(57)【要約】【課題】ナノダイヤモンドについて高い分散性を実現しつつ生産効率よく得るのに適したナノダイヤモンド製造方法を提供する。【解決手段】本発明のナノダイヤモンド製造方法は、ナノダイヤモンドの粉体を２３０〜３２０℃の温度条件で酸素酸化処理するための熱酸化工程Ｓ３を含む。熱酸化工程Ｓ３より前に、ナノダイヤモンド粗生成物を精製するための精製工程Ｓ２が行われてもよい。熱酸化工程Ｓ３より後に、ナノダイヤモンド二次粒子をナノダイヤモンド一次粒子に解砕するための解砕工程Ｓ４が行われてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノダイヤモンドの粉体を２３０〜３２０℃の温度条件で酸素酸化処理するための熱酸化工程を含む、ナノダイヤモンド製造方法。
【請求項２】
前記熱酸化工程は、不活性ガスと酸素とを含む混合ガスの雰囲気下で行われる、請求項１に記載のナノダイヤモンド製造方法。
【請求項３】
前記不活性ガスは窒素である、請求項２に記載のナノダイヤモンド製造方法。
【請求項４】
前記混合ガスの酸素含有率は１〜１０体積％である、請求項２または３に記載のナノダイヤモンド製造方法。
【請求項５】
ナノダイヤモンド粗生成物を精製するための精製工程を前記熱酸化工程より前に含む、請求項１から４のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド製造方法。
【請求項６】
前記精製工程は、ナノダイヤモンドに酸化剤を作用させる溶液酸化処理を含む、請求項５に記載のナノダイヤモンド製造方法。
【請求項７】
前記酸化剤は、硫酸および硝酸を含有する、請求項６に記載のナノダイヤモンド製造方法。
【請求項８】
ナノダイヤモンド二次粒子をナノダイヤモンド一次粒子に解砕するための解砕工程を前記熱酸化工程より後に含む、請求項１から７のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド製造方法。
【請求項９】
前記ナノダイヤモンドは、爆轟法ナノダイヤモンドである、請求項１から８のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノダイヤモンドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノダイヤモンドと呼称される微粒子状のダイヤモンド材料の開発が進められている。ナノダイヤモンドについては、用途によっては、粒径が１０ｎｍ以下のいわゆる一桁ナノダイヤモンドが求められる場合がある。そのようなナノダイヤモンドの製造に関する技術については、例えば下記の特許文献１〜３および非特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−００１９８３号公報
【特許文献２】特開２００６−２７３７０４号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２６６６９号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】O.Shenderovaら，“Modification of detonation nanodiamonds by heat treatment in air”，DIAMIOND AND RELATED MATERIALS，ELSEVIER B.V.，2006年10月13日，第15巻，p.1799-1803
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一次粒子の粒径が１０ｎｍ以下であるナノダイヤモンドは、バルクダイヤモンドがそうであるように、高い機械的強度や、高い熱伝導性、高い屈折率などを示し得る。微粒子たるナノ粒子は、一般に、表面原子（配位的に不飽和である）の割合が大きいので、隣接粒子の表面原子間で作用し得るファンデルワールス力の総和が大きくて凝集（aggregation）しやすい。これに加えて、ナノダイヤモンド粒子の場合、隣接結晶子の結晶面間クーロン相互作用が寄与して非常に強固に集成する凝着（agglutination）という現象が生じ得る。ナノダイヤモンドは、このように結晶子ないし一次粒子の間が重畳的に相互作用し得る特異な性質を有するところ、ナノダイヤモンドの一次粒子間を解離させて当該一次粒子が例えば溶媒中で分散した状態を創り出すことには、技術的困難を伴う。ナノダイヤモンドは、例えば爆轟法によって得られる生成物にて先ずは、一次粒子間が非常に強く相互作用して集成している凝着体（二次粒子）の形態をとり、二次粒子から一次粒子への解砕や、所望の溶媒中で一次粒子の分散状態を維持させることに、技術的困難を伴うのである。
【０００６】
特許文献２および非特許文献１には、このようなナノダイヤモンドについて水における良分散状態を実現すべく解砕工程より前に空気酸化処理を行う手法が記載されている。特許文献２には、その実施例１〜３において５５０℃、６００℃、または６５０℃の温度条件でナノダイヤモンド粉体の空気酸化処理が行われた旨の記載がある。非特許文献１には、３５０〜４５０℃の範囲内の温度条件でナノダイヤモンド粉体の空気酸化処理が行われた旨の記載がある。
【０００７】
上述の空気酸化処理においては、ナノダイヤモンド粉体の加熱温度が高いほど、当該処理にて消費されるエネルギー量は増大する傾向にあり、且つ、加熱温度への昇温に要する時間や加熱温度からの降温に要する時間は長くなる傾向にある。空気酸化処理におけるエネルギー消費量の増大や昇温・降温の長時間化は、溶液系での分散化の図られたナノダイヤモンドを効率よく生産するうえで好ましくない。
【０００８】
本発明は、以上のような事情の下で考え出されたものであって、ナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現しつつ生産効率よく得るのに適したナノダイヤモンド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】
本発明により提供されるナノダイヤモンド製造方法は、ナノダイヤモンドの粉体を２３０〜３２０℃の温度条件で酸素酸化処理するための熱酸化工程を含む。本発明において、酸素酸化処理とは、酸素の存在する雰囲気下にナノダイヤモンドがおかれた状態で酸素酸化反応を生じさせる処理である。
【００１０】
