本發(fā)明涉及對(duì)凝聚的納米金剛石進(jìn)行分離的方法，涉及將以100～1000nm之間的大小凝聚的狀態(tài)來存在的爆轟合成的納米金剛石，更詳細(xì)地，將100～500nm大小的納米金剛石分離為100nm以下大小的粒子的方法。

背景技術(shù)：

相對(duì)于富勒烯(fullerenes)、單壁碳納米管(swcnt)、雙壁碳納米管(dwcnt)及多壁碳納米管(mwcnt)等其他碳納米管粒子及納米纖維等其他碳納米粒子，爆轟納米金剛石(dnd、detonationnanodiamond))在1960年代由前蘇聯(lián)發(fā)現(xiàn)得相對(duì)早。爆轟納米金剛石最初被視為前蘇聯(lián)時(shí)代的軍事技術(shù)，在1990年之前其尚未被外部所公知，自從在國際學(xué)術(shù)刊物中公開兩篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文之后，爆轟納米金剛石開始成為關(guān)注的對(duì)象。

基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石的生成在大氣中的氣體下，例如在二氧化碳(co2)、水(h2o)或其他液相還原劑條件下，在密閉的金屬合金化的腔室內(nèi)進(jìn)行，作為此時(shí)所使用的爆轟物質(zhì)，將2，4，6-三硝基甲苯(tnt)/1，3，5-三硝基-1，3，5-三氮雜環(huán)己烷(還被稱為黑索金或環(huán)三亞甲基三硝胺(rdx，researchdevelopmentexplosive))按規(guī)定的比率混合的狀態(tài)下通過爆轟反應(yīng)獲得。

也就是說，爆轟納米金剛石通過如下方式生成，即，將具有爆轟性的三硝基甲苯(t.n.t)和作為白色結(jié)晶性非水溶性爆轟成分的環(huán)三亞甲基三硝胺按規(guī)定的比率，例如，分別按數(shù)十重量百分比來進(jìn)行混合，當(dāng)上述經(jīng)過混合的爆轟物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，在瞬間發(fā)生的高溫高壓氣氛下，組合物的碳成分生成金剛石結(jié)晶狀的核(碳的sp3結(jié)構(gòu))，上述核生長成規(guī)定的大小，并且在石墨(sp2結(jié)構(gòu))的表面存在由c、o、h及n組成的單個(gè)及多個(gè)官能團(tuán)。作為其代表性的官能團(tuán)，眾所周知，存在cooh、-c＝o、-nh2、-cho、-oh、-no2、-c-o-c-等多種。

根據(jù)多項(xiàng)研究，眾所周知，爆轟納米金剛石在生物體內(nèi)幾乎沒有毒性且因結(jié)構(gòu)體的穩(wěn)定性而具有生物相容性，并且具有數(shù)納米大小的非常小的粒徑，比表面積為250～450m²/g，因而與通常的金剛石相比約大數(shù)十倍至數(shù)百倍，并且在其表面包含多個(gè)親水性官能團(tuán)等呈現(xiàn)出獨(dú)特的電特性、化學(xué)特性及光學(xué)特性。尤其，最近通過在表面附著官能團(tuán)來使爆轟納米金剛石具有生物醫(yī)藥功能或在進(jìn)行附著具有抗生物醫(yī)藥功能的有用物質(zhì)的研究方面，例如作為醫(yī)藥傳遞物質(zhì)正受到矚目，為此，純度高且均勻的納米金剛石必不可少。

即便如此，由于爆轟納米金剛石的爆轟反應(yīng)過程非常短，并且在爆轟的同時(shí)引起收縮，因此因所生成的多個(gè)單金剛石粒子的強(qiáng)力凝聚的現(xiàn)象而存在不僅很難分離為單一粒子或多個(gè)粒子群集，而且難以對(duì)包含于上述凝聚的金剛石粒子的內(nèi)部的雜質(zhì)進(jìn)行純化的缺點(diǎn)。

