JP7729403B2 - ２次元粒子、導電性膜、導電性ペーストおよび複合材料 - Google Patents
２次元粒子、導電性膜、導電性ペーストおよび複合材料Info
- Publication number
- JP7729403B2 JP7729403B2 JP2023567718A JP2023567718A JP7729403B2 JP 7729403 B2 JP7729403 B2 JP 7729403B2 JP 2023567718 A JP2023567718 A JP 2023567718A JP 2023567718 A JP2023567718 A JP 2023567718A JP 7729403 B2 JP7729403 B2 JP 7729403B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- dimensional
- mxene
- component
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
- C01B32/914—Carbides of single elements
- C01B32/921—Titanium carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/16—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive material in insulating or poorly conductive material, e.g. conductive rubber
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/08—Intercalated structures, i.e. with atoms or molecules intercalated in their structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/20—Two-dimensional structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
- C01P2002/86—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by NMR- or ESR-data
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
本開示は、２次元粒子、導電性膜、導電性ペーストおよび複合材料に関する。
近年、導電性を有する新規材料としてＭＸｅｎｅが注目されている。ＭＸｅｎｅは、いわゆる２次元材料の１種であり、後述するように、１つまたは複数の層の形態を有する層状材料である。一般的に、ＭＸｅｎｅは、かかる層状材料の粒子（粉末、フレーク、ナノシート等を含みうる）の形態を有する。
現在、種々の電気デバイスへのＭＸｅｎｅの応用に向けて様々な研究がなされている。上記応用に向け、ＭＸｅｎｅを含む材料の導電性および耐湿性をより高めることが求められている。その検討の一環として、ＭＸｅｎｅの洗浄処理法について検討されている。
非特許文献１には、酸の存在下でＭＸｅｎｅを洗浄処理することにより、Ｌｉ+が除去されうることが記載されている。
Hongwu Chen, et al., "Pristine Titanium Carbide MXene Films with Environmentally Stable Conductivity and Superior Mechanical Strength" Adv. Mater. 2020, 30, 1906996
非特許文献１に記載のＭＸｅｎｅでは、Ｌｉ+は除去されているものの、吸湿により導電率が２０％程度低下する。また、非特許文献１に記載のＭＸｅｎｅでは、フィルムの導電率が十分に満足できるものではなかった。
本開示は、導電性が高く、耐湿性を有する導電性膜を実現可能な２次元粒子の提供を目的とする。また、本開示は、かかる２次元粒子を用いた導電性膜、導電性ペーストおよび導電性複合材料の提供を目的とする。
本開示は、以下を含む。
［１］１つまたは複数の層を有する２次元粒子であって、
Ｌｉ原子を含み、
前記層が、以下の式：
ＭmＸn
（式中、Ｍは、少なくとも１種の第３、４、５、６、７族金属であり、
Ｘは、炭素原子、窒素原子またはそれらの組み合わせであり、
ｎは、１以上４以下であり、
ｍは、ｎより大きく、５以下である）
で表される層本体と、該層本体の表面に存在する修飾または終端Ｔ（Ｔは、水酸基、フッ素原子、塩素原子、酸素原子および水素原子からなる群より選択される少なくとも１種である）とを含み、
Ｌｉ原子は、第１成分と、前記第１成分よりも、7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される化学シフトが大きい第２成分とを含み、
前記第１成分と前記第２成分の合計における、前記第１成分の割合は、１７原子％以上７０原子％以下である、２次元粒子。
［２］前記7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第１成分の化学シフトは０．６ｐｐｍ未満であり、前記7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第２成分の化学シフトは０．６ｐｐｍ以上２．０ｐｐｍ以下である、［１］に記載の２次元粒子。
［３］リン原子を含む、［１］または［２］に記載の２次元粒子。
［４］前記リン原子の含有率が、０．１質量％以上１４質量％以下である、［１］～［３］のいずれか１つに記載の２次元粒子。
［５］前記リン原子は、ＰＯ4 3-の形態である、［１］～［４］のいずれか１つに記載の２次元粒子。
［６］平均厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、［１］～［５］のいずれか１つに記載の２次元粒子。
［７］［１］～［６］のいずれか１つに記載の２次元粒子を含む、導電性膜。
［８］［１］～［６］のいずれか１つに記載の２次元粒子を含む、導電性ペースト。
［９］［１］～［６］のいずれか１つに記載の２次元粒子と樹脂とを含む、導電性複合材料。
［１］１つまたは複数の層を有する２次元粒子であって、
Ｌｉ原子を含み、
前記層が、以下の式：
ＭmＸn
（式中、Ｍは、少なくとも１種の第３、４、５、６、７族金属であり、
Ｘは、炭素原子、窒素原子またはそれらの組み合わせであり、
ｎは、１以上４以下であり、
ｍは、ｎより大きく、５以下である）
で表される層本体と、該層本体の表面に存在する修飾または終端Ｔ（Ｔは、水酸基、フッ素原子、塩素原子、酸素原子および水素原子からなる群より選択される少なくとも１種である）とを含み、
Ｌｉ原子は、第１成分と、前記第１成分よりも、7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される化学シフトが大きい第２成分とを含み、
前記第１成分と前記第２成分の合計における、前記第１成分の割合は、１７原子％以上７０原子％以下である、２次元粒子。
［２］前記7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第１成分の化学シフトは０．６ｐｐｍ未満であり、前記7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第２成分の化学シフトは０．６ｐｐｍ以上２．０ｐｐｍ以下である、［１］に記載の２次元粒子。
［３］リン原子を含む、［１］または［２］に記載の２次元粒子。
［４］前記リン原子の含有率が、０．１質量％以上１４質量％以下である、［１］～［３］のいずれか１つに記載の２次元粒子。
［５］前記リン原子は、ＰＯ4 3-の形態である、［１］～［４］のいずれか１つに記載の２次元粒子。
［６］平均厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、［１］～［５］のいずれか１つに記載の２次元粒子。
［７］［１］～［６］のいずれか１つに記載の２次元粒子を含む、導電性膜。
［８］［１］～［６］のいずれか１つに記載の２次元粒子を含む、導電性ペースト。
［９］［１］～［６］のいずれか１つに記載の２次元粒子と樹脂とを含む、導電性複合材料。
本開示によれば、導電性が高く、耐湿性を有する導電性膜を実現可能な２次元粒子の提供しうる。また、本開示は、かかる２次元粒子を用いた導電性膜、導電性ペーストおよび導電性複合材料を提供しうる。
（実施形態１：２次元粒子）
以下、本開示の１つの実施形態における２次元粒子について詳述するが、本開示はかかる実施形態に限定されない。
以下、本開示の１つの実施形態における２次元粒子について詳述するが、本開示はかかる実施形態に限定されない。
本実施形態における２次元粒子は、１つまたは複数の層を有する層状材料の２次元粒子であって、Ｌｉ原子を含む。
上記層は、以下の式：
ＭmＸn
（式中、Ｍは、少なくとも１種の第３、４、５、６、７族金属であり、
Ｘは、炭素原子、窒素原子またはそれらの組み合わせであり、
ｎは、１以上４以下であり、
ｍは、ｎより大きく、５以下である）
で表される層本体（該層本体は、各ＸがＭの八面体アレイ内に位置する結晶格子を有しうる）と、該層本体の表面（より詳細には、該層本体の互いに対向する２つの表面の少なくとも一方）に存在する修飾または終端Ｔ（Ｔは、水酸基、フッ素原子、塩素原子、酸素原子および水素原子からなる群より選択される少なくとも１種である）とを含み、
Ｌｉ原子は、第１成分と、7Ｌｉ ＮＭＲ（核磁気共鳴）により測定される化学シフトが上記第１成分よりも大きい第２成分とを含み、
上記第１成分と上記第２成分の合計における、上記第１成分の割合は、１７原子％以上７０原子％以下である。
ＭmＸn
（式中、Ｍは、少なくとも１種の第３、４、５、６、７族金属であり、
Ｘは、炭素原子、窒素原子またはそれらの組み合わせであり、
ｎは、１以上４以下であり、
ｍは、ｎより大きく、５以下である）
で表される層本体（該層本体は、各ＸがＭの八面体アレイ内に位置する結晶格子を有しうる）と、該層本体の表面（より詳細には、該層本体の互いに対向する２つの表面の少なくとも一方）に存在する修飾または終端Ｔ（Ｔは、水酸基、フッ素原子、塩素原子、酸素原子および水素原子からなる群より選択される少なくとも１種である）とを含み、
Ｌｉ原子は、第１成分と、7Ｌｉ ＮＭＲ（核磁気共鳴）により測定される化学シフトが上記第１成分よりも大きい第２成分とを含み、
上記第１成分と上記第２成分の合計における、上記第１成分の割合は、１７原子％以上７０原子％以下である。
これにより、本開示の２次元粒子を用いて得られる導電性膜は、高い導電率を有し、耐湿性が良好である。本開示において、耐湿性は、高湿条件下で長時間置かれた場合であっても導電率を維持しうることを意味する。さらに、かかる導電性膜を含む電極は、高導電率および高耐湿性が求められる用途、例えば、アンテナ用電極、特に、ＲＦＩＤ（無線識別装置：radio frequency identifier）用の電極として用いられ得る。
本開示において、ある元素について「原子」という場合、その元素の酸化数は、０に限られず、その元素の取りうる酸化数の範囲内において、任意の数でありうる。
上記層状材料は、層状化合物として理解され得、「ＭmＸnＴs」とも表され、ｓは任意の数であり、従来、ｓに代えてｘまたはｚが使用されることもある。代表的には、ｎは、１、２、３または４でありうるが、これに限定されない。
ＭＸｅｎｅの上記式中、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＭｎからなる群より選択される少なくとも１つであることが好ましく、Ｔｉ、Ｖ、ＣｒおよびＭｏからなる群より選択される少なくとも１つであることがより好ましい。
ＭＸｅｎｅは、上記の式：ＭmＸnが、以下のように表現されるものが知られている。
Ｓｃ2Ｃ、Ｔｉ2Ｃ、Ｔｉ2Ｎ、Ｚｒ2Ｃ、Ｚｒ2Ｎ、Ｈｆ2Ｃ、Ｈｆ2Ｎ、Ｖ2Ｃ、Ｖ2Ｎ、Ｎｂ2Ｃ、Ｔａ2Ｃ、Ｃｒ2Ｃ、Ｃｒ2Ｎ、Ｍｏ2Ｃ、Ｍｏ1.3Ｃ、Ｃｒ1.3Ｃ、（Ｔｉ，Ｖ）2Ｃ、（Ｔｉ，Ｎｂ）2Ｃ、Ｗ2Ｃ、Ｗ1.3Ｃ、Ｍｏ2Ｎ、Ｎｂ1.3Ｃ、Ｍｏ1.3Ｙ0.6Ｃ（上記式中、「１．３」および「０．６」は、それぞれ約１．３（＝４／３）および約０．６（＝２／３）を意味する。）、
