(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線回折スペクトルにおける（１００）面のピーク強度（Ｉ１００）に対する（００２）面のピーク強度（Ｉ００２）の比（Ｉ００２／Ｉ１００）が６以上であるカーボンナイトライドとイオン液体とを混合し、前記カーボンナイトライドの層間を剥離せしめてカーボンナイトライドナノシートを得ると共に該カーボンナイトライドナノシートにイオン液体を吸着させる剥離吸着工程を含むことを特徴とするカーボンナイトライドナノシート複合体の製造方法。
【請求項２】
前記カーボンナイトライドとイオン液体とを混合する際に、前記イオン液体の存在下で前記カーボンナイトライドに超音波処理、撹拌処理及び粉砕処理からなる群から選択される少なくとも一種の層間剥離処理を施すことを特徴とする請求項１に記載のカーボンナイトライドナノシート複合体の製造方法。
【請求項３】
Ｘ線回折スペクトルにおける（１００）面のピーク強度（Ｉ１００）に対する（００２）面のピーク強度（Ｉ００２）の比（Ｉ００２／Ｉ１００）が６以上であるカーボンナイトライドと超酸とを混合し、前記カーボンナイトライドの層間を剥離せしめてカーボンナイトライドナノシートを得ると共に該カーボンナイトライドナノシートに超酸を吸着させる剥離吸着工程を含むことを特徴とするカーボンナイトライドナノシート複合体の製造方法。
【請求項４】
前記カーボンナイトライドと超酸とを混合する際に、前記超酸の存在下で前記カーボンナイトライドに超音波処理、撹拌処理及び粉砕処理からなる群から選択される少なくとも一種の層間剥離処理を施すことを特徴とする請求項３に記載のカーボンナイトライドナノシート複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナイトライドナノシート含有分散液、カーボンナイトライドナノシート複合体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナイトライド（Ｃ３Ｎ４）を剥離し、薄層化することによって得られるカーボンナイトライドナノシート（Ｃ３Ｎ４ナノシート）は、多孔性であり、比表面積が大きく、光触媒活性、半導体特性、熱伝導性、力学物性、摺動性等に優れた材料であることから、水素生成、有機物除去、次世代半導体、センサー、太陽電池、二次電池、ヒートシンク、摺動材、電気・電子系部品等の様々な用途に向けた高機能性材料として期待されている。Ｃ３Ｎ４は、メラミン等を原料として用いて加熱処理を行うことによって合成することができるが、Ｃ３Ｎ４ナノシートを得るためには、Ｃ３Ｎ４の剥離が必要であり、高収率かつ簡便な方法でＣ３Ｎ４ナノシートを得ることは困難であった。
【０００３】
例えば、Ｓ．Ｙａｎｇら、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．、２０１３年、第２５巻、２４５２〜２４５６頁（非特許文献１）には、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の高極性の有機溶媒中でＣ３Ｎ４に超音波処理を施してＣ３Ｎ４を剥離することによって、Ｃ３Ｎ４ナノシートが前記有機溶媒に分散した分散液を得る方法が記載されている。また、国際公開第２０１１／０４９０８５号（特許文献１）には、グラファイト状Ｃ３Ｎ４（ｇ−Ｃ３Ｎ４）をアルカリ性水溶液又は酸性水溶液中で加熱処理することによって微細化されたｇ−Ｃ３Ｎ４が得られることが開示されている。しかしながら、これらの方法によって得られる分散液においては、Ｃ３Ｎ４ナノシートや微細化されたｇ−Ｃ３Ｎ４の濃度や収率が低く、例えば、前記用途に使用するためにはＣ３Ｎ４ナノシートの濃度や収率を向上させる必要があった。また、得られたＣ３Ｎ４ナノシートや微細化されたｇ−Ｃ３Ｎ４は、強力な長時間の超音波処理や加熱処理によって構造に欠陥が生じ、剥離だけでなく、面内方向の構造も破壊され、一辺のサイズが小さくなり、物性の低下に繋がるという課題もあった。このため、Ｃ３Ｎ４ナノシートの濃度や収率を向上させるだけでなく、マイルドな条件でＣ３Ｎ４ナノシートを製造する必要があった。
【０００４】
このようなマイルドな条件でナノシートを製造する方法として、特開２０１５−１８７０５７号公報（特許文献２）及び特開２０１５−１９６６３２号公報（特許文献３）には、イオン液体中又は超酸中で窒化ホウ素に超音波処理等の層間剥離処理を施して、窒化ホウ素ナノシートにイオン液体又は超酸を吸着させることによって、窒化ホウ素ナノシート含有分散液を得る方法が開示されている。また、特許文献２〜３には、この窒化ホウ素ナノシート含有分散液から、溶媒中や樹脂中での分散性に優れた窒化ホウ素ナノシート複合体が得られることも記載されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献２〜３に記載された方法において、窒化ホウ素の代わりにＣ３Ｎ４をそのまま使用したところ、溶媒中での分散性に優れたＣ３Ｎ４ナノシート複合体は得られなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０４９０８５号
【特許文献２】特開２０１５−１８７０５７号公報
【特許文献３】特開２０１５−１９６６３２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｓ．Ｙａｎｇら、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．、２０１３年、第２５巻、２４５２〜２４５６頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、カーボンナイトライドナノシート（Ｃ３Ｎ４ナノシート）が比較的高濃度でかつ高度に分散しており、一辺のサイズが比較的大きいＣ３Ｎ４ナノシートを比較的高収率で得ることが可能なＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液、イオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性に優れたＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、原料カーボンナイトライド（原料Ｃ３Ｎ４）として予め微粉砕処理を施したものにイオン液体中又は超酸中で弱い超音波処理や撹拌処理等の混合処理を施すだけで、Ｃ３Ｎ４ナノシートがイオン液体中又は超酸中に比較的高濃度でかつ高度に分散したＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液が得られ、また、このＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液から、一辺のサイズが比較的大きいＣ３Ｎ４ナノシートが比較的高収率で得られ、更に、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液から、イオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性に優れたＣ３Ｎ４ナノシート複合体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明のカーボンナイトライドナノシート複合体の製造方法は、Ｘ線回折スペクトルにおける（１００）面のピーク強度（Ｉ１００）に対する（００２）面のピーク強度（Ｉ００２）の比（Ｉ００２／Ｉ１００）が６以上であるカーボンナイトライドと、イオン液体又は超酸と、を混合し、前記カーボンナイトライドの層間を剥離せしめてカーボンナイトライドナノシートを得ると共に該カーボンナイトライドナノシートに、イオン液体又は超酸を吸着させる剥離吸着工程を含むことを特徴とする方法である。
【００１６】
このようなカーボンナイトライドナノシート複合体の製造方法においては、前記カーボンナイトライドと超酸とを混合する際に、前記イオン液体又は前記超酸の存在下で前記カーボンナイトライドに超音波処理、撹拌処理及び粉砕処理からなる群から選択される少なくとも一種の層間剥離処理を施すことが好ましい。
【００１７】
なお、本発明によって、Ｃ３Ｎ４ナノシートが比較的高濃度でかつ高度に分散しており、一辺のサイズが比較的大きいＣ３Ｎ４ナノシートを比較的高収率で得ることが可能なＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液が得られ、更に、イオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性に優れたＣ３Ｎ４ナノシート複合体をマイルドな条件で製造することが可能となる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
【００１８】
すなわち、通常のＣ３Ｎ４は窒化ホウ素と異なり、平面性に劣り、数百層以上のＣ３Ｎ４層が三次元的に結合及び／又は凝集した構造を形成している。このようなＣ３Ｎ４にイオン液体中又は超酸中で弱い超音波処理や撹拌処理等の混合処理を施しても、Ｃ３Ｎ４の層間にイオン液体又は超酸を侵入させることは容易ではない。このため、Ｃ３Ｎ４層にイオン液体又は超酸が吸着しにくく、Ｃ３Ｎ４の層間剥離が進行せず、得られるＣ３Ｎ４ナノシートは、層数が多く、イオン液体中又は超酸中での分散性に劣るものとなる。また、層数が多いＣ３Ｎ４ナノシートにイオン液体又は超酸が吸着しても、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、イオン液体又は超酸の吸着量が少なく、イオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性も劣るものとなる。
【００１９】
一方、本発明においては、原料Ｃ３Ｎ４として予め微粉砕処理を施したものを使用している。微粉砕処理を施したＣ３Ｎ４は層間の結合の少なくとも一部が破壊されており、層間の結合力が弱くなっていると推察される。このような層間の結合力が弱くなったＣ３Ｎ４にイオン液体中又は超酸中で弱い超音波処理や撹拌処理等の混合処理を施すと、僅かにできたＣ３Ｎ４の層間のスペースにイオン液体又は超酸が侵入しやすく、イオン液体のカチオンとＣ３Ｎ４層の窒素原子との間の相互作用、更に前記カチオンがプロトンを有する場合にはカチオンとＣ３Ｎ４層の窒素原子との間の水素結合、或いは、超酸のプロトンとＣ３Ｎ４層の窒素原子との間の相互作用によって、Ｃ３Ｎ４層の表面へのイオン液体又は超酸の吸着が加速され、Ｃ３Ｎ４の層間剥離が効率的に進行し、比較的高収率でＣ３Ｎ４ナノシートが得られると推察される。また、前記混合処理がマイルドな条件で行われるため、Ｃ３Ｎ４層の面内方向の構造破壊が起こりにくく、一辺のサイズが比較的大きいＣ３Ｎ４ナノシートが得られると推察される。更に、このようにして得られるＣ３Ｎ４ナノシートは、層数が少なく、また、イオン液体又は超酸の吸着により一旦層間剥離したＣ３Ｎ４ナノシート同士の再凝集が抑制されるため、イオン液体中又は超酸中での分散性に優れており、その結果、Ｃ３Ｎ４ナノシートが比較的高濃度で分散したＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液が得られると推察される。また、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、イオン液体又は超酸がＣ３Ｎ４ナノシート表面に吸着したものであるため、従来公知の方法で製造されたイオン液体又は超酸が吸着していないＣ３Ｎ４ナノシートと比較して、イオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性に優れたものになると推察される。更に、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体においては、イオン液体又は超酸がＣ３Ｎ４ナノシートに吸着し、層間が剥離することによって、層間剥離が加速するとともに、立体的要因により層間剥離したＣ３Ｎ４ナノシート同士の再スタックが抑制されるため、イオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性に優れたＣ３Ｎ４ナノシート複合体を比較的高収率で得ることが可能になると推察される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、Ｃ３Ｎ４ナノシートが比較的高濃度でかつ高度に分散しており、一辺のサイズが比較的大きいＣ３Ｎ４ナノシートを比較的高収率で得ることが可能なＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液、並びに、イオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性に優れたＣ３Ｎ４ナノシート複合体を得ることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００２２】
［Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体及びその分散液］
先ず、本発明のカーボンナイトライドナノシート含有分散液（Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液）、本発明のカーボンナイトライドナノシート複合体（Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体）、及び本発明のカーボンナイトライドナノシート複合体含有分散液（Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液）について説明する。
【００２３】
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液は、イオン液体又は超酸と、前記イオン液体又は前記超酸に分散しているＣ３Ｎ４ナノシートと、を備えており、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートが層数４０以下のＣ３Ｎ４ナノシートを数基準で８０％以上含むものであることを特徴とするものである。また、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、Ｃ３Ｎ４ナノシートと、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートに吸着しているイオン液体又は超酸と、を備えており、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートが層数４０以下のＣ３Ｎ４ナノシートを数基準で８０％以上含むものであることを特徴とするものである。更に、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液は、このような本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体と、イオン液体及び超酸以外の溶媒とを含有することを特徴とするものである。
【００２４】
（カーボンナイトライドナノシート）
本発明にかかるカーボンナイトライドナノシート（Ｃ３Ｎ４ナノシート）は、多層構造を有するカーボンナイトライド（Ｃ３Ｎ４）を層間剥離して得られる構造に相当する形態のシートである。このようなＣ３Ｎ４ナノシートとしては、特に制限されないが、例えば、Ｃ３Ｎ４ナノシート、カーボンナイトライドナノリボン（Ｃ３Ｎ４ナノリボン：リボン状のＣ３Ｎ４ナノシート）、カーボンナイトライドナノスクロール（Ｃ３Ｎ４スクロール：スクロール状のＣ３Ｎ４ナノシート）が挙げられる。これらの中でも、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料等における触媒活性や熱伝導性等の特性の向上の観点から、Ｃ３Ｎ４ナノシートが好ましい。
【００２５】
本発明にかかるＣ３Ｎ４ナノシートの厚みとしては、特に制限されないが、１００ｎｍ以下のＣ３Ｎ４ナノシートが含まれるものであることが好ましく、５０ｎｍ以下のＣ３Ｎ４ナノシートが含まれるものであることがより好ましく、３０ｎｍ以下のＣ３Ｎ４ナノシートが含まれるものであることが更に好ましく、２０ｎｍ以下のＣ３Ｎ４ナノシートが含まれるものであることが特に好ましく、１０ｎｍ以下のＣ３Ｎ４ナノシートが含まれるものであることがとりわけ好ましく、３ｎｍ以下のＣ３Ｎ４ナノシートが含まれるものであることが最も好ましい。前記Ｃ３Ｎ４ナノシートの厚みが前記上限を超えると、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料等において熱伝導性等の特性が低下する傾向にある。
【００２６】
また、本発明にかかるＣ３Ｎ４ナノシートの層数としては、層数４０以下のＣ３Ｎ４ナノシートを数基準で８０％以上含むものである限り、特に制限されないが、Ｃ３Ｎ４ナノシートの比表面積が増大し、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料等における触媒活性及び熱伝導性等の特性の向上の観点から、１００層以下のＣ３Ｎ４ナノシートを含むものであることが好ましく、５０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートを含むものであることがより好ましく、３０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートを含むものであることが更に好ましく、２０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートを含むものであることが特に好ましく、１０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートを含むものであることがとりわけ好ましく、単層のＣ３Ｎ４ナノシートを含むものであることが最も好ましい。
【００２７】
更に、本発明にかかるＣ３Ｎ４ナノシートは、４０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートを数基準で８０％以上含むものである。これにより、Ｃ３Ｎ４ナノシートが比較的高濃度でかつ高度に分散しており、一辺のサイズが比較的大きいＣ３Ｎ４ナノシートを比較的高収率で得ることが可能なＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液、並びに、イオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性に優れたＣ３Ｎ４ナノシート複合体を得ることができる。更に、このＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料等は、触媒活性や熱伝導性等の特性に優れている。また、得られるＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液においてＣ３Ｎ４ナノシートの濃度、分散性及び収率が向上し、また、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体のイオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性が向上し、更に、このＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料等における触媒活性や熱伝導性等の特性の低下の観点から、本発明にかかるＣ３Ｎ４ナノシートにおける４０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合としては、数基準で、８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。
【００２８】
また、本発明にかかるＣ３Ｎ４ナノシートにおいて、２０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合としては、特に制限されないが、数基準で、５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましく、８０％以上であることが特に好ましく、９０％以上であることが最も好ましい。前記Ｃ３Ｎ４ナノシートにおいて、２０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合が前記下限未満になると、得られるＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液においてＣ３Ｎ４ナノシートの濃度、分散性及び収率が低下し、また、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体のイオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性が低下し、更に、このＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料等において触媒活性や熱伝導性等の特性が低下する傾向にある。
【００２９】
更に、本発明にかかるＣ３Ｎ４ナノシートにおいて、１０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合としては、特に制限されないが、数基準で、１０％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましく、３０％以上であることが更に好ましく、４０％以上であることが特に好ましく、５０％以上であることが最も好ましい。前記Ｃ３Ｎ４ナノシートにおいて、１０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合が前記下限未満になると、得られるＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液においてＣ３Ｎ４ナノシートの濃度、分散性及び収率が低下し、また、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体のイオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性が低下し、更に、このＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料等において触媒活性や熱伝導性等の特性が低下する傾向にある。
【００３０】
また、本発明にかかるＣ３Ｎ４ナノシートにおいて、単層構造のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合としては、特に制限されないが、数基準で、４％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることが更に好ましく、１５％以上であることが特に好ましく、２０％以上であることが最も好ましい。前記Ｃ３Ｎ４ナノシートにおいて、単層構造のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合が前記下限未満になると、得られるＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液においてＣ３Ｎ４ナノシートの濃度、分散性及び収率が低下し、また、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体のイオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性が低下し、更に、このＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料等において熱伝導性等の特性が低下する傾向にある。
【００３１】
このような本発明にかかるＣ３Ｎ４ナノシートにおいて、Ｃ３Ｎ４ナノシートの一辺のサイズ（長さ）の下限としては、特に制限されないが、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料等における熱伝導性、力学物性等の特性の向上の観点から、０．００１μｍ以上であることが好ましく、０．０１μｍ以上であることがより好ましく、０．１μｍ以上であることが更に好ましく、０．５μｍ以上であることが特に好ましく、１μｍ以上であることが最も好ましい。前記Ｃ３Ｎ４ナノシートにおいて、Ｃ３Ｎ４ナノシートの一辺の長さが前記下限未満になると、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料等において熱伝導性等の特性が低下する傾向にある。なお、従来技術では、例えば、一辺の長さが１μｍ以上といった一辺の長さの大きなＣ３Ｎ４ナノシートの分散は、一辺の長さが１μｍ未満のＣ３Ｎ４ナノシートと比較して難しい傾向にあるが、本発明のように、予め微粉砕処理を施したＣ３Ｎ４にイオン液体中又は超酸中で弱い超音波処理や撹拌処理等の混合処理を施すことによって、一辺の長さの大きなＣ３Ｎ４ナノシートの分散性が大きく向上する傾向にある。
【００３２】
なお、本発明において、Ｃ３Ｎ４ナノシートの厚みと一辺のサイズ（長さ）は、走査型電子顕微鏡観察により得た写真において、それぞれ無作為に抽出した２０個の一次粒子について、Ｃ３Ｎ４ナノシートの厚みと一辺のサイズ（長さ）をそれぞれ測定し、各々の平均値として求めた値である。
【００３３】
（イオン液体）
本発明に用いられるイオン液体は、特に制限されないが、２００℃未満の温度、好ましくは１５０℃未満の温度、より好ましくは１００℃未満の温度、更に好ましくは室温又は周囲の温度付近において液体である塩（イオン性液体）である。常温溶融塩又は単に溶融塩（塩溶融物）等とも称されるものであり、常温（室温）を含む幅広い温度域で液体状態を呈する塩である。このような液体の塩は、典型的には有機カチオン及び有機又は無機アニオンを含む。なお、室温で液体のイオン性液体であることが好ましい。
【００３４】
具体的には、このような本発明のイオン液体としては、例えば、下記一般式（１）：
（Ｚｐ＋）ｋ（Ｘｑ−）ｍ  ・・・（１）
で表わされるイオン液体であることが好ましい。式（１）中、Ｚｐ＋はカチオン、Ｘｑ−はアニオンを示し、ｐ、ｑ、ｋ、ｍは、それぞれ１〜３の整数を示す。
【００３５】
これらの中でも、本発明に係るイオン液体としては、上記一般式（１）において、ｐ、ｑ、ｋ及びｍが２以下であることが好ましく、ｐ、ｑ、ｋ及びｍが１であること、すなわち下記一般式（２）：
Ｚ＋Ｘ−  ・・・（２）
で表わされる化合物からなるイオン液体であることが特に好ましい。式（２）中、Ｚ＋はカチオン、Ｘ−はアニオンを示す。
【００３６】
＜Ｚ＋カチオン＞
このような本発明のイオン液体にかかる前記一般式（２）で示されるＺ＋Ｘ−化合物の中のＺ＋カチオンとしては、特に制限されないが、好ましくは、下記一般式（３）〜（１８）：
【００３７】
【化１】
0006774643.tif 000002
【００３８】
【化２】
0006774643.tif 000003
【００３９】
【化３】
0006774643.tif 000004
【００４０】
【化４】
0006774643.tif 000005
【００４１】
【化５】
0006774643.tif 000006
【００４２】
で表される構造（Ｚ＋カチオン：イミダゾリウム（３）、ピリジニウム（４）、ピリダジニウム（５）、ピリミジニウム（６）、ピラジニウム（７）、ピロリニウム（８）、２Ｈ−ピロリニウムカチオン（９）、トリアゾリウム（１０）、ピロリジニウム（１１）、ピペリジニウム（１２）、アンモニウム（１３）、ホスホニウム（１４）、スルホニウム（１５）、イソオキサゾリウム（１６）、オキサゾリウム（１７）、チアゾリウム（１８））のうち、少なくとも一種及びこれらカチオンの類縁体（前記カチオンにエポキシ基、アミノ基、水酸基、カルボン酸及び酸無水物基等の官能基を導入した変性カチオン等）を挙げることができる。
【００４３】
前記一般式（３）〜（１８）において、Ｒ１〜Ｒ１２は、それぞれ独立に水素原子、ヒドロキシ基、エステル基、カルボキシ基、スルホン酸基、エポキシ基、ハロゲン及びエーテル結合のうち少なくとも１種の基又は結合を含んでもよい炭素数１〜２４のアルキル基、炭素数３〜２４のアルケニル基、炭素数６〜２４のアリール基、炭素数７〜２４のアラルキル基、アルキルシリルアルキル基、アルコキシシリルアルキル基から選ばれるものである。
【００４４】
前記ヒドロキシ基、エステル基、カルボキシ基、エポキシ基、ハロゲン及びエーテル結合のうち、少なくとも１種の基又は結合を含んでもよい炭素数１〜２４のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種デシル基、各種ドデシル基、各種テトラデシル基、各種ヘキサデシル基、各種オクタデシル基、各種ノニルデシル基、各種エイコシル基、各種ヘンイコシル基、各種ドコシル基、各種トリコシル基、各種テトラコシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、クロロエチル基、ブロモエチル基、（メタ）アクリロイロキシメチル基、（メタ）アクリロイロキシエチル基、（メタ）アクリロイロキシプロピル基、（メタ）アクリロイロキシブチル基等のアクリロイロキシアルキル基、グリシジルオキシメチル基、グリシジルオキシエチル基、３−グリシジルオキシプロピル基、４−グリシジルオキシブチル基、２−メトキシエチル基、３−メトキシプロピル基等が挙げられる。
【００４５】
前記炭素数３〜２４のアルケニル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば、アリル基、プロペニル基、各種ブテニル基、各種ヘキセニル基、各種オクテニル基、各種デセニル基、各種ドデセニル基、各種テトラデセニル基、各種ヘキサデセニル基、各種オクタデセニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基等が挙げられる。前記アクリロイロキシアルキル基又は前記アルケニル基を有するイオン液体を用いることにより、Ｃ３Ｎ４の層間に挿入又はＣ３Ｎ４ナノシート表面に吸着したアクリロイロキシアルキル基又はアルケニル基含有イオン液体と他のアクリロイロキシアルキル基又はアルケニル基イオン液体及び／又はビニル系モノマーとの各種ラジカル重合（ｉｎ  ｓｉｔｕ重合）や反応が可能となり、Ｃ３Ｎ４ナノシートが高度に分散したＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液を作製することもできる。
【００４６】
前記炭素数６〜２４のアリール基としては、環上にアルキル基やハロゲン基等の適当な置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クロロフェニル基、ジクロロフェニル基、トリクロロフェニル基、ブロモフェニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、クロロナフチル基等が挙げられ、炭素数７〜２４のアラルキル基は、環上にアルキル基等の適当な置換基を有していてもよく、例えば、ベンジル基、メチルベンジル基、フェネチル基、メチルフェネチル基、フェニルプロピル基、メチルフェニルプロピル基、ナフチルメチル基、メチルナフチルメチル基等が挙げられる。
【００４７】
前記アルキルシリルアルキル基としては、トリアルキルシリルアルキル基が好ましく、ケイ素原子に結合するアルキル基は、炭素数１〜２０のものが好ましく、それらは同一でも異なっていてもよく、例えば、トリメチルシリルメチル基、トリエチルシリルメチル基、トリプロピルシリルメチル基、トリブチルシリルメチル基等が挙げられる。前記アルコキシシリルアルキル基としては、トリアルコキシシリルアルキル基が好ましく、ケイ素原子に結合するアルコキシ基はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、例えば、トリメトキシシリルメチル基、トリエトキシシリルメチル基、トリプロポキシシリルメチル基、トリブトキシシリルメチル基等が挙げられる。
【００４８】
このようなイオン性液体を構成するＺ＋カチオンにおいて、前記一般式（３）で示されるイミダゾリウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１−メチルイミダゾリウム、１−エチルイミダゾリウム、１，２−ジメチルイミダゾリウム、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１，３−ジエチルイミダゾリウム、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウム、１−メチル−３−ノニルイミダゾリウム、１−デシル−３−メチルイミダゾリウム、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウム、１−メチル−３−テトラデシルイミダゾリウム、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウム、１−トリメチルシリルメチル−３−メチルイミダゾリウム、１−（２−ヒドロキシエチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（４−スルホブチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−３−ビニルイミダゾリウム、１−ブチル−３−ビニルイミダゾリウム、１−メチル−３−イソプロピルイミダゾリウム、１−ｓｅｃ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−メトキシエチル−３−メチルイミダゾリウム、１−メトキシメチル−３−メチルイミダゾリウム、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム、１−アリル−３−エチルイミダゾリウム、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウム、１，３−ジアリルイミダゾリウム、１−ベンジル−３−メチルイミダゾリウム、１−（４−（メタ）アクリロイロキシメチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（４−（メタ）アクリロイロキシエチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（４−（メタ）アクリロイロキシプロピル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（４−（メタ）アクリロイロキシブチル）−３−メチルイミダゾリウム、等が挙げられる。
【００４９】
また、前記一般式（４）で示されるピリジニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１−メチルピリジニウム、１−エチルピリジニウム、１−プロピルピリジニウム、１−ブチルピリジニウム、１−ヘキシルピリジニウム、１−メトキシエチルピリジニウム、１−イソプロピルピリジニウム、１−エチル−３−メチルピリジニウム、１−プロピル−３−メチルピリジニウム、２−メチル−１−プロピルピリジニウム、１−ブチル−２−メチルピリジニウム、１−ブチル−４−メチルピリジニウム、１−ブチル−３−メチルピリジニウム、１−メトキシメチルピリジニウム、１−ｓｅｃ−ブチルピリジニウム、トリメチルシリルメチルピリジニウム、ビス（トリメチルシリル）メチルピリジニウム、１−プロピル−４−メチルピリジニウム、１‐メチル‐４‐トリメチルシリルメチルピリジニウム等が挙げられる。
【００５０】
更に、前記一般式（５）で示されるピリダジニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１−メチルピリダジニウム、１−エチルピリダジニウム、１−プロピルピリダジニウム、１−イソプロピルピリダジニウム、１−ブチルピリダジニウム、１−ペンチルピリダジニウム、１−ヘキシルピリダジニウム、１−メトキシメチルピリダジニウム等が挙げられる。
【００５１】
また、前記一般式（６）で示されるピリミジニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１−メチルピリミジニウム、１−エチルピリミジニウム、１−プロピルピリミジニウム、１−ブチルピリミジニウム、１−メトキシメチルピリミジニウム、１，２−ジメチルピリミジニウム、１−メチル−３−プロピルピリミジニウム等が挙げられる。
【００５２】
更に、前記一般式（７）で示されるピラジニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１−メチルピラジニウム、１−エチルピラジニウム、１−プロピルピラジニウム、１−ブチルピラジニウム、１−メトキシメチルピラジニウム、１−エチル−２−メチルピラジニウム等が挙げられる。
【００５３】
また、前記一般式（８）で示されるピロリニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１，１−ジメチルピロリニウム、１，１−ジエチルピロリニウム、１−エチル−１−メチルピロリニウム、１−メチル−１−プロピルピロリニウム、１−ブチル−１−メチルピロリニウム、１−メトキシエチル−１−メチルピロリニウム、１−メトキシメチル−１−メチルピロリニウム、１−イソプロピル−１−メチルピロリニウム等が挙げられる。
【００５４】
更に、前記一般式（９）で示される２Ｈ−ピロリニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１，２−ジメチル−２Ｈ−ピロリニウム、１−エチル−２−メチル−２Ｈ−ピロリニウム、１−プロピル−２−メチル−２Ｈ−ピロリニウム、１−ブチル−２−メチル−２Ｈ−ピロリニウム、１−ヘキシル−２−メチル−２Ｈ−ピロリニウム、１−オクチル−２−メチル−２Ｈ−ピロリニウム、１−トリメチルシリルメチル−２−メチル−２Ｈ−ピロリニウム、１−イソプロピル−２−メチル−２Ｈ−ピロリニウム、１−ｓｅｃ−ブチル−２−メチル−２Ｈ−ピロリニウム、１−メトキシエチル−２−メチル−２Ｈ−ピロリニウム、１−メトキシメチル−２−メチル−２Ｈ−ピロリニウム等が挙げられる。
【００５５】
また、前記一般式（１０）で示されるトリアゾリウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１−メチルトリアゾリウム、１−エチルトリアゾリウム、１−プロピルトリアゾリウム、１−ブチルトリアゾリウム等が挙げられる。
【００５６】
更に、前記一般式（１１）で示されるピロリジニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１−エチル−１−メチルピロリジニウム、１−メチル−１−プロピルピロリジニウム、１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、１−ブチル−１−エチルピロリジニウム、１−ブチル−１−プロピルピロリジニウム、１−メトキシエチル−１−メチルピロリジニウム、１−メトキシメチル−１−メチルピロリジニウム、１−イソプロピル−１−メチルピロリジニウム等が挙げられる。
【００５７】
また、前記一般式（１２）で示されるピペリジニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１−メチル−１−プロピルピペリジニウム、１−ブチル−１−メチルピペリジニウム、１−メトキシエチル−１−メチルピペリジニウム、１−メトキシメチル−１−メチルピペリジニウム、１−イソプロピル−１−メチルピペリジニウム等が挙げられる。
【００５８】
更に、前記一般式（１３）で示されるアンモニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム、ブチルトリメチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリブチル−Ｎ−メチルアンモニウム、エチル−ジメチル−プロピルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム、トリエトキシ（２−メトキシエチル）アンモニウム、メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウム、シクロヘキシルトリメチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−エチル−Ｎ−ベンジルアンモニウム、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−エチル−Ｎ−フェネチルアンモニウム、２−ヒドロキシエチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエタノールアンモニウム等が挙げられる。
【００５９】
また、前記一般式（１４）で示されるホスホニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）ホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、テトラオクチルホスホニウム、トリエチルメチルホスホニウム、トリエチルペンチルホスホニウム、トリエチルオクチルホスホニウム、トリメチルプロピルホスホニウム、トリメチルヘキシルホスホニウム、トリエチルメトキシメチルホスホニウム、トリエチル（２−メトキシエチル）ホスホニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリイソブチルメチルホスホニウム、トリブチルエチルホスホニウム、トリブチルテトラデシルホスホニウム、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム等が挙げられる。
【００６０】