ナノダイヤモンドの表面にグラファイトやアモルファス炭素等の非ダイヤモンド炭素が存在している場合においてその非ダイヤモンド炭素に酸素酸化反応が生じると、二酸化炭素が発生して当該非ダイヤモンド炭素はナノダイヤモンド表面から除去されることとなる。ナノダイヤモンド表面に存在するグラファイトやアモルファス炭素等の非ダイヤモンド炭素が多いほど、溶液系での当該ナノダイヤモンド粒子の分散性は低い傾向にあるところ、ナノダイヤモンド表面の非ダイヤモンド炭素が酸素酸化処理によって除去または低減されることは、ナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現するのに資する。一方、ナノダイヤモンド自体の表面にて酸素酸化反応が生じると、ナノダイヤモンド表面は酸素修飾されることとなる。具体的には、酸素原子を含有する官能基や部分構造がナノダイヤモンド表面に生ずることとなる。そのような官能基または部分構造としては、カルボニル基、カルボキシ基、ラクトン構造、酸無水物構造などが挙げられる。酸素原子を含有する官能基や部分構造がナノダイヤモンド表面に多いほど、溶液系での当該ナノダイヤモンド粒子の分散性は高い傾向にあるところ、ナノダイヤモンド表面が酸素酸化処理によって酸素修飾を受けることは、ナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現するのに資する。
【００１１】
本発明における熱酸化工程では、２３０〜３２０℃の温度条件でナノダイヤモンド粉体の酸素酸化処理が行われるところ、酸素酸化処理が例えば３５０℃以上もの高温条件で行われなくても、製造されるナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現可能である場合があることを、本発明者らは見出した。加えて、酸素酸化処理が２００℃という低温条件で行われる場合には、製造されるナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現可能なほど充分には酸素酸化反応が進行しないことも、本発明者らは見出した。これらは、後記の実施例および比較例の示すところである。そして、酸素酸化処理では、ナノダイヤモンド粉体の加熱温度が低いほど当該処理でのエネルギー消費量は抑制され且つ加熱温度への昇温や加熱温度からの降温に要する時間は短くなる傾向にあるところ、熱酸化工程での酸素酸化処理が比較的に低温の２３０〜３２０℃で行われる本方法は、同工程におけるエネルギー消費量を抑制するのに適し、また、昇温時間や降温時間を短くするのに適する。ナノダイヤモンド製造過程における熱酸化工程でのエネルギー消費量の抑制や昇温時間・降温時間の短縮化は、溶液系での高い分散性を示すナノダイヤモンドを生産効率よく得るのに資する。
【００１２】
以上のように、本発明のナノダイヤモンド製造方法は、ナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現しつつ生産効率よく得るのに適するのである。
【００１３】
好ましくは、熱酸化工程は、不活性ガスと酸素とを含む混合ガスの雰囲気下で行われる。不活性ガスは、好ましくは窒素である。このような混合ガスの酸素含有率は、好ましくは１〜１０体積％である。これらの構成は、比較的に低温の２３０〜３２０℃の温度条件で酸素酸化処理を適切に行ううえで好適である。
【００１４】
本発明のナノダイヤモンド製造方法は、ナノダイヤモンド粗生成物を精製するための精製工程を、熱酸化工程より前に含んでもよい。この精製工程は、ナノダイヤモンドに酸化剤を作用させる溶液酸化処理を含んでもよい。当該溶液酸化処理によると、ナノダイヤモンド表面に存在するグラファイトやアモルファス炭素等の非ダイヤモンド炭素は低減される。酸化剤は、硫酸および硝酸を含有するのが好ましい。これらの構成は、熱酸化工程に供されるナノダイヤモンドの精製の度合いを高めるうえで好適である。熱酸化工程に供されるナノダイヤモンドの精製の度合いが高いほど、即ち、熱酸化工程に供されるナノダイヤモンドの表面に存在するグラファイトやアモルファス炭素等の非ダイヤモンド炭素が少ないほど、当該工程の酸素酸化処理では、ナノダイヤモンド自体の表面に作用する酸素量は多くなる傾向にあり、従って、ナノダイヤモンド表面は酸素修飾を受けやすくなる。
【００１５】
本発明のナノダイヤモンド製造方法は、ナノダイヤモンド二次粒子をナノダイヤモンド一次粒子に解砕するための解砕工程を、熱酸化工程より後に含んでもよい。このような解砕工程は、ナノダイヤモンドを溶液系で適切に分散させるうえで好ましい。
【００１６】
好ましくは、ナノダイヤモンドは、爆轟法によって生成したナノダイヤモンド（爆轟法ナノダイヤモンド）である。爆轟法によると、一次粒子の粒径が１０ｎｍ以下のナノダイヤモンドを適切に生じさせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のナノダイヤモンド製造方法の一例の工程図である。
【図２】本発明のナノダイヤモンド製造方法によって得られるナノダイヤモンドの分散する溶液（ナノダイヤモンド分散液）の拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の一の実施形態たるナノダイヤモンド製造方法の工程図である。本製造方法は、例えばナノダイヤモンド分散液の調製に用いられ得るナノダイヤモンドを製造するための方法であり、本実施形態では、生成工程Ｓ１と、精製工程Ｓ２と、熱酸化工程Ｓ３とを少なくとも含む。
【００１９】
生成工程Ｓ１では、例えば爆轟法によって、ナノダイヤモンドを生成させる。具体的には、まず、成形された爆薬に電気雷管が装着されたものを爆轟用の耐圧性容器の内部に設置し、容器内において所定組成の気体と使用爆薬とが共存する状態で、容器を密閉する。容器は例えば鉄製で、容器の容積は、例えば０.５〜４０ｍ3である。爆薬としては、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）とシクロトリメチレントリニトロアミンすなわちヘキソーゲン（ＲＤＸ）との混合物を使用することができる。ＴＮＴとＲＤＸの質量比（ＴＮＴ／ＲＤＸ）は、例えば４０／６０〜６０／４０の範囲とされる。爆薬の使用量は、例えば０.０５〜２.０ｋｇである。
【００２０】