Ｔｉ3Ｃ2、Ｔｉ3Ｎ2、Ｔｉ3（ＣＮ）、Ｚｒ3Ｃ2、（Ｔｉ，Ｖ）3Ｃ2、（Ｔｉ2Ｎｂ）Ｃ2、（Ｔｉ2Ｔａ）Ｃ2、（Ｔｉ2Ｍｎ）Ｃ2、Ｈｆ3Ｃ2、（Ｈｆ2Ｖ）Ｃ2、（Ｈｆ2Ｍｎ）Ｃ2、（Ｖ2Ｔｉ）Ｃ2、（Ｃｒ2Ｔｉ）Ｃ2、（Ｃｒ2Ｖ）Ｃ2、（Ｃｒ2Ｎｂ）Ｃ2、（Ｃｒ2Ｔａ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｓｃ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｔｉ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｚｒ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｈｆ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｖ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｎｂ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｔａ）Ｃ2、（Ｗ2Ｔｉ）Ｃ2、（Ｗ2Ｚｒ）Ｃ2、（Ｗ2Ｈｆ）Ｃ2、
Ｔｉ4Ｎ3、Ｖ4Ｃ3、Ｎｂ4Ｃ3、Ｔａ4Ｃ3、（Ｔｉ，Ｎｂ）4Ｃ3、（Ｎｂ，Ｚｒ）4Ｃ3、（Ｔｉ2Ｎｂ2）Ｃ3、（Ｔｉ2Ｔａ2）Ｃ3、（Ｖ2Ｔｉ2）Ｃ3、（Ｖ2Ｎｂ2）Ｃ3、（Ｖ2Ｔａ2）Ｃ3、（Ｎｂ2Ｔａ2）Ｃ3、（Ｃｒ2Ｔｉ2）Ｃ3、（Ｃｒ2Ｖ2）Ｃ3、（Ｃｒ2Ｎｂ2）Ｃ3、（Ｃｒ2Ｔａ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｔｉ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｚｒ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｈｆ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｖ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｎｂ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｔａ2）Ｃ3、（Ｗ2Ｔｉ2）Ｃ3、（Ｗ2Ｚｒ2）Ｃ3、（Ｗ2Ｈｆ2）Ｃ3、（Ｍｏ2.7Ｖ1.3）Ｃ3（上記式中、「２．７」および「１．３」は、それぞれ約２．７（＝８／３）および約１．３（＝４／３）を意味する。）
Ｓｃ2Ｃ、Ｔｉ2Ｃ、Ｔｉ2Ｎ、Ｚｒ2Ｃ、Ｚｒ2Ｎ、Ｈｆ2Ｃ、Ｈｆ2Ｎ、Ｖ2Ｃ、Ｖ2Ｎ、Ｎｂ2Ｃ、Ｔａ2Ｃ、Ｃｒ2Ｃ、Ｃｒ2Ｎ、Ｍｏ2Ｃ、Ｍｏ1.3Ｃ、Ｃｒ1.3Ｃ、（Ｔｉ，Ｖ）2Ｃ、（Ｔｉ，Ｎｂ）2Ｃ、Ｗ2Ｃ、Ｗ1.3Ｃ、Ｍｏ2Ｎ、Ｎｂ1.3Ｃ、Ｍｏ1.3Ｙ0.6Ｃ（上記式中、「１．３」および「０．６」は、それぞれ約１．３（＝４／３）および約０．６（＝２／３）を意味する。）、
Ｔｉ3Ｃ2、Ｔｉ3Ｎ2、Ｔｉ3（ＣＮ）、Ｚｒ3Ｃ2、（Ｔｉ，Ｖ）3Ｃ2、（Ｔｉ2Ｎｂ）Ｃ2、（Ｔｉ2Ｔａ）Ｃ2、（Ｔｉ2Ｍｎ）Ｃ2、Ｈｆ3Ｃ2、（Ｈｆ2Ｖ）Ｃ2、（Ｈｆ2Ｍｎ）Ｃ2、（Ｖ2Ｔｉ）Ｃ2、（Ｃｒ2Ｔｉ）Ｃ2、（Ｃｒ2Ｖ）Ｃ2、（Ｃｒ2Ｎｂ）Ｃ2、（Ｃｒ2Ｔａ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｓｃ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｔｉ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｚｒ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｈｆ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｖ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｎｂ）Ｃ2、（Ｍｏ2Ｔａ）Ｃ2、（Ｗ2Ｔｉ）Ｃ2、（Ｗ2Ｚｒ）Ｃ2、（Ｗ2Ｈｆ）Ｃ2、
Ｔｉ4Ｎ3、Ｖ4Ｃ3、Ｎｂ4Ｃ3、Ｔａ4Ｃ3、（Ｔｉ，Ｎｂ）4Ｃ3、（Ｎｂ，Ｚｒ）4Ｃ3、（Ｔｉ2Ｎｂ2）Ｃ3、（Ｔｉ2Ｔａ2）Ｃ3、（Ｖ2Ｔｉ2）Ｃ3、（Ｖ2Ｎｂ2）Ｃ3、（Ｖ2Ｔａ2）Ｃ3、（Ｎｂ2Ｔａ2）Ｃ3、（Ｃｒ2Ｔｉ2）Ｃ3、（Ｃｒ2Ｖ2）Ｃ3、（Ｃｒ2Ｎｂ2）Ｃ3、（Ｃｒ2Ｔａ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｔｉ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｚｒ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｈｆ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｖ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｎｂ2）Ｃ3、（Ｍｏ2Ｔａ2）Ｃ3、（Ｗ2Ｔｉ2）Ｃ3、（Ｗ2Ｚｒ2）Ｃ3、（Ｗ2Ｈｆ2）Ｃ3、（Ｍｏ2.7Ｖ1.3）Ｃ3（上記式中、「２．７」および「１．３」は、それぞれ約２．７（＝８／３）および約１．３（＝４／３）を意味する。）
代表的には、上記の式において、Ｍがチタンまたはバナジウムであり、Ｘが炭素原子または窒素原子でありうる。例えば、ＭＡＸ相は、Ｔｉ3ＡｌＣ2であり、ＭＸｅｎｅは、Ｔｉ3Ｃ2Ｔsである（換言すれば、ＭがＴｉであり、ＸがＣであり、ｎが２であり、ｍが３である）。
なお、本開示において、ＭＸｅｎｅは、前駆体のＭＡＸ相に由来するＡ原子を比較的少量、例えば元のＡ原子に対して１０質量％以下で含んでいてもよい。Ａ原子の残留量は、好ましくは８質量％以下、より好ましくは６質量％以下でありうる。しかしながら、Ａ原子の残留量は、１０質量％を超えていたとしても、２次元粒子の用途や使用条件によっては問題がない場合もありうる。
本開示において、上記層をＭＸｅｎｅ層という場合があり、上記２次元粒子をＭＸｅｎｅ２次元粒子またはＭＸｅｎｅ粒子という場合がある。
本実施形態の２次元粒子は、図１（ａ）に模式的に例示する１つの層のＭＸｅｎｅの粒子（以下、単に「ＭＸｅｎｅ粒子」という）１０ａ（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含む集合物である。ＭＸｅｎｅ粒子１０ａは、より詳細には、ＭmＸnで表される層本体（ＭmＸn層）１ａと、層本体１ａの表面（より詳細には、各層にて互いに対向する２つの表面の少なくとも一方）に存在する修飾または終端Ｔ３ａ、５ａとを有するＭＸｅｎｅ層７ａである。よって、ＭＸｅｎｅ層７ａは、「ＭmＸnＴs」とも表され、ｓは任意の数である。
本実施形態の２次元粒子は、１つまたは複数の層を含みうる。複数の層のＭＸｅｎｅ粒子（多層ＭＸｅｎｅ粒子）として、図１（ｂ）に模式的に示す通り、２つの層のＭＸｅｎｅ粒子１０ｂが挙げられるが、これらの例に限定されない。図１（ｂ）中の、１ｂ、３ｂ、５ｂ、７ｂは、前述の図１（ａ）の１ａ、３ａ、５ａ、７ａと同じである。多層ＭＸｅｎｅ粒子の、隣接する２つのＭＸｅｎｅ層（例えば７ａと７ｂ）は、必ずしも完全に離間していなくてもよく、部分的に接触していてもよい。上記ＭＸｅｎｅ粒子１０ａは、上記多層ＭＸｅｎｅ粒子１０ｂが個々に分離されて１つの層で存在するものであり、分離されていない多層ＭＸｅｎｅ粒子１０ｂが残存し、上記単層ＭＸｅｎｅ粒子１０ａと多層ＭＸｅｎｅ粒子１０ｂの混合物である場合がある。
本実施形態を限定するものではないが、ＭＸｅｎｅ粒子に含まれる各層（上記のＭＸｅｎｅ層７ａ、７ｂに相当する）の厚さは、例えば０．８ｎｍ以上５ｎｍ以下、特に０．８ｎｍ以上３ｎｍ以下である（主に、各層に含まれるＭ原子層の数により異なりうる）。含まれうる多層ＭＸｅｎｅ粒子の、個々の積層体について、層間距離（または空隙寸法、図１（ｂ）中にΔｄにて示す）は、例えば０．８ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に０．８ｎｍ以上５ｎｍ以下、より特に約１ｎｍであり、層の総数は、２以上、２０，０００以下でありうる。
本実施形態の２次元粒子は、上記含みうる多層ＭＸｅｎｅ粒子が、デラミネーション処理を経て得られた、層数の少ないＭＸｅｎｅ粒子であることが好ましい。上記「層数が少ない」とは、例えばＭＸｅｎｅ層の積層数が６層以下であることをいう。また、層数の少ない多層ＭＸｅｎｅ粒子の積層方向の厚さは、１５ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０ｎｍ以下である。以下、この「層数の少ない多層ＭＸｅｎｅ粒子」を「少層ＭＸｅｎｅ粒子」ということがある。また、単層ＭＸｅｎｅ粒子と少層ＭＸｅｎｅ粒子を併せて「単層・少層ＭＸｅｎｅ粒子」ということがある。
本実施形態の２次元粒子は、好ましくは、単層ＭＸｅｎｅ粒子と少層ＭＸｅｎｅ粒子、すなわち単層・少層ＭＸｅｎｅ粒子を含む。本実施形態の２次元粒子は、厚さが１５ｎｍ以下である単層・少層ＭＸｅｎｅ粒子の割合は、９０体積％以上であることが好ましく、より好ましくは９５体積％以上である。
上記Ｌｉ原子は、第１成分と、7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される化学シフトが第１成分よりも大きい第２成分とを含み、上記第１成分と上記第２成分の合計における、上記第１成分の割合は、１７原子％以上７０原子％以下である。これにより、導電性が高く、耐湿性を有する導電性膜を実現し得る。
第１成分と第２成分の合計における、第１成分の割合は、7Ｌｉ ＮＭＲにより測定できる。例えば、7Ｌｉ ＮＭＲスペクトルにおいて、第１成分に帰属されるピークの相対面積をＳ1とし、第２成分に帰属されるピークの相対面積をＳ2としたとき、第１成分と第２成分の合計における、第１成分の割合は、Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）として算出できる。一態様において、7Ｌｉ ＮＭＲ測定の際の積算遅延時間は、４秒とする。
特定の理論に拘束されないが、第１成分は、水に束縛され、自由度が低い状態で存在していると考えられ、第２成分は、２次元粒子の層表面に緩く吸着し、自由度が比較的高い状態で存在していると考えられる。そして、第１成分と第２成分とが特定の存在比で共存することで、単層・少層化を達成しつつ、水分の吸着を防ぐことができ、高導電率と高耐湿性を発揮できると考えられる。
第１成分と第２成分の自由度は、例えば、Ｔ２緩和時間（スピン－スピン緩和時間）の比較により確認できる。特定の理論に拘束されないが、Ｔ２緩和時間は、各成分の運動性と関連があると考えられ、Ｔ２緩和時間が短いほど、物質と強く相互作用していると考えられる。一態様において、第１成分のＴ２緩和時間は、第２成分のＴ２緩和時間より短く、例えば、第１成分のＴ２緩和時間は０．６ｍｓ以下、第２成分のＴ２緩和時間は１．２ｍｓ以上である。第１成分と第２成分のＴ２緩和時間の比較から、第２成分に比べて、第１成分の方が物質と強く相互作用していると考えられる。
一態様において、7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第１成分の化学シフトは、例えば０．６ｐｐｍ未満、さらに－０．２ｐｐｍ以上０．５５ｐｐｍ以下、とりわけ－０．１５ｐｐｍ以上０．５ｐｐｍ以下であり得る。また、7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第２成分の化学シフトは、例えば０．６ｐｐｍ以上２．０ｐｐｍ以下、さらに０．７ｐｐｍ以上１．７ｐｐｍ以下であり得る。一態様において、7Ｌｉ ＮＭＲ測定の際の基準物質は、１ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＣｌ水溶液におけるＬｉとする。
