[发明专利]电容器用电极材料

说明书

本发明提供比表面积大、具有高电导率的硼掺杂纳米金刚石、包含硼掺杂纳米金刚石的电极、以及具备上述电极的传感器或蓄电设备。本发明的硼掺杂纳米金刚石的特征在于，比表面积为110m²/g以上，且20℃下的电导率为5.0×10^‑3S/cm以上。上述硼掺杂纳米金刚石的中值粒径优选为200nm以下。另外，本发明的电极的特征在于包含上述硼掺杂纳米金刚石。

技术领域

本发明涉及作为电容器用电极材料等有用的硼掺杂纳米金刚石、包含硼掺杂纳米金刚石的电极、以及具备上述电极的传感器或蓄电设备。需要说明的是，本发明的硼掺杂纳米金刚石的用途并不限定于电容器用电极材料。本申请主张2017年11月16日在日本提出申请的日本特愿2017-220842号的优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

已知在绝缘性的金刚石中以高浓度掺杂硼时，会生成空穴(p型半导体)，从而被赋予金属性的导电性。进而，金刚石中以高浓度掺杂有硼的硼掺杂金刚石(BDD：Boron DopedDiamond)具有来自于金刚石的高物理稳定性及化学稳定性、以及优异的导电性，包含该硼掺杂金刚石的电极具有宽的电位窗口(不发生水的电解的电位范围)和小的背景电流，因此，与贵金属、碳等电极材料相比，作为对电化学分析、电解有效的功能性电极材料而受到关注。

作为硼掺杂金刚石的制造方法，例如，在专利文献1中公开了通过对硼、金刚石粒子及碱土金属类碳酸盐粉末的混合物，在5.0～8.0Gpa的加压条件下于1300～1800℃的温度进行加热，由此在金刚石粒子中掺杂硼，从而制造硼掺杂金刚石粒子的方法。但是，上述专利文献1的硼掺杂金刚石粒子的平均粒径为1～8μm，比表面积小，难以确保对于用作蓄电设备用电极而言充分的静电容量。

另外，专利文献2中记载了在氢气氛围中于700～1000℃加热硼和纳米金刚石粒子时，可得到比表面积大的硼掺杂纳米金刚石。但是，通过该方法得到的硼掺杂纳米金刚石在导电性方面尚不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-133173号公报

专利文献2：日本特开2015-174793号公报

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明的目的在于提供比表面积大、具有高电导率的硼掺杂纳米金刚石(以下，有时称为“BDND”)。

本发明的其它目的在于提供包含上述BDND的电极。

本发明的其它目的在于提供具备上述电极的传感器。

本发明的其它目的在于提供具备上述电极的蓄电设备。

解决课题的方法

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过在纳米金刚石粒子的表面利用化学气相沉积法(CVD法：Chemical Vapor Deposition)形成含有硼的金刚石层和/或碳层而得到的BDND，比表面积大、具有高电导率，如果将该BDND用于电极，可以得到静电容量大的电极。本发明是基于这些见解而完成的。

即，本发明提供一种硼掺杂纳米金刚石，其比表面积为110m²/g以上，且20℃下的电导率为5.0×10^-3S/cm以上。

另外，本发明提供中值粒径为200nm以下的上述硼掺杂纳米金刚石。

另外，本发明提供在光源波长325nm的拉曼光谱中于1370～1420cm^-1及1580～1620cm^-1具有谱带的上述硼掺杂纳米金刚石。

另外，本发明提供包含上述硼掺杂纳米金刚石的电极。