０１０ＦＥＦ」）を用いて測定した。薄片化黒鉛における元素分析によるＣの元素量は、ＥＳＣＡ（ＫＲＡＴＯＳ社製  商品名「ＡＸＩＳ−１６５」）を用いて測定した。
【００７７】
【表１】
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【符号の説明】
【００７８】
１     黒鉛化合物
２     陽極
３     陰極
４     電解質水溶液
Ｖ     直流電源
【図１】
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