生成工程Ｓ１では、次に、電気雷管を起爆させ、容器内で爆薬を爆轟させる。爆轟とは、化学反応に伴う爆発のうち反応の生じる火炎面が音速を超えた高速で移動するものをいう。爆轟の際、使用爆薬が部分的に不完全燃焼を起こして遊離した炭素を原料として、爆発で生じた衝撃波の圧力とエネルギーの作用によってナノダイヤモンドが生成する。爆轟法によると、一次粒子の粒径が１０ｎｍ以下のナノダイヤモンドを適切に生じさせることが可能である。ナノダイヤモンドは、爆轟法により得られる生成物にて先ずは、隣接する一次粒子ないし結晶子の間がファンデルワールス力の作用に加えて結晶面間クーロン相互作用が寄与して非常に強固に集成し、凝着体をなす。
【００２１】
生成工程Ｓ１では、次に、室温での例えば２４時間の放置により、容器およびその内部を降温させる。この放冷の後、容器の内壁に付着しているナノダイヤモンド粗生成物（上述のようにして生成したナノダイヤモンドの凝着体と煤を含む）をヘラで掻き取る作業を行い、ナノダイヤモンド粗生成物を回収する。以上のような爆轟法によって、ナノダイヤモンド粒子の粗生成物を得ることができる。また、以上のような生成工程Ｓ１を必要回数行うことによって、所望量のナノダイヤモンド粗生成物を取得することが可能である。
【００２２】
精製工程Ｓ２は、本実施形態では、原料たるナノダイヤモンド粗生成物に例えば水溶媒中で強酸を作用させる酸処理を含む。爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物には金属酸化物が含まれやすいところ、この金属酸化物は、爆轟法に使用される容器等に由来するＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の酸化物である。例えば水溶媒中で所定の強酸を作用させることにより、ナノダイヤモンド粗生成物から金属酸化物を溶解・除去することができる（酸処理）。この酸処理に用いられる強酸としては、鉱酸が好ましく、例えば、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸、および王水が挙げられる。酸処理では、一種類の強酸を用いてもよいし、二種類以上の強酸を用いてもよい。酸処理で使用される強酸の濃度は例えば１〜５０質量％である。酸処理温度は例えば７０〜１５０℃である。酸処理時間は例えば０.１〜２４時間である。また、酸処理は、減圧下、常圧下、または加圧下で行うことが可能である。このような酸処理の後、例えばデカンテーションにより、固形分（ナノダイヤモンド凝着体を含む）の水洗を行う。沈殿液のｐＨが例えば２〜３に至るまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行うのが好ましい。爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物における金属酸化物の含有量が少ない場合には、以上のような酸処理を省略してもよい。
【００２３】
精製工程Ｓ２は、本実施形態では、酸化剤を用いてナノダイヤモンド粗生成物（精製終了前のナノダイヤモンド凝着体）からグラファイトやアモルファス炭素等の非ダイヤモンド炭素を除去するための溶液酸化処理を含む。爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物にはグラファイト（黒鉛）やアモルファス炭素等の非ダイヤモンド炭素が含まれているところ、この非ダイヤモンド炭素は、使用爆薬が部分的に不完全燃焼を起こして遊離した炭素のうちナノダイヤモンド結晶を形成しなかった炭素に由来する。例えば上記の酸処理を経た後に、例えば水溶媒中で所定の酸化剤を作用させることにより、ナノダイヤモンド粗生成物から非ダイヤモンド炭素を除去することができる（溶液酸化処理）。この溶液酸化処理に用いられる酸化剤としては、例えば、クロム酸、無水クロム酸、二クロム酸、過マンガン酸、過塩素酸、及びこれらの塩、硝酸、並びに混酸（硫酸と硝酸の混合物）が挙げられる。混酸を調製するための濃硫酸と濃硝酸の比率は、例えば１：１〜１０：１（体積比）である。溶液酸化処理では、一種類の酸化剤を用いてもよいし、二種類以上の酸化剤を用いてもよい。溶液酸化処理で使用される酸化剤の濃度は例えば３〜５０質量％である。溶液酸化処理における酸化剤の使用量は、溶液酸化処理に付されるナノダイヤモンド粗生成物１００質量部に対して例えば３００〜２０００質量部である。溶液酸化処理温度は例えば５０〜２５０℃である。溶液酸化処理時間は例えば１〜７２時間である。溶液酸化処理は、減圧下、常圧下、または加圧下で行うことが可能である。このような溶液酸化処理の後、例えばデカンテーションにより、固形分（ナノダイヤモンド凝着体を含む）の水洗を行う。水洗当初の上澄み液は着色しているところ、上澄み液が目視で透明になるまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行うのが好ましい。
【００２４】
以上のような酸処理および溶液酸化処理を経た後であっても、爆轟法ナノダイヤモンドは、一次粒子間が非常に強く相互作用して集成している凝着体（二次粒子）の形態をとる。この凝着体からの一次粒子の分離を促すために、本実施形態では、次に、ナノダイヤモンドに対して水溶媒中で所定のアルカリおよび過酸化水素を作用させてもよい。これにより、例えば、上述の酸処理によっても除去しきれなかった金属酸化物がナノダイヤモンドに残存する場合に当該金属酸化物を除去することができ、そして、ナノダイヤモンド凝着体からのナノダイヤモンド一次粒子の分離が促される（アルカリ過水処理）。この処理に用いられるアルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム等が挙げられる。本処理において、アルカリの濃度は例えば０.１〜１０質量％であり、過酸化水素の濃度は例えば１〜１５質量％であり、処理温度は例えば４０〜１００℃であり、処理時間は例えば０.５〜５時間である。また、本処理は、減圧下、常圧下、または加圧下で行うことが可能である。本処理を経たナノダイヤモンド含有溶液から例えばデカンテーションによって上澄みが除かれた後、残留画分について乾燥処理に付して乾燥粉体を得る。乾燥処理の手法としては、例えば、噴霧乾燥装置を使用して行う噴霧乾燥や、エバポレーターを使用して行う蒸発乾固が挙げられる。
【００２５】