本開示において、7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第１成分の化学シフトは、7Ｌｉ ＮＭＲスペクトルにおいて、第１成分に帰属されるピークの化学シフト値を表す。同様に、7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第２成分の化学シフトは、7Ｌｉ ＮＭＲスペクトルにおいて、第２成分に帰属されるピークの化学シフト値を表す。第２成分の化学シフトは、7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第１成分の化学シフトよりも大きく、第２成分に帰属されるピークは、第１成分に帰属されるピークに対して、7Ｌｉ ＮＭＲスペクトルの低磁場側に位置する。7Ｌｉ ＮＭＲにおいて、第１成分に帰属されるピークと第２成分に帰属されるピークとが重なり合う場合、ローレンツ曲線で回帰することによりピーク分離してよい。
上記Ｌｉ原子は、代表的には、上記層上に存在している。すなわち、上記層に接していてもよく、上記層上に他の元素を介して存在していてもよい。
上記２次元粒子（例えば、上記層および上記金属カチオンの合計）における、Ｌｉ原子の含有率は、例えば０．１質量％以上２０質量％以下、さらに０．１質量％以上１０質量％以下、とりわけ０．２質量％以上５質量％以下、特に０．２質量％以上３質量％以下であってよい。
上記Ｌｉ原子の含有率は、例えば、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）などにより測定可能である。
一態様において、上記２次元粒子は、リン原子を含む。リン原子を含むことで、第２成分のＬｉ原子が存在しやすくなると考えられ、高導電率と高耐湿性が発揮されやすくなる。リン原子の含有率は、例えば０．１質量％以上１４質量％以下、さらに０．１５質量％以上５質量％以下、とりわけ０．１５質量％以上１質量％以下であり得る。
上記リン原子は、例えば、リン原子を含むアニオンの形態で存在し、とりわけ、ＰＯ4
3-の形態で存在し得る。リン原子を含むアニオンは、上記層のＭと結合していてよい。また、特定の理論に拘束されないが、リン原子を含むアニオンに緩く吸着しているＬｉ原子が、上記第２成分に該当すると考えられる。
一態様において、（２次元粒子の２次元面の長径の平均値）／（２次元粒子の厚さの平均値）の比率は、１．２以上、好ましくは１．５以上、より好ましくは２以上である。上記２次元粒子の２次元面の長径の平均値と、上記２次元粒子の厚さの平均値は、後述する方法で求めればよい。
（２次元粒子の２次元面の長径の平均値）
本実施形態の２次元粒子は、２次元面の長径の平均値が、１μｍ以上２０μｍ以下である。以下、２次元面の長径の平均値を「平均フレークサイズ」ということがある。
本実施形態の２次元粒子は、２次元面の長径の平均値が、１μｍ以上２０μｍ以下である。以下、２次元面の長径の平均値を「平均フレークサイズ」ということがある。
上記平均フレークサイズが大きいほど、導電性膜の導電率は大きくなる。本実施形態の２次元粒子は、平均フレークサイズが１．０μｍ以上であり大きいため、この２次元粒子を用いて形成された膜、例えばこの２次元粒子を積層させて得られる膜は、２，０００Ｓ／ｃｍ以上の導電率を達成できる。２次元面の長径の平均値は、好ましくは１．５μｍ以上、より好ましくは２．５μｍ以上である。ＭＸｅｎｅに超音波処理を施すことでＭＸｅｎｅのデラミネーション処理を行った場合、超音波処理により大部分のＭＸｅｎｅが長径で約数百ｎｍに小径化するため、超音波処理によりデラミネーションされた単層ＭＸｅｎｅで形成される膜は導電率が低いと考えられる。
２次元面の長径の平均値は、分散媒中の分散性の観点から、２０μｍ以下であり、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下である。
上記２次元面の長径は、後記の実施例に示す通り、電子顕微鏡写真において、各ＭＸｅｎｅ粒子を楕円形状に近似したときの長径をいい、上記２次元面の長径の平均値は、８０粒子以上の上記長径の個数平均をいう。電子顕微鏡として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を用いることができる。
本実施形態の２次元粒子の長径の平均値は、該２次元粒子を含む導電性膜を溶媒に溶解させ、上記２次元粒子を該溶媒に分散させて測定してもよい。または、上記導電性膜のＳＥＭ画像から測定してもよい。
（２次元粒子の厚さの平均値）
本実施形態の２次元粒子の厚さの平均値は、１ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。上記厚さは、好ましくは１０ｎｍ以下であり、より好ましくは７ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。一方、単層ＭＸｅｎｅ粒子の厚さを考慮すると、２次元粒子の厚さの下限は１ｎｍとなりうる。
本実施形態の２次元粒子の厚さの平均値は、１ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。上記厚さは、好ましくは１０ｎｍ以下であり、より好ましくは７ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。一方、単層ＭＸｅｎｅ粒子の厚さを考慮すると、２次元粒子の厚さの下限は１ｎｍとなりうる。
上記２次元粒子の厚さの平均値は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）写真または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真に基づく数平均寸法（例えば少なくとも４０個の数平均）として求められる。
（実施形態２：２次元粒子の製造方法）
以下、本開示の１つの実施形態における２次元粒子の製造方法について詳述するが、本開示はかかる実施形態に限定されるものではない。
以下、本開示の１つの実施形態における２次元粒子の製造方法について詳述するが、本開示はかかる実施形態に限定されるものではない。
本実施形態の２次元粒子の製造方法は、
（ａ）所定の前駆体を準備すること、
（ｂ）エッチング液を用いて、上記前駆体から少なくとも一部のＡ原子を除去する、エッチング処理を行うこと、
（ｃ）上記エッチング処理により得られたエッチング処理物を、水洗浄する工程を含む、水洗浄処理を行うこと、
（ｄ）上記水洗浄により得られた水洗浄処理物と、金属含有化合物とを混合する工程を含む、インターカレーション処理を行うこと、
（ｅ）上記インターカレーション処理して得られたインターカレーション処理物を撹拌する工程を含む、デラミネーション処理を行って２次元粒子を得ることを含み、
上記エッチング液は、リン原子を含み、
上記金属含有化合物は、Ｌｉ原子を少なくとも含む。
（ａ）所定の前駆体を準備すること、
（ｂ）エッチング液を用いて、上記前駆体から少なくとも一部のＡ原子を除去する、エッチング処理を行うこと、
（ｃ）上記エッチング処理により得られたエッチング処理物を、水洗浄する工程を含む、水洗浄処理を行うこと、
（ｄ）上記水洗浄により得られた水洗浄処理物と、金属含有化合物とを混合する工程を含む、インターカレーション処理を行うこと、
（ｅ）上記インターカレーション処理して得られたインターカレーション処理物を撹拌する工程を含む、デラミネーション処理を行って２次元粒子を得ることを含み、
上記エッチング液は、リン原子を含み、
上記金属含有化合物は、Ｌｉ原子を少なくとも含む。
以下、各工程について詳述する。
・工程（ａ）
まず、所定の前駆体を準備する。本実施形態において使用可能な所定の前駆体は、ＭＸｅｎｅの前駆体であるＭＡＸ相であり、
以下の式：
ＭmＡＸn
（式中、Ｍは、少なくとも１種の第３、４、５、６、７族金属であり、
Ｘは、炭素原子、窒素原子またはそれらの組み合わせであり、
Ａは、少なくとも１種の第１２、１３、１４、１５、１６族元素であり、
ｎは、１以上４以下であり、
ｍは、ｎより大きく、５以下である）
で表される。
まず、所定の前駆体を準備する。本実施形態において使用可能な所定の前駆体は、ＭＸｅｎｅの前駆体であるＭＡＸ相であり、
以下の式：
ＭmＡＸn
（式中、Ｍは、少なくとも１種の第３、４、５、６、７族金属であり、
Ｘは、炭素原子、窒素原子またはそれらの組み合わせであり、
Ａは、少なくとも１種の第１２、１３、１４、１５、１６族元素であり、
ｎは、１以上４以下であり、
ｍは、ｎより大きく、５以下である）
で表される。
上記Ｍ、Ｘ、ｎおよびｍは、第１実施形態で説明した通りである。Ａは、少なくとも１種の第１２、１３、１４、１５、１６族元素であり、通常はＡ族元素、代表的にはIIIA族およびIVA族であり、より詳細にはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ａｓ、ＳおよびＣｄからなる群より選択される少なくとも１種を含み得、好ましくはＡｌである。
ＭＡＸ相は、ＭmＸnで表される２つの層（各ＸがＭの八面体アレイ内に位置する結晶格子を有しうる）の間に、Ａ原子により構成される層が位置した結晶構造を有する。ＭＡＸ相は、代表的にｍ＝ｎ＋１の場合、ｎ＋１層のＭ原子の層の各間にＸ原子の層が１層ずつ配置され（これらを合わせて「ＭmＸn層」とも称する）、ｎ＋１番目のＭ原子の層の次の層としてＡ原子の層（「Ａ原子層」）が配置された繰り返し単位を有するが、これに限定されない。
上記ＭＡＸ相は、既知の方法で製造することができる。例えばＴｉＣ粉末、Ｔｉ粉末およびＡｌ粉末を、ボールミルで混合し、得られた混合粉末をＡｒ雰囲気下で焼成し、焼成体（ブロック状のＭＡＸ相）を得る。その後、得られた焼成体をエンドミルで粉砕して次工程用の粉末状ＭＡＸ相を得ることができる。
・工程（ｂ）
工程（ｂ）では、エッチング液を用いて、上記前駆体から少なくとも一部のＡ原子を除去する、エッチング処理を行う。
工程（ｂ）では、エッチング液を用いて、上記前駆体から少なくとも一部のＡ原子を除去する、エッチング処理を行う。
上記エッチング液は、リン原子を含み、とりわけ、リン原子を含むアニオンを含む。これにより、リン原子、例えばリン原子、とりわけリン原子を含むアニオンがＭ原子に結合し得る。また、特定の理論に拘束されないが、上記エッチング液がリン原子を含むことで、第２成分のＬｉ原子が存在しやすくなると考えられる。さらに、十分なエッチング処理が可能となり、後のインターカレーション処理において、Ｌｉ原子をインターカレートしやすくなる。上記リン原子を含むアニオンの存在形態は特に限定されず、イオンとして存在していてもよく、Ｈ+と結合して酸として存在していてもよく、カチオンと結合して塩として存在していてもよい。
リン原子を含むアニオンとしては、ＰＯ4
3-が挙げられる。
上記エッチング液は、Ｈ3ＰＯ4を含むことが好ましく、ＨＦをさらに含んでいてもよい。上記エッチング液の具体例としては、ＨＦの水溶液と、Ｈ3ＰＯ4の水溶液との混合液が挙げられる。上記エッチング液は、ＨＣｌ、ＬｉＦをさらに含んでいてもよい。
上記エッチング液において、リン原子を含むアニオン、とりわけＰＯ4
3-の濃度は、例えば２ｍｏｌ／Ｌ以上２０ｍｏｌ／Ｌ以下、さらに２．５ｍｏｌ／Ｌ以上１８ｍｏｌ／Ｌ以下、とりわけ３ｍｏｌ／Ｌ以上１５ｍｏｌ／Ｌ以下であり得る。
上記エッチング液において、ＨＦの濃度は、例えば２ｍｏｌ／Ｌ以上２０ｍｏｌ／Ｌ以下、さらに２．５ｍｏｌ／Ｌ以上１８ｍｏｌ／Ｌ以下、とりわけ２．５ｍｏｌ／Ｌ以上１５ｍｏｌ／Ｌ以下であり得る。
また、上記エッチング液において、リン原子を含むアニオンの濃度とＨＦの濃度の合計は、例えば７ｍｏｌ／Ｌ以上３０ｍｏｌ／Ｌ以下、さらに７．５ｍｏｌ／Ｌ以上２７ｍｏｌ／Ｌ以下、とりわけ８ｍｏｌ／Ｌ以上２５ｍｏｌ／Ｌ以下であり得る。
上記エッチング液を用いたエッチングの操作およびその他の条件には、従来実施されている条件を採用できる。
・工程（ｃ）