更に、前記一般式（１５）で示されるスルホニウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、トリメチルスルホニウム、トリエチルスルホニウム、ジエチルメチルスルホニウム、ジエチル（２−メトキシエチル）スルホニウム、トリプロピルスルホニウム、トリブチルスルホニウム、ジメチルヘキシルスルホニウム等が挙げられる。
【００６１】
また、前記一般式（１６）で示されるイソオキサゾリウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、２−エチル−５−メチルイソオキサゾリウム、２−プロピル−５−メチルイソオキサゾリウム、２−ヘキシル−５−メチルイソオキサゾリウム、２−メトキシメチル−５−メチルイソオキサゾリウム等が挙げられる。
【００６２】
更に、前記一般式（１７）で示されるオキサゾリウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１−エチル−２−メチルオキサゾリウム、１−ブチル−２−メチルオキサゾリウム、１，３−ジメチルオキサゾリウム等が挙げられる。
【００６３】
また、前記一般式（１８）で示されるチアゾリウムカチオンとしては、特に制限されないが、例えば、１，２−ジメチルチアゾリウム、１，２−ジメチル−３−プロピルチアゾリウム等が挙げられる。
【００６４】
このようなイオン性液体を構成するＺ＋カチオンにおいては、上記のＺ＋アニオンの中でも、Ｃ３Ｎ４ナノシート表面へのイオン液体の吸着性（吸着量）の向上による分散性及び有機溶媒への再分散性の観点から、前記一般式（３）〜（１２）及び（１６）〜（１８）の環状カチオンであることがより好ましく、前記一般式（３）〜（１２）の環状カチオンであることが更に好ましく、前記一般式（３）、（４）及び（８）〜（１０）の環状カチオンであることが特に好ましく、前記一般式（３）及び（４）の環状カチオンであることが最も好ましい。
【００６５】
なお、本発明において用いることができるＺ＋カチオンとしては、前記一般式（１）〜（１８）示されるカチオンの他にも、例えば、１−ヘキシル−１，４−ジアザ［２，２，２］ビシクロオクタニウム、１−ブチル−１，４−ジアザ［２，２，２］ビシクロオクタニウム等のジアザビシクロオクタニウム等のカチオンを挙げることができる。
【００６６】
＜Ｘ−アニオン＞
このような本発明で用いられるイオン液体にかかる前記一般式（２）で示されるＺ＋Ｘ−化合物の中のＸ−アニオンとしては、特に制限されないが、例えば、［ＣｎＦ（２ｎ＋１−ａ）Ｈａ）ＳＯ２］２Ｎ−、（ＦＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＮ）２Ｎ−、ＣｎＨ（２ｎ＋１）ＯＳＯ３−、（ＣｎＦ（２ｎ＋１−ａ）Ｈａ）ＳＯ３−、ＣＨ３ＳＯ３−、ＨＳＯ３−、Ｃ６Ｈ５ＳＯ３−、ＣＨ３（Ｃ６Ｈ４）ＳＯ３−、［ＣｎＦ（２ｎ＋１−ａ）Ｈａ）ＳＯ２］３Ｃ−、（ＣｎＦ（２ｎ＋１−ａ）Ｈａ）ＣＯＯ−、ＮＯ３−、ＢＦ４−ｂ（ＣｎＦ２ｎ−１）ｂ−、（ＣＮ）４−ｂＢｂ−、（ＣＮ）４−ｂＢＦｂ−、Ｆ（ＨＦ）ｂ−、ＡｌＣｌ４−、ＦｅＣｌ４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＢｉＦ６−、ＮｂＦ６−、ＴａＦ６−、ＷＦ７−、ＳｉＦ６−、ＰＦ６−ｃ（ＣｎＦ２ｎ−１）ｃ−、（ＣＮ）２Ｎ−、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン及びこれらアニオンの類縁体（変性物等）等を挙げることができる。なお、ｎは１〜８の整数、ａは０〜１７の整数、ｂは０〜４の整数、ｃは１〜６の整数である。また、このようなＸ−アニオンのうち、Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液中でのＣ３Ｎ４ナノシートの分散性（分散安定性）と濃度が向上する観点、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体の溶媒中への再分散性が向上し比較的高濃度でかつ高品質のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液が得られるという観点から、［ＣｎＦ（２ｎ＋１−ａ）Ｈａ）ＳＯ２］２Ｎ−、ＣｎＨ（２ｎ＋１）ＯＳＯ３−、（ＣｎＦ（２ｎ＋１−ａ）Ｈａ）ＳＯ３−、ＢＦ４−ｂ（ＣｎＦ２ｎ−１）ｂ−、（ＣＮ）４−ｂＢｂ−、（ＣＮ）４−ｂＢＦｂ−がより好ましく、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−（ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）、（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）２Ｎ−（ビス（ノナフルオロブタンスルホニル）イミド）、ＣＦ３ＳＯ３−（トリフルオロメタンスルホナート）、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３−（ノナフルオロブタンスルホナート）、ＢＦ４−（テトラフルオロボレート）、ＰＦ６−（ヘキサフルオロホスファート）が更に好ましく、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、ＣＦ３ＳＯ３−、ＢＦ４−、ＰＦ６−が特に好ましく、中でもＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液中でのＣ３Ｎ４ナノシート濃度と、イオン液体のＣ３Ｎ４ナノシートへの吸着量を大きく向上させる観点から、ＰＦ６−が最も好ましい。
【００６７】
なお、本発明に用いられるイオン液体としては、Ｃ３Ｎ４の層間剥離性に優れ、比較的高濃度のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液が得られる観点や、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の分散性、再分散性に優れる観点から、例えば、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホナート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホナート、テトラエチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミド、１，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−エチルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、１−プロピルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、１−ブチルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、１−ヘキシルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、１−ブチル−２−メチルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、１−ブチル−３−メチルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、１−ブチル−４−メチルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、１−エチルピリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチルピリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチルピリジニウムヘキサフロオロホスファート、１−ブチルピリジニウムテトラフロオロボレート、１−メトキシエチルピリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−イソプロピルピリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ヘキシルピリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ヘキシルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、１−ヘキシルピリジニウムテトラフルオロボレート、１−ヘキシルピリジニウムビス（フルオロスルホニル）イミド、１−メチル−１−プロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−メトキシメチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−メトキシエチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−イソプロピル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド等が特に好ましい。
【００６８】
このような本発明にかかるイオン液体は、単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。なお、本発明における「イオン液体」とは、いわゆるイオン液体のみならず、イオン液体由来物（イオン液体が変性又は分解して生じたイオン液体由来化合物）を含む概念である。このようなイオン液体由来物としては、特に制限はないが、製造時や製造後の熱、超音波、せん断、水分の混入等によりイオン液体の少なくとも一部が分解、反応することによって生成した化合物、例えば、イオン液体の重合物（オリゴマー、ポリマー）、フッ化水素、二酸化硫黄等を挙げることができる。また、イオン液体と同等の構造単位を主鎖又は側鎖に有するオリゴマーやポリマー、イオン液体のダイマー、トリマー、テトラマー等の複数のイオン液体からなる化合物（会合体）も本発明にかかるイオン液体として用いることができる。
【００６９】
（超酸）
本発明に用いられる超酸は、２５℃におけるハメットの酸度関数（Ｈ０）が−１２未満（すなわち、より負）の酸度関数（Ｈ０）を有する酸である。ここで、ハメットの酸度関数（Ｈ０）は、酸性度の指標として一般的に使用され、超酸や酸の種類と組成及び濃度に固有の値であり、温度によって変化する（ＬＯＵＩＳ  Ｐ．ＨＡＭＭＥＴＴら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、１９３２年、第５４巻、２７２１頁を参照）。なお、２５℃での各種超酸のＨ０については、例えば、化学便覧基礎編（改訂５版、日本化学会編）等に詳述されている（同便覧ＩＩの表１１．４７、表１１．５１、表１１．５２、表１１．５３等が参照される）。
【００７０】
また、本発明に用いられる超酸としては、Ｃ３Ｎ４ナノシートへの吸着量及び／又はＣ３Ｎ４の層間剥離性の観点から、酸度関数（Ｈ０）の上限が−１２．５未満であるものが好ましく、−１３未満であるものがより好ましい。また、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体の分散性の観点から、酸度関数（Ｈ０）の下限が−６０以上であるものが好ましく、−３０以上であるものがより好ましく、−２５以上であるものが更に好ましく、−２０以上であるものが特に好ましい。
【００７１】
このような本発明に用いられる超酸としては、例えば、クロロスルホン酸（塩化スルホン酸、ＨＳＯ３Ｃｌ）、フルオロスルホン酸（ＦＳＯ３Ｈ）、フッ化水素酸（ＨＦ）、トリフルオロメタンスルホン酸（ＣＦ３ＳＯ３Ｈ）、ペンタフルオロエタンスルホン酸（Ｃ２ＨＦ５Ｏ３Ｓ）、テトラフルオロホウ酸（ＨＢＦ４）、六フッ化リン酸、塩化フッ化ホウ素酸、五フッ化アンチモンとフルオロスルホン酸との混合物、五フッ化アンチモンとフッ化水素酸との混合物、六フッ化アンチモン酸、六フッ化砒素酸、カルボラン酸、フッ素置換カルボラン酸、ジフルオロメタンジスルホン酸、テトラフルオロエタンジスルホン酸、ヘキサフルオロプロパンジスルホン酸、二硫酸、トリフルオロエタントリスルホン酸、ペンタフルオロプロパントリスルホン酸、ヘプタフルオロブタントリスルホン酸、ヘキサフルオロブタンテトラスルホン酸、オクタフルオロペンタンテトラスルホン酸、デカフルオロへキサンテトラスルホン酸等及びそれらの塩や誘導体等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。これらの超酸の中でも、Ｃ３Ｎ４の層間剥離性、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体の溶媒中及び樹脂中での分散性の観点から、クロロスルホン酸、フルオロスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、テトラフルオロホウ素酸からなる群から選択される少なくとも一種が好ましく、ハロゲンが直接Ｓ原子に結合したスルホン酸であるクロロスルホン酸及び／又はフルオロスルホン酸がより好ましく、クロロスルホン酸が特に好ましい。また、本発明においては、このような超酸を、超酸以外の酸と混合して用いてもよい。
【００７２】
このような本発明にかかる超酸は、単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。なお、本発明における「超酸」とは、いわゆる超酸のみならず、超酸由来物（超酸が変性又は分解して生じた超酸由来化合物）を含む概念である。このような超酸由来化合物としては、例えば、超酸として塩化スルホン酸を用いた場合、Ｃ３Ｎ４ナノシートの表面や層間に吸着している塩化スルホン酸の少なくとも一部が水と反応することにより生成した塩酸や硫酸を挙げることができる。Ｃ３Ｎ４ナノシートに吸着している塩化スルホン酸が水と反応して生成する塩化水素は、沸点が低いため通常ガスとして揮発するが、塩化水素が水と混和して生じた塩酸の少なくとも一部が、硫酸や塩化スルホン酸とともに、超酸由来化合物として、Ｃ３Ｎ４ナノシートの表面や層間に吸着することもある。このような超酸由来化合物の量としては、特に制限はないが、超酸以外の溶媒中でのＣ３Ｎ４ナノシート複合体の分散性の向上の観点から、超酸（超酸由来化合物を含む）１００質量％に対して、９０質量％以下であることが好ましく、８０質量％以下であることがより好ましく、７０％質量以下であることが更に好ましく、５０％質量以下であることが特に好ましい。
【００７３】
（Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液）
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液は、前記イオン液体又は前記超酸と、前記イオン液体又は前記超酸に分散している前記Ｃ３Ｎ４ナノシートと、を備えており、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートが層数４０以下のＣ３Ｎ４ナノシートを数基準で８０％以上含むものである。
【００７４】
このような本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液において、含有する前記Ｃ３Ｎ４ナノシートの濃度としては、特に制限されないが、Ｃ３Ｎ４ナノシートが有する熱伝導性等の特性をより好ましく発現するという観点から、０．０１ｍｇ／ｍｌ以上であることが好ましく、０．１ｍｇ／ｍｌ以上であることがより好ましく、０．２ｍｇ／ｍｌ以上であることが更に好ましく、０．３ｍｇ／ｍｌ以上であることが特に好ましく、０．４ｍｇ／ｍｌ以上であることが最も好ましい。
【００７５】
また、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液においては、前記イオン液体又は前記超酸の少なくとも一部が、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートに吸着していることが好ましい。これにより、Ｃ３Ｎ４の層間剥離を効率的に進行させ、層数の少ないＣ３Ｎ４ナノシートが高度に分散している分散液をより高濃度で得ることができる。
【００７６】
なお、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液における、Ｃ３Ｎ４ナノシートの厚み、層数、４０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合、２０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合、一辺の長さについては前述のとおりである。
【００７７】
（Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体）
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートと、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートに吸着している前記イオン液体又は前記超酸と、を備えており、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートが層数４０以下のＣ３Ｎ４ナノシートを数基準で８０％以上含むものである。
【００７８】
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体において、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートと、前記イオン液体又は前記超酸との吸着は、非共有結合による吸着であっても、共有結合（配位結合も含む）による吸着であっても、またこれらの組み合わせであってもよいが、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の触媒活性、電気特性、熱伝導性の向上の観点から、前記吸着のうちの少なくとも一部が非共有結合による吸着であることが好ましく、全てが非共有結合による吸着であることが特に好ましい。
【００７９】
本発明において、「非共有結合による吸着」とは、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートと前記イオン液体又は前記超酸との間に生じる共有結合以外の相互作用による吸着を意味する。このような非共有結合による吸着としては、例えば、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートと前記イオン液体のカチオン又は前記超酸の水素カチオンとの間に生じるカチオン−π相互作用、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートと前記イオン液体のアニオン又は前記超酸のアニオンとの間に生じるアニオン−π相互作用、前記イオン液体又は前記超酸と前記Ｃ３Ｎ４との間での電荷移動相互作用及びファンデルワールス力等の相互作用のうちの１種以上の相互作用を利用するもの等が挙げられる。なお、非共有結合による吸着であっても洗浄等により前記イオン液体又は前記超酸が脱離しない理由は必ずしも定かではないが、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体においては、カチオン−π相互作用、アニオン−π相互作用、電荷移動相互作用及びファンデルワールス力等の相互作用が強く働いているためと推察される。
【００８０】
また、本発明において、「共有結合による吸着」とは、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートと前記イオン液体又は前記超酸とが共有結合を介して吸着するものであれば特に制限されないが、例えば、Ｃ３Ｎ４ナノシートの平面や端部に存在する微量の残存炭素原子、窒素原子等が前記イオン液体又は前記超酸のプロトンによりプロトネーションされた場合等を挙げることができる。また、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートの構造中にカルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、アルキル基、有機シリル基等の置換基、ポリ（メタ）アクリル酸エステル等の高分子、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリ（パラフェニレン）、ポリチオフェン又はポリフェニレンビニレンといった導電性高分子等が化学結合により導入されたもの、Ｃ３Ｎ４ナノシートを金属ナノ粒子やカーボン系ナノフィラー等の他のナノ構造体で被覆したものも用いることができる。
【００８１】
なお、このような前記Ｃ３Ｎ４ナノシートへの前記イオン液体又は前記超酸の吸着は、イオン液体又は超酸以外の溶媒中にＣ３Ｎ４ナノシート複合体を分散させた場合やイオン液体又は超酸以外の溶媒によりＣ３Ｎ４ナノシート複合体を洗浄ろ過した場合においても、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体中に残存していることが好ましい。
【００８２】
このような前記Ｃ３Ｎ４ナノシートへの前記イオン液体又は前記超酸の吸着は、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートと前記イオン液体又は前記超酸とを共存させることによって生じるものである。例えば、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートと前記イオン液体とを共存させることによって、イオン液体を構成するカチオンとＣ３Ｎ４の窒素原子との間のカチオン−π相互作用及び／又はイオン液体を構成するプロトンとＣ３Ｎ４の窒素原子との間の水素結合が生じ、更に、イオン液体を構成するアニオンとＣ３Ｎ４の間のアニオン−π相互作用及び／又はイオン液体とＣ３Ｎ４の間の電荷移動相互作用やファンデルワールス力等の非共有結合も生じる。また、前記Ｃ３Ｎ４ナノシートと前記超酸とを共存させることによって、超酸を構成する水素カチオン（Ｈ＋）とＣ３Ｎ４の窒素原子との間のカチオン−π相互作用（非共有結合）及び／又は超酸を構成するプロトンとＣ３Ｎ４の窒素原子との間の結合（配位結合（共有結合）及び／又は非共有結合）が生じ、更に、超酸を構成するアニオンとＣ３Ｎ４との間のアニオン−π相互作用及び／又は超酸とＣ３Ｎ４との間の電荷移動相互作用やファンデルワールス力等の非共有結合も生じる。また、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を多量の水で繰り返し洗浄すると、超酸のプロトンとＣ３Ｎ４ナノシートの窒素原子との間の配位結合の一部又は全てが取り除かれ、超酸（超酸由来化合物を含んでもよい）や超酸を構成するアニオンとＣ３Ｎ４ナノシートとの間の非共有結合のみによる吸着を有するＣ３Ｎ４ナノシート複合体を得ることができる。超酸（超酸由来化合物を含んでもよい）が非共有結合によりＣ３Ｎ４ナノシートに吸着したＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、共有結合により吸着したＣ３Ｎ４ナノシート複合体と比較してＣ３Ｎ４ナノシート表面に欠陥が少ない若しくは欠陥がなく、Ｃ３Ｎ４ナノシートが本来有する特性を発現できるため、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体及びこれを含む分散液、樹脂複合材料等の熱伝導性等の特性が向上する傾向にある。
【００８３】
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体において、前記イオン液体又は前記超酸の吸着量としては、特に制限されないが、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の分散性及び流動性（成形加工性）の向上の観点から、Ｃ３Ｎ４ナノシート１００質量部に対して０．０１質量部以上が好ましく、０．１質量部以上がより好ましく、０．３質量部以上が更に好ましく、０．４質量部以上が特に好ましく、０．５質量部以上が最も好ましい。前記イオン液体又は前記超酸の吸着量が前記下限未満になると、Ｃ３Ｎ４ナノシートの分散性及び流動性（成形加工性）が低下しやすい傾向にある。また、前記イオン液体又は前記超酸の吸着量としては、Ｃ３Ｎ４ナノシート１００質量部に対して１０００００質量部以下が好ましく、１００００質量部以下がより好ましく、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を含む樹脂複合材料や樹脂複合材の剛性や吸着安定性の向上の観点から、１０００質量部以下が更に好ましく、１００質量部以下が特に好ましく、９０質量部以下が最も好ましい。なお、Ｃ３Ｎ４ナノシートへのイオン液体又は超酸の吸着量については、熱重量分析によりイオン液体又は超酸に由来する重量減少を求めることにより算出することができる。
【００８４】
なお、イオン液体又は超酸のＣ３Ｎ４ナノシート表面への吸着については前述の熱重量分析やＸ線光電子分光分析及びＸ線光電子分光分析を用いた元素分析により確認することができる。例えば、イオン液体としてイミダゾリウムカチオンを含むイオン液体を用いた場合には、Ｘ線光電子分光分析において、約４０２ｅＶにイミダゾリウムカチオンのＮ１ｓのピークが存在することにより確認できる。また、イオン液体としてＰＦ６アニオンを有するイオン液体を用いた場合には、Ｘ線光電子分光分析において、約１３５ｅＶにＰ２ｐのピークが、約６８７ｅＶにＦ１ｓのピークがそれぞれ存在することにより確認できる。更に、イオン液体としてスルホニル基を含むアニオンを有するイオン液体を用いた場合には、Ｘ線光電子分光分析において、約１６８ｅＶにＳ２ｐのピークが存在することにより確認できる。また、Ｘ線光電子分光分析によるＣ３Ｎ４ナノシート複合体の表面の元素分析において、Ｐ原子、Ｆ原子、Ｓ原子等のイオン液体に由来する原子が存在することによっても確認できる。一方、超酸としてクロロスルホン酸を用いた場合には、Ｘ線光電子分光分析において、約２００ｅＶにクロロスルホン酸のＣｌ２ｐのピークが、約１６８ｅＶにＳ２ｐのピークが存在することにより確認できる。また、Ｘ線光電子分光分析によるＣ３Ｎ４ナノシート複合体の表面の元素分析において、Ｃｌ原子、Ｓ原子等の超酸に由来する原子が存在することによっても確認できる。
【００８５】
なお、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体における、Ｃ３Ｎ４ナノシートの厚み、層数、４０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合、２０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合、一辺の長さについては前述のとおりである。
【００８６】
（Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液）
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液は、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体と、イオン液体及び超酸以外の溶媒と、を含有するものである。前記Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体は、前記イオン液体中又は前記超酸中で調製してそのまま分散液として使用することもできるが、イオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性に優れているため、前記イオン液体中又は前記超酸中に添加して、前記イオン液体又は前記超酸を分散媒とする分散液として使用することができる。
【００８７】
このような本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液において、含有する前記Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の濃度としては、特に制限されないが、Ｃ３Ｎ４ナノシートが有する熱伝導率等の特性をより好ましく発現する観点から、０．０１ｍｇ／ｍｌ以上であることが好ましく、０．０５ｍｇ／ｍｌ以上であることがより好ましく、０．１ｍｇ／ｍｌ以上であることが更に好ましく、０．２ｍｇ／ｍｌ以上であることが特に好ましい。
【００８８】
なお、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液における、Ｃ３Ｎ４ナノシートの厚み、層数、４０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合、２０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの存在割合、一辺の長さについては前述のとおりである。
【００８９】
（イオン液体及び超酸以外の溶媒）
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液において、イオン液体及び超酸以外の溶媒としては、特に制限されないが、例えば、有機溶媒及び水が挙げられる。これらは単独で用いても混合して用いてもよい。前記有機溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、テトラエチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、クロロフェノール、フェノール、テトラヒドロフラン、スルホラン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、１，５−ジメチル−２−ピロリドン、ペンタン、ヘキサン、ネオペンタン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン、ジエチルエーテル等が挙げられる。これらの有機溶媒も１種を単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。
【００９０】
このような本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液における前記有機溶媒としては、前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体やその製造時に用いたイオン液体又は超酸、特に、イオン液体又は超酸を構成するアニオン種との親和性が高いものが好ましく、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ヘキサフルオロイソプロパノール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、１，５−ジメチル−２−ピロリドン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、テトラエチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコールを好ましく挙げることができる。また、このような本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液においては、スチレン、（メタ）アクリル酸等のビニル系モノマーやエポキシ樹脂等の硬化樹脂の主剤や架橋剤等の原料も溶媒として用いることができ、これら溶媒中でＣ３Ｎ４ナノシート複合体を分散させ、重合を行うことによってＣ３Ｎ４ナノシート複合体が高度に分散した樹脂複合体を得ることができる。
【００９１】
また、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液及び本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液においては、各種フィラーを更に含んでいてもよい。このようなフィラーとしては、特に制限されないが、例えば、アルミナ、窒化アルミ、立方晶カーボンナイトライド、窒化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化亜鉛、グラファイト、炭素繊維、セルロース、リグニン、セルロースナノファイバー；カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンナノプレートレット、グラフェン、数層グラフェン、ナノグラファイト（グラフェンナノリボン等）、ナノグラフェン、カーボンナノホーン、カーボンナノコーン、カーボンナノコイル、フラーレン等のカーボン系ナノフィラー：遷移金属ダイカルコゲナイド、１３族カルコゲナイド、１４族カルコゲナイド、ビスマスカルコゲナイド等のカルコゲナイド系層状物質；層状高温超伝導化合物、雲母、滑石、カオリン等の層状ケイ酸塩；酸化チタン系及びペロブスカイト系ナノシート等の層状酸化物が好ましい。これらの中でも、例えば、グラファイト、数層グラフェン、六方晶窒化ケイ素、六方晶炭化ケイ素及びカルコゲナイド系層状物質等の層状物質とＣ３Ｎ４又はＣ３Ｎ４ナノシートとをイオン液体中又は超酸中で混合した場合、これらの層状物質の剥離又は分散も進行した分散液を得ることもできる。また、これらの混合物の分散液から溶媒を除去し、前記層状物質の剥離により得られたナノシートとＣ３Ｎ４ナノシート又はＣ３Ｎ４ナノシート複合体とを配向、配列させることによって、前記層状物質の剥離により得られたナノシートとＣ３Ｎ４ナノシート又はＣ３Ｎ４ナノシート複合体とからなる積層体を作製することもできる。
【００９２】
［製造方法］
次に、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液の製造方法、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法、及び本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液の製造方法について説明する。
【００９３】
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液は、Ｘ線回折スペクトルにおける（１００）面のピーク強度（Ｉ１００）に対する（００２）面のピーク強度（Ｉ００２）の比（Ｉ００２／Ｉ１００）が６以上であるカーボンナイトライド（Ｃ３Ｎ４）とイオン液体又は超酸とを混合（混合処理）して、前記Ｃ３Ｎ４の層間を剥離して前記Ｃ３Ｎ４ナノシートを得ると共に、前記イオン液体又は前記超酸に前記Ｃ３Ｎ４ナノシートを分散させることによって製造することができる。
【００９４】
また、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法は、Ｘ線回折スペクトルにおける（１００）面のピーク強度（Ｉ１００）に対する（００２）面のピーク強度（Ｉ００２）の比（Ｉ００２／Ｉ１００）が６以上であるカーボンナイトライド（Ｃ３Ｎ４）とイオン液体又は超酸とを混合し、前記Ｃ３Ｎ４の層間を剥離せしめて前記Ｃ３Ｎ４ナノシートを得ると共に該Ｃ３Ｎ４ナノシートに前記イオン液体又は前記超酸を吸着させる剥離吸着工程を含む特徴とする方法である。
【００９５】
更に、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液は、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体をイオン液体及び超酸以外の溶媒に添加して混合することによって製造することができる。
【００９６】
（カーボンナイトライド）
本発明において原料として用いられるカーボンナイトライド（Ｃ３Ｎ４）は、Ｘ線回折スペクトルにおける（１００）面のピーク強度（Ｉ１００）に対する（００２）面のピーク強度（Ｉ００２）の比（Ｉ００２／Ｉ１００）が６以上のものである。通常のＣ３Ｎ４は、平面性に劣り、三次元的に非共有結合及び／又は共有結合により連結した構造を有しているため、窒化ホウ素やグラファイトと比べて剥離が困難であり、イオン液体中又は超酸中でそのまま弱い超音波処理や撹拌処理等の混合処理を施してもＣ３Ｎ４の層間剥離が十分に進行しない。一方、前記Ｉ００２／Ｉ１００の値が６以上のＣ３Ｎ４は、Ｃ３Ｎ４は層間の非共有結合及び／又は共有結合の少なくとも一部が破壊されており、層間の結合力が弱くなっている。このような層間の結合力が弱くなったＣ３Ｎ４は、前記イオン液体中又は前記超酸中で弱い超音波処理や撹拌処理等の混合処理を施すだけで、層間剥離が飛躍的に進行し、層数が少なく、分散性に優れたＣ３Ｎ４ナノシートを形成する。更に、このようにして得られるＣ３Ｎ４ナノシートは、マイルドな条件で混合処理が施されているため、Ｃ３Ｎ４層の面内方向の構造破壊が起こりにくく、一辺のサイズが比較的大きくなる。また、原料として用いるＣ３Ｎ４としては、前記イオン液体中又は前記超酸中での弱い超音波処理や撹拌処理等の混合処理による層間剥離が起こりやすいという観点から、前記Ｉ００２／Ｉ１００の値が７以上のＣ３Ｎ４が好ましく、８以上のＣ３Ｎ４がより好ましく、９以上のＣ３Ｎ４が更に好ましく、９．５以上のＣ３Ｎ４が特に好ましく、１０以上のＣ３Ｎ４が最も好ましい。
【００９７】
このような所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４は、例えば、通常のＣ３Ｎ４に微粉砕処理を施すことによって得ることができる。微粉砕処理としては、特に制限はないが、例えば、乳鉢やライカイ機等を用いて磨り潰す方法（具体的には、乳棒やライカイ機等を用いて機械的に緩やかに磨り潰す方法）、ボールミリング装置を用いたボールミリング処理、湿式ジェットミルを用いた湿式での処理、剪断式ミルを用いた剪断力による処理等が挙げられる。また、微粉砕処理は水や有機溶媒等の溶媒の存在下で行なってもよいが、前記Ｉ００２／Ｉ１００の値を高めるという観点から、存在する溶媒量が少ないことが好ましく、例えば、Ｃ３Ｎ４１００重量部に対して、溶媒量が１００重量部以下であることが好ましく、５０重量部以下であることがより好ましく、１０重量部以下であることが更に好ましく、５重量部以下であることが特に好ましい。また、通常のＣ３Ｎ４を乳鉢やライカイ機等で磨り潰す場合、磨り潰し時間の下限としては特に制限はないが、前記Ｉ００２／Ｉ１００の値を高めるという観点から、１分間以上であることが好ましく、３分間以上であることがより好ましく、５分間以上であることが更に好ましく、１０分間以上であることが特に好ましく、２０分間以上であることが最も好ましい。磨り潰し時間の上限としては特に制限はないが、Ｃ３Ｎ４層の面内方向の構造破壊により一次粒子の一辺のサイズが小さくなることを抑制するという観点から、１２０分間以下が好ましく、６０分間以下がより好ましく、３０分間以下が更に好ましく、２５分間以下が特に好ましい。
【００９８】
所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４を調製する際に用いられる通常のＣ３Ｎ４としては、特に制限はないが、グラファイト状カーボンナイトライド、六方晶カーボンナイトライド、乱層構造カーボンナイトライド等が挙げられる。これらの中でも、光触媒活性に優れるという観点から、グラファイト状カーボンナイトライド（以下、「ｇ−Ｃ３Ｎ４」と略す場合もある。）が好ましい。また、これらのＣ３Ｎ４の形状としては、特に制限はないが、パウダー状、フレーク状、ビーズ状等が好ましい。更に、このようなＣ３Ｎ４として、通常のＣ３Ｎ４の類縁体としてホウ素やケイ素等のその他の原子も含むものやシランカップリング剤等の公知の表面処理剤で表面処理を施したＣ３Ｎ４も用いることができるが、Ｃ３Ｎ４の有する触媒活性、電気特性、熱伝導率、力学物性等を十分に発現するという観点から、ＣＮの純度が高いＣ３Ｎ４が好ましい。例えば、得られるＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料、Ｃ３Ｎ４ナノシート積層体の触媒活性、電気特性、熱伝導率の向上の観点から、ＣＮの純度としては、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることが更に好ましく、９７質量％以上であることが特に好ましく、９９質量％以上であることが最も好ましい。
【００９９】
本発明に用いられる所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４の平均二次粒子径としては、特に制限されないが、０．０１μｍ以上であることが好ましく、０．１μｍ以上であることがより好ましく、０．２μｍ以上であることが更に好ましく、０．３μｍ以上であることが特に好ましく、０．４μｍ以上であることが最も好ましい。本発明においては、前記イオン液体又は前記超酸を用いることによって、このような、通常、剥離と孤立分散が困難な平均二次粒子径の大きなＣ３Ｎ４も分散させることが可能となる。また、所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４の二次粒子を構築するＣ３Ｎ４一次粒子の一辺の平均サイズ（長さ）の下限としては、特に制限されないが、０．０１μｍ以上であることが好ましく、０．０５μｍ以上であることがより好ましく、０．１μｍ以上であることが更に好ましく、０．２μｍ以上であることが特に好ましく、０．３μｍ以上であることが最も好ましい。
【０１００】
（Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液の製造方法）