本方法においては、次に、熱酸化工程Ｓ３が行われる。熱酸化工程Ｓ３は、ナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現するためにナノダイヤモンドを酸素酸化処理するための工程である。本工程では、精製工程Ｓ２を経たナノダイヤモンドの粉体について、ガス雰囲気炉を使用して、酸素を含有する所定組成のガス雰囲気下にて加熱する。具体的には、ガス雰囲気炉内にナノダイヤモンド粉体が配され、当該炉に対して酸素含有ガスが供給ないし通流され、加熱温度として設定された温度条件まで当該炉内が昇温されて酸素酸化処理が実施される。この酸素酸化処理の温度条件は２３０〜３２０℃である。酸素酸化処理の温度条件の下限は、好ましくは２４０℃、より好ましくは２４５℃、より好ましくは２５０℃である。酸素酸化処理の温度条件の上限は、好ましくは３１０℃、より好ましくは３００℃、より好ましくは２９０℃、より好ましくは２８０℃、より好ましくは２７０℃、より好ましくは２６０℃である。また、本実施形態では、酸素含有ガスは、不活性ガスと酸素とを含有する混合ガスである。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、二酸化炭素、およびヘリウムが挙げられる。当該混合ガスの酸素含有率すなわち酸素濃度は、例えば１〜３５体積％であり、好ましくは１〜１０体積％であり、より好ましくは２〜５体積％である。当該酸素含有率は、比較的に低温の２３０〜３２０℃の温度条件でナノダイヤモンドに係る酸素酸化処理を適切に行ううえで好適である。
【００２６】
このような熱酸化工程Ｓ３の酸素酸化処理では、酸素の存在する雰囲気下にナノダイヤモンドがおかれた状態で加熱によって酸素酸化反応が進む。ナノダイヤモンドの表面にグラファイトやアモルファス炭素等の非ダイヤモンド炭素が存在している場合においてその非ダイヤモンド炭素に酸素酸化反応が生じると、二酸化炭素が発生して当該非ダイヤモンド炭素はナノダイヤモンド表面から除去されることとなる。ナノダイヤモンド表面に存在するグラファイトやアモルファス炭素等の非ダイヤモンド炭素が多いほど、溶液系での当該ナノダイヤモンド粒子の分散性は低い傾向にあるところ、ナノダイヤモンド表面の非ダイヤモンド炭素が酸素酸化処理によって除去または低減されることは、ナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現するのに資する。一方、ナノダイヤモンド自体の表面にて酸素酸化反応が生じると、ナノダイヤモンド表面は酸素修飾されることとなる。具体的には、酸素原子を含有する官能基や部分構造がナノダイヤモンド表面に生ずることとなる。そのような官能基または部分構造としては、カルボニル基、カルボキシ基、ラクトン構造、酸無水物構造などが挙げられる。酸素原子を含有する官能基や部分構造がナノダイヤモンド表面に多いほど、溶液系での当該ナノダイヤモンド粒子の分散性は高い傾向にあるところ、ナノダイヤモンド表面が酸素酸化処理によって酸素修飾を受けることは、ナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現するのに資する。
【００２７】
以上のような生成工程Ｓ１、精製工程Ｓ２、および熱酸化工程Ｓ３を含む一連の過程を経ることによって、ナノダイヤモンド分散液の調製に用いられ得るナノダイヤモンドを製造することができる。
【００２８】
以上のような一連の過程を経て精製等された後であっても、爆轟法ナノダイヤモンドは、一次粒子間が非常に強く相互作用して集成している凝着体（二次粒子）の形態をとる。この凝着体から多くの一次粒子を分離させるため、上述の熱酸化工程Ｓ３の後に解砕工程Ｓ４を行ってもよい。解砕工程Ｓ４の前には、熱酸化工程Ｓ３を経たナノダイヤモンドは純水に懸濁され、その懸濁液のｐＨが例えば８〜１２に調整される。このようにして、ナノダイヤモンドを含有するスラリーが調製される。そして、解砕工程Ｓ４では、当該スラリーが解砕処理に付される。解砕処理は、例えば、高剪断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、またはコロイドミルを使用して行うことができる。これらを組み合わせて解砕処理を実施してもよい。効率性の観点からはビーズミルを使用するのが好ましい。
【００２９】
粉砕装置ないし分散機たるビーズミルは、例えば、円筒形状のミル容器と、ローターピンと、遠心分離機構と、原料タンクと、ポンプとを具備する。ローターピンは、ミル容器と共通の軸心を有してミル容器内部で高速回転可能に構成されている。遠心分離機構は、ミル容器内の上部に配されている。解砕工程Ｓ４におけるビーズミルによるビーズミリングでは、ミル容器内に所定量のビーズが充填され且つローターピンが当該ビーズを撹拌している状態で、ポンプの作用によって原料タンクからミル容器の下部に原料としての上記スラリー（ナノダイヤモンド凝着体を含む）が投入される。スラリーは、ミル容器内でビーズが高速撹拌されている中を通ってミル容器内の上部に到達する。この過程で、スラリーに含まれているナノダイヤモンド凝着体は、激しく運動しているビーズとの接触によって粉砕ないし分散化の作用を受ける。これにより、ナノダイヤモンドの凝着体（二次粒子）から一次粒子への解砕が進む。ミル容器内の上部の遠心分離機構に到達したスラリーとビーズは、稼働する遠心分離機構によって比重差を利用した遠心分離がなされ、ビーズはミル容器内に留まり、スラリーは、遠心分離機構に対して摺動可能に連結された中空ラインを経由してミル容器外に排出される。排出されたスラリーは、原料タンクに戻され、その後、ポンプの作用によって再びミル容器に投入される（循環運転）。このようなビーズミリングにおいて、使用される解砕メディアは例えばジルコニアビーズであり、ビーズの直径は例えば１５〜５００μｍである。ミル容器内に充填されるビーズの量（見掛け体積）は、ミル容器の容積に対して例えば５０〜８０％である。ローターピンの周速は例えば８〜１２ｍ/分である。循環させるスラリーの量は例えば２００〜６００ｍｌであり、スラリーの流速は例えば５〜１５Ｌ/時間である。また、処理時間（循環運転時間）は例えば３０〜３００分間である。本実施形態においては、以上のような連続式のビーズミルに代えてバッチ式のビーズミルを使用してもよい。
【００３０】
このような解砕工程Ｓ４を経ることによって、コロイド粒子として分散するナノダイヤモンドの一次粒子を含有するナノダイヤモンド分散液を得ることができる。
【００３１】
解砕工程Ｓ４を経たスラリーについては、粗大粒子を除去するための分級操作を行ってもよい。例えば分級装置を使用して、遠心分離を利用した分級操作によってスラリーから粗大粒子を除去することができる。これにより、ナノダイヤモンドの一次粒子がコロイド粒子として分散する黒色透明のナノダイヤモンド分散液が得られる。
【００３２】
解砕工程Ｓ４を経たナノダイヤモンド、または、解砕工程Ｓ４と分級操作を経たナノダイヤモンドについては、乾燥工程を行ってもよい。当該乾燥工程では、具体的には、ナノダイヤモンドを含有する上記分散液を乾燥処理に付して、ナノダイヤモンドの乾燥粉体を得る。乾燥処理の手法としては、例えば、噴霧乾燥装置を使用して行う噴霧乾燥や、エバポレーターを使用して行う蒸発乾固が挙げられる。
【００３３】
図２は、上述のようにして製造されるナノダイヤモンドを含有するナノダイヤモンド分散液たるＮＤ分散液１０の拡大模式図である。ＮＤ分散液１０は、ＮＤ粒子１１および分散媒１２を含有する。
【００３４】
ＮＤ分散液１０に含有されるＮＤ粒子１１は、上述のようにして製造されるナノダイヤモンドに由来するナノダイヤモンド一次粒子またはナノダイヤモンド二次粒子であり、分散媒１２中にて互いに離隔してコロイド粒子として分散している。ＮＤ粒子１１の粒径Ｄ５０（メディアン径）は、例えば６０ｎｍ以下であり、好ましくは３０ｎｍ以下、より好ましくは２８ｎｍ以下、より好ましくは２５ｎｍ以下、より好ましくは２２ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下である。また、ＮＤ粒子１１をなすナノダイヤモンド一次粒子の粒径Ｄ５０（メディアン径）は、例えば１０ｎｍ以下であり、好ましくは８ｎｍ以下、より好ましくは６ｎｍ以下である。例えば、ナノダイヤモンド含有透明部材を形成する際に透明樹脂等にナノダイヤモンドを添加ないし供給するための材料としてＮＤ分散液１０を用いる場合、ＮＤ粒子１１の粒径Ｄ５０が小さいほど、当該透明部材において高い透明性を実現するうえで好ましい傾向にある。一方、ＮＤ粒子１１の粒径Ｄ５０の下限は、例えば１ｎｍである。本明細書では、分散液中の粒径Ｄ５０は、いわゆる動的光散乱法によって測定される値とする。
【００３５】
ＮＤ分散液１０に含有される分散媒１２は、ＮＤ分散液１０においてＮＤ粒子１１を適切に分散させるための媒体である。分散媒１２としては、ナノダイヤモンドが溶解性を示し得る溶媒が好ましく、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、ジメチルスルホキシド、およびＮ-メチルピロリドンが挙げられる。分散媒１２としては、一種類の分散媒を用いてもよいし、二種類以上の分散媒を用いてもよい。ＮＤ粒子１１の分散性の観点からは、分散媒１２は、水、または、水を５０質量％以上含む水系分散媒であるのが好ましい。
【００３６】
以上のような構成のＮＤ分散液１０は、ナノダイヤモンドを含有する複合材料を作製する際のナノダイヤモンド供給材料として使用することができる。そして、上記のナノダイヤモンド製造方法は、例えばこのようなＮＤ分散液１０の調製に用いることが可能なＮＤ粒子１１を製造することができるのである。
【００３７】
上記のナノダイヤモンド製造方法における熱酸化工程Ｓ３の酸素酸化処理では、上述のように、ナノダイヤモンド表面にグラファイトやアモルファス炭素等の非ダイヤモンド炭素が存在している場合にはその非ダイヤモンド炭素は酸素酸化反応によってナノダイヤモンド表面から除去される。ナノダイヤモンド表面の非ダイヤモンド炭素が酸素酸化処理によって除去または低減されることは、上述のように、ナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現するのに資する。加えて、熱酸化工程Ｓ３の酸素酸化処理では、上述のように、ナノダイヤモンド表面が酸素酸化反応によって酸素修飾され、酸素原子を含有する官能基や部分構造（カルボニル基、カルボキシ基、ラクトン構造、酸無水物構造など）がナノダイヤモンド表面に生ずる。酸素原子を含有する官能基や部分構造がナノダイヤモンド表面に多いほど、溶液系での当該ナノダイヤモンド粒子の分散性は高い傾向にあるところ、上述のように、ナノダイヤモンド表面が酸素酸化処理によって酸素修飾を受けることは、ナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現するのに資する。
【００３８】
そして、熱酸化工程Ｓ３では、２３０〜３２０℃の温度条件でナノダイヤモンド粉体の酸素酸化処理が行われるところ、酸素酸化処理が例えば３５０℃以上もの高温条件で行われなくても、製造されるナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現可能である場合があることを、本発明者らは見出した。加えて、酸素酸化処理が２００℃という低温条件で行われる場合には、製造されるナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現可能なほど充分には酸素酸化反応が進行しないことも、本発明者らは見出した。これらは、後記の実施例および比較例の示すところである。そして、酸素酸化処理では、ナノダイヤモンド粉体の加熱温度が低いほど当該処理でのエネルギー消費量は抑制され且つ加熱温度への昇温や加熱温度からの降温に要する時間は短くなる傾向にあるところ、熱酸化工程Ｓ３での酸素酸化処理が比較的に低温の２３０〜３２０℃で行われる上述のナノダイヤモンド製造方法は、熱酸化工程Ｓ３におけるエネルギー消費量を抑制するのに適し、また、昇温時間や降温時間を短くするのに適する。ナノダイヤモンド製造過程における熱酸化工程Ｓ３でのエネルギー消費量の抑制や昇温時間・降温時間の短縮化は、溶液系での高い分散性を示すナノダイヤモンドを生産効率よく得るのに資する。
【００３９】
以上のように、図１を参照して上述したナノダイヤモンド製造方法は、ナノダイヤモンドについて溶液系での高い分散性を実現しつつ生産効率よく得るのに適するのである。
【００４０】
上述のナノダイヤモンド製造方法は、ナノダイヤモンド粗生成物を精製するための精製工程Ｓ２を、熱酸化工程Ｓ３より前に含むところ、このような構成は、熱酸化工程Ｓ３に供されるナノダイヤモンドの精製の度合いを高めるうえで好適である。熱酸化工程Ｓ３に供されるナノダイヤモンドの精製の度合いが高いほど、即ち、熱酸化工程Ｓ３に供されるナノダイヤモンドの表面に存在するグラファイトやアモルファス炭素等の非ダイヤモンド炭素が少ないほど、熱酸化工程Ｓ３の酸素酸化処理では、ナノダイヤモンド自体の表面に作用する酸素量は多くなる傾向にあり、従って、ナノダイヤモンド表面は酸素修飾を受けやすくなる。
【実施例】
【００４１】
〔実施例１〕
爆轟法によって得られたナノダイヤモンド粗生成物に対し、精製工程の酸処理を行った。具体的には、当該ナノダイヤモンド粗生成物２００ｇに６Ｌの１０質量％塩酸を加えて得られたスラリーに対し、常圧条件での還流下で１時間の加熱処理を行った。この酸処理における加熱温度は８５〜１００℃である。次に、冷却後、デカンテーションにより、固形分（ナノダイヤモンド凝着体と煤を含む）の水洗を行った。沈殿液のｐＨが低ｐＨ側から２に至るまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行った。
【００４２】
次に、精製工程の溶液酸化処理ないし混酸処理を行った。具体的には、酸処理後のデカンテーションを経て得た沈殿液（ナノダイヤモンド凝着体を含む）に、３Ｌの９８質量％硫酸水溶液と１Ｌの６９質量％硝酸水溶液とを加えてスラリーとした後、このスラリーに対し、常圧条件での還流下で５時間の加熱処理を行った。この酸化処理における加熱温度は１２０〜１４０℃である。次に、冷却後、デカンテーションにより、固形分（ナノダイヤモンド凝着体を含む）の水洗を行った。水洗当初の上澄み液は着色しているところ、上澄み液が目視で透明になるまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行った。
【００４３】
次に、溶液酸化処理後のデカンテーションを経て得た沈殿液（ナノダイヤモンド凝着体を含む）に対して１Ｌの１０質量％水酸化ナトリウム水溶液と１Ｌの３０質量％過酸化水素水溶液とを加えてスラリーとした後、このスラリーに対し、常圧条件での還流下で１時間の加熱処理を行った（アルカリ過水処理）。この処理における加熱温度は５０〜１０５℃である。次に、冷却後、デカンテーションによって上澄みを除いた。そして、残留画分について乾燥処理に付して乾燥粉体を得た。乾燥処理の手法としては、エバポレーターを使用して行う蒸発乾固を採用した。
【００４４】
次に、ガス雰囲気炉（商品名「ガス雰囲気チューブ炉 ＫＴＦ０４５Ｎ１」，光洋サーモシステム株式会社製）を使用して熱酸化工程を行った。具体的には、上述のようにして得られたナノダイヤモンド粉体４.５ｇをガス雰囲気炉の炉心管内に静置し、炉心管に窒素ガスを流速１Ｌ/分で３０分間通流させ続けた後、通流ガスを窒素から酸素と窒素との混合ガスへと切り替えて当該混合ガスを流速１Ｌ/分で炉心管に通流させ続けた。混合ガス中の酸素濃度は４体積％である。混合ガスへの切り替えの後、炉内を加熱設定温度２５０℃まで昇温させた。昇温速度については、加熱設定温度より２０℃低い２３０℃までは１０℃/分とし、その後、２３０℃からは加熱設定温度までは１℃/分とした。そして、炉内の温度条件を２５０℃に維持しつつ、炉内のナノダイヤモンド粉体について酸素酸化処理を行った。処理時間は１時間とした。以上のようにして、熱酸化工程ないし酸素酸化処理を経た実施例１のナノダイヤモンド粉体を得た。また、熱酸化工程ないし酸素酸化処理に付される前のナノダイヤモンド粉体の量に対する熱酸化工程ないし酸素酸化処理を経た後のナノダイヤモンド粉体の量の割合（収率）を求めたところ、９７％であった。この値は、表１に掲げる（後記の実施例および比較例についても同様である）。
【００４５】
次に、解砕工程を行った。具体的には、まず、上述の熱酸化工程を経たナノダイヤモンド粉体０.３ｇと純水２９.７ｍｌとを５０ｍｌのサンプル瓶に加えて混合し、スラリーを得た。次に、３mol/Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を用いて当該スラリーのｐＨを１１に調整した。これによって、１質量％の固形分を含有してｐＨが１１のスラリー３０ｍｌを調製した。次に、超音波照射器（商品名「超音波洗浄機 ＡＳ−３」，アズワン（ＡＳ ＯＮＥ）社製）を使用して、当該スラリーに対して１時間の超音波照射を行った。この後、ビーズミリング装置（商品名「並列四筒式サンドグラインダー ＬＳＧ−４Ｕ−２Ｌ型」，アイメックス株式会社製）を使用してビーズミリングを行った。具体的には、１００ｍｌのミル容器たるベッセル（アイメックス株式会社製）に対して超音波照射後のスラリー３０ｍｌと直径３０μｍのジルコニアビーズとを投入して封入し、装置を駆動させてビーズミリングを実行した。このビーズミリングにおいて、ジルコニアビーズの投入量はミル容器の容積に対して例えば３３％であり、ミル容器の回転速度は２５７０ｒｐｍであり、ミリング時間は１時間である。
【００４６】
次に、上述のような解砕工程を経たスラリーないし懸濁液について、遠心分離装置を使用して遠心分離処理を行った。この遠心分離処理における遠心力は２００００×ｇとし、遠心時間は１０分間とした。次に、当該遠心分離処理を経たナノダイヤモンド含有溶液の上清１０ｍｌを回収した。このようにして、ナノダイヤモンドが純水に分散する実施例１のナノダイヤモンド分散液を得た。そして、上記遠心分離処理を経たナノダイヤモンド含有溶液の上清１０ｇを秤量し、ロータリーエバポレーターを使用して行う蒸発乾固操作によって当該上清液を乾燥させた後、乾燥残留物たるナノダイヤモンド粉体の秤量を行った。秤量した上清液１０ｇの当該秤量値と、当該秤量上清液から加熱によって水分を蒸発させた後に残留する乾燥物の秤量値とに基づき、遠心分離処理を経たナノダイヤモンド含有上清液の固形分濃度は０.９５質量％であると算出された。
【００４７】
〈粒径Ｄ５０〉
実施例１のナノダイヤモンド分散液について、動的光散乱法によって当該回収溶液内のナノダイヤモンドの粒度分布を測定した。具体的には、Ｍａｌｖｅｒｎ社製の装置（商品名「ゼータサイザー  ナノＺＳ」）を使用して、当該回収液内のナノダイヤモンドの粒度分布を動的光散乱法（非接触後方散乱法）によって測定した。測定に付されたナノダイヤモンド分散液は、固形分濃度ないしナノダイヤモンド濃度が０.５〜２.０質量％となるように超純水で希釈した後に、超音波洗浄機による超音波照射を経たものである。測定の結果、ナノダイヤモンドの粒径Ｄ５０（メディアン径）は１８.４ｎｍであった。その結果を表１に掲げる（後記の実施例および比較例についても同様である）。
【００４８】
〈ゼータ電位〉
実施例１のナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子に関するゼータ電位について、Ｍａｌｖｅｒｎ社製の装置（商品名「ゼータサイザー ナノＺＳ」）を使用して、レーザードップラー式電気泳動法によって測定した。測定に付された実施例１のナノダイヤモンド分散液について、固形分濃度ないしナノダイヤモンド濃度は０.５〜２.０質量％の範囲内に調整されており、ｐＨは８.３８である。ゼータ電位測定温度は２５℃である。本測定の結果、実施例１のナノダイヤモンド分散液のゼータ電位は−３６.０ｍＶであった。この結果を表１に掲げる（後記の実施例および比較例についても同様である）。