上記エッチング処理により得られたエッチング処理物を、水洗浄する。水洗浄を行うことによって、上記エッチング処理で用いた酸等を十分に除去できる。エッチング処理物と混合させる水の量や洗浄方法は特に限定されない。例えば水を加えて撹拌、遠心分離等を行うことが挙げられる。撹拌方法として、ハンドシェイク、オートマチックシェイカー、シェアミキサー、ポットミルなどを用いた撹拌が挙げられる。撹拌速度、撹拌時間等の撹拌の程度は、処理対象となる酸処理物の量や濃度等に応じて調整すればよい。上記水での洗浄は１回以上行えばよい。好ましくは水での洗浄を複数回行うことである。例えば具体的に、（i）（エッチング処理物または下記（iii）で得られた残りの沈殿物に）水を加えて撹拌、（ii）撹拌物を遠心分離する、（iii）遠心分離後に上澄み液を廃棄する、の工程（i）～（iii）を２回以上、例えば１５回以下の範囲内で行うことが挙げられる。
上記エッチング処理により得られたエッチング処理物を、水洗浄する。水洗浄を行うことによって、上記エッチング処理で用いた酸等を十分に除去できる。エッチング処理物と混合させる水の量や洗浄方法は特に限定されない。例えば水を加えて撹拌、遠心分離等を行うことが挙げられる。撹拌方法として、ハンドシェイク、オートマチックシェイカー、シェアミキサー、ポットミルなどを用いた撹拌が挙げられる。撹拌速度、撹拌時間等の撹拌の程度は、処理対象となる酸処理物の量や濃度等に応じて調整すればよい。上記水での洗浄は１回以上行えばよい。好ましくは水での洗浄を複数回行うことである。例えば具体的に、（i）（エッチング処理物または下記（iii）で得られた残りの沈殿物に）水を加えて撹拌、（ii）撹拌物を遠心分離する、（iii）遠心分離後に上澄み液を廃棄する、の工程（i）～（iii）を２回以上、例えば１５回以下の範囲内で行うことが挙げられる。
・工程（ｄ）
上記水洗浄により得られた水洗浄処理物と、金属イオンを含む金属含有化合物とを混合する工程を含む、インターカレーション処理を行う。これにより、金属イオンが層間にインターカレートされる。
上記水洗浄により得られた水洗浄処理物と、金属イオンを含む金属含有化合物とを混合する工程を含む、インターカレーション処理を行う。これにより、金属イオンが層間にインターカレートされる。
上記金属イオンとしては、１価の金属イオンが挙げられ、具体的にはリチウムイオン、ナトリウムイオンおよびカリウムイオン等のアルカリ金属イオン、銅イオン、銀イオン、金イオンが挙げられる。上記金属イオンを含む金属含有化合物としては、上記金属イオンのヨウ化物、リン酸塩、硫酸塩を含む硫化物塩、硝酸塩、酢酸塩、カルボン酸塩が挙げられる。
上記金属イオンは、リチウムイオンを少なくとも含む。また、金属含有化合物としては、リチウムイオンを含む金属化合物を含むことが好ましく、リチウムイオンのイオン性化合物を含むことがより好ましく、リチウムイオンのヨウ化物、リン酸塩、硫化物塩のうちの１以上を含むことがさらに好ましく、リチウムイオンのリン酸塩を含むことがとりわけ好ましい。金属イオンとしてリチウムイオンを用いることにより、得られる２次元粒子がＬｉ原子を含むものとなり得る。
上記水洗浄処理物と金属含有化合物とを混合する際のインターカレーション処理用配合物において、金属含有化合物の含有率は、例えば０．００１質量％以上１０質量％以下、さらに０．０１質量％以上１質量％以下、とりわけ０．１質量％以上１質量％以下であり得る。金属含有化合物の含有率が前記範囲にあると、インターカレーション処理用配合物における分散性が良好である。
インターカレーション処理の具体的な方法は特に限定されず、例えば、上記水洗浄処理物に対して、金属含有化合物を混合し、撹拌を行ってもよいし、静置してもよい。例えば室温で撹拌することが挙げられる。上記撹拌の方法は、例えば、スターラー等の撹拌子を用いる方法、撹拌翼を用いる方法、ミキサーを用いる方法、および遠心装置を用いる方法等が挙げられ、撹拌時間は、単層・少層ＭＸｅｎｅ粒子の製造規模に応じて設定することができ、例えば１２～２４時間の間で設定できる。
・工程（ｅ）
工程（ｅ）では、インターカレーション処理を行って得られたインターカレーション処理物を撹拌する工程を含む、デラミネーション処理を行う。デラミネーション処理により、ＭＸｅｎｅ粒子の単層・少層化を図ることができる。
工程（ｅ）では、インターカレーション処理を行って得られたインターカレーション処理物を撹拌する工程を含む、デラミネーション処理を行う。デラミネーション処理により、ＭＸｅｎｅ粒子の単層・少層化を図ることができる。
デラミネーション処理の条件は特に限定されず、既知の方法で行うことができる。例えば撹拌方法として、超音波処理、ハンドシェイク、オートマチックシェイカーなどを用いた撹拌が挙げられる。撹拌速度、撹拌時間等の撹拌の程度は、処理対象となる処理物の量や濃度等に応じて調整すればよい。例えば、上記インターカレーション後のスラリーを、遠心分離して上澄み液を廃棄した後に、残りの沈殿物に純水を添加し、例えばハンドシェイクまたはオートマチックシェイカーによる撹拌を行って層分離を行うことが挙げられる。未剥離物の除去は、遠心分離して上澄みを廃棄後、残りの沈殿物を水で洗浄する工程が挙げられる。例えば、（i）上澄み廃棄後の残りの沈殿物に、純水を追加して撹拌、（ii）遠心分離し、（iii）上澄み液を回収する。この（i）～（iii）の操作を、１回以上、好ましくは２回以上、１０回以下繰り返して、デラミネーション処理物として、酸処理前の単層・少層ＭＸｅｎｅ粒子を含む上澄み液を得ることが挙げられる。または、この上澄み液を遠心分離して、遠心分離後の上澄み液を廃棄し、デラミネーション処理物として、酸処理前の単層・少層ＭＸｅｎｅ粒子を含むクレイを得てもよい。
本実施形態の製造方法では、デラミネーションの際、リン原子を共存させてもよい。かかるリン原子は、リン原子を含むアニオンの形態で存在していてよく、ＰＯ4
3-の形態で存在していてよい。この場合、沈殿物に添加する純水をリン酸水溶液としてよい。かかるリン酸水溶液のｐＨは、例えば２～５であってよく、２．５～４．５であってよい。
一態様において、層分離の際にのみリン原子を共存させ、洗浄の際には、リン原子を共存させなくともよい。例えば、上記インターカレーション後のスラリーを、遠心分離して上澄み液を廃棄した後に、残りの沈殿物に添加する純水の代わりにリン酸水溶液を用い、（i）の操作では純水を追加してよい。また、別の態様において、層分離および洗浄の際にリン原子を共存させてもよい。例えば、上記インターカレーション後のスラリーを、遠心分離して上澄み液を廃棄した後に、残りの沈殿物に添加する純水の代わりにリン酸水溶液を用い、（i）の操作で追加する純水の代わりにリン酸水溶液を用いてよい。
本実施形態の製造方法では、デラミネーション処理の際、超音波処理を行わなくともよい。超音波処理を行わない場合、粒子破壊が生じ難く、粒子の層に平行な平面、すなわち２次元面の大きい単層・少層ＭＸｅｎｅ粒子を得ることが容易となる。
撹拌して得られたデラミネーション処理物は、そのまま単層・少層ＭＸｅｎｅ粒子を含む２次元粒子として用いることができ、必要に応じ水で洗浄してもよい。
（実施形態３：導電性膜）
本実施形態の２次元粒子の用途として、２次元粒子を含有する導電性膜が挙げられる。かかる導電性膜は、高い導電率および高い耐湿性を有するとともに、高い平滑性を有する。図２を参照して、本実施形態の導電性膜を説明する。図２では２次元粒子１０のみが積層して得られた導電性膜３０を例示しているが、これに限定されない。導電性膜は、必要に応じて、膜形成時に添加されるバインダー等の添加物が含まれていてもよい。上記添加物は、導電性膜（乾燥時）に占める割合で好ましくは３０体積％以下、更に好ましくは１０体積％以下、より更に好ましくは５体積％以下であり、最も好ましくは０体積％である。
本実施形態の２次元粒子の用途として、２次元粒子を含有する導電性膜が挙げられる。かかる導電性膜は、高い導電率および高い耐湿性を有するとともに、高い平滑性を有する。図２を参照して、本実施形態の導電性膜を説明する。図２では２次元粒子１０のみが積層して得られた導電性膜３０を例示しているが、これに限定されない。導電性膜は、必要に応じて、膜形成時に添加されるバインダー等の添加物が含まれていてもよい。上記添加物は、導電性膜（乾燥時）に占める割合で好ましくは３０体積％以下、更に好ましくは１０体積％以下、より更に好ましくは５体積％以下であり、最も好ましくは０体積％である。
上記バインダー等を使用せずに導電性膜を作製する方法として、上記デラミネーションにて得られた、２次元粒子を含む上澄み液を、吸引ろ過すること、または、２次元粒子を分散媒と混合し適度な濃度のスラリーとした形態でスプレーした後に分散媒を乾燥等により除去する工程を１回もしくは複数回行うことで、導電性膜を作製できる。上記スプレーの方法は、例えば、エアレススプレー法またはエアースプレー法であってよく、具体的には、１流体ノズル、２流体ノズル、エアブラシ等のノズルを用いてスプレーする方法が挙げられる。スラリーに含まれうる分散媒としては、水；Ｎ－メチルピロリドン、Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノール、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、酢酸等の有機系媒体等が挙げられる。
上記バインダーとしては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ乳酸等が挙げられる。
上記導電性膜の導電率は、好ましくは２，０００Ｓ／ｃｍ以上、より好ましくは５，０００Ｓ／ｍ以上、さらに好ましくは１０，０００Ｓ／ｃｍ以上であり、例えば１００，０００Ｓ／ｃｍ以下、さらには５０，０００Ｓ／ｃｍ以下であってよい。
本実施形態の導電性膜の導電率は、導電性膜の厚さと、４探針法で測定した導電性膜の表面抵抗率を下記式に代入して求められる。
導電率［Ｓ／ｃｍ］＝１／（導電性膜の厚さ［ｃｍ］×導電性膜の表面抵抗率［Ω／ｓｑ．］）
導電率［Ｓ／ｃｍ］＝１／（導電性膜の厚さ［ｃｍ］×導電性膜の表面抵抗率［Ω／ｓｑ．］）
（実施形態４：導電性ペーストおよび導電性複合材料）
本実施形態の２次元粒子を用いたその他の用途として、上記２次元粒子と必要に応じて用いる樹脂や添加剤（分散媒、粘度調整剤等）とを含む導電性ペースト、上記２次元粒子と樹脂とを含む導電性複合材料が挙げられる。これらも、高湿条件下であっても高い導電率を維持できることが求められる用途に適している。
本実施形態の２次元粒子を用いたその他の用途として、上記２次元粒子と必要に応じて用いる樹脂や添加剤（分散媒、粘度調整剤等）とを含む導電性ペースト、上記２次元粒子と樹脂とを含む導電性複合材料が挙げられる。これらも、高湿条件下であっても高い導電率を維持できることが求められる用途に適している。
上記導電性ペースト、導電性複合材料に含まれうる樹脂としては、導電性膜に含まれうる樹脂と同様の樹脂が挙げられる。また、導電性ペーストに含まれうる分散媒としては、水；Ｎ－メチルピロリドン、Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノール、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、酢酸等の有機系媒体等が挙げられる。
（実施形態５：電極）
本実施形態に係る電極は、上記導電性膜を含む。かかる電極は、上記導電性膜のみから形成されていてもよいし、上記導電性膜と、例えば基材とを含んでいてもよい。
本実施形態に係る電極は、上記導電性膜を含む。かかる電極は、上記導電性膜のみから形成されていてもよいし、上記導電性膜と、例えば基材とを含んでいてもよい。
本実施形態の電極は、上記導電性膜を含んでいればよく、具体的な形態まで限定されない。電極は、固体状態のものから、フレキシブル性のある軟質状態のものまで挙げられる。
本実施形態の電極において、上記導電性膜は、測定対象物と直接接するように外気にさらされていてもよいし、基材等で覆われていてもよい。
本実施形態の電極が基材を有する場合、上記導電性膜と基材は直接接触していてもよい。基材の材質は、特に限定されず、例えば、セラミック、ガラス等の無機材料であってよく、有機材料であってよい。かかる有機材料として、例えば、フレキシブル有機材料が挙げられ、具体的には熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）、ＰＥＴフィルム、ポリイミドフィルム等が挙げられる。また、基材の材質は、紙、布等の繊維材料（例えば、シート状繊維材料）であってよい。
（電極の用途）