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液は、このような所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４とイオン液体又は超酸とを混合（混合処理）して、前記Ｃ３Ｎ４の層間を剥離して前記Ｃ３Ｎ４ナノシートを得ると共に、前記イオン液体又は前記超酸に前記Ｃ３Ｎ４ナノシートを分散させることによって製造することができる。ここで、イオン液体又は超酸としては、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液等に関して説明した前記イオン液体又は前記超酸を用いることができる。また、前述した各種フィラーと前記カーボンナイトライド（Ｃ３Ｎ４）と前記イオン液体又は前記超酸とを混合（混合処理）することによって、各種フィラーを含有する本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液を製造することができる。
【０１０１】
前記カーボンナイトライド（Ｃ３Ｎ４）とイオン液体又は超酸とを混合（混合処理）することによって、前記Ｃ３Ｎ４の層間剥離が進行し、前記イオン液体中又は前記超酸中に層間剥離したＣ３Ｎ４ナノシートが高度に分散する。前記混合処理としては、特に制限されないが、超音波処理、振動処理、攪拌処理、粉砕処理、外場の印加（例えば、電場印加、磁場印加等）、電磁波照射（例えば、マイクロ波照射、ミリ波照射等）、混練から選ばれる少なくとも一種の混合処理であることが好ましい。これらの混合処理の中でも、Ｃ３Ｎ４の層間剥離を効率的に進行させ、層数の少ないＣ３Ｎ４ナノシートを比較的高濃度でかつ高度に分散したＣ３Ｎ４ナノシート分散液が得られるという観点から、超音波処理、撹拌処理及び粉砕処理からなる群から選択される少なくとも一種の混合処理が好ましく、超音波処理がより好ましい。
【０１０２】
（Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法）
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法は、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４とイオン液体又は超酸とを混合し、前記Ｃ３Ｎ４の層間を剥離せしめて前記Ｃ３Ｎ４ナノシートを得ると共に該Ｃ３Ｎ４ナノシートに前記イオン液体又は前記超酸を吸着させる剥離吸着工程を含む特徴とする方法である。このＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法において、イオン液体又は超酸としては、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体等に関して説明した前記イオン液体又は前記超酸を用いることができる。
【０１０３】
このような本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法としては、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸とを混合し、前記Ｃ３Ｎ４の層間を剥離せしめて前記Ｃ３Ｎ４ナノシートを得ると共に前記Ｃ３Ｎ４ナノシートに前記イオン液体又は前記超酸を吸着させることが可能な方法であれば、特に制限はないが、例えば、以下の方法が挙げられる。
（ｉ）前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸とを溶媒を使用せずに混合して層間剥離処理を施す方法。
（ｉｉ）前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸とを溶媒中で混合して層間剥離処理を施す方法。
（ｉｉｉ）前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸とを溶媒を使用せずに混合する方法。
（ｉＶ）前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸とを溶媒中で混合する方法。
これらの製造方法は単独で実施しても２つ以上を組み合わせて実施してもよい。
【０１０４】
（剥離吸着工程）
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法においては、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸とを混合し、前記Ｃ３Ｎ４の層間を剥離せしめて前記Ｃ３Ｎ４ナノシートを得ると共に前記Ｃ３Ｎ４ナノシートに前記イオン液体又は前記超酸を吸着させる工程（剥離吸着工程）を含むことが必要である。
【０１０５】
このような剥離吸着工程においては、超音波処理、振動処理、攪拌処理、粉砕処理、外場の印加（例えば、電場印加、磁場印加等）、電磁波照射（例えば、マイクロ波照射、ミリ波照射等）、混練から選ばれる少なくとも一種の層間剥離処理を施すことが好ましい。これらの層間剥離処理の中でも、前記イオン液体又は前記超酸の存在下で前記Ｃ３Ｎ４に超音波処理、撹拌処理及び粉砕処理からなる群から選択される少なくとも一種の層間剥離処理を施すことがより好ましい。この層間剥離処理により、前記Ｃ３Ｎ４の剥離を効率的に進行させ、層数の少ないＣ３Ｎ４ナノシートを含有するＣ３Ｎ４ナノシート複合体が得られる傾向にある。
【０１０６】
このような層間剥離処理としては、分散性と再分散性に優れるＣ３Ｎ４ナノシート複合体が得られるという観点から、超音波処理及び粉砕処理からなる群から選択される少なくとも一種が更に好ましく、超音波処理であることが特に好ましい。このような超音波処理としては、特に制限されないが、例えば、超音波洗浄機を用いる方法や超音波ホモジナイザー（プローブ型ソニケーター）を用いる方法等が挙げられるが、Ｃ３Ｎ４ナノシートの表面へのダメージを抑制し、Ｃ３Ｎ４ナノシートの面内方向の構造破壊によるＣ３Ｎ４ナノシートの一辺のサイズの低下を抑制することで、Ｃ３Ｎ４ナノシートの本来の特性を発揮する観点から、超音波洗浄機を用いる方法が特に好ましい。本発明においては、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４を前記イオン液体中又は前記超酸中に分散させた後、分散液に超音波処理を施す場合、例えば、卓上型超音波洗浄機を用いて、超音波発振周波数を４５ｋＨｚとした場合、超音波処理時間としては、特に制限されないが、１分以上であることが好ましく、より好ましくは１時間以上であり、更に好ましくは５時間以上であり、特に好ましくは２５時間以上であり、最も好ましくは４８時間以上である。従来技術では、超音波処理時間が短い場合、例えば、１分以上１時間未満の場合、本発明にかかるＣ３Ｎ４ナノシートを得ることが困難であったが、本発明においては、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４を用いることにより、前記Ｃ３Ｎ４の剥離を効率的に進行させることができ、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体を得ることが可能となる。また、従来技術では、超音波処理時間が２４時間程度を超えると得られるＣ３Ｎ４ナノシートのサイズが小さくなってしまう課題があったが、本発明においては、イオン液体又は超酸を用いることによって、従来より大きな粒子径を有するＣ３Ｎ４粒子を原料として用いることが可能となり、かつ剥離が効率的に進行することから、Ｃ３Ｎ４ナノシート構造の破壊を抑制しつつ、層間剥離を更に進行させることができ、収率を更に向上させることができる。
【０１０７】
また、本発明にかかる層間剥離処理、中でも特に超音波処理又は撹拌処理を行う場合には、層間剥離処理後に遠心分離操作又は静置を行うことが好ましく、遠心分離操作を行うことがより好ましい。遠心分離操作又は静置は、層間剥離処理後の分散液中に存在する剥離の不十分な大きな粒子や物理的な絡み合い等により剥離が困難なＣ３Ｎ４粒子を除去するためであり、遠心分離操作又は静置により大きな粒子を除去した後の上澄み液は、更にろ過及び／又は乾燥により溶媒使用時には溶媒、又は／及び未吸着のイオン液体又は超酸の少なくとも一部除去し、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を得ることができる。なお、遠心分離操作における回転速度としては、特に制限されないが、３００〜１０００００ｒｐｍの範囲にあることが好ましく、５００〜１００００ｒｐｍの範囲にあることがより好ましい。前記回転速度が前記上限を超えると、上澄み液中のＣ３Ｎ４ナノシートの濃度が低下する傾向にあり、他方、前記下限未満では４０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの割合が低下し、かつ、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の分散性が低下する傾向にある。また、相対遠心加速度は、特に制限されないが、１０〜１００００００Ｇの範囲にあることが好ましく、１００〜１０００００Ｇの範囲にあることがより好ましい。前記相対遠心加速度が前記上限を超えると、上澄み液中のＣ３Ｎ４ナノシートの濃度が低下する傾向にあり、他方、前記下限未満では４０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの割合が低下し、かつ、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の分散性が低下する傾向にある。また、遠心分離操作の時間は、特に制限されないが、１分間〜２４時間の範囲にあることが好ましく、５分間〜２時間の範囲にあることがより好ましい。前記遠心分離操作の時間が前記上限を超えると、上澄み液中のＣ３Ｎ４ナノシートの濃度が低下する傾向にあり、他方、前記下限未満では４０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの割合が低下し、かつ、得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性が低下する傾向にある。更に、静置させる場合、静置時間の下限としては、特に制限されないが、５分以上であることが好ましく、１０分以上であることがより好ましく、１時間以上が更に好ましく、１０時間以上が特に好ましく、２０時間以上が最も好ましい。静置時間の上限としては、特に制限されないが、３０日以下であることが好ましく、１５日以下であることがより好ましく、１０日以下が更に好ましい。前記静置時間が前記上限を超えると、上澄み液中のＣ３Ｎ４ナノシートの濃度が低下する傾向にあり、他方、前記下限未満では４０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの割合が低下し、かつ、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の分散性が低下する傾向にある。
【０１０８】
また、本発明にかかる層間剥離処理において撹拌処理を行う場合には、撹拌処理の回転数としては、特に制限されないが、１００ｒｐｍ以上が好ましく、より好ましくは２００ｒｐｍ以上であり、更に好ましくは３００ｒｐｍ以上であり、特に好ましくは４００ｒｐｍ以上であり、最も好ましくは５００ｒｐｍ以上である。前記撹拌処理の回転数が前記下限未満では、４０層以下のＣ３Ｎ４ナノシートの割合が低下し、かつ、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の分散性が低下する傾向にある。
【０１０９】
また、本発明にかかる層間剥離処理において粉砕処理を行う場合には、粉砕処理方法としては、特に制限されないが、乳鉢、せん断式ミル、ジョークラッシャー、衝撃式クラッシャー、コーンクラッシャー、ロールクラッシャー、ハンマーミル、ボールミル、振動ミル、ピンミル、攪拌ミル、乾式ジェットミル、湿式ジェットミルによる粉砕方法、等を用いることができる。乳鉢を用いた粉砕処理により前記イオン液体又は前記超酸の存在下、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を製造する場合には、粉砕時間は特に制限はないが、５分以上であることが好ましく、３０分以上であることがより好ましく、１時間以上であることが更に好ましく、２時間以上であることが特に好ましく、３時間以上であることが最も好ましい。イオン液体又は超酸の存在下で前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４を粉砕することで、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４及び得られるＣ３Ｎ４ナノシートに加わるせん断力を適切に制御することができ、面内方向の構造破壊を抑制したまま、層間剥離を効率的に進行させることができる。なお、イオン液体又は超酸の非存在下では、粉砕時のせん断が大きくなりすぎるため、層間剥離だけでなく、面内方向での構造破壊が生じ、一辺のサイズが小さくなる課題があり、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体を得ることができない。
【０１１０】
本発明にかかる層間剥離処理において溶融混練を行う場合には、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸と、更に必要に応じて樹脂及び／又は添加剤とをそれぞれペレット状、粉末状又は細片状にしたものを、攪拌機、ドライブレンダー又は手混合等により均一に混合した後、押出機、ゴムロール機、又はバンバリーミキサー等を用いて溶融混練することができる。
【０１１１】
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法においては、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸とを混合する方法については、特に制限されないが、一括で混合しても分割して混合してもよい。また、その順序については、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４に前記イオン液体又は前記超酸を添加してもよいし、前記イオン液体又は前記超酸に前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４を添加してもよいし、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸とを同時に添加してもよいし、少なくとも一部ずつを交互に添加してもよい。
【０１１２】
また、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法においては、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸とを混合する際に、イオン液体及び超酸以外の溶媒、樹脂、フィラー、添加剤を添加してもよい。ここで、イオン液体及び超酸以外の溶媒及びフィラーとしては、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体等に関して説明した前記イオン液体及び超酸以外の溶媒及びフィラーを用いることができる。また、このような樹脂や添加剤の混合も、一括で行っても分割して行ってもよい。また、その混合順序についても特に制限されない。
【０１１３】
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法において、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸との混合比率としては、特に制限されないが、前記イオン液体又は前記超酸の添加量が、前記Ｃ３Ｎ４１００質量部に対して、０．１質量部以上であることが好ましく、０．５質量部以上であることがより好ましく、１．０質量部以上であることが更に好ましく、２．０質量部以上であることが特に好ましく、３．０質量部以上であることが最も好ましい。前記イオン液体又は前記超酸の添加量が前記下限未満になると、溶媒中や樹脂中でのＣ３Ｎ４ナノシート複合体の分散性が低下しやすい傾向にある。また、生産性の向上の観点から、前記イオン液体又は前記超酸の添加量の上限としては、前記Ｃ３Ｎ４１００質量部に対して、１００００００００質量部以下が好ましく、１０００００００質量部以下がより好ましく、１００００００質量部以下が更に好ましく、５０００００質量部以下が特に好ましく、１０００００質量部以下が最も好ましい。
【０１１４】
また、このような本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法において、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４と前記イオン液体又は前記超酸との混合時の温度としては、特に制限されないが、０℃未満でもよいが、室温（２３℃）以上がより好ましく、３０℃以上が更に好ましい。
【０１１５】
なお、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法においては、前記混合（混合処理）により前記Ｃ３Ｎ４ナノシートに前記イオン液体又は前記超酸を吸着させた後、そのまま、或いは水及び／又は有機溶媒に滴下して、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液を調製し、必要に応じて、ろ過、遠心分離操作及び／又は静置とろ過との組み合わせ、再沈殿、溶媒の除去（乾燥等）、溶媒を含んだままの溶融混練、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体のサンプリング等を施すことによって、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体を得ることができる。
【０１１６】
また、超酸が吸着したＣ３Ｎ４ナノシート複合体を製造する場合、得られるＣ３Ｎ４ナノシート平面のＮ原子と超酸のプロトンとの間の共有結合（配位結合）を取り除き、Ｃ３Ｎ４ナノシート平面の欠陥を減少させる、或いは未吸着の超酸を取り除いて、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む樹脂複合材料の熱伝導性の向上の観点から、前記ろ過は水及び／又は有機溶媒を用いた洗浄ろ過であることが好ましく、少なくとも水を含む溶媒による洗浄ろ過であることがより好ましい。前記水の容量としては、特に制限されないが、Ｃ３Ｎ４ナノシート平面のＮ原子と超酸のプロトンとの共有結合を取り除く、或いは未吸着の超酸を取り除く点から、製造時に用いた超酸の容量の３倍以上であることが好ましく、５倍以上であることがより好ましい。
【０１１７】
更に、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造方法においては、得られたＣ３Ｎ４ナノシート複合体に、例えば、１５０℃以上の温度での加熱処理、アルカリを用いた処理、強力な洗浄処理、強力及び／又は長時間の超音波処理、電子線照射等の処理を施して、Ｃ３Ｎ４ナノシートの表面に吸着している前記イオン液体又は前記超酸の少なくとも一部を分解したり、取り除いたりすることによって、前記イオン液体又は前記超酸が実質的に表面から除かれたＣ３Ｎ４ナノシートを製造することができる。また、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体においては、高温での加熱処理、アルカリを用いた処理、強力な洗浄処理、強力及び／又は長時間の超音波処理、電子線照射、電磁波（マイクロ波、ミリ波等）の照射等の処理によって前記イオン液体又は前記超酸の少なくとも一部がイオン液体由来の残渣又は超酸由来の残渣に変化しているものや、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体のＣ３Ｎ４ナノシートの平面や端部にＮＨ２等が少量存在する場合には、これら官能基を利用した有機反応により、例えばアルキル基等の有機残基が導入されたものが含まれていてもよい。
【０１１８】
また、前記製造方法により前記Ｃ３Ｎ４ナノシートに前記イオン液体又は前記超酸を吸着させた場合には、必要に応じて、混合後の分散液をろ過してイオン液体又は超酸は回収して再利用することができる。更に、遠心分離操作等により沈殿した未剥離のＣ３Ｎ４粒子を回収し、再利用することで、Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液やＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びそれを含む分散液を製造することもできる。また、前記イオン液体又は前記超酸に対する貧溶媒で再沈殿させることにより、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を回収することもできる。更に、イオン液体中又は超酸中に分散したＣ３Ｎ４ナノシート、好ましくはイオン液体又は超酸が吸着したＣ３Ｎ４ナノシート複合体を水や有機溶媒に添加することによって、溶媒をイオン液体又は超酸から水や有機溶媒に変換することができる。
【０１１９】
（Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液の製造方法）