【００４９】
〈ＦＴ-ＩＲ分析〉
上述の熱酸化工程を経た実施例１のナノダイヤモンド粉体について、ＦＴ-ＩＲ装置（商品名「ＦＴ−７２０」，株式会社堀場製作所製）を使用してフーリエ変換赤外分光分析（ＦＴ-ＩＲ）を行ったところ、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）に帰属されるピークは１７４７ｃｍ-1に確認された。この結果を表１に掲げる（後記の実施例および比較例についても同様である）。
【００５０】
〈元素分析〉
上述の熱酸化工程を経た実施例１のナノダイヤモンド粉体について、元素分析装置（商品名「ＪＭ１０」，株式会社ジェイ・サイエンス製）を使用して元素分析を行ったところ、炭素元素、水素元素、窒素元素、および酸素元素の総量に占める割合について、炭素元素は８８.９９％、水素元素は０.５６％、窒素元素は２.２９％、酸素元素は８.１６％であった。当該酸素元素の割合については表１に掲げる（後記の実施例および比較例についても同様である）。
【００５１】
〔実施例２〕
熱酸化工程における酸素酸化処理にて２５０℃に維持する時間を１時間に代えて３時間とした以外は実施例１と同様にして、実施例２のナノダイヤモンド粉体を得た。熱酸化工程ないし酸素酸化処理に付される前のナノダイヤモンド粉体の量に対する熱酸化工程ないし酸素酸化処理を経た後のナノダイヤモンド粉体の量の割合（収率）は、実施例２のナノダイヤモンド粉体については９６％であった。また、実施例１のナノダイヤモンド粉体に代えて上述の実施例２のナノダイヤモンド粉体を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１に関して上述した解砕工程とその後の遠心分離処理を行った。これにより、ナノダイヤモンドが純水に分散する実施例２のナノダイヤモンド分散液を得た。
【００５２】
実施例２のナノダイヤモンド分散液について、実施例１と同様にして動的光散乱法によってナノダイヤモンドの粒度分布を測定したところ、ナノダイヤモンドの粒径Ｄ５０（メディアン径）は２６.７ｎｍであった。実施例２のナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子に関するゼータ電位を実施例１と同様にして測定したところ、−４０ｍＶであった。ゼータ電位測定に付された実施例２のナノダイヤモンド分散液について、固形分濃度は０.５〜２.０質量％の範囲内に調整されており、ｐＨは９.４５である。ゼータ電位測定温度は２５℃である。また、実施例２の上記ナノダイヤモンド粉体について、実施例１と同様にしてフーリエ変換赤外分光分析を行ったところ、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）に帰属されるピークは１７４７ｃｍ-1に確認された。加えて、実施例２のナノダイヤモンド粉体について、実施例１と同様にして元素分析を行ったところ、炭素元素、水素元素、窒素元素、および酸素元素の総量に占める割合について、炭素元素は８８.６０％、水素元素は０.５１％、窒素元素は２.２５％、酸素元素は８.６４％であった。
【００５３】
〔実施例３〕
熱酸化工程における酸素酸化処理での温度条件を２５０℃に代えて３００℃とした以外は実施例１と同様にして、実施例３のナノダイヤモンド粉体を得た。熱酸化工程ないし酸素酸化処理に付される前のナノダイヤモンド粉体の量に対する熱酸化工程ないし酸素酸化処理を経た後のナノダイヤモンド粉体の量の割合（収率）は、実施例３のナノダイヤモンド粉体については９８％であった。また、実施例１のナノダイヤモンド粉体に代えて上述の実施例３のナノダイヤモンド粉体を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１に関して上述した解砕工程とその後の遠心分離処理を行った。これにより、ナノダイヤモンドが純水に分散する実施例３のナノダイヤモンド分散液を得た。
【００５４】
実施例３のナノダイヤモンド分散液について、実施例１と同様にして動的光散乱法によってナノダイヤモンドの粒度分布を測定したところ、ナノダイヤモンドの粒径Ｄ５０（メディアン径）は２１.３ｎｍであった。実施例３のナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子に関するゼータ電位を実施例１と同様にして測定したところ、−３７.３ｍＶであった。ゼータ電位測定に付された実施例３のナノダイヤモンド分散液について、固形分濃度は０.１〜２.０質量％の範囲内に調整されており、ｐＨは８.４１である。ゼータ電位測定温度は２５℃である。また、実施例３の上記ナノダイヤモンド粉体について、実施例１と同様にしてフーリエ変換赤外分光分析を行ったところ、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）に帰属されるピークは１７５６ｃｍ-1に確認された。加えて、実施例３のナノダイヤモンド粉体について、実施例１と同様にして元素分析を行ったところ、炭素元素、水素元素、窒素元素、および酸素元素の総量に占める割合について、炭素元素８８.２８％、水素元素は０.４２％、窒素元素は２.３６％、酸素元素は８.９４％であった。
【００５５】
〔比較例１〕
熱酸化工程における酸素酸化処理での温度条件を２５０℃に代えて２００℃とした以外は実施例１と同様にして、比較例１のナノダイヤモンド粉体を得た。熱酸化工程ないし酸素酸化処理に付される前のナノダイヤモンド粉体の量に対する熱酸化工程ないし酸素酸化処理を経た後のナノダイヤモンド粉体の量の割合（収率）は、比較例１のナノダイヤモンド粉体については９６％であった。また、実施例１のナノダイヤモンド粉体に代えて上述の比較例１のナノダイヤモンド粉体を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１に関して上述した解砕工程とその後の遠心分離処理を行った。しかしながら、当該遠心分離処理によってナノダイヤモンドが沈降してしまい、比較例１の当該ナノダイヤモンドについては、動的光散乱法による粒度分布測定およびゼータ電位測定を行うことが出来なかった。一方、遠心分離処理によって沈降したナノダイヤモンドについて、ロータリーエバポレーターを使用して行う蒸発乾固操作によって乾燥させて、比較例１のナノダイヤモンド粉体を得た。比較例１のこのナノダイヤモンド粉体について、実施例１と同様にしてフーリエ変換赤外分光分析を行ったところ、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）に帰属されるピークは１７３９ｃｍ-1に確認された。また、比較例１のナノダイヤモンド粉体について、実施例１と同様にして元素分析を行ったところ、炭素元素、水素元素、窒素元素、および酸素元素の総量に占める割合について、炭素元素８８.９８％、水素元素は０.６８％、窒素元素は２.３０％、酸素元素は８.０４％であった。
【００５６】
〔比較例２〕
熱酸化工程における酸素酸化処理での温度条件を２５０℃に代えて２００℃とし且つ処理時間を１時間に代えて３時間とした以外は実施例１と同様にして、比較例２のナノダイヤモンド粉体を得た。熱酸化工程ないし酸素酸化処理に付される前のナノダイヤモンド粉体の量に対する熱酸化工程ないし酸素酸化処理を経た後のナノダイヤモンド粉体の量の割合（収率）は、比較例２のナノダイヤモンド粉体については９５％であった。また、実施例１のナノダイヤモンド粉体に代えて上述の比較例２のナノダイヤモンド粉体を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１に関して上述した解砕工程とその後の遠心分離処理を行った。しかしながら、当該遠心分離処理によってナノダイヤモンドが沈降してしまい、比較例２の当該ナノダイヤモンドについては、動的光散乱法による粒度分布測定およびゼータ電位測定を行うことが出来なかった。一方、遠心分離処理によって沈降したナノダイヤモンドについて、ロータリーエバポレーターを使用して行う蒸発乾固操作によって乾燥させて、比較例２のナノダイヤモンド粉体を得た。比較例２のこのナノダイヤモンド粉体について、実施例１と同様にしてフーリエ変換赤外分光分析を行ったところ、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）に帰属されるピークは１７４７ｃｍ-1に確認された。また、比較例２のナノダイヤモンド粉体について、実施例１と同様にして元素分析を行ったところ、炭素元素、水素元素、窒素元素、および酸素元素の総量に占める割合について、炭素元素８９.３１％、水素元素は０.７５％、窒素元素は２.３１％、酸素元素は７.６３％であった。
【００５７】
〔比較例３〕
熱酸化工程における酸素酸化処理での温度条件を２５０℃に代えて４２５℃とした以外は実施例１と同様にして、比較例３のナノダイヤモンド粉体を得た。熱酸化工程ないし酸素酸化処理に付される前のナノダイヤモンド粉体の量に対する熱酸化工程ないし酸素酸化処理を経た後のナノダイヤモンド粉体の量の割合（収率）は、比較例３のナノダイヤモンド粉体については２２％であった。また、実施例１のナノダイヤモンド粉体に代えて上述の比較例３のナノダイヤモンド粉体を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１に関して上述した解砕工程とその後の遠心分離処理を行った。これにより、ナノダイヤモンドが純水に分散する比較例３のナノダイヤモンド分散液を得た。
【００５８】
比較例３のナノダイヤモンド分散液について、実施例１と同様にして動的光散乱法によってナノダイヤモンドの粒度分布を測定したところ、ナノダイヤモンドの粒径Ｄ５０（メディアン径）は１１.４ｎｍであった。比較例３のナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子に関するゼータ電位を実施例１と同様にして測定したところ、−４５.８ｍＶであった。ゼータ電位測定に付された比較例３のナノダイヤモンド分散液について、固形分濃度は０.５〜３質量％であり、ｐＨは９.８８である。ゼータ電位測定温度は２５℃である。また、比較例３の上記ナノダイヤモンド粉体について、実施例１と同様にしてフーリエ変換赤外分光分析を行ったところ、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）に帰属されるピークは１７８３ｃｍ-1に確認された。加えて、比較例３のナノダイヤモンド粉体について、実施例１と同様にして元素分析を行ったところ、炭素元素、水素元素、窒素元素、および酸素元素の総量に占める割合としての量について、炭素元素は８１.６２％、水素元素は０.３６％、窒素元素は２.１２％、酸素元素は１５.９％であった。
【００５９】
［評価］
比較例３のナノダイヤモンドが水において高い分散性を示したのと同様に、実施例１〜３のナノダイヤモンドも水において高い分散性を示した。具体的には、実施例１〜３のナノダイヤモンドは、分散媒としての水中にて比較的に小さな粒径Ｄ５０（メディアン径）での粒度分布を示した。これは、実施例１〜３のナノダイヤモンドが熱酸化工程の酸素酸化処理にて充分な酸素酸化反応を受けたためであると考えられる。元素分析結果の一部として表１に示されている各実施例および各比較例の酸素量（％）は、酸素酸化処理の温度条件がより高温であるほど増加する傾向にあるところ、これは、酸素酸化処理の温度条件がより高温であるほどナノダイヤモンド表面での酸素酸化反応が進行していることを意味する。また、ＦＴ-ＩＲ分析の一部として表１に示されている各実施例および各比較例のカルボニル基帰属ピークの位置は、酸素酸化処理の温度条件がより高温であるほど高波数側にシフトする傾向にあるところ、これも、酸素酸化処理の温度条件がより高温であるほどナノダイヤモンド表面での酸素酸化反応が進行していることを示唆するものである。具体的には、カルボニル基帰属ピークの位置が高波数側にシフトするほど、ナノダイヤモンド表面のカルボキシ基や、カルボニル基、ラクトン構造、酸無水物構造が増加していると考えられるのである。これに対し、熱酸化工程の酸素酸化処理の温度条件が２００℃とされた比較例１,２のナノダイヤモンドは、上述のように、分散しなかった。
【００６０】
【表１】
2017202940.tif 000003
【符号の説明】
【００６１】
１０  ＮＤ分散液
１１  ＮＤ粒子
１２  分散媒
Ｓ１  生成工程
Ｓ２  精製工程
Ｓ３  熱酸化工程
Ｓ４  解砕工程
【図１】
2017202940.tif 000004
【図２】
2017202940.tif 000005