自從在1963年，由前蘇聯(lián)物理學(xué)者danilrenko等人公開爆轟納米金剛石的結(jié)晶生成之后，直到2002年之后，對(duì)可分離多個(gè)單一粒子的可能性有關(guān)的結(jié)果才被公知，其中，作為產(chǎn)生最大影響的結(jié)果，由作為日本的碳科學(xué)家且在世界上從理論上最先預(yù)測到富勒烯(fullerenes)的ohsawa進(jìn)行。1997年，ohsawa博士通過俄羅斯研究機(jī)關(guān)得到金剛石粒子，并利用強(qiáng)力的銑削設(shè)備來成功地進(jìn)行了分離。此時(shí)，在進(jìn)行銑削的過程中所使用的球?yàn)橛蓏ro2制成，在銑削裝置內(nèi)成功地將平均大小約為30微米的凝聚的金剛石凝聚體進(jìn)行分離。由此，自從2002年這種研究結(jié)果被發(fā)表之后，世界上有很多科技人員為了分離粒子而進(jìn)行了多種嘗試。

位于俄羅斯斯圣彼得堡的艾奧費(fèi)物理研究所的vul.等科學(xué)家發(fā)布過通過向金剛石凝聚體內(nèi)添加金屬離子或強(qiáng)酸來進(jìn)行化學(xué)分離的技術(shù)，美國duracell大學(xué)的gogoti等利用砂糖及鹽(nacl)等來嘗試分離粒子。之后，更具體地，嘗試開發(fā)利用作為金屬的fe、na、k、cl、i等多種金屬化合物或金屬鹽等的分離方法。

后續(xù)，根據(jù)出現(xiàn)在2004年的“材料科學(xué)論壇(materalscienceforum)”471-472、779-783，出現(xiàn)在2004和2005年的“金剛石及相關(guān)材料(diamond&relatedmaterial)”14(2005)206-212中的xux.等的研究，作為對(duì)納米金剛石凝聚體的分離方法，例如嘗試?yán)米鳛閺?qiáng)酸的鹽酸、硫酸及過猛酸鉀來對(duì)基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體進(jìn)行處理，并使用超聲波對(duì)其進(jìn)行分離。

但是，雖然進(jìn)行了多種嘗試，但是公知在分離過程中，作為雜質(zhì)混入的金屬或鹵素離子等被吸附于經(jīng)過分離的小的金剛石粒子表面或界面，從而難以進(jìn)行純化。例如，在利用zro2球的銑削工序的情況下，尤其，如在“自然納米技術(shù)第7卷”(naturenanotechnologyvol7)、2012年1月的“納米金剛石的特性和應(yīng)用”(jan.2012'thepropertiesandapplicationsofnanodiamonds)”中所述，眾所周知，大量的氧化鋯(zr)成分作為雜質(zhì)而混入并未被去除，在2012年的“納米金剛石：應(yīng)用生物學(xué)和納米醫(yī)學(xué)”(nanodiamonds:applicationsinbiologyandnanoscalemedicine，2012[deanho])中也出現(xiàn)存在如下缺點(diǎn)的事實(shí)，即，在通過使用重的氧化鋯微珠來進(jìn)行銑削的情況下，具有一天約為50g左右的小收率，并具有數(shù)重量百分比的氧化鋯雜質(zhì)，而且即使在強(qiáng)酸中也難以去除氧化鋯。

根據(jù)韓國公開專利10-2011-0093700及韓國授權(quán)專利，在作為雜質(zhì)來混入naoh或nacl等的情況下，在投入naoh的情況下，混入約0.7重量百分比的na，在投入nacl的情況下，混入約0.54重量百分比的cl雜質(zhì)。

從2009年之前就嘗試通過將多種醫(yī)藥物質(zhì)或胰島素等附著于生物相容性優(yōu)秀的納米金剛石的表面，來以依賴ph的方式進(jìn)行連接。像這樣，為了將醫(yī)藥物質(zhì)附著于納米金剛石的表面，只有去除雜質(zhì)，才有利于定量地生成具有共價(jià)鍵合性的合成物質(zhì)，因此在分離納米金剛石粒子的過程中有必要去除雜質(zhì)。

并且，在混入金屬成分的情況下，由于與納米金剛石表面的配體或官能團(tuán)形成絡(luò)合物或鹽，因此存在如下問題，即，需要使用作為去除上述絡(luò)合物或鹽的方法的離子交換或多種方法來進(jìn)行純化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

用于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題的本發(fā)明的一目的在于，將凝聚的爆轟納米金剛石粒子組分離為未混入金屬等雜質(zhì)的單一粒子狀及多個(gè)群集狀。

本發(fā)明的再一目的在于，提供即使不使用氧化鋯等金屬、金屬化合物、鹵素、陶瓷、金屬鹽等，也將凝聚的納米金剛石分離為100nm以下大小的方法。

本發(fā)明的另一目的在于，提供無雜質(zhì)的混入或結(jié)合的100nm(平均粒子大小為5～50nm)以下大小的納米金剛石。

解決問題的方案

用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及如下的納米金剛石的分離方法，即，上述納米金剛石的分離方法包括：將納米金剛石凝聚體放入去離子水中來進(jìn)行水化的步驟；在上述水溶液中添加醇來制備混合溶劑的步驟；以及向上述混合溶劑施加超聲波的分離步驟。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的納米金剛石的分離方法不使用存在雜質(zhì)被混入的隱患的無機(jī)物強(qiáng)酸(例如，h2so4、h2cro4、hcl、hi等)或包含堿金屬、堿土金屬、過渡金屬等的強(qiáng)堿，從而可解決以往的混入金屬雜質(zhì)的問題。

并且，根據(jù)本發(fā)明的分離方法，可提供尺寸為5～50nm的單一粒子狀及多個(gè)群集狀的納米金剛石分散液。

本發(fā)明的納米金剛石的粒子尺寸為5～50nm，且均勻，并且抑制金屬及堿性雜質(zhì)的混入，因而可簡單地將官能團(tuán)定量地附著于納米金剛石的表面，從而可使用于信息技術(shù)(it)用薄膜的前體物質(zhì)、藥物傳遞體、化妝品等。

附圖說明

圖1表示通過作為現(xiàn)有技術(shù)的銑削法來分離納米金剛石的方法。

圖2至圖13為表示實(shí)施例1～實(shí)施例8、比較例1～比較例4的分散溶液中的納米金剛石的粒度分析的圖表。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及將在制備或純化過程中以數(shù)百納米以上的大小凝聚的狀態(tài)來存在的爆轟合成的納米金剛石以數(shù)納米至數(shù)十納米大小來進(jìn)行分離的方法、由此獲得的納米金剛石及納米金剛石的水分散液。

圖1表示通過作為現(xiàn)有技術(shù)的銑削法來分離納米金剛石的方法。參照圖1，作為在本發(fā)明中所使用的術(shù)語的單一粒子狀10的納米金剛石通常包含具有金剛石結(jié)晶結(jié)構(gòu)(sp3)的芯1及包圍上述芯1的石墨層2，芯的大小為4～7nm，石墨層的厚度為1nm左右。

并且，在本發(fā)明中用作原材料的爆轟納米金剛石凝聚體100作為表示凝聚有數(shù)十個(gè)至數(shù)百個(gè)單一粒子狀10納米金剛石的狀態(tài)的術(shù)語來使用。

另一方面，作為在本發(fā)明中所使用的術(shù)語的多個(gè)群集狀納米金剛石30可以被理解為以單一粒子狀10納米金剛石與凝聚的爆轟納米金剛石粒子組100之間的大小來凝聚的納米金剛石，例如，表示凝聚有數(shù)個(gè)至數(shù)十個(gè)上述單一粒子狀10納米金剛石，優(yōu)選地，凝聚有10多個(gè)以內(nèi)的上述單一粒子狀10納米金剛石的納米金剛石。

參照圖1，在納米金剛石凝聚體100中，凝聚有單一粒子狀10納米金剛石，并由石墨層20沿著納米金剛石凝聚體100的表面形成殼。

在本發(fā)明中，提供以分離的方式對(duì)包圍納米金剛石凝聚體100的上述石墨層20進(jìn)行去除，并且將凝聚的單一粒子狀10納米金剛石分離為單個(gè)或多個(gè)粒子狀的分離方法。

本發(fā)明的分離方法包括水化步驟、混合溶劑化步驟以及分離步驟。并且，本發(fā)明還可包括ph調(diào)節(jié)步驟以及獲得納米金剛石粒子的步驟。

上述水化步驟為將納米金剛石100放入去離子水中來進(jìn)行水化的步驟。上述的納米金剛石凝聚體表示爆轟反應(yīng)生成物的煙灰(soot)，優(yōu)選地，形成上述生成物的金剛石的純度為10％以上且90％以下，此時(shí)可額外進(jìn)行去除表面的碳及石墨成分的工序，但是并不局限于此。

在上述水化步驟中所添加的上述納米金剛石為以如上所述的方式通過爆轟合成來制備并凝聚的爆轟納米金剛石粒子組100粉末。上述粉末的粒子大小不受特殊限制，例如，可以為500～1000nm。

上述水化步驟可進(jìn)行10～100分鐘，更優(yōu)選地，可進(jìn)行30～60分鐘。并且，上述水化可在30～100℃范圍的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選地，可在60～80℃范圍的溫度下進(jìn)行。

相對(duì)于100重量份的去離子水，可添加0.1～20重量份的上述納米金剛石，優(yōu)選地，可添加1～10重量份。

水分子通過上述水化步驟滲透于爆轟納米金剛石凝聚體100的內(nèi)部，即，充分地滲透于多個(gè)單一粒子狀10納米金剛石之間。

上述添加醇的步驟為在納米金剛石被水化的水溶液中添加醇的步驟。

上述醇可使用公知的醇，例如，可使用烷基醇類，即，除了可使用甲醇、乙醇、丙醇之外，還可使用二價(jià)醇、三價(jià)醇等。

作為上述醇，優(yōu)選使用沸點(diǎn)低于水的沸點(diǎn)的醇，更優(yōu)選地，作為上述醇，可使用甲醇、乙醇及丙醇中的一種以上。

添加于上述水溶液的醇的比率為1：0.1～10(去離子水：醇)，更優(yōu)選地，可以為1：0.5～10。

在本發(fā)明中，在添加混合溶劑后，包括向上述水溶液施加超聲波的步驟。

上述超聲波可使用2khz至40khz的頻率。

上述超聲波的施加電力為100～2000w，更具體地，可以為500～1500w。超聲波處理時(shí)間可設(shè)定為1小時(shí)至10小時(shí)，更優(yōu)選地，可設(shè)定為3～6小時(shí)。

上述超聲波處理步驟中的溫度可以為30～100℃，優(yōu)選地，可以為70～90℃，最優(yōu)選地，能夠保持上述醇的沸點(diǎn)以下的溫度。反應(yīng)容器內(nèi)部的壓力可保持1氣壓至100氣壓，更詳細(xì)地，可保持1～10氣壓。

在上述方法中，可在施加上述超聲波的過程中攪拌上述水溶液。

在本發(fā)明中，基于超聲波的空蝕(cavitation)現(xiàn)象增加水和醇的混合溶液的沸騰現(xiàn)象，由此對(duì)上述凝聚的爆轟納米金剛石粒子組100進(jìn)行分離。

更具體地，滲透于上述凝聚的爆轟納米金剛石粒子組100的水分子和醇分子借助超聲波形成氣泡，并且，在醇和水的混合溶劑的沸點(diǎn)下因醇急劇沸騰而形成氣泡。通過超聲波和混合溶劑的沸騰現(xiàn)象，在凝聚的爆轟納米金剛石粒子組100內(nèi)部產(chǎn)生的高能量氣泡形成強(qiáng)的沖擊力，從而以從內(nèi)部破壞凝聚的納米金剛石粒子組100的方式進(jìn)行分離。

以往，進(jìn)行了通過使用超聲波來分離凝聚的爆轟納米金剛石粒子組100的諸多嘗試，但是，在此情況下，僅使用超聲波來進(jìn)行分離消耗很長時(shí)間，并且其效果也不大。

在本發(fā)明中，可將上述混合溶劑的ph增加為3～12，優(yōu)選地，可增加為5～12。更具體地，在上述方法中，可在向上述水溶液施加超聲波的過程中或在上述過程的前后，通過添加堿劑來控制ph。另一方面，為了控制ph而可以添加酸。優(yōu)選地，作為上述酸，使用在無機(jī)酸及有機(jī)酸中不包含金屬及鹵族元素的酸。作為一例，可使用h2so4。

作為上述堿劑可使用非金屬性堿，優(yōu)選地，可使用非金屬性胺類堿，最優(yōu)選地，上述堿劑為nh4oh(nh3)。在本發(fā)明中使用nh4oh的理由如下：由于nh3對(duì)水的溶解度非常高，因此具有容易在水中放入過量的nh3，并且容易去除的優(yōu)點(diǎn)，從而適合于用作堿劑。并且，在納米金剛石凝聚體的表面之間形成如下的能量狀態(tài)。首先，在存在于nd凝聚體表面的cooh中h被解理，從而成為nd-coo^-+h⁺，此時(shí)，若外部的ph從酸性向中性、堿性移動(dòng)，則因保持nd-coo^-的特性而使表面的電動(dòng)(zeta)電位的絕對(duì)值保持規(guī)定以上的值，從而使納米金剛石凝聚體處于容易分離的狀態(tài)。

最終，通過投入上述堿劑來可相當(dāng)部分防止在表面具有cooh官能團(tuán)的大多數(shù)納米金剛石凝聚體之間重新凝聚為納米金剛石單一粒子狀10。

可通過投入上述堿劑來使上述溶液的電動(dòng)電位值在-100～100mv的范圍之內(nèi)，優(yōu)選地，可在﹣50～+50mv的范圍之內(nèi)。

在本發(fā)明的粒子分離的初始反應(yīng)步驟中，排除了添加與金屬成分的反應(yīng)性高的鹵離子化合物，僅考慮并使用了由用于組成爆轟納米金剛石的成分(c、h、o、n)形成的非金屬化合物，例如，使用了h2o、etoh、meoh、nh4oh、ch3cooh等由在反應(yīng)前后難以殘留的物質(zhì)組成的化合物。并且，為了提高分離反應(yīng)的效率，輔助使用了超聲波，并且可通過投入堿劑來保持分離的粒子之間的間隔。

若反復(fù)本發(fā)明的一系列過程，則所分離的粒子持續(xù)變小，并且所分離的分散液的顏色由初始的灰色(約200nm以上)經(jīng)過藍(lán)色(200～100nm)最后改變?yōu)闊o濁度且透明的黑色(100nm以下)，最終可獲得粒子大小為100nm以下的透明的納米金剛石粒子。更具體地，所分離的粒子的大小成為50nm以下，最終收斂為5nm水平。

上述方法在施加超聲波的步驟之后，還可包括利用水溶液分離納米金剛石及進(jìn)行干燥的步驟。

在上述分離、干燥方法中，在超聲波步驟之后，可利用離心分離或真空蒸餾或高溫噴霧干燥或烘箱干燥來以固相回收所分離的納米金剛石分離粒子。

本發(fā)明至少可重復(fù)1次多個(gè)步驟，可通過將經(jīng)干燥的納米金剛石粉末與其他固體、液體、氣體等進(jìn)行混合來使用于產(chǎn)業(yè)上。

在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及通過上述方法來制備并經(jīng)過干燥的納米金剛石。上述納米金剛石粉末的平均粒子大小為100nm以下，優(yōu)選地，平均粒子大小可在5～50nm的范圍內(nèi)。

本發(fā)明涉及將上述納米金剛石粉末分散于水或其他溶劑的分散液。上述分散液具有顏色的濃度根據(jù)分散液的濃度發(fā)生改變的特征，并涉及通過紫外/可見吸收光譜(uv/vis)的分光分析來獲得如下結(jié)果的納米金剛石。

可通過以下的試驗(yàn)過程和結(jié)果來對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行說明。

實(shí)施例1

在4l的去離子水中放入約200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。在其中放入約400ml的乙醇并約攪拌10分鐘后，添加nh4oh來將ph調(diào)節(jié)為8以上，之后進(jìn)行了約120分鐘左右的超聲波處理。此時(shí)，超聲波在2～4khz條件下進(jìn)行。利用離心分離機(jī)對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為30分鐘。由此獲得的金剛石分離粒子的粒度如下表。

實(shí)施例2

在3l的去離子水中放入約200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。在其中放入約1l的etoh并添加nh4oh來將ph調(diào)節(jié)為8以上后，進(jìn)行了約120分鐘左右的超聲波處理。此時(shí)，超聲波在2～4khz條件下進(jìn)行。利用離心分離機(jī)對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為1小時(shí)。

實(shí)施例3

在2l的去離子水中放入200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，在常溫條件下進(jìn)行了60分鐘的攪拌。在其中放入2l的etoh后添加nh4oh來將ph調(diào)節(jié)為8以上，由此進(jìn)行了120分鐘的超聲波處理。此時(shí)，超聲波在2～4khz條件下進(jìn)行。利用離心分離機(jī)對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為1小時(shí)。由此獲得的金剛石分離粒子的粒度分布如下表。

實(shí)施例4

在1l的去離子水中放入200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。在其中添加約3l的etoh后添加nh4oh來將ph調(diào)節(jié)為8以上，并進(jìn)行了240分鐘的超聲波處理。此時(shí)，超聲波在2～4khz條件下進(jìn)行。利用離心分離機(jī)對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為2小時(shí)。由此獲得的金剛石分離粒子的粒度分布如下表。

實(shí)施例5

在1l的去離子水中放入200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。在其中添加約3l的etoh后添加nh4oh來將ph調(diào)節(jié)為8以上，并進(jìn)行了240分鐘的超聲波處理。此時(shí)，超聲波在2～4khz條件下進(jìn)行。利用離心分離機(jī)來對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為2小時(shí)。由此獲得的金剛石分離粒子的粒度分布如下表。

實(shí)施例6

在2l的去離子水中放入200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。在其中添加2l的etoh后添加nh4oh來將ph調(diào)節(jié)為8以上，并進(jìn)行了約240分鐘的超聲波處理。此時(shí)，超聲波在2～4khz條件下進(jìn)行。利用離心分離機(jī)對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為2小時(shí)。由此獲得的金剛石分離粒子的粒度分布如下表。

實(shí)施例7

在2l的去離子水中放入200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。在其中添加2l的etoh后添加nh4oh來將ph調(diào)節(jié)為8以上，并進(jìn)行了約240分鐘的超聲波處理。此時(shí)，超聲波在2～4khz條件下進(jìn)行。利用離心分離機(jī)對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為1小時(shí)。由此獲得的金剛石分離粒子的粒度分布如下表。

實(shí)施例8

在3l的去離子水中放入200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。在其中添加1l的甲醇后添加nh4oh來將ph調(diào)節(jié)為8以上，并進(jìn)行了約240分鐘的超聲波處理。此時(shí)，超聲波在2～4khz條件下進(jìn)行。利用離心分離機(jī)對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為1小時(shí)。由此獲得的金剛石分離粒子的粒度分布如下表。

比較例1

在4l的去離子水中放入200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。在其中放入naoh來將ph調(diào)節(jié)為8以上，并進(jìn)行了約240分鐘的超聲波處理。此時(shí)，超聲波在2～4khz條件下進(jìn)行。利用離心分離機(jī)對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為1小時(shí)。由此獲得的金剛石分離粒子的粒度分布如下表。

比較例2

在4l的去離子水中放入200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。在其中放入nacl和naoh來將ph調(diào)節(jié)為8以上，并在2～4khz條件下進(jìn)行了240分鐘的超聲波處理。利用離心分離機(jī)對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為1小時(shí)。由此獲得的金剛石凝聚體分離粒子的粒度分布如下表。

比較例3

在4l的去離子水中放入200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。在其中放入nacl及naoh來將ph調(diào)節(jié)為8以上，并在2～4khz條件下進(jìn)行了超聲波處理。利用離心分離機(jī)對(duì)所獲得的粒子漿料進(jìn)行了分離。將離心分離旋轉(zhuǎn)的速度設(shè)定為10000rpm，時(shí)間設(shè)定為1小時(shí)。由此獲得的金剛石分離粒子的粒度分布如下表。

比較例4

在4l的去離子水中放入200g的基于爆轟反應(yīng)的納米金剛石凝聚體之后，以將溫度加熱至80℃的方式進(jìn)行了60分鐘的加熱并攪拌。之后在超聲波條件下進(jìn)行了60秒鐘的處理，由此獲得的金剛石分離粒子的粒度分布如下表。

粒度分布的測定

納米金剛石凝聚體的經(jīng)分離的納米金剛石的粒度分布以如下方式測定，即，利用稱作馬爾文激光粒度儀(malvernzetasizer)測定設(shè)備來在實(shí)施例1～實(shí)施例8(圖2～圖9)和比較例1～比較例4(圖10～圖13)的分散溶液中進(jìn)行了納米金剛石的粒度分析，并表示在圖2至圖13及下表1中。

表1

參照表1，實(shí)施例1至實(shí)施例8的平均粒子大小為120nm以下，尤其，在實(shí)施例2至實(shí)施例8中，納米金剛石的粒子大致以50nm左右均勻地分離。尤其，在實(shí)施例4至實(shí)施例8中，粒度分布為100nm以下，平均粒子大小為20～50nm，因而以非常小的尺寸來分離并呈現(xiàn)黑色。一般情況下，當(dāng)粒子大小大致為200nm以上時(shí)，納米金剛石分散液的顏色呈現(xiàn)灰色，當(dāng)粒子大小為200～100nm時(shí)，納米金剛石分散液呈現(xiàn)藍(lán)色，當(dāng)粒子大小為100nm以下時(shí)，則無濁度、透明，且呈現(xiàn)黑色。在本發(fā)明的實(shí)施例中，大部分呈現(xiàn)黑(灰)色，因此可確認(rèn)平均粒子以100nm以下的大小來分離及分散存在。

比較例1～比較例3中含有金屬添加物，因而可確認(rèn)混入有na、cl等雜質(zhì)。在比較例1的情況下，檢測出約0.7重量百分比程度的雜質(zhì)。在實(shí)施例中，可以確認(rèn)即使不使用氧化鋯等陶瓷球或不以分離粒子為目的來使用包含金屬的化合物(nacl等)，也可分離納米金剛石。并且，在本發(fā)明的實(shí)施例1至實(shí)施例8的情況下，無追加投入的na，因此在納米金剛石分離過程中不存在增加的雜質(zhì)含量。

并且，比較例1～比較例4為僅將水作為溶劑來使用的情況，由于粒度分布為30～850nm，平均粒子大小為85～488nm，因而呈現(xiàn)出納米金剛石粒子未徹底地從凝聚體分離。

以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這僅用于說明的目的，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

在本發(fā)明的納米金剛石的分離方法中，粒子大小為5～50nm，且均勻，并且無金屬及堿性雜質(zhì)的混入，從而可使用于信息技術(shù)用薄膜的前體物質(zhì)、藥物傳遞體、化妝品等。