本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液は、前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体をイオン液体及び超酸以外の溶媒に添加して超音波処理等を施して混合（混合処理）することによって製造することができる。また、前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４、前記イオン液体又は前記超酸、イオン液体及び超酸以外の溶媒を一括又は分割して混合し、弱い超音波処理や撹拌処理等の混合処理を施すことによって、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液を製造することもできる。この場合、イオン液体及び超酸以外の溶媒中で、前記イオン液体又は前記超酸が前記所定のＩ００２／Ｉ１００値を有するＣ３Ｎ４に吸着してＣ３Ｎ４が層間剥離され、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体が形成されることによって、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液を得ることができる。ここで、イオン液体又は超酸としては、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液等に関して説明した前記イオン液体又は前記超酸を用いることができる。また、イオン液体及び超酸以外の溶媒としては、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液等に関して説明した前記イオン液体及び超酸以外の溶媒を用いることができる。更に、前述した各種フィラーを添加して混合することによって、各種フィラーを含有する本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液を製造することができる。
【０１２０】
前記混合処理としては、特に制限されないが、超音波処理、振動処理、攪拌処理、粉砕処理、外場の印加（例えば、電場印加、磁場印加等）、電磁波照射（例えば、マイクロ波照射、ミリ波照射等）、混練から選ばれる少なくとも一種の混合処理であることが好ましい。これらの混合処理の中でも、Ｃ３Ｎ４の層間剥離を効率的に進行させ、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体が比較的高濃度でかつ高度に分散したＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散体が得られるという観点から、超音波処理、撹拌処理及び粉砕処理からなる群から選択される少なくとも一種の混合処理が好ましく、超音波処理がより好ましく、マイルドな条件での混合処理が可能であり、Ｃ３Ｎ４ナノシートへのダメージを抑制しつつ高度に分散させることが可能であるという観点から、超音波洗浄機を用いた超音波処理が特に好ましい。
【０１２１】
また、このような混合（混合処理）を行った後、遠心分離操作及び／又は静置により、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体分散液中に存在する大きな粒子や物理的な絡み合い等により剥離が困難なＣ３Ｎ４粒子を除去することが好ましい。なお、遠心分離操作及び／又は静置は、比較的高濃度の分散液が得られるという観点及び取扱い安全性の観点から、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。また、溶媒中にイオン液体又は超酸が残存する場合には、層数の少ないＣ３Ｎ４ナノシート複合体を含有する分散液が得られるという観点から、イオン液体又は超酸をその他の溶媒に置換した後、遠心分離及び／又は静置により、分散液中に存在する大きな粒子や物理的な絡み合い等により剥離が困難なＣ３Ｎ４粒子を除去することが好ましい。特に、溶媒中に超酸が残存する場合には、分散液の取扱い性の向上の観点からも、超酸をその他の溶媒（有機溶媒又は水）に置換することが好ましい。
【０１２２】
このような本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液の製造において、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体とイオン液体及び超酸以外の溶媒との混合比率については、特に制限されないが、Ｃ３Ｎ４ナノシートの添加量の下限が、溶媒１００質量部に対して、０．０００１質量部以上となることが好ましく、０．００１質量部以上となることがより好ましく、０．００５質量部以上となることが更に好ましく、０．１質量部以上となることが特に好ましい。また、Ｃ３Ｎ４ナノシートの添加量の上限が、溶媒１００質量部に対して、１質量部以下となることが好ましく、０．１質量部以下となることがより好ましく、０．０９質量部以下となることが更に好ましく、０．０８質量部以下となることが特に好ましい。Ｃ３Ｎ４ナノシートの添加量が前記下限未満になると、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の生産性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、Ｃ３Ｎ４ナノシートの分散性が低下して凝集が起こりやすく、イオン液体又は超酸の吸着量が減少しやすく、吸着安定性が低下しやすい傾向にある、なお、前記好適な上限を超えた場合でも、例えば、分散液中の凝集や沈殿がない部分（例えば、上澄み液等）を回収すること等によって良質な分散液を得ることができる。
【０１２３】
［Ｃ３Ｎ４ナノシート薄層体及びその製造方法］
次に、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体を用いて得られるカーボンナイトライドナノシート薄層体（Ｃ３Ｎ４ナノシート薄層体）について説明する。前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体から、吸着している前記イオン液体又は前記超酸を除去することによって、Ｃ３Ｎ４ナノシート薄層体が得られる。このＣ３Ｎ４ナノシート薄層体は、Ｃ３Ｎ４ナノシートが薄層化された、前記イオン液体及び前記超酸を含まないＣ３Ｎ４ナノシート（すなわち、Ｃ３Ｎ４ナノシート薄層体）である。このようなＣ３Ｎ４ナノシート薄層体は、前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体におけるＣ３Ｎ４ナノシートの特徴である少ない層数と大きな一辺の長さを維持されているため、触媒活性、電気特性、熱伝導性、力学物性に優れている。また、前記イオン液体及び前記超酸が除去されているため、例えば、２００℃以上の温度で、例えば、１０年以上といった長時間使用する際に有用となる長期耐熱性に優れている。なお、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート薄層体及びその製造方法におけるＣ３Ｎ４ナノシート及びイオン液体又は超酸は、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体等に関して説明した前記Ｃ３Ｎ４ナノシート及び前記イオン液体又は前記超酸である。
【０１２４】
このようなＣ３Ｎ４ナノシート薄層体の製造方法における前記イオン液体又は前記超酸の除去方法としては、特に制限されないが、例えば、１５０℃以上の温度での加熱処理、アルカリを用いた処理、強力な洗浄処理、強力及び／又は長時間の超音波処理、電子線照射等の処理であることが好ましい。これらのイオン液体又は超酸の除去方法の中でも、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体のＣ３Ｎ４ナノシートの層数と大きな一辺のサイズを維持し、熱伝導性と長期耐熱性に優れるＣ３Ｎ４ナノシート薄層体が得られるという観点から、１５０℃以上の温度での加熱処理がより好ましく、２００℃以上の温度での加熱処理が更に好ましく、２５０℃以上の温度での加熱処理が特に好ましく、３００℃以上の温度での加熱処理が最も好ましい。また、加熱処理時間としては、特に制限されないが、前記イオン液体又は前記超酸を除去する際のＣ３Ｎ４ナノシートの再スタッキングを抑制するという観点から、１分以上であることが好ましく、１０分以上であることがより好ましく、３０分以上であることが更に好ましい。
【０１２５】
［複合材料及びその製造方法］
次に、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体を用いて得られる複合材料について説明する。前記複合材料は、前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体と、樹脂、金属、セラミックス等と含有するものである。本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、樹脂、金属、セラミックス中での分散性に優れているため、これらの中での均一分散が可能である。中でも、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体と樹脂とを含有する樹脂複合材料においては、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体が通常のＣ３Ｎ４と比較して層数が少ないため、その比表面積が大きく、かつ表面に吸着した前記イオン液体又は前記超酸により、有機溶媒や樹脂との親和性に優れていることから、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体を少量配合しただけで、樹脂複合材料の特性を向上する。
【０１２６】
このような樹脂複合材料におけるＣ３Ｎ４ナノシート複合体の含有率としては、特に制限されないが、樹脂複合材料１００質量％に対して、０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１質量％以上が更に好ましく、０．２質量％以上が特に好ましく、また、９０質量％以下が好ましく、５０質量％以下がより好ましく、１０質量％以下が更に好ましく、５質量％以下が特に好ましい。前記Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の含有率が前記下限未満になると、樹脂複合材料の熱伝導性及び機械強度が低下しやすい傾向にあり、他方、前記上限を超えると、樹脂複合材料の流動性が低下しやすい傾向にある。
【０１２７】
このような樹脂複合材料における前記樹脂としては、特に制限されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリアミドイミド、熱硬化性シリコーン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アルキド樹脂、及びウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂；ポリスチレン、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）樹脂、ＭＡＳ（メタクリル酸メチル−アクリロニトリル−スチレン）樹脂、ＭＡＢＳ（メタクリル酸メチル−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、及びＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン）樹脂といった芳香族ビニル系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸、これらの共重合体、及びアクリルゴムといったアクリル系樹脂、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−アクリル酸メチル樹脂、及びアクリロニトリル−ブタジエン樹脂といったシアン化ビニル系樹脂、イミド基含有ビニル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム、及びエチレンプロピレンゴムといったポリオレフィン系樹脂、酸又は酸無水物変性ポリオレフィン系樹脂、エポキシ変性ポリオレフィン樹脂、酸又は酸無水物変性アクリル系エラストマー、エポキシ変性アクリルエラストマー、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ１，４−シクロヘキサンジメチルテレフタレート等のポリエステル、ポリアリレート、液晶ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリオキシメチレン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン及びポリフッ化ビニルに代表されるフッ素系樹脂、ポリ乳酸、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルアミド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
【０１２８】
また、これらの樹脂の中でも、樹脂複合材料の熱伝導性及び機械強度の観点から、結晶性樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ１，４−シクロヘキサンジメチルテレフタレート等のポリエステル、液晶ポリエステル、ポリアリーレンスルフィド、ポリオキシメチレン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン及びポリフッ化ビニル等のフッ素系樹脂、ポリ乳酸、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルアミド等）がより好ましい。
【０１２９】
なお、このような樹脂複合材料においては、必要に応じて各種添加剤を配合することができる。このような添加剤としては、特に制限されないが、例えば、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、結晶核剤、粘度調整剤、着色剤、シランカップリング剤等の表面処理剤、タルク、モンモリロナイト等の粘土鉱物、雲母鉱物及びカオリン鉱物に代表される層状ケイ酸塩、ガラス繊維、炭素繊維、シリカや熱伝導性フィラー等の充填剤、エラストマー類等が挙げられる。
【０１３０】
前記熱伝導性フィラーとしては、特に制限されないが、例えば、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化亜鉛、グラファイト、炭素繊維や、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンナノプレートレット、グラフェン、数層グラフェン、ナノグラファイト（グラフェンナノリボン等）、ナノグラフェン、カーボンナノホーン、カーボンナノコーン、カーボンナノコイル、フラーレン、等のカーボン系ナノフィラーが挙げられる。これらの熱伝導性フィラーは１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。このような樹脂複合材料における熱伝導性フィラーの含有率としては、特に制限されないが、樹脂複合材料１００質量％に対して、０．１〜９５質量％が好ましく、０．１〜９０質量％がより好ましく、０．１〜８０質量％が更に好ましく、０．１〜７０質量％が特に好ましく、０．１〜５０質量％が最も好ましい。前記熱伝導性フィラーの含有率が前記下限未満になると、樹脂複合材料の熱伝導性が十分に向上しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、樹脂複合材料の流動性が低下しやすい傾向にある。
【０１３１】
このような樹脂複合材料を調製する際に用いられるＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、乾燥処理が施されていてもよいし、溶媒（有機溶媒及び／又は水）を含んでいてもよい。乾燥処理の温度としては、特に制限されないが、乾燥時の凝集を防ぐ観点から、凍結乾燥させることが好ましい。また、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体が凝集している場合、それをそのまま用いても樹脂中で速やかに分散するが、粉砕や凍結粉砕を施して予め解砕することが好ましい。
【０１３２】
このような樹脂複合材料の製造方法としては、特に制限されないが、樹脂中にフィラーを分散させる際に採用される従来公知の混合方法において、前記フィラーの代わりに前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体を混合する方法が挙げられる。例えば、溶媒中で樹脂と前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体と、必要に応じて各種添加剤とを混合する方法、押出機、ゴムロール機、又はバンバリーミキサー等を用いて樹脂と前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体と、必要に応じて各種添加剤とを溶融混練する方法等が挙げられる。溶媒中で樹脂と前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体と、必要に応じて各種添加剤とを混合する方法の場合、混合後に溶媒を、例えば、溶液キャスト法、真空乾燥、再沈殿等の従来公知の方法により除去することによってＣ３Ｎ４ナノシートが分散した樹脂複合材料を得ることができる。ここで用いられる溶媒としては、Ｃ３Ｎ４ナノシート作製時に使用した前記イオン液体又は前記超酸と親和性があるものが好ましく、更に、用いる樹脂を溶解するものがより好ましく、使用する樹脂の種類によって適宜選択することができる。例えば、樹脂として透明性の観点から好ましく用いられるアクリル系樹脂を選択した場合に適した溶媒としては、クロロホルムやＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。更に、樹脂として低粘度の熱硬化性樹脂を用いる場合には、自公転ミキサー等のミキサーを用いて複合化処理を施すことにより混合することも可能である。また、樹脂と前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体と、必要に応じて各種添加剤とを混合する場合、これらを一括で混合しても分割して混合してもよい。また、その順序についても特に制限はなく、特定の成分を予備混合した後、残りの成分を混合してもよい。Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の樹脂中への分散性を向上させるという観点からは、樹脂の一部及び／又は各種添加剤を予めＣ３Ｎ４ナノシート複合体と予備混合させることが好ましい。予備混合の方法としては、例えば、溶媒中で混合させる方法、溶融させた樹脂とＣ３Ｎ４ナノシート複合体とを混合させる方法、攪拌機、ドライブレンダー又は手混合等により混合する方法、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の製造時に樹脂の少なくとも一部及び／又は各種添加剤を混合する方法等が挙げられる。このような予備混合方法の中でも、溶媒中で混合させる方法が好ましく、樹脂の少なくとも一部及び／又は各種添加剤を溶媒中に溶解及び／又は分散（溶解を伴わないもの）させ、これに前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体を添加して混合させる方法、又は、前記本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体を含む分散液に樹脂の少なくとも一部及び／又は各種添加剤を添加して混合させる方法がより好ましい。なお、予備混合する際の樹脂の形状は特に制限されず、例えば、粉状、ペレット状、粒状、タブレット状、繊維状等が挙げられる。
【０１３３】
また、このような樹脂複合材料の製造方法においては、側鎖等の樹脂骨格中に前記イオン液体又は前記超酸を構成するアニオン種と同様又は類似の構造を導入した樹脂と、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体と混合することにより、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を樹脂中に高度に分散させることができる。また、樹脂中でＣ３Ｎ４ナノシート複合体と前記イオン液体又は前記超酸とを混合し、Ｃ３Ｎ４ナノシートに前記イオン液体又は前記超酸を吸着させることによっても製造することができる。前記混合方法としては、例えば、溶媒中での超音波処理、振動処理、攪拌処理、粉砕処理、外場の印加（例えば、電場印加、磁場印加等）、電磁波（例えば、マイクロ波、ミリ波等）の照射、混練等による混合方法が好ましい。
【０１３４】
このような樹脂複合材料を用いて成形体を製造する方法としては、特に制限されないが、前記樹脂複合材料に、射出成形、プレス成形、押出成形、ブロー成形、圧縮成形、ガスアシスト成形、インサート成形、２色成形、外場を利用した成形（例えば、磁場成形、電場を利用した成形等）等の従来公知の成形加工を施すことによって、樹脂複合材（成形体）を得ることができる。成形温度としては、特に制限されないが、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体が耐熱性に優れているため、例えば、２９０℃以上（好ましくは３００℃以上、より好ましくは３１０℃以上）の高温での成形も可能である。
【実施例】
【０１３５】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、原料Ｃ３Ｎ４、Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液（実施例４及び比較例３においてはＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液。以下同様。）及びＣ３Ｎ４ナノシート複合体（比較例４〜７においてはＣ３Ｎ４ナノシート。以下同様。）の各物性は以下の方法により測定した。
【０１３６】
＜測定方法１：原料Ｃ３Ｎ４のＸ線回折ピークの強度比＞
原料Ｃ３Ｎ４のＸ線回折（ＸＲＤ）スペクトル（Ｘ線源：ＣｕＫα）における（１００）面のピーク強度（Ｉ１００）に対する（００２）面のピーク強度（Ｉ００２）の比（Ｉ００２／Ｉ１００）をベースラインからのピーク高さに基づいて求めた。Ｉ００２／Ｉ１００の値が大きいほど、原料Ｃ３Ｎ４の一次粒子の三次元的な連結構造が少ないことを示す。なお、Ｃ３Ｎ４の（１００）面のＸ線回折ピークは２θ＝約１３．０°に、（００２）面のＸ線回折ピークは２θ＝約２７．７°に確認される。
【０１３７】
＜測定方法２−１：分散液中のＣ３Ｎ４ナノシートの濃度の測定及びＣ３Ｎ４ナノシートの収率の測定＞
イオン液体を用いた実施例及びイオン液体又はイオン液体以外の溶媒を用いた比較例それぞれにおいて、得られたＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液を用いてＣ３Ｎ４ナノシート複合体を作製する過程で、先ず、洗浄ろ過に用いた桐山漏斗（フィルター：テフロン（登録商標）製フィルター、孔径０．１μｍ）の質量を予め測定した。次に、前記Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液を前記フィルターを用いてアセトン（Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液に対して３倍量を複数回に分けて用いた）で洗浄しながら吸引ろ過し、Ｃ３Ｎ４ナノシート表面に未吸着のイオン液体を完全に除去した。次いで、洗浄ろ過後の濾滓の付いた前記フィルターについて、８０℃で１２時間真空乾燥を行った後の質量を測定した。この質量から前記フィルターの質量を減じ、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の質量を算出した。次に、熱重量分析装置（理学電機（株）製「Ｔｈｅｒｍｏ  ｐｌｕｓ  ＴＧ８１２０」）を用いて窒素雰囲気下、室温から１００℃まで昇温し、１００℃で３０分間保持した後、昇温速度１０℃／分で１００℃から８００℃まで加熱して行った熱重量分析（ＴＧＡ）により、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体中から吸着したイオン液体を除いたＣ３Ｎ４ナノシートの割合を算出し、Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液（イオン液体分散液）中でのＣ３Ｎ４ナノシートの濃度（ｍｇ／ｍｌ）及びＣ３Ｎ４ナノシートの収率（％）を求めた。なお、Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率（％）は、次のように算出した。
収率（％）＝１００×（Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体中から吸着したイオン液体を除いたＣ３Ｎ４ナノシートの質量（ｍｇ））／（原料として用いたＣ３Ｎ４の質量（ｍｇ））。
【０１３８】
＜測定方法２−２：Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率の測定＞
超酸を用いた実施例及び超酸又は超酸以外の酸を用いた比較例それぞれにおいて得られたＣ３Ｎ４ナノシート複合体の質量を測定し、更に熱重量分析装置（理学電機（株）製「Ｔｈｅｒｍｏ  ｐｌｕｓ  ＴＧ８１２０」）を用いて窒素雰囲気下、室温から１００℃まで昇温し、１００℃で３０分間保持した後、昇温速度１０℃／分で１００℃から８００℃まで加熱して行った熱重量分析（ＴＧＡ）により、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体中から吸着した超酸を除いたＣ３Ｎ４ナノシートの割合を算出してＣ３Ｎ４ナノシート複合体中のＣ３Ｎ４ナノシートの質量を求め、Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率（％）を求めた。なお、Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率（％）は、次のように算出した。
収率（％）＝１００×（得られたＣ３Ｎ４ナノシート複合体中のＣ３Ｎ４ナノシートの質量（ｍｇ））／（原料として用いたＣ３Ｎ４の質量（ｍｇ））。
【０１３９】
＜測定方法３：Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体のイオン液体又は超酸の吸着量の測定＞
実施例及び比較例それぞれにおいて得られたＣ３Ｎ４ナノシート複合体を８０℃で真空乾燥を施して残留溶媒等の揮発分を除去した後、熱重量分析装置（理学電機（株）製「Ｔｈｅｒｍｏ  ｐｌｕｓ  ＴＧ８１２０」）を用いて窒素雰囲気下、室温から１００℃まで昇温し、１００℃で３０分間保持した後、昇温速度１０℃／分で１００℃から６００℃まで加熱して熱重量分析（ＴＧＡ）を実施した。ここで、Ｃ３Ｎ４は６００℃まで重量減少を示さず、一方、イオン液体は約２００℃から約６００℃の範囲で重量減少を示し、また、超酸は、例えば、塩化スルホン酸は約１５０℃から約２２０℃の範囲で重量減少を示し、塩化スルホン酸と水との反応で生成し、Ｃ３Ｎ４ナノシートに吸着した硫酸は約２９０℃から約３７０℃の範囲で重量減少を示し、トリフルオロメタンスルホン酸は約１６０℃から約２２０℃の範囲で重量減少を示す。すなわち、１００℃から６００℃の昇温過程で観察された重量減少は、Ｃ３Ｎ４ナノシートに吸着したイオン液体又は超酸に由来するものとみなすことができる。したがって、この重量減少をＣ３Ｎ４ナノシート複合体におけるイオン液体又は超酸の吸着量として、Ｃ３Ｎ４ナノシート１００質量部に対する量（質量部）で表した。なお、例えば、塩化スルホン酸と水との反応で生成し、そのままＣ３Ｎ４ナノシートに吸着した硫酸等の超酸由来化合物に由来する重量減少も超酸に由来するものとみなし、この重量減少もＣ３Ｎ４ナノシート複合体における超酸の吸着量として、Ｃ３Ｎ４ナノシート１００質量部に対する量（質量部）で表した。
【０１４０】
＜測定方法４：Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体におけるＣ３Ｎ４ナノシートの剥離度の測定＞
微粉砕処理を施していないＣ３Ｎ４のＸＲＤスペクトル（Ｘ線源：ＣｕＫα）における（００２）面のピーク強度（Ｉｓｍ、ｓｍ：ｓｔａｒｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）に対するＣ３Ｎ４ナノシートのＸＲＤスペクトル（Ｘ線源：ＣｕＫα）における（００２）面のピーク強度（Ｉｎｓ、ｎｓ：ｎａｎｏｓｈｅｅｔ）の比（Ｉｎｓ／Ｉｓｍ）をベースラインからのピーク高さに基づいて求めた。Ｉｎｓ／Ｉｓｍの値が小さいほど、剥離度に優れることを示す。なお、Ｃ３Ｎ４の（００２）面のＸ線回折ピークは２θ＝約２７．７°に確認される。
【０１４１】
＜測定方法５：Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体及び原料Ｃ３Ｎ４におけるＣ３Ｎ４ナノシート層数の測定＞
実施例及び比較例それぞれにおいて得られたＣ３Ｎ４ナノシート複合体について走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行い、得られたＳＥＭ写真において、エッジ部を観察できるＣ３Ｎ４ナノシート複合体を無作為に２０個抽出してＣ３Ｎ４ナノシート部分の厚みを測定し、それらの平均値を求めた。次に、それぞれのＣ３Ｎ４ナノシートの厚みをＣ３Ｎ４ナノシート１層分の厚み（０．３２ｎｍ）で除してＣ３Ｎ４ナノシート複合体を構成するＣ３Ｎ４ナノシートの層数を求めた。また、Ｃ３Ｎ４ナノシートの層数が４０層以下及び２０層以下であるＣ３Ｎ４ナノシート複合体の割合を求めた。なお、原料Ｃ３Ｎ４についても前記方法と同様にしてＣ３Ｎ４ナノシートの層数を求めた。
【０１４２】
＜測定方法６：Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体及び原料Ｃ３Ｎ４におけるＣ３Ｎ４ナノシートの一辺のサイズの測定＞
実施例及び比較例それぞれにおいて得られたＣ３Ｎ４ナノシート複合体について走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行い、得られたＳＥＭ写真において、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の一次粒子を無作為に２０個抽出してＣ３Ｎ４ナノシートの一辺のサイズ（長辺の長さ）を測定し、それらの平均値を求めた。なお、原料Ｃ３Ｎ４についても前記方法と同様にしてＣ３Ｎ４ナノシートの一辺のサイズ（長辺の長さ）を測定し、それらの平均値を求めた。
【０１４３】
＜測定方法７：Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性の評価＞
実施例及び比較例それぞれにおいて得られたＣ３Ｎ４ナノシート複合体のそれぞれ４ｍｇをイソプロパノール（ＩＰＡ）４ｍｌに添加し、これに超音波処理を３０分間施してＣ３Ｎ４ナノシート複合体を再分散させた。得られた分散液を５時間静置することにより分散性の低いＣ３Ｎ４ナノシート複合体を沈殿させて取り除き、上澄み液を得た。得られた上澄み液について過剰のアセトンで洗浄しながら吸引ろ過によりＩＰＡを完全に取り除き、更に８０℃で１２時間真空乾燥を施してＣ３Ｎ４ナノシート複合体を得た。得られたＣ３Ｎ４ナノシート複合体の質量（ｍｇ）を測定し、上澄み液の容量（ｍｌ）で除して、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の濃度（ｍｇ／ｍｌ）を求め、Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。
【０１４４】
［カーボンナイトライド（Ｃ３Ｎ４）］
実施例及び比較例においては、以下に示すカーボンナイトライド（Ｃ３Ｎ４）を原料Ｃ３Ｎ４として使用した。
グラファイト状カーボンナイトライド（ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１））：
Ｃａｒｂｏｄｅｏｎ社製「Ｎｉｃａｎｉｔｅ」、純度≧９９．７質量％、前記測定方法１により求めたＩ００２／Ｉ１００は５．４、前記測定方法５により求めたＣ３Ｎ４ナノシートの層数は約５４０層、前記測定方法６により求めたＣ３Ｎ４ナノシートの一辺のサイズは６．４μｍであった。
グラファイト状カーボンナイトライド（ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−２））：
乳鉢に前記ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）を入れ、１０分間磨り潰すことにより三次元的な連結構造を減少させたグラファイト状カーボンナイトライド（ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−２））を得た。このｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−２）について、前記測定方法１により求めたＩ００２／Ｉ１００は７．８、前記測定方法５により求めたＣ３Ｎ４ナノシートの層数は約５００層、前記測定方法６により求めたＣ３Ｎ４ナノシートの一辺のサイズは５．５μｍであった。
グラファイト状カーボンナイトライド（ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３））：
乳鉢に前記ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）を入れ、２０分間磨り潰すことにより三次元的な連結構造を減少させたグラファイト状カーボンナイトライド（ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３））を得た。このｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３）について、前記測定方法１により求めたＩ００２／Ｉ１００は１０．０、前記測定方法５により求めたＣ３Ｎ４ナノシートの層数は約４５０層、前記測定方法６により求めたＣ３Ｎ４ナノシートの一辺のサイズは５．０μｍであった。
【０１４５】
［イオン液体］
実施例及び比較例においては、以下に示すイオン液体を使用した。
イオン液体（ｂ−１）：
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート。
イオン液体（ｂ−２）：
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド。
【０１４６】
［超酸］
実施例及び比較例においては、以下に示す超酸を使用した。
超酸（ｃ−１）：
クロロスルホン酸（ハメットの酸度関数（Ｈ０）：−１３．８（２５℃））。
【０１４７】
［イオン液体以外の溶媒］
比較例においては、イオン液体以外の溶媒として以下に示す溶媒を使用した。
イオン液体以外の溶媒：
イソプロピルアルコール。
【０１４８】
［超酸以外の酸］
比較例においては、超酸以外の酸として以下に示す酸を使用した。
超酸以外の酸：
９８％濃硫酸（ハメットの酸度関数（Ｈ０）：−１０．４（２５℃）。
【０１４９】
（実施例１）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の作製：
８０℃で１２時間真空乾燥を施したｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３：Ｉ００２／Ｉ１００＝１０．０）１５０ｍｇとイオン液体（ｂ−１：１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート）３０ｍｌとを混合し、得られた混合物に超音波処理（ＢＲＡＮＳＯＮ社製卓上型超音波洗浄機「ＢＲＡＮＳＯＮＩＣ  Ｂ−２２０」を使用、発振周波数４５ｋＨｚ）を８時間施して分散液を得た。この分散液に遠心分離（３０００ｒｐｍ、相対遠心加速度１２２０Ｇ、２０分間）を施し、得られた上澄み液を回収し、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートがイオン液体に分散したｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液を得た。
【０１５０】
次に、上記で得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液を、桐山漏斗（フィルター：テフロン（登録商標）製フィルター、孔径０．１μｍ）を用いてアセトンで洗浄しながら吸引ろ過し、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート表面に未吸着のイオン液体を完全に除去した。なお、アセトンは、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液に対して３倍量を複数回に分けて用いた。その後、濾滓を８０℃で１２時間真空乾燥して溶媒を完全に留去し、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートにイオン液体が吸着したｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を得た。
【０１５１】
前記ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液について、前記測定方法２−１に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの濃度及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求めた。また、前記ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体について、前記測定方法３に従ってイオン液体の吸着量を測定し、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１５２】
（実施例２）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の作製：
ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３：Ｉ００２／Ｉ１００＝１０．０）の代わりにｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−２：Ｉ００２／Ｉ１００＝７．８）を用いた以外は実施例１と同様にして、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を得た。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液について、前記測定方法２−１に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの濃度及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求めた。また、得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体について、前記測定方法３に従ってイオン液体の吸着量を測定し、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１５３】
（実施例３）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の作製：
イオン液体（ｂ−１：１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート）の代わりにイオン液体（ｂ−２：１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）を用いた以外は実施例１と同様にして、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を得た。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液について、前記測定方法２−１に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの濃度及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求めた。また、得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体について、前記測定方法３に従ってイオン液体の吸着量を測定し、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１５４】
（実施例４）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の作製：
８０℃で１２時間真空乾燥を施したｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３：Ｉ００２／Ｉ１００＝１０．０）１００ｍｇを１００ｍｌの二口フラスコに入れ、５００℃で１時間フレームドライを施して水分を除去した後、窒素雰囲気下で超酸（ｃ−１：クロロスルホン酸）２０ｍｌを滴下し、これに窒素雰囲気下で超音波処理（ＢＲＡＮＳＯＮ社製卓上型超音波洗浄機「ＢＲＡＮＳＯＮＩＣ  Ｂ−２２０」を使用、発振周波数４５ｋＨｚ）を８時間施してｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートが超酸に分散したｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液を得た。
【０１５５】
次に、上記で得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液を、この分散液の１００倍容量の純水を含むビーカー中に、撹拌子で撹拌しながら、ゆっくりと一滴ずつ滴下して純水中に移し、分散液を得た。得られた分散液を２４時間静置して粗大粒子や未分散の粒子を沈殿させた後、上澄み液を回収し、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートに超酸（超酸由来化合物（硫酸）を含む）が吸着したｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体が超酸（超酸由来化合物を含む）と純水との混合溶媒中に分散したｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液を得た。
【０１５６】
次に、上記で得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液を、桐山漏斗（フィルター：テフロン（登録商標）製フィルター、孔径０．１μｍ）を用いて吸引ろ過し、得られた濾滓を、１００ｍｌの純水を複数回に分けて用いてろ過洗浄し、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート表面に未吸着の超酸を完全に除去した。その後、濾滓を８０℃で１２時間真空乾燥して溶媒を完全に留去し、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートに超酸（超酸由来化合物を含む）が吸着したｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を得た。
【０１５７】
得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体について、前記測定方法２−２に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求め、前記測定方法３に従って超酸及び超酸由来化合物の吸着量を測定し、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１５８】
（比較例１）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の作製：
ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３：Ｉ００２／Ｉ１００＝１０．０）の代わりにｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１：Ｉ００２／Ｉ１００＝５．４）を用いた以外は実施例１と同様にして、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を得た。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液について、前記測定方法２−１に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの濃度及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求めた。また、得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体について、前記測定方法３に従ってイオン液体の吸着量を測定し、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１５９】
（比較例２）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の作製：
ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３：Ｉ００２／Ｉ１００＝１０．０）の代わりにｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１：Ｉ００２／Ｉ１００＝５．４）を用いた以外は実施例３と同様にして、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を得た。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液について、前記測定方法２−１に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの濃度及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求めた。また、得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体について、前記測定方法３に従ってイオン液体の吸着量を測定し、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１６０】
（比較例３）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の作製：
ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３：Ｉ００２／Ｉ１００＝１０．０）の代わりにｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１：Ｉ００２／Ｉ１００＝５．４）を用いた以外は実施例４と同様にして、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体を得た。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体について、前記測定方法２−２に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求め、前記測定方法３に従って超酸及び超酸由来化合物の吸着量を測定し、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１６１】
（比較例４）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの作製：
イオン液体（ｂ−１：１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート）の代わりにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いた以外は実施例１と同様にして、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートを得た。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートについて熱重量分析を行なったところ、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートへのＩＰＡの吸着は確認されなかった。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液について、前記測定方法２−１に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの濃度及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求めた。また、得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートについて、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１６２】
（比較例５）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの作製：
ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３：Ｉ００２／Ｉ１００＝１０．０）の代わりにｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１：Ｉ００２／Ｉ１００＝５．４）を用いた以外は比較例４と同様にして、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートを得た。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートについて熱重量分析を行なったところ、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートへのＩＰＡの吸着は確認されなかった。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液について、前記測定方法２−１に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの濃度及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求めた。また、得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートについて、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１６３】
（比較例６）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの作製：
８０℃で１２時間真空乾燥を施したｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３：Ｉ００２／Ｉ１００＝１０．０）１００ｍｇを１００ｍｌの二口フラスコに入れ、窒素雰囲気下で９８％濃硫酸２０ｍｌを滴下し、これに窒素雰囲気下で超音波処理（ＢＲＡＮＳＯＮ社製卓上型超音波洗浄機「ＢＲＡＮＳＯＮＩＣ  Ｂ−２２０」を使用、発振周波数４５ｋＨｚ）を８時間施してｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートが濃硫酸に分散したｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液を得た。
【０１６４】
次に、上記で得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液を用いた以外は実施例４と同様にして、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートが濃硫酸と純水との混合溶媒中に分散したｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートを得た。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートについて熱重量分析を行なったところ、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートへの濃硫酸の吸着は確認されなかった。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートについて、前記測定方法２−２に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求め、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１６５】
（比較例７）
ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの作製：
ｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−３：Ｉ００２／Ｉ１００＝１０．０）の代わりにｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１：Ｉ００２／Ｉ１００＝５．４）を用いた以外は比較例６と同様にして、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液及びｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートを得た。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートについて熱重量分析を行なったところ、ｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートへの濃硫酸の吸着は確認されなかった。得られたｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートについて、前記測定方法２−２に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの収率を求め、前記測定方法４〜６に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４（ａ−１）に対するｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度、層数、一辺の長さを測定し、前記測定方法７に従ってｇ−Ｃ３Ｎ４ナノシート複合体の再分散性を評価した。それらの結果を表１に示す。
【０１６６】
【表１】
0006774643.tif 000007
【０１６７】
＜評価結果＞
表１に示した実施例１〜３と比較例１〜２の結果から明らかなように、原料Ｃ３Ｎ４として、ＸＲＤスペクトルにおける（１００）面のピーク強度（Ｉ１００）に対する（００２）面のピーク強度（Ｉ００２）の比（Ｉ００２／Ｉ１００）が６．０以上のＣ３Ｎ４を用いることによって、Ｉ００２／Ｉ１００が６．０未満のＣ３Ｎ４を用いた場合に比べて、イオン液体中での超音波処理においてＣ３Ｎ４ナノシートへのイオン液体の吸着とそれに続く層間剥離とが効率的に進行し、Ｃ３Ｎ４ナノシートが比較的高濃度でイオン液体中に分散したＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液が得られることがわかった。また、このＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液から未吸着のイオン液体を除去して得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、収率が高く、Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度に優れており、層数が少なく、一辺の長さが大きく、ＩＰＡへの再分散性に優れたものであることもわかった。
【０１６８】
さらに、表１に示した実施例１〜３と比較例４〜５の結果から明らかなように、原料Ｃ３Ｎ４にイオン液体中で超音波処理を施すことによって、イオン液体以外の溶媒中で超音波処理を施した場合に比べて、Ｃ３Ｎ４ナノシートが比較的高濃度でイオン液体中に分散したＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液が得られることがわかった。また、このＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液から未吸着のイオン液体を除去して得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、収率が高く、Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度に優れており、層数が少なく、一辺の長さが大きく、ＩＰＡへの再分散性に優れたものであることもわかった。
【０１６９】
また、表１に示した実施例４と比較例３の結果から明らかなように、原料Ｃ３Ｎ４として、Ｉ００２／Ｉ１００が６．０以上のＣ３Ｎ４を用いることによって、Ｉ００２／Ｉ１００が６．０未満のＣ３Ｎ４を用いた場合に比べて、超酸中での超音波処理においてＣ３Ｎ４ナノシートへの超酸の吸着とそれに続く層間剥離とが効率的に進行してＣ３Ｎ４ナノシートが効率よく形成され、Ｃ３Ｎ４ナノシートが高濃度で超酸（超酸由来化合物を含む）と純水との混合溶媒中に分散したＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液が得られることがわかった。また、このＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液から純水と未吸着の超酸とを除去して得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、収率が高く、Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度に優れており、層数が少なく、一辺の長さが大きく、ＩＰＡへの再分散性に優れたものであることもわかった。
【０１７０】
さらに、表１に示した実施例４と比較例６〜７の結果から明らかなように、原料Ｃ３Ｎ４に超酸中で超音波処理を施すことによって、超酸以外の酸中で超音波処理を施した場合に比べて、Ｃ３Ｎ４ナノシートが効率よく形成され、Ｃ３Ｎ４ナノシートが高濃度で超酸（超酸由来化合物を含む）と純水との混合溶媒中に分散したＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液が得られることがわかった。また、このＣ３Ｎ４ナノシート複合体含有分散液から純水と未吸着の超酸とを除去して得られるＣ３Ｎ４ナノシート複合体は、収率が高く、Ｃ３Ｎ４ナノシートの剥離度に優れており、層数が少なく、一辺の長さが大きく、ＩＰＡへの再分散性に優れたものであることもわかった。
【０１７１】
また、比較例６で得られたＣ３Ｎ４ナノシートにおいては濃硫酸が吸着していなかったのに対して、実施例４で得られたＣ３Ｎ４ナノシート複合体において硫酸が吸着していた理由は、微粉砕処理が施された原料Ｃ３Ｎ４に超酸であるクロロスルホン酸中で超音波処理を施すと、Ｃ３Ｎ４ナノシートの表面にはクロロスルホン酸が吸着するが、このクロロスルホン酸が純水と反応して硫酸を生成することによって、実施例４で得られたＣ３Ｎ４ナノシート複合体においては、Ｃ３Ｎ４ナノシートの表面に硫酸が吸着した状態が形成されたと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
以上説明したように、本発明によれば、Ｃ３Ｎ４ナノシートが比較的高濃度でかつ高度に分散しており、一辺のサイズが比較的大きいＣ３Ｎ４ナノシートを比較的高収率で得ることが可能なＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液、並びに、イオン液体及び超酸以外の溶媒中での分散性に優れたＣ３Ｎ４ナノシート複合体を得ることが可能となる。また、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体は耐熱性に優れているため、製造時に高温が要求される高耐熱樹脂、金属、セラミックス等と複合化するといった高温での使用や均一分散が可能となる。
【０１７３】
したがって、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びその分散液、並びに本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体を用いた樹脂複合材料は、Ｃ３Ｎ４ナノシートが本来備えている特性を活かすことができる用途、例えば、光触媒活性が求められる用途、半導体特性が求められる用途、熱伝導性が求められる用途、力学物性が求められる用途、摺動性が求められる用途、耐熱性が求められる用途、寸法性（熱線膨張係数の低下）が求められる用途等、幅広い用途に展開可能であり、例えば、水素生成、有機物除去等のための光触媒、電極触媒等のその他の触媒、触媒の担体、次世代半導体、回転センサーや光センサー等のセンサー、太陽電池、二次電池、摺動材、自動車・航空機等の移動体用各種部品、電気・電子機器用各種部品、高熱伝導性シート、放熱板、電磁波吸収体、絶縁被膜、コーティング、機能性素材用の基板、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）、燃料電池用の電解質、各種熱流体、光学デバイス素材、マイクロエレクトロニクス部品、エネルギー貯蔵デバイス、医療診断キット、発光デバイス、アクチュエータ等に好適に用いることができる。
【０１７４】
また、本発明のＣ３Ｎ４ナノシート含有分散液及び本発明のＣ３Ｎ４ナノシート複合体の製造においては、高価又は複雑な製造プロセスが不要であり、Ｃ３Ｎ４ナノシート含有分散液やＣ３Ｎ４ナノシート複合体及びＣ３Ｎ４ナノシート複合体を用いて得られる樹脂複合材料等の生産コストを削減することも可能となる。