本実施形態の電極は、任意の適切な用途に利用され得る。例えば、電気化学測定をする際の対極や参照極、電気化学キャパシタ用電極、電池用電極、生体電極、センサ用電極、アンテナ用電極などが挙げられる。電磁シールド（ＥＭＩシールド）等、高い導電率を維持すること（初期導電率の低下を低減し、酸化を防止すること）が要求されるような用途にも利用され得る。以下、これらの用途の詳細について説明する。
本実施形態の電極は、任意の適切な用途に利用され得る。例えば、電気化学測定をする際の対極や参照極、電気化学キャパシタ用電極、電池用電極、生体電極、センサ用電極、アンテナ用電極などが挙げられる。電磁シールド（ＥＭＩシールド）等、高い導電率を維持すること（初期導電率の低下を低減し、酸化を防止すること）が要求されるような用途にも利用され得る。以下、これらの用途の詳細について説明する。
電極は、特に限定されないが、例えばキャパシタ用電極、バッテリ用電極、生体信号センシング電極、センサ用電極、アンテナ用電極などであり得る。上記導電性膜を使用することにより、より小さい容積（装置占有体積）でも、大容量のキャパシタおよびバッテリ、低インピーダンスの生体信号センシング電極、高感度のセンサおよびアンテナを得ることができる。
キャパシタは、電気化学キャパシタであり得る。電気化学キャパシタは、電極（電極活物質）と電解液中のイオン（電解質イオン）との間での物理化学反応に起因して発現する容量を利用したキャパシタであり、電気エネルギーを蓄えるデバイス（蓄電デバイス）として使用可能である。バッテリは、繰り返し充放電可能な化学電池であり得る。バッテリは、例えばリチウムイオンバッテリ、マグネシウムイオンバッテリ、リチウム硫黄バッテリ、ナトリウムイオンバッテリなどであり得るが、これらに限定されない。
生体信号センシング電極は、生体信号を取得するための電極である。生体信号センシング電極は、例えばＥＥＧ（脳波）、ＥＣＧ（心電図）、ＥＭＧ（筋電図）、ＥＩＴ（電気インピーダンストモグラフィ）を測定するための電極であり得るが、これらに限定されない。
センサ用電極は、目的の物質、状態、異常等を検知するための電極である。センサは、例えばガスセンサ、バイオセンサ（生体起源の分子認識機構を利用した化学センサ）などであり得るが、これらに限定されない。
アンテナ用電極は、空間に電磁波を放射する、および／または、空間中の電磁波を受信するための電極である。アンテナ用電極が構成するアンテナは、携帯電話を始めとするモバイルコミュニケーション用のアンテナ（いわゆる３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ用のアンテナ）や、ＲＦＩＤ用のアンテナ、あるいはＮＦＣ（Near Field Communication）用のアンテナなど特に限定されない。
本実施形態の電極は、好ましくはアンテナ用電極として用いられる。上記導電性膜を含む電極は、高い導電率および高い耐湿性を有するとともに、導電性膜として高い平滑性を有する。このような特性を有する電極は通信距離を伸ばすうえで有利に用いることができる。
以上、本開示の１つの実施形態における２次元粒子について詳述したが、種々の改変が可能である。なお、本開示の２次元粒子は、上述の実施形態における製造方法とは異なる方法によって製造されてもよく、また、本開示の２次元粒子の製造方法は、上述の実施形態における２次元粒子を提供するもののみに限定されないことに留意されたい。
以下の実施例により本開示を更に具体的に説明するが、本開示はこれらに限定されない。
［実施例１～８、比較例１～２］
〔２次元粒子の作製〕
実施例１～８、比較例１～２では、以下に詳述する、（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備、（２）前駆体のエッチング、（３）洗浄、（４）インターカレーション、（５）デラミネーション、（６）水洗浄、を順に実施して、２次元粒子を作製した。
〔２次元粒子の作製〕
実施例１～８、比較例１～２では、以下に詳述する、（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備、（２）前駆体のエッチング、（３）洗浄、（４）インターカレーション、（５）デラミネーション、（６）水洗浄、を順に実施して、２次元粒子を作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備
ＴｉＣ粉末、Ｔｉ粉末およびＡｌ粉末（いずれも株式会社高純度化学研究所製）を２：１：１のモル比で、ジルコニアボールを入れたボールミルに投入して２４時間混合した。得られた混合粉末をＡｒ雰囲気下にて１，３５０℃で２時間焼成した。得られた焼成体（ブロック）をエンドミルで最大寸法４０μｍ以下まで粉砕した。これにより、前駆体（ＭＡＸ）としてＴｉ3ＡｌＣ2粒子を得た。
ＴｉＣ粉末、Ｔｉ粉末およびＡｌ粉末（いずれも株式会社高純度化学研究所製）を２：１：１のモル比で、ジルコニアボールを入れたボールミルに投入して２４時間混合した。得られた混合粉末をＡｒ雰囲気下にて１，３５０℃で２時間焼成した。得られた焼成体（ブロック）をエンドミルで最大寸法４０μｍ以下まで粉砕した。これにより、前駆体（ＭＡＸ）としてＴｉ3ＡｌＣ2粒子を得た。
（２）前駆体のエッチング
上記方法で調製したＴｉ3ＡｌＣ2粒子（粉末）を用い、下記エッチング条件でエッチングを行って、Ｔｉ3ＡｌＣ2粉末に由来する固体成分を含む固液混合物（スラリー）を得た。
（エッチング条件）
・前駆体：Ｔｉ3ＡｌＣ2（目開き４５μｍふるい通し）
・エッチング液組成は表１参照
・前駆体投入量：３．０ｇ
・エッチング容器：１００ｍＬアイボーイ
・エッチング温度：３５℃
・エッチング時間：２４時間
・スターラー回転数：４００ｒｐｍ
上記方法で調製したＴｉ3ＡｌＣ2粒子（粉末）を用い、下記エッチング条件でエッチングを行って、Ｔｉ3ＡｌＣ2粉末に由来する固体成分を含む固液混合物（スラリー）を得た。
（エッチング条件）
・前駆体：Ｔｉ3ＡｌＣ2（目開き４５μｍふるい通し）
・エッチング液組成は表１参照
・前駆体投入量：３．０ｇ
・エッチング容器：１００ｍＬアイボーイ
・エッチング温度：３５℃
・エッチング時間：２４時間
・スターラー回転数：４００ｒｐｍ
（３）洗浄
上記スラリーを２分割して、５０ｍＬ遠沈管２本にそれぞれ挿入し、遠心分離機を用いて３５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄した。各遠沈管に純水３５ｍＬを追加し、再度３５００Ｇで５分間遠心分離を行って上澄み液を分離除去する操作を１１回繰り返した。最終遠心分離後に、上澄み液を廃棄し、Ｔｉ3Ｃ2Ｔs－水分媒体クレイを得た。
上記スラリーを２分割して、５０ｍＬ遠沈管２本にそれぞれ挿入し、遠心分離機を用いて３５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄した。各遠沈管に純水３５ｍＬを追加し、再度３５００Ｇで５分間遠心分離を行って上澄み液を分離除去する操作を１１回繰り返した。最終遠心分離後に、上澄み液を廃棄し、Ｔｉ3Ｃ2Ｔs－水分媒体クレイを得た。
（４）インターカレーション
上記方法で調製したＴｉ3Ｃ2Ｔs－水分媒体クレイに対し、８５質量％リン酸水溶液 ５．３ｇ、Ｌｉ3ＰＯ4 ０．６８ｇ、純水３１．９ｇとを添加し、２０℃以上２５℃以下で２４時間撹拌して、リチウムイオンをインターカレーターとするインターカレーションを行った。インターカレーションの詳細な条件は以下の通りである。
（インターカレーションの条件）
・Ｔｉ3Ｃ2Ｔs－水分媒体クレイ（洗浄後ＭＸｅｎｅ）：固形分０．５ｇ
・金属含有化合物：Ｌｉ3ＰＯ4 ０．６８ｇ
・インターカレーション容器：１００ｍＬアイボーイ
・温度：２０℃以上２５℃以下（室温）
・時間：２４時間
・スターラー回転数：７００ｒｐｍ
上記方法で調製したＴｉ3Ｃ2Ｔs－水分媒体クレイに対し、８５質量％リン酸水溶液 ５．３ｇ、Ｌｉ3ＰＯ4 ０．６８ｇ、純水３１．９ｇとを添加し、２０℃以上２５℃以下で２４時間撹拌して、リチウムイオンをインターカレーターとするインターカレーションを行った。インターカレーションの詳細な条件は以下の通りである。
（インターカレーションの条件）
・Ｔｉ3Ｃ2Ｔs－水分媒体クレイ（洗浄後ＭＸｅｎｅ）：固形分０．５ｇ
・金属含有化合物：Ｌｉ3ＰＯ4 ０．６８ｇ
・インターカレーション容器：１００ｍＬアイボーイ
・温度：２０℃以上２５℃以下（室温）
・時間：２４時間
・スターラー回転数：７００ｒｐｍ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収した。さらに、ｐＨ３．５に調整したリン酸水溶液３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、４回繰り返して、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収した。さらに、ｐＨ３．５に調整したリン酸水溶液３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、４回繰り返して、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
［実施例９］
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
［実施例１０］
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を行って、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を行って、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
［実施例１１］
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、２回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、２回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
［実施例１２］
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、３回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、３回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
［実施例１３］
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、４回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、４回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
［比較例３］
前駆体（ＭＡＸ）の準備を実施例１と同様に行った後、下記（２）の工程を実施し、洗浄工程は実施例と同様に行い、さらに下記（４）および（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１と同じ
（２）前駆体のエッチング
上記（１）の工程で調製したＴｉ3ＡｌＣ2粒子（粉末）を用い、下記エッチング条件でエッチングを行って、Ｔｉ3ＡｌＣ2粉末に由来する固体成分を含む固液混合物（スラリー）を得た。
（エッチング条件）
・前駆体：Ｔｉ3ＡｌＣ2（目開き４５μｍふるい通し）
・エッチング液組成：４９％ＨＦ ６ｍＬ
Ｈ2Ｏ １８ｍＬ
ＨＣｌ（１２Ｍ） ３６ｍＬ
・前駆体投入量：３．０ｇ
・エッチング容器：１００ｍＬアイボーイ
・エッチング温度：３５℃
・エッチング時間：２４ｈ
・スターラー回転数：４００ｒｐｍ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション
上記方法で調製したＴｉ3Ｃ2Ｔs－水分媒体クレイに対し、ＬｉＣｌ ０．７５ｇと、純水３７．２ｇとを添加し、２０℃以上２５℃以下で２４時間撹拌して、リチウムイオンをインターカレーターとするインターカレーションを行った。インターカレーションの詳細な条件は以下の通りである。
（インターカレーションの条件）
・Ｔｉ3Ｃ2Ｔs－水分媒体クレイ（洗浄後ＭＸｅｎｅ）：固形分０．５ｇ
・金属含有化合物：ＬｉＣｌ ０．７５ｇ
・インターカレーション容器：１００ｍＬアイボーイ
・温度：２０℃以上２５℃以下（室温）
・時間：２４時間
・スターラー回転数：７００ｒｐｍ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、４回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
前駆体（ＭＡＸ）の準備を実施例１と同様に行った後、下記（２）の工程を実施し、洗浄工程は実施例と同様に行い、さらに下記（４）および（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１と同じ
（２）前駆体のエッチング
上記（１）の工程で調製したＴｉ3ＡｌＣ2粒子（粉末）を用い、下記エッチング条件でエッチングを行って、Ｔｉ3ＡｌＣ2粉末に由来する固体成分を含む固液混合物（スラリー）を得た。
（エッチング条件）
・前駆体：Ｔｉ3ＡｌＣ2（目開き４５μｍふるい通し）
・エッチング液組成：４９％ＨＦ ６ｍＬ
Ｈ2Ｏ １８ｍＬ
ＨＣｌ（１２Ｍ） ３６ｍＬ
・前駆体投入量：３．０ｇ
・エッチング容器：１００ｍＬアイボーイ
・エッチング温度：３５℃
・エッチング時間：２４ｈ
・スターラー回転数：４００ｒｐｍ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション
上記方法で調製したＴｉ3Ｃ2Ｔs－水分媒体クレイに対し、ＬｉＣｌ ０．７５ｇと、純水３７．２ｇとを添加し、２０℃以上２５℃以下で２４時間撹拌して、リチウムイオンをインターカレーターとするインターカレーションを行った。インターカレーションの詳細な条件は以下の通りである。
（インターカレーションの条件）
・Ｔｉ3Ｃ2Ｔs－水分媒体クレイ（洗浄後ＭＸｅｎｅ）：固形分０．５ｇ
・金属含有化合物：ＬｉＣｌ ０．７５ｇ
・インターカレーション容器：１００ｍＬアイボーイ
・温度：２０℃以上２５℃以下（室温）
・時間：２４時間
・スターラー回転数：７００ｒｐｍ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、４回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
［比較例４］
前駆体（ＭＡＸ）の準備を実施例１と同様に行った後、下記（２）の工程を実施し、洗浄工程を実施した後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１と同じ
（２）前駆体のエッチングおよびインターカレーション
上記（１）の工程で調製したＴｉ3ＡｌＣ2粒子（粉末）を用い、下記エッチング条件でエッチングを行って、Ｔｉ3ＡｌＣ2粉末に由来する固体成分を含む固液混合物（スラリー）を得た。
（エッチングおよびインターカレーション条件）
・前駆体：Ｔｉ3ＡｌＣ2（目開き４５μｍふるい通し）
・エッチング液組成：ＬｉＦ ３ｇ
ＨＣｌ（９Ｍ） ３０ｍＬ
・前駆体投入量：３．０ｇ
・エッチング容器：１００ｍＬアイボーイ
・エッチング温度：３５℃
・エッチング時間：２４ｈ
・スターラー回転数：４００ｒｐｍ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、４回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
前駆体（ＭＡＸ）の準備を実施例１と同様に行った後、下記（２）の工程を実施し、洗浄工程を実施した後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１と同じ
（２）前駆体のエッチングおよびインターカレーション
上記（１）の工程で調製したＴｉ3ＡｌＣ2粒子（粉末）を用い、下記エッチング条件でエッチングを行って、Ｔｉ3ＡｌＣ2粉末に由来する固体成分を含む固液混合物（スラリー）を得た。
（エッチングおよびインターカレーション条件）
・前駆体：Ｔｉ3ＡｌＣ2（目開き４５μｍふるい通し）
・エッチング液組成：ＬｉＦ ３ｇ
ＨＣｌ（９Ｍ） ３０ｍＬ
・前駆体投入量：３．０ｇ
・エッチング容器：１００ｍＬアイボーイ
・エッチング温度：３５℃
・エッチング時間：２４ｈ
・スターラー回転数：４００ｒｐｍ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、４回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
［比較例５、６］
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、４回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
前駆体（ＭＡＸ）の準備、エッチング工程、洗浄工程およびデラミネーション工程を実施例１と同様に行った後、下記（５）の工程を実施して、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを作製した。
（１）前駆体（ＭＡＸ）の準備：実施例１～８と同じ
（２）前駆体のエッチング：実施例１～８と同じ
（３）洗浄：実施例１と同じ
（４）インターカレーション：実施例１～８と同じ
（５）デラミネーション
インターカレーションを行って得られたスラリーを、５０ｍＬ遠沈管に投入し、遠心分離機を用いて３，５００Ｇの条件で５分間遠心分離を行った後、上澄み液を回収し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。さらに、純水３５ｍＬを追加してからシェーカーで１５分間撹拌後に、３，５００Ｇで５分間遠心分離し、上澄み液を単層ＭＸｅｎｅ粒子含有液として回収する操作を、４回繰り返し、単層ＭＸｅｎｅ粒子含有上澄み液を得た。さらに、この上澄み液に対し、遠心分離機を用いて４，３００Ｇ、２時間の条件で遠心分離を行った後、上澄み液を廃棄し、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを得た。
（リン原子含有率の測定方法）
実施例１～１３、比較例１～６で得られた２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを吸引ろ過した。ろ過後は８０℃で２４時間の真空乾燥を行って２次元粒子を含む導電性膜を作製した。吸引ろ過のフィルターには、メンブレンフィルター（メルク株式会社製、デュラポア、孔径０．４５μｍ）を用いた。上記上澄み液中には、２次元粒子の固形分で０．０５ｇ、純水４０ｍＬが含まれていた。
実施例１～１３、比較例１～６で得られた２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを吸引ろ過した。ろ過後は８０℃で２４時間の真空乾燥を行って２次元粒子を含む導電性膜を作製した。吸引ろ過のフィルターには、メンブレンフィルター（メルク株式会社製、デュラポア、孔径０．４５μｍ）を用いた。上記上澄み液中には、２次元粒子の固形分で０．０５ｇ、純水４０ｍＬが含まれていた。
得られた２次元粒子を含む導電性膜をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により測定し、２次元粒子に含まれるリン原子の含有率を測定した。ＸＰＳ測定には、アルバック・ファイ社製Ｑｕａｎｔｕｍ２０００を使用した。
２次元粒子に含まれるリン原子の含有率は、実施例１では０．２０質量％、実施例２では０．２５質量％、実施例３では０．３２質量％、実施例４では０．３４質量％、比較例１では０．１４質量％、比較例２では０．１８質量％、比較例５では０．２０質量％、比較例６では０．３４質量％であった。
（Ｌｉ原子含有率の測定方法）
実施例１～１３、比較例１～６で得られた２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）をアルカリ溶融法により溶液化して得られた溶液を、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）により測定し、２次元粒子に含まれる金属カチオンを検出した。ＩＣＰ－ＡＥＳ測定には、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製のｉＣＡＰ７４００を使用した。
実施例１～１３、比較例１～６で得られた２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）をアルカリ溶融法により溶液化して得られた溶液を、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）により測定し、２次元粒子に含まれる金属カチオンを検出した。ＩＣＰ－ＡＥＳ測定には、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製のｉＣＡＰ７４００を使用した。
２次元粒子に含まれるＬｉ原子の含有率は、実施例１では０．３０質量％であった。
（7Ｌｉ ＮＭＲ測定方法：第１成分および第２成分の定量）
Ａｒ雰囲気（露点－６０℃未満）のグローブボックス内において、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）と乾燥させたＡｌ2Ｏ3粉とを、質量比１：９で混合し、メノウ乳鉢で粉砕して、混合粉を得た。混合粉を、上記グローブボックス内において、外径４ｍｍの固体ＮＭＲ用ジルコニア製試料管に充填し、Ｋｅｌ－Ｆ製キャップをし、ＮＭＲ測定試料とした。２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）とＡｌ2Ｏ3粉とを合わせた試料の量は、２００ｍｇとした。
Ａｒ雰囲気（露点－６０℃未満）のグローブボックス内において、２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）と乾燥させたＡｌ2Ｏ3粉とを、質量比１：９で混合し、メノウ乳鉢で粉砕して、混合粉を得た。混合粉を、上記グローブボックス内において、外径４ｍｍの固体ＮＭＲ用ジルコニア製試料管に充填し、Ｋｅｌ－Ｆ製キャップをし、ＮＭＲ測定試料とした。２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）とＡｌ2Ｏ3粉とを合わせた試料の量は、２００ｍｇとした。
7Ｌｉ ＮＭＲ装置（分光計）として、Ｂｒｕｋｅｒ社製のＡＶＡＮＣＥ ＩＩＩ ４００（磁場強度９．４Ｔ、7Ｌｉ核の共鳴周波数１５５．４５５ＭＨｚ）を用いた。プローブとしては、Ｂｒｕｋｅｒ社製のＰＨ ＭＡＳ ４００Ｓ１ ＢＬ４ Ｎ－Ｐ／Ｈ ＶＴＮを用いた。
以下の条件で7Ｌｉ ＮＭＲ測定を実施し、１次元の7Ｌｉ ＮＭＲスペクトルを得た。
測定法：マジック角回転＋シングルパルス法
マジック角回転速度：１５ｋＨｚ
パルス強度：２８～５６ｋＨｚ（出力は１００Ｗに固定）
パルスフリップ角：９０°
積算遅延時間：４秒
積算回数：１，０２４回
測定法：マジック角回転＋シングルパルス法
マジック角回転速度：１５ｋＨｚ
パルス強度：２８～５６ｋＨｚ（出力は１００Ｗに固定）
パルスフリップ角：９０°
積算遅延時間：４秒
積算回数：１，０２４回
得られた7Ｌｉ ＮＭＲスペクトルに対し、２成分のローレンツ曲線で回帰し、各ピークの化学シフト値および相対面積を求めた。基準物質は、１ｍｏｌ／Ｌ ＬｉＣｌ水溶液におけるＬｉとした。Ｌｉの回帰計算、化学シフト値および相対面積の算出には、Ｂｒｕｋｅｒ社製ＮＭＲコンソールソフトウェア付属のスペクトルフィッティング機能を用いた。化学シフト値から、第１成分、第２成分のそれぞれに帰属されるピークを特定し、第１成分に帰属されるピークの相対面積Ｓ1および第２成分に帰属されるピークの相対面積Ｓ2から、第１成分の割合（原子基準）を、Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）として算出した。結果を表２に示す。
実施例の２次元粒子では、第１成分と第２成分の合計における第１成分の割合が、１７原子％以上７０原子％以下の範囲であった。特に、実施例４、５では、デラミネーションの際にリン酸水溶液を用いた一方、実施例９～１３では、デラミネーションの際、リン酸水溶液を用いず、純水のみを用いている。実施例４、５と実施例９～１３では、エッチング条件が異なるため、ＭＸｅｎｅ層の表面基の状態が異なっており、実施例９～１３では、純水のみのデラミネーションで、第１成分と第２成分の合計における第１成分の割合が、１７原子％以上７０原子％以下である２次元粒子が得られたものと考えられる。一方、比較例３、４の２次元粒子では、第１成分と第２成分の合計における第１成分の割合が、７０原子％を超えており、比較例５、６の２次元粒子では、第１成分は検出されなかった。
（7Ｌｉ ＮＭＲ測定方法：Ｔ２緩和時間の測定）
実施例５および比較例２～４の２次元粒子について、第１成分および第２成分の定量と同様にＮＭＲ測定試料を調製し、第１成分および第２成分の定量と同じ7Ｌｉ ＮＭＲ装置を用いた。
実施例５および比較例２～４の２次元粒子について、第１成分および第２成分の定量と同様にＮＭＲ測定試料を調製し、第１成分および第２成分の定量と同じ7Ｌｉ ＮＭＲ装置を用いた。
以下の条件で7Ｌｉ ＮＭＲ測定を実施し、１次元の7Ｌｉ ＮＭＲスペクトルを得た。
測定法：マジック角回転＋ＣＰＭＧ法
マジック角回転速度：１２．５ｋＨｚ
パルス強度：２８～５６ｋＨｚ（出力は１００Ｗに固定）
エコー時間：１６０μ秒
エコー回数：４８回
積算遅延時間：４秒
積算回数：１，０２４回
測定法：マジック角回転＋ＣＰＭＧ法
マジック角回転速度：１２．５ｋＨｚ
パルス強度：２８～５６ｋＨｚ（出力は１００Ｗに固定）
エコー時間：１６０μ秒
エコー回数：４８回
積算遅延時間：４秒
積算回数：１，０２４回
得られた時間領域データに位相補正を施した後の実成分に対し、各エコーの相対面積を、リフォーカス時刻に対してプロットした。このエコー減衰プロファイルに対し、上記の定量測定で得られた第１成分および第２成分の相対面積を係数比として固定した指数関数の和で回帰し、それぞれの時定数（Ｔ２緩和時間）を求めた。
実施例５の２次元粒子における第１成分のＴ２緩和時間は０．４７ｍｓ、第２成分のＴ２緩和時間は、１．７ｍｓであった。比較例２の２次元粒子における第１成分のＴ２緩和時間は０．３６ｍｓ、第２成分のＴ２緩和時間は２ｍｓであった。比較例３の２次元粒子における第１成分のＴ２緩和時間は０．５６ｍｓ、第２成分のＴ２緩和時間は１．５ｍｓであった。比較例４の２次元粒子における第１成分のＴ２緩和時間は０．４４ｍｓ、第２成分のＴ２緩和時間は１．２ｍｓであった。これらの２次元粒子において、第１成分のＴ２緩和時間は、第１成分のＴ２緩和時間より短く、第１成分の方が、物質と強く相互作用していると考えられる。
（導電性コンポジット膜作製方法１）
実施例５の２次元粒子の分散液（２次元粒子（ＭＸｅｎｅ固形分）濃度：６．４質量％）５０ｇにポリウレタン溶液（大日精化工業株式会社製、不揮発分濃度３５質量％）を純水で１００倍希釈した溶液を５２．７５０ｇ加え、コンポジットとした。その後、コンポジットをオートマチックシェイカー（Ｆ＆ＦＭ社製 ＳＫ５５０）を用いて１５分攪拌した。ポリイミドフィルム（東レ・デュポン株式会社製カプトンフィルム）を用意し、酸素プラズマ処理（サムコ株式会社製 ＰＣ－１０００）でポリイミドフィルム表面を親水化させた後、前述のコンポジットをフィルムに３０回スプレー塗付した。なお、１回スプレー塗布ごとにドライヤーで２分乾燥させた。スプレーノズルにはＡＴＯＭＡＸ社製ノズルを用いた。
実施例５の２次元粒子の分散液（２次元粒子（ＭＸｅｎｅ固形分）濃度：６．４質量％）５０ｇにポリウレタン溶液（大日精化工業株式会社製、不揮発分濃度３５質量％）を純水で１００倍希釈した溶液を５２．７５０ｇ加え、コンポジットとした。その後、コンポジットをオートマチックシェイカー（Ｆ＆ＦＭ社製 ＳＫ５５０）を用いて１５分攪拌した。ポリイミドフィルム（東レ・デュポン株式会社製カプトンフィルム）を用意し、酸素プラズマ処理（サムコ株式会社製 ＰＣ－１０００）でポリイミドフィルム表面を親水化させた後、前述のコンポジットをフィルムに３０回スプレー塗付した。なお、１回スプレー塗布ごとにドライヤーで２分乾燥させた。スプレーノズルにはＡＴＯＭＡＸ社製ノズルを用いた。
塗付後、８０℃の常圧オーブンで２時間乾燥させ、その後１５０℃の真空オーブンで一晩乾燥させ、スプレー膜を得た。得られたコンポジットスプレー膜の膜厚は４．４μｍであり、後述する導電率測定方法により測定した初期導電率は１７，６６８Ｓ／ｃｍであった。また、常温で湿度９９％下、１４日間耐湿性試験を実施した後、同様に測定した導電率は８，１２７Ｓ／ｃｍであり、初期導電率からの変化率は、４６％であった。
比較例３の２次元粒子の分散液（２次元粒子（ＭＸｅｎｅ固形分）濃度：３．２５質量％）２５．２２１ｇにポリウレタン溶液（大日精化工業株式会社製、不揮発分濃度３５質量％）を純水で１００倍希釈した溶液を１４．７７９ｇ加え、コンポジットとした。その後、コンポジットをオートマチックシェイカー（Ｆ＆ＦＭ社製 ＳＫ５５０）を用いて１５分攪拌した。ポリイミドフィルム（東レ・デュポン株式会社製カプトンフィルム）を用意し、酸素プラズマ処理（サムコ株式会社製 ＰＣ－１０００）でポリイミドフィルム表面を親水化させた後、前述のコンポジットをフィルムに３０回スプレー塗付した。なお、１回スプレー塗布ごとにドライヤーで２分乾燥させた。スプレーノズルにはＡＴＯＭＡＸ社製ノズルを用いた。
塗付後、８０℃の常圧オーブンで２時間乾燥させ、その後１５０℃の真空オーブンで一晩乾燥させ、スプレー膜を得た。得られたコンポジットスプレー膜の膜厚は３．２μｍで、後述する導電率測定方法により測定した初期導電率は１０，２６９Ｓ／ｃｍであり、実施例５の２次元粒子を用いた場合よりも低い結果となった。また、常温湿度９９％下１４日間耐湿性試験を実施した後、同様に測定した導電率は３，０８１Ｓ／ｃｍであり、初期導電率からの変化率は、３０％であった。
以上より、実施例５の２次元粒子を含む導電性コンポジット膜では、初期導電率が高く、耐湿性も良好であることが確認された。一方、比較例３の２次元粒子では、第１成分と第２成分の合計における、第１成分の割合が７０原子％を超えており、初期導電率、耐湿性が十分に満足できるものではなかった。
（導電性膜の製造方法１）
実施例４、６、７、比較例３、４で得られた２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイ０．５ｇに純水１５ｍＬを加えた後、ヌッチェを用いて吸引ろ過した。ろ過後は、８０℃で２４時間の真空乾燥を行って２次元粒子を含む導電性膜を作製した。吸引ろ過のフィルターには、メンブレンフィルター（孔径０．２２ｕｍ）を用いた。
実施例４、６、７、比較例３、４で得られた２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイ０．５ｇに純水１５ｍＬを加えた後、ヌッチェを用いて吸引ろ過した。ろ過後は、８０℃で２４時間の真空乾燥を行って２次元粒子を含む導電性膜を作製した。吸引ろ過のフィルターには、メンブレンフィルター（孔径０．２２ｕｍ）を用いた。
実施例４で得られた２次元粒子を含む導電性膜のフィルム密度は３．６ｇ／ｃｍ3であり、導電率は１４，０００Ｓ／ｃｍであった。実施例６で得られた２次元粒子を含む導電性膜のフィルム密度は３．７ｇ／ｃｍ3であり、導電率は１５，７００Ｓ／ｃｍであり、導電率変化率は９５％であった。実施例７で得られた２次元粒子を含む導電性膜のフィルム密度は３．２ｇ／ｃｍ3であり、導電率は１３，６００Ｓ／ｃｍであり、導電率変化率は９４％であった。比較例３で得られた２次元粒子を含む導電性膜のフィルム密度は２ｇ／ｃｍ3であり、導電率は９，０００Ｓ／ｃｍであり、導電率変化率は７８％であった。比較例４で得られた２次元粒子を含む導電性膜のフィルム密度は２ｇ／ｃｍ3であり、導電率は６，０００Ｓ／ｃｍであり、導電率変化率は２３％であった。
以上より、実施例で得られた２次元粒子を含む導電性膜は、高導電率を有し、耐湿性も良好であることが確認された。一方、比較例３、４では、第１成分と第２成分の合計における第１成分の割合が７０原子％を超えており、得られた導電性膜の導電率、導電率変化率とも十分に満足できるものではなかった。
（導電性膜の製造方法２）
実施例１～１３で得られた２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを、ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、ルミラー）上に１２０μｍ以下の厚さとなるように塗工した。その後、空気乾燥して、塗工による導電性膜を得た。得られた導電性膜の膜厚は、１μｍであった。
実施例１～１３で得られた２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイを、ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、ルミラー）上に１２０μｍ以下の厚さとなるように塗工した。その後、空気乾燥して、塗工による導電性膜を得た。得られた導電性膜の膜厚は、１μｍであった。
（導電性膜の製造方法３）
実施例１～１３で得られた２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイ０．５ｇに純水４ｍＬを加えた。その後、スプレーガン（タミヤ製エアブラシ）で、ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、ルミラー）上に１～３０回スプレー塗布した。なお、１回スプレー塗布ごとにドライヤーで２分乾燥させた。塗付後、８０℃の常圧オーブンで２時間乾燥させ、その後１５０℃の真空オーブンで一晩乾燥させ、スプレー膜を得た。
実施例１～１３で得られた２次元粒子（単層ＭＸｅｎｅ粒子）を含むクレイ０．５ｇに純水４ｍＬを加えた。その後、スプレーガン（タミヤ製エアブラシ）で、ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、ルミラー）上に１～３０回スプレー塗布した。なお、１回スプレー塗布ごとにドライヤーで２分乾燥させた。塗付後、８０℃の常圧オーブンで２時間乾燥させ、その後１５０℃の真空オーブンで一晩乾燥させ、スプレー膜を得た。
導電性膜のフィルム密度、導電率、導電率変化率は、以下の方法により測定した。
（フィルム密度測定方法）
フィルムをパンチで直径１２ｍｍφに打ち抜き、電子天秤で重量を測定し、ハイトゲージで厚さを測定した。得られた値からフィルム密度を計算した。
フィルムをパンチで直径１２ｍｍφに打ち抜き、電子天秤で重量を測定し、ハイトゲージで厚さを測定した。得られた値からフィルム密度を計算した。
（導電性膜の導電率測定方法）
得られた２次元粒子を含む導電性膜の導電率を求めた。導電率は、１サンプルにつき３箇所で、抵抗率（Ω）および厚さ（μｍ）を測定して、これら測定値から導電率（Ｓ／ｃｍ）を算出し、これにより得られた３つの導電率の平均値を採用した。抵抗率測定には、簡易型低抵抗率計（株式会社三菱ケミカルアナリティック製、ロレスタＡＸ ＭＣＰ－Ｔ３７０）を用いて導電性膜の表面抵抗を４端子法にて測定した。厚さ測定には、マイクロメーター（株式会社ミツトヨ製、ＭＤＨ－２５ＭＢ）を用いた。そして、得られた表面抵抗と導電性膜の厚さから体積抵抗率を求め、その値の逆数を取ることで導電率を求めＥ0とした。
得られた２次元粒子を含む導電性膜の導電率を求めた。導電率は、１サンプルにつき３箇所で、抵抗率（Ω）および厚さ（μｍ）を測定して、これら測定値から導電率（Ｓ／ｃｍ）を算出し、これにより得られた３つの導電率の平均値を採用した。抵抗率測定には、簡易型低抵抗率計（株式会社三菱ケミカルアナリティック製、ロレスタＡＸ ＭＣＰ－Ｔ３７０）を用いて導電性膜の表面抵抗を４端子法にて測定した。厚さ測定には、マイクロメーター（株式会社ミツトヨ製、ＭＤＨ－２５ＭＢ）を用いた。そして、得られた表面抵抗と導電性膜の厚さから体積抵抗率を求め、その値の逆数を取ることで導電率を求めＥ0とした。
（導電率変化率測定方法）
相対湿度９９％温度２５℃の恒温恒湿槽内に導電性膜を設置した。７日間静置後、導電率を測定し、Ｅとした。ＥをＥ0で除することで、導電率変化率とした。
相対湿度９９％温度２５℃の恒温恒湿槽内に導電性膜を設置した。７日間静置後、導電率を測定し、Ｅとした。ＥをＥ0で除することで、導電率変化率とした。
１ａ、１ｂ 層本体（ＭmＸn層）
３ａ、５ａ、３ｂ、５ｂ 修飾または終端Ｔ
７ａ、７ｂ ＭＸｅｎｅ層
１０、１０ａ、１０ｂ ＭＸｅｎｅ粒子（層状材料の２次元粒子）
３ａ、５ａ、３ｂ、５ｂ 修飾または終端Ｔ
７ａ、７ｂ ＭＸｅｎｅ層
１０、１０ａ、１０ｂ ＭＸｅｎｅ粒子（層状材料の２次元粒子）
Claims (9)
- １つまたは複数の層を有する２次元粒子であって、
Ｌｉ原子を含み、
前記層が、以下の式：
ＭmＸn
（式中、Ｍは、少なくとも１種の第３、４、５、６、７族金属であり、
Ｘは、炭素原子、窒素原子またはそれらの組み合わせであり、
ｎは、１以上４以下であり、
ｍは、ｎより大きく、５以下である）
で表される層本体と、該層本体の表面に存在する修飾または終端Ｔ（Ｔは、水酸基、フッ素原子、塩素原子、酸素原子および水素原子からなる群より選択される少なくとも１種である）とを含み、
Ｌｉ原子は、第１成分と、前記第１成分よりも、7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される化学シフトが大きい第２成分とを含み、
前記第１成分と前記第２成分の合計における、前記第１成分の割合は、１７原子％以上７０原子％以下である、２次元粒子。 - 前記7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第１成分の化学シフトは０．６ｐｐｍ未満であり、前記7Ｌｉ ＮＭＲにより測定される第２成分の化学シフトは０．６ｐｐｍ以上２．０ｐｐｍ以下である、請求項１に記載の２次元粒子。
- リン原子を含む、請求項１に記載の２次元粒子。
- 前記リン原子の含有率が、０．１質量％以上１４質量％以下である、請求項１に記載の２次元粒子。
- 前記リン原子は、ＰＯ4 3-の形態である、請求項１に記載の２次元粒子。
- 平均厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、請求項１に記載の２次元粒子。
- 請求項１～６のいずれか１項に記載の２次元粒子を含む、導電性膜。
- 請求項１～６のいずれか１項に記載の２次元粒子を含む、導電性ペースト。
- 請求項１～６のいずれか１項に記載の２次元粒子と樹脂とを含む、導電性複合材料。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021204423 | 2021-12-16 | ||
| JP2021204423 | 2021-12-16 | ||
| PCT/JP2022/044947 WO2023112778A1 (ja) | 2021-12-16 | 2022-12-06 | ２次元粒子、導電性膜、導電性ペーストおよび複合材料 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2023112778A1 JPWO2023112778A1 (ja) | 2023-06-22 |
| JPWO2023112778A5 JPWO2023112778A5 (ja) | 2024-07-17 |
| JP7729403B2 true JP7729403B2 (ja) | 2025-08-26 |
Family
ID=86774583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023567718A Active JP7729403B2 (ja) | 2021-12-16 | 2022-12-06 | ２次元粒子、導電性膜、導電性ペーストおよび複合材料 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240327227A1 (ja) |
| JP (1) | JP7729403B2 (ja) |
| CN (1) | CN118382599A (ja) |
| WO (1) | WO2023112778A1 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100086413A (ko) * | 2009-09-14 | 2010-07-30 | 한화케미칼 주식회사 | 전극 활물질인 음이온 부족형 비화학양론 리튬 전이금속 다중산 화합물, 그 제조 방법 및 그를 이용한 전기화학 소자 |
| CN111029172A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 青岛科技大学 | 一种二维层状超级电容器电极材料Ti3C2 MXene的层间结构调控方法 |
| WO2022138456A1 (ja) * | 2020-12-22 | 2022-06-30 | 株式会社村田製作所 | ウイルス不活化液状剤およびウイルス不活化物品 |
| CN113209933B (zh) * | 2021-04-15 | 2022-07-01 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种MXene气凝胶的制备方法及其对磷和铀酰的吸附应用 |
| CN113077991B (zh) * | 2021-04-16 | 2022-06-21 | 中国石油大学(华东) | 一种MXene/磷酸镍电极材料及其制备方法和应用 |
| WO2023162423A1 (ja) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 株式会社村田製作所 | ２次元粒子、２次元粒子の製造方法および材料 |
-
2022
- 2022-12-06 WO PCT/JP2022/044947 patent/WO2023112778A1/ja not_active Ceased
- 2022-12-06 CN CN202280082647.6A patent/CN118382599A/zh active Pending
- 2022-12-06 JP JP2023567718A patent/JP7729403B2/ja active Active
-
2024
- 2024-06-11 US US18/739,780 patent/US20240327227A1/en active Pending
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| CHEN Hongwu et al.，Pristine Titanium Carbide MXene Films with Environmentally Stable Conductivity and Superior Mechanical Strength，Advanced Functional Materials，Vol. 30，1906996 |
| JAMBHULKAR Sayli et al.，Aligned Ti3C2Tx MXene for 3D Micropatterning via Additive Manufacturing，ACS Nano，Vol. 15，pp. 12057-12068 |
| UNAL Mehmet et al.，2D MXenes with antiviral and immunomodulatory properties: A pilot study against SAR-CoV-2，Nano Today，Vol. 38，101136 |
| VOIGT, C. A. et al.，Anion adsorption, Ti3C2Tz MXene multilayers and clay-like swelling，The Journal of Physical Chemistry C，Vol. 122, Issue 40 ，pp. 23172-23179 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20240327227A1 (en) | 2024-10-03 |
| WO2023112778A1 (ja) | 2023-06-22 |
| CN118382599A (zh) | 2024-07-23 |
| JPWO2023112778A1 (ja) | 2023-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7513110B2 (ja) | 導電性２次元粒子およびその製造方法、導電性膜、導電性複合材料、ならびに導電性ペースト | |
| JP7670151B2 (ja) | 導電性２次元粒子含有組成物、導電性膜、および導電性２次元粒子含有組成物の製造方法 | |
| CN114901470A (zh) | 导电性复合结构体及其制造方法 | |
| JP7501645B2 (ja) | 導電性２次元粒子およびその製造方法 | |
| CN116745864B (zh) | 导电性膜及其制造方法 | |
| US20240321475A1 (en) | Conductive film, electrode, and method for producing conductive film | |
| US20240148302A1 (en) | Electrode and method for producing the same | |
| JP7670178B2 (ja) | 複合材料および複合材料構造体の製造方法 | |
| US12046389B2 (en) | Conductive film and method for producing same | |
| JP7768235B2 (ja) | ２次元粒子、導電性膜、導電性ペーストおよび２次元粒子の製造方法 | |
| JP7729403B2 (ja) | ２次元粒子、導電性膜、導電性ペーストおよび複合材料 | |
| CN117652035A (zh) | 电极及其制造方法 | |
| WO2023162423A1 (ja) | ２次元粒子、２次元粒子の製造方法および材料 | |
| US20250161977A1 (en) | Film and method for producing same | |
| CN116033971A (zh) | 膜的制造方法和导电性膜 | |
| WO2023048087A1 (en) | Two-dimensional particles, conductive film, conductive paste and method for producing two-dimensional particles | |
| WO2024162390A1 (ja) | 電極および電極の製造方法 | |
| JP7750406B2 (ja) | 電極および電極の製造方法 | |
| WO2024203470A1 (ja) | ２次元粒子、導電性膜およびその製造方法 | |
| JP7537613B2 (ja) | 磁性材料、電磁気部品及び磁性材料の製造方法 | |
| WO2025225525A1 (ja) | 導電性粒子、フィルム、ペースト、コンポジット材料、および導電性粒子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240426 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240426 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250422 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250523 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250715 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250728 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7729403 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |