納米材料-摻雜劑組合物復合體制造方法、納米材料-摻雜劑組合物復合體及摻雜劑組合物技術

本發明專利技術提供一種可以簡便且有效地使納米材料的塞貝克系數的值變化的納米材料?摻雜劑組合物復合體的制造方法。本發明專利技術的制造方法包含使摻雜劑組合物在溶劑中與納米材料接觸的接觸工序，所述摻雜劑組合物含有陰離子、陽離子和捕捉劑。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種納米材料-摻雜劑組合物復合體的制造方法、納米材料-摻雜劑組合物復合體及摻雜劑組合物。
技術介紹
近年來，在熱電轉換元件、場效應晶體管、傳感器、集成電路、整流元件、太陽能電池、催化劑及電致發光等領域中，為了構成具備柔軟性的元件或小型輕量化了的元件，納米材料的利用備受關注。在此，在上述領域中，通常優選使用具備顯示p型導電性的材料及顯示n型導電性的材料這兩者的雙極型元件。例如，熱電轉換元件為用于熱電發電的元件。在熱電發電中，通過利用因溫度差而在物質內產生的電位差來進行發電。使用僅具備顯示p型導電性的熱電轉換材料或顯示n型導電性的熱電轉換材料的一者的熱電轉換元件的情況下，熱量從高溫側的端子逃逸，因此，發電效率不良。圖1是表示使用了n型導電性的熱電轉換材料(n型材料)和p型導電性的熱電轉換材料(p型材料)的雙極型熱電轉換元件的示意圖。使用雙極型熱電轉換元件的情況下，通過將n型導電性的熱電轉換材料和p型導電性的熱電轉換材料串聯連接，可以有效地發電。但是，在專利文獻1及非專利文獻1中公開了含有碳納米管的熱電轉換材料。在專利文獻1及非專利文獻1中記載的技術中所利用的碳納米管主要為顯示p型導電性的納米材料。這樣，在納米材料中大多顯示p型導電性。因此，要求將顯示p型導電性的納米材料變換為顯示n型導電性的納米材料的技術。此外，納米材料顯示的極性(納米材料顯示p型導電性還是顯示n型導電性)可以根據塞貝克系數的正負進行判別。即，也可以認為轉換納米材料的極性的技術是使塞貝克系數變化的技術。例如，一直在研究將顯示p型導電性的碳納米管轉變為顯示n型導電性的碳納米管。迄今為止，報道了可以通過氮原子交換或堿金屬摻雜等來將p型導電性碳納米管轉變為n型導電性碳納米管(例如參照非專利文獻2及3)。另外，在非專利文獻4及5中公開了可以通過將聚乙烯亞胺摻雜到碳納米管中來將p型導電性碳納米管轉變為n型導電性碳納米管。另外，關于芐基紫羅堿、銨及煙酰胺，也報道了可以作為能夠將p型導電性碳納米管變換為n型導電性碳納米管的摻雜劑使用(參照非專利文獻6、以及專利文獻2及3)。另外，本專利技術人等發現：幾種摻雜劑可以將p型導電性單層碳納米管轉變為n型導電性單層碳納米管，及這些摻雜劑具有特定范圍的HOMO水平(參照非專利文獻7)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:國際公開第2013/065631號小冊子(2013年5月10日公開)專利文獻2:美國專利第8603836號說明書(2013年12月10日注冊)專利文獻3:日本國公開專利公報“日本特開2009-292714號(2009年12月17日公開)”非專利文獻非專利文獻1:K.Suemorietal.,Appl.Phys.Lett.,2013,103,153902.非專利文獻2:R.Czerwetal,NanoLett.,2001,VOL.1,NO.9,457-460.非專利文獻3:R.S.Leeetal.，Nature，2001,VOL.388,255-257.非專利文獻4:M.Shimetal.,J.Am.Chem.Soc.,2001,123,11512-11513.非專利文獻5:Y.Ryuetal,Carbon,2011,49,4745-4751.非專利文獻6:S.M.Kimetal.,J.Am.Chem.Soc.,2009,131,327-331.非專利文獻7:Y.Nonoguchietal.,Sci.Rep.,2013,3,3344.
技術實現思路
專利技術所要解決的課題但是，根據上述的
技術介紹
，使納米材料的塞貝克系數變化的方法還沒有被體系化。即，雖然報道了將p型導電性納米材料變換為n型導電性納米材料的若干摻雜劑(n型摻雜劑)，但是，性質或結構與這些公知的摻雜劑類似的物質不一定都會與公知的摻雜劑同樣地成為n型摻雜劑。因此，在新型摻雜劑的開發中不得不采用伴有試行錯誤的方法。在開發出新型摻雜劑之前，這種伴有試行錯誤的方法仍需要很大的費用、時間及勞動力，是非常無效的。另外，在現有的n型導電性碳納米管的制造方法中，例如需要進行加熱(例如專利文獻3)等，因此，操作不簡便。因此，大量地生產n型導電性碳納米管是不容易的。另外，非專利文獻7中記載的技術某種程度上需要利用高價的摻雜劑。此外，非專利文獻7中記載的技術需要使用有機溶劑，且限定于適用于單層碳納米管。因此，期望更簡便且效率良好的n型導電性納米材料的制造方法。本專利技術是鑒于上述的問題點而創立的，其目的在于，提供一種簡便且有效地使納米材料的塞貝克系數的值變化的方法。用于解決課題的方案本專利技術人等為了解決上述課題而進行了深入研究，結果獨自地發現：陰離子可以廣泛地作為摻雜劑使用，以及通過使用捕捉劑捕捉作為陰離子的對離子的陽離子，可以有效地摻雜陰離子。本專利技術人等發現：通過將該陰離子作為摻雜劑使用，可以簡便且有效地使納米材料的塞貝克系數變化。即，本專利技術的納米材料-摻雜劑組合物復合體的制造方法包含使摻雜劑組合物在溶劑中與納米材料接觸的接觸工序，所述摻雜劑組合物用于使納米材料的塞貝克系數發生變化，并且上述摻雜劑組合物含有陰離子、陽離子和捕捉該陽離子的捕捉劑。另外，本專利技術的摻雜劑組合物為用于使納米材料的塞貝克系數變化的摻雜劑組合物，含有陰離子、陽離子和捕捉該陽離子的捕捉劑。專利技術效果本專利技術的納米材料-摻雜劑組合物復合體的制造方法包含使用于使納米材料的塞貝克系數變化的摻雜劑組合物在溶劑中與納米材料接觸的接觸工序，上述摻雜劑組合物含有陰離子、陽離子和捕捉該陽離子的捕捉劑。因此，可以簡便且有效地使納米材料的塞貝克系數的值發生變化。附圖說明圖1是表示具備n型材料和p型材料的雙極型熱電轉換元件的一例的示意圖。圖2是表示實施例1～3及比較例1～4中得到的碳納米管(CNT)膜的塞貝克系數的圖。圖3是表示實施例4～11及比較例5～12中得到的CNT膜的塞貝克系數的圖。具體實施方式以下，對本專利技術的實施方式的一例詳細地進行說明，但本專利技術并不限定于此。此外，本說明書中，只要沒有特殊說明，表示數值范圍的“A～B”是指“A以上、B以下”。[納米材料-摻雜劑組合物復合體的制造方法]本專利技術的納米材料-摻雜劑組合物復合體的制造方法(以下，也稱為“本專利技術的制造方法”)包含使用于使納米材料的塞貝克系數變化的摻雜劑組合物在溶劑中與納米材料接觸的接觸工序。＜納米材料＞本說明書中，“納米材料”是指至少1個方向的尺寸為納米級(例如100nm以下)的物質，例如為用作電子材料等的物質。上述納米材料可以為低維納米材料。本說明書中，“低維”是指比3維小的維。即，本說明書中，“低維”是指0維、1維、或、2維。而且，本說明書中“低維納米材料”是指可以以“低維”大致規定立體結構的納米材料。作為0維的納米材料，可舉出例如納米粒子(量子點)。作為1維的納米材料，可舉出例如納米管、納米線、納米棒。作為2維的納米材料，可舉出例如納米片。上述納米材料可以為含有選自碳、半導體、半金屬及金屬構成的組中的至少1種以上的納米材料。上述納米材料可以為包含選自碳、半導體、半金屬及金屬構成的組中的至少1種以上的納米材料。例如，作為由碳構成的納米材料，可舉出碳納米管及石墨烯(即由碳構成的納米片)等。本說明書中，有時將碳納米管稱為“CNT”。作為半導體，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種納米材料?摻雜劑組合物復合體的制造方法，其特征在于，包含使摻雜劑組合物在溶劑中與納米材料接觸的接觸工序，所述摻雜劑組合物用于使納米材料的塞貝克系數發生變化，并且，所述摻雜劑組合物含有陰離子、陽離子和捕捉該陽離子的捕捉劑。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.26 JP 2014-1319091.一種納米材料-摻雜劑組合物復合體的制造方法，其特征在于，包含使摻雜劑組合物在溶劑中與納米材料接觸的接觸工序，所述摻雜劑組合物用于使納米材料的塞貝克系數發生變化，并且，所述摻雜劑組合物含有陰離子、陽離子和捕捉該陽離子的捕捉劑。2.根據權利要求1所述的納米材料-摻雜劑組合物復合體的制造方法，其特征在于，所述陰離子為選自OH-、CH3O-、CH3CH2O-、i-PrO-、t-BuO-、SH-、CH3S-、C2H5S-、CN-、I-、Br-、Cl-及CH3COO-中的至少1種。3.根據權利要求1或2所述的納米材料-摻雜劑組合物復合體的制造方法，其特征在于，所述陽離子為金屬離子，所述捕捉劑為有機配體。4.根據權利要求1～3中任一項所述的納米材料-摻雜劑組合物復合體的制造方法，其特征在于，所述納米材料為選自納米粒子、納米管、納米線、納米棒及納米片中的至少1種。5.根據權利要求1～4中任一項所述的納米材料-摻雜劑組合物復合體的制造方法，其特征在于，在所述接觸工序中，通過使在溶劑中溶解有所述摻雜劑組合物的溶液含...

【專利技術屬性】
技術研發人員：野野口斐之，河合壯，中野元博，
申請(專利權)人：國立大學法人奈良先端科學技術大學院大學，積水化學工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP