JP2003225900A - ナノ粒子製造方法 - Google Patents

ナノ粒子製造方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 反応温度及び反応時間の制御を正確かつ容易
に行うことができ、かつ粒径のバラツキの少ないナノ粒
子を連続的に製造しうる新規な方法を提供する。 【解決手段】 加熱帯域に配置した径１μｍ〜１ｍｍの
マイクロ流路内に、粒子形成用前駆体含有溶液を連続的
に供給しながら、反応開始温度まで急熱し、反応を行わ
せたのち、急冷して粒径１ｎｍ〜１μｍをもつナノ粒子
を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粒子を形成するた
めの前駆体を含む溶液からナノメートルオーダーの粒径
をもつ生成物微粒子を連続的に製造する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】ナノ粒子は、安定な単色蛍光粒子、磁性
粒子など単独での利用のほか、波長可変発光ダイオー
ド、単一粒子トランジスター、超高密度磁性記憶媒体な
どのビルディングブロックとしての利用がはかられてい
るが、近年、各分野における技術進歩に伴って、その応
用分野も益々拡大され、それとともに需要も増大してき
た。
【０００３】このナノ粒子としては、これまで、金、白
金、ニッケルのような金属、酸化チタン、酸化亜鉛、セ
レン化カドミウム、硫化亜鉛のような化合物について多
数の報告があり、製造方法としても均一沈殿法、水熱合
成法、ホットソープ法などが知られている。
【０００４】このナノ粒子製造に際しては、多くの場
合、粒子径を小さくするために多数の核の生成が必要と
なり、生成時に前駆体濃度を急激に上昇させなければな
らないが、この際、反応系内での温度や前駆体濃度が不
均一になるのを避けられない。そして、この不均一性は
得られる粒子の粒度分布に大きな影響を与え、特にスケ
ールアップした場合に著しくなる。他方、ナノ粒子につ
いては大量生産が困難であり、その解決策の１つとして
連続的な製造方法が望まれているにもかかわらず、まだ
実現していない。
【０００５】ところで、これまでナノ粒子を製造する場
合、所望の粒径範囲のものを得るために、原料及び併用
する界面活性剤その他の添加物について適切な選択を行
い、かつ反応温度及び反応時間を調節し、原料又は中間
体の分解速度や目的物の生成速度を制御することが行わ
れてきたが、反応温度及び反応時間を厳密に制御するこ
とが困難なため、短時間で十分に反応しうる場合につい
ても、意図的に反応時間を長くしなければならなかっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、従来のナノ粒子の製造方法における欠点
を克服し、反応温度及び反応時間の制御を正確かつ容易
に行うことができ、かつ粒径のバラツキの少ないナノ粒
子を連続的に製造しうる新規な方法を提供することを目
的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ナノ粒子
を製造する方法について種々研究を重ねた結果、加熱帯
域にマイクロ流路を配置するか、あるいはマイクロ流路
自体を加熱し、この中に粒子形成用の前駆体を含有する
溶液を連続的に供給しながら、所定の昇温速度で反応開
始温度まで急熱して反応させたのち、所定の冷却速度で
急冷することにより、反応条件を容易に調節することが
でき、短時間で粒径のそろったナノ粒子を得ることがで
きることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに
至った。
【０００８】すなわち、本発明は、加熱帯域に配置した
径１μｍ〜１ｍｍのマイクロ流路内に、粒子形成用前駆
体含有溶液を連続的に供給しながら、反応開始温度まで
急熱し、反応を行わせたのち、急冷することを特徴とす
る粒径１ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１〜２０ｎｍをもつ
ナノ粒子製造方法を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明方法を添付図面により
詳細に説明する。図１は、本発明方法を実施するのに好
適な装置の１例を示す略解図であり、この図において
は、粒子形成のために２種の前駆体含有溶液Ａ及びＢが
用いられている。２種の粒子形成用前駆体含有溶液Ａ及
びＢは、２個の供給器例えばシリンジポンプ１及び２に
よってそれぞれマイクロ流路例えばキャピラリーチュー
ブ３に送られ、ここで混合される。この混合液は、キャ
ピラリーチューブ３を通って加熱帯域、例えばオイルバ
ス４において反応開始温度まで急熱され、反応が行われ
たのち、加熱帯域４から例えば大気中に取り出され、急
冷され、捕集器５に捕集される。そして、加熱帯域４を
通過している間に、反応生成物の粒子が粒子状で析出
し、ナノ粒子が生成する。また、前駆体反応溶液が室温
で反応せず、高温で反応してナノ粒子を生ずる場合など
には、予め混合した前駆体溶液を流路を通過させ、加熱
することによりナノ粒子を乱させることもできる。
【００１０】この場合のマイクロ流路３は、１μｍ〜１
ｍｍの範囲にすることが必要である。すなわち、このよ
うに径を小さくすることにより、この中を通る溶液の表
面積に対する体積の割合を小さくすることができるの
で、加熱により外部から与えられる熱を短時間で全体に
伝えることができ、また外部の加熱温度の変化に速やか
に対応しうるので、温度制御を正確かつ迅速に行うこと
ができるし、マイクロ流路の巾を小さくして拡散距離を
短くすれば濃度制御も正確に行うことができる。
【００１１】したがって、この径が１ｍｍよりも大きく
なると、径を小さくすることによる効果が不十分になる
上に、乱流によるバックミキシングが大きくなるため、
滞留時間を均一に保ち、粒度分布を狭くすることが困難
になる。また、この径が１μｍよりも小さくなると、取
り扱いにくくなる上に、操作時に装置内の圧力損失が大
きくなり、生産効率が低下する。
【００１２】上記のキャピラリーの材料としては、ガラ
ス、金属、合金、プラスチック例えばポリオレフィン、
ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステル、フッ素樹
脂などを用いることができる。
【００１３】また、図１は、マイクロ流路として管路を
用いた例であるが、そのほか金属や合金のような耐熱性
基板上に、シリカ、アルミナ、チタニアのような金属酸
化物又はフッ化樹脂のような耐熱性プラスチックの層を
設け、それに幅１μｍ〜１ｍｍの溝を刻設したものを用
いることもできる。
【００１４】図２は、この種の構造の例の略解図であ
り、基板６の上に耐熱性層が設けられ、それにマイクロ
流路として溝３´が刻設され、この溝３´は加熱帯域
４、例えばヒートプレートを通る間に加熱され、粒子形
成用前駆体溶液Ａ及びＢが反応したのち、反応混合液は
捕集器５に捕集される。図１の場合、図２の場合のいず
れにおいても原料供給器、すなわちシリンジポンプは必
ずしも２個用いる必要はなく、１個のみを用いてもよ
い。
【００１５】次に、加熱帯域４を構成する加熱手段とし
ては、前記したオイルのような加熱媒体を用いるものの
ほか、ヒートプレート、電気炉、赤外線、加熱器、高周
波加熱器など通常の加熱に際し慣用されている手段の中
から適宜選んで用いることができる。
【００１６】本発明方法においては、加熱帯域において
５℃／秒以上の昇温速度で粒子形成用前駆体含有溶液を
その反応開始温度まで急熱するのが好ましい。このよう
に急熱することにより、外部から供給される熱エネルギ
ーがマイクロ流路内を通過する粒子形成用前駆体にほと
んどタイムラグなしに伝えられ、反応が瞬時に進行し、
多数の核を生じ、それに基づき多数の粒子が成長するた
め、粒径の小さいナノ粒子が形成される。この昇温速度
が５℃／秒未満では、粒子の核発生数が少なくなる上
に、その核を中心として生じる粒子の成長が徐々に行わ
れるため、生成する粒子の粒径が大きくなり、粒径１ｎ
ｍ〜１μｍのナノ粒子が得られなくなる。また、加熱は
外表面近傍からなされるため、反応開始時間にバラツキ
が生じ、成長時間にバラツキが生じるため粒度分布を狭
く抑えることができない。
【００１７】そして、この昇温速度を無制限に大きくす
ることは技術面で問題があるし、またあまり多くの核を
生じても、それを成長させて粒子を形成させるために必
要な濃度で前駆体を供給することが不可能になるので、
好ましい昇温速度は、５℃／秒以上である。
【００１８】次に、このようにして加熱帯域において形
成されたナノ粒子は、加熱帯域から出ると同時に急冷す
ることが必要である。冷却速度としては５℃／秒以上が
好ましく、これよりも小さいと、冷却時間のムラが大き
くなり、反応停止までの時間が不均一となり、成長時間
にバラツキが生じるため粒度分布が広くなる。
【００１９】この冷却は、自然放冷、空冷、水冷、油冷
などにより行うことができ、このための装置としては、
一般に使用されている冷却装置の中から任意に選ぶこと
ができる。また、小型の発熱素子、ペルチェ素子などを
マイクロ流路の周囲に配置して、局部的に加熱冷却する
こともできる。
【００２０】本発明方法においてマイクロ流路内で行わ
せる反応は、溶液状で供給された反応体が、加熱若しく
は混合により粉状の固体を形成する反応、例えば２種の
可溶性化合物から不溶性化合物粒子を析出させる反応、
１種の可溶性化合物を熱分解して粉末状化合物粒子を生
成させる反応などであればよく、特に制限はない。これ
らの中で特に反応速度が大きい反応、反応温度や化学種
濃度により粒子の析出速度が大きく影響される反応が好
ましい。
【００２１】このような反応の例としては、可溶性金属
化合物溶液に還元剤を作用させて各種金属粒子を析出さ
せる反応、水酸化カルシウム水溶液に炭酸を作用させて
炭酸カルシウム粒子を析出させる反応、塩化カルシウム
水溶液に硫酸水溶液を作用させて硫酸カルシウム粒子を
析出させる反応、塩化カドミウム水溶液に硫化水素水溶
液を作用させて硫化カドミウム粒子を析出させる反応、
テトラアルコキシドケイ素を加熱分解して酸化ケイ素粒
子を析出させる反応、水溶性カドミウム化合物水溶液に
水溶性セレン化合物水溶液を作用させてセレン化カドミ
ウム粒子を析出させる方法などを挙げることができる。
【００２２】また、このような反応により生成するナノ
粒子の材質としては、金、銀、パラジウム、コバルト、
ニッケルのような金属、シリコン、ゲルマニウムのよう
な半金属、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ゲ
ルマニウムのような金属又は半金属の酸化物、セレン化
カドミウム、硫化カドミウム、硫化亜鉛のような金属カ
ルコゲナイト化合物、有機錯化合物、有機顔料のような
有機化合物など広範囲のものを挙げることができる。
【００２３】本発明方法で用いる粒子形成用前駆体溶液
の溶媒としては、水やメチルアルコール、エチルアルコ
ール、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミド、ジメチルスルホキシドのような水混和性有機
溶剤、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、キシレ
ン、ジエチルエーテル、酢酸エチルのような水不混和性
有機溶剤を使用する前駆体の種類及び反応形態に応じ適
宜選んで用いられる。
【００２４】この際の粒子形成用前駆体溶液中の前駆体
濃度としては、これがあまり高すぎると粘度が大きくな
って反応が不均一になり、ナノ粒子の円滑な形成が妨げ
られるし、またあまり低すぎると反応の進行が遅く、ナ
ノ粒子の形成に長時間を要するので、通常０．００１〜
５質量％、好ましくは０．０１〜１質量％の範囲で選ば
れる。
【００２５】本発明方法においては、加熱帯域における
加熱温度及び滞留時間を調節することにより、生成する
ナノ粒子の粒径を制御することができる。この際の反応
温度の調節は温度調節機能をもつ加熱装置を用いること
により行うことができる。また、滞留時間の調節は、粒
子形成用前駆体溶液の供給速度を加減するか、流路長を
調整することによってマイクロ流路中に気体や液体を混
合して溶液をセグメント化することにより、器壁との摩
擦により生じる流速分布による滞留時間分布を抑えるこ
とができ、このため粒度分布を狭くすることができる。
この際用いる気体としては、窒素、アルゴン、ヘリウム
のような不活性ガス、空気、酸素のような酸化性ガス、
水素、アンモニアのような還元性ガスなどがある。また
液体としては、粒子形成用前駆体溶液と均一に混合しな
いもの、例えばこの溶液が親水性溶液の場合は、ヘキサ
ン、シクロヘキサン、トルエンなどの疎水性溶剤、溶液
が親油性溶液の場合は、水、メチルアルコール、エチル
アルコール、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムア
ミドなどの親水性溶剤が用いられる。
【００２６】本発明方法においては、加熱帯域における
反応を均一に行わせ、かつ反応時間を短縮するために、
所望に応じ撹拌することもできる。この撹拌は、マイク
ロスタラー、ミキシングチューブ、超音波装置などを用
いて行うことができるが、そのほか、あらかじめ磁性粒
子又は磁性流体を混合しておき、外部から磁場を印加し
て行うこともできる。
【００２７】本発明方法において、粒子形成用前駆体溶
液を加熱帯域に連続的に供給するのは、ポンプを用いて
行うが、このポンプとしては、供給ポンプとして慣用さ
れているものの中から目的に適う小型のものを選んで用
いる。このポンプとしては、特に制限はないが、シリン
ジポンプや無脈動ポンプなど、脈動の少ないものを用い
るのが好ましい。
【００２８】また、本発明方法において、２種の粒子形
成用前駆体溶液を用いて加熱帯域で反応させる場合に
は、異相を形成する溶液の組合せを選び、加熱帯域にお
いて両者の界面で反応を行わせ、ナノ粒子を形成させる
のが好ましい。このようにすれば、均一に反応が進行
し、一定の粒度分布をもったナノ粒子を得ることができ
る。また、各相の流速を変えることにより、流速や反応
時間の制御を容易に行うことができる。
【００２９】本発明方法によれば、粒径１μｍよりも大
きいナノ粒子を製造することもできるが、あまり粒径が
大きくなると、重力により粒子が沈降して流路を閉塞
し、連続的な作業が妨げられるので、粒径１ｎｍ〜１μ
ｍ、好ましくは１〜２０ｎｍの範囲のナノ粒子が形成さ
れるように反応条件を選ぶのがよい。
【００３０】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定される
ものではない。
【００３１】実施例１ 内径０．５ｍｍ、長さ１ｍのガラスキャピラリーの中央
部約２分の１を、５００ｍｌ体積のオイルバス中に浸漬
し、図１に示す構造をもつマイクロリアクターを作製し
た。次に第一シリンジポンプから１ｍＭ−塩化金酸水溶
液を第二シリンジポンプから２質量％のクエン酸水溶液
をそれぞれ０．０５ｍｌ／分の供給速度で送液し、オイ
ルバス導入前で混合したのち、あらかじめ２００℃に加
熱したオイルバスに導入し、昇温速度１０℃／秒で１０
０℃まで急熱し、反応させた。次いで反応混合液を外気
で自然冷却し、捕集器に捕集した。この際のオイルバス
中の滞留時間は１０分、冷却速度は１０℃／秒であっ
た。このようにして、平均粒径１５ｎｍの金コロイドナ
ノ粒子を連続的に得ることができた。この金コロイドナ
ノ粒子の透過型電子顕微鏡写真を図３に示す。
【００３２】実施例２ 実施例１におけるマイクロリアクターのオイルバスの代
りに、湯浴を用い、酸及びクエン酸による塩化金酸の還
元を行った。すなわち、第一シリンジポンプから１ｍＭ
−塩化金酸水溶液を、第二シリンジポンプからタンニン
酸とクエン酸と炭酸カリウム（質量比５：７：４）の混
合物を濃度２質量％で含む水溶液をそれぞれ０．３ｍｌ
／分の供給速度で送液し、両者を混合したのち、湯浴中
で６０℃まで急熱し、外部から超音波を印加しながら反
応させたのち、外気中において急冷した。この際の昇温
速度は、１０℃／秒、滞留時間は１分、冷却速度は１０
℃／秒であった。このようにして、平均粒径８ｎｍの金
コロイドナノ粒子を連続的に得ることができた。このよ
うにして得た金コロイドナノ粒子の透過型顕微鏡写真を
図４に示す。
【００３３】実施例３ ２個のシリンジポンプの代りに１個のシリンジポンプと
し、かつキャピラリーを、フッ素樹脂製、内径は１ｍ
ｍ、長さ７００ｍｍとする以外は、実施例１で用いたの
と同じ構造のマイクロリアクターを用い、均一沈殿法に
より硫酸カドミウムナノ粒子を製造した。すなわち、硝
酸カドミウム５０ｍｇ／リットル、チオ尿素６０ｍｇ／
リットル、ヘキサメタリン酸ナトリウム５００ｍｇ／リ
ットル及び水酸化ナトリウム３０ｍｇ／リットルをイオ
ン交換水に溶解し、シリンジポンプから０．０５〜０．
２５ｍｌ／分の供給速度で、あらかじめ９７℃に加熱し
たオイルバス中のキャピラリーに送液し、反応させた。
次いで得られた反応混合液を外気により急冷した。この
際の昇温速度を５℃／秒、冷却速度を５℃／秒と一定に
し、滞留時間のみを２分、５分及び１０分として得られ
た硫化カドミウムナノ粒子の平均粒径をＵＶ−ＶＩＳ吸
収スペクトルから推測して求めた。その結果を表１に示
す。
【００３４】
【表１】
【００３５】この表から分るように、滞留時間を変える
ことにより、生成するナノ粒子の粒径を制御することが
できる。
【００３６】実施例４ 内径０．２ｍｍ、長さ１．２ｍのガラスキャピラリーを
マイクロ流路とし、１個のシリンジポンプを備えた図１
に示す構造のマイクロリアクターを用い、ステアリン酸
カドミウム７０ｇ／ｋｇ、トリオクチルリン酸オキシド
３００ｇ／ｋｇ、トリオクチルリン酸セレニド９０ｇ／
ｋｇ及びトリオクチルリン酸２８０ｇ／ｋｇ、ステアリ
ン酸２６０ｇ／ｋｇを含む溶液を、供給速度０．１〜
０．０１ｍｌ／分で送液し、２７５℃に保ったオイルバ
スを通過させて急冷し、反応させた。次いで反応混合液
を急冷したのち回収し、そのＵＶ−ＶＩＳ吸収スペクト
ルを測定して生成したセレン化カドミウムナノ粒子の粒
径を求めた。この際の昇温速度は３０００℃／秒、冷却
速度は１０００℃／秒と一定にし、滞留時間を０．５
分、５分及び１０分と変えて実験した。その結果を表２
に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】この表から分るように、滞留時間を変える
ことにより、生成するナノ粒子の粒径を制御することが
できる。
【００３９】実施例５ 滞留時間を０．５分と一定にし、反応温度を２４５℃か
ら３２０℃まで変えて反応を行わせる以外は、実施例４
と同じ条件で反応させ、得られたセレン化カドミウムナ
ノ粒子の平均粒径を求めた。その結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
【００４１】この表から分るように、反応温度を変える
ことにより、生成するナノ粒子の粒径を制御することが
できる。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な装置を用い、ナ
ノメートルオーダーの制御された粒径をもつ微粒子を連
続的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法を実施するのに好適な装置の１例
を示す略解図。
【図２】 本発明方法を実施するのに好適な図１とは別
の例の略解図。
【図３】 実施例１で得られた金コロイドナノ粒子の透
過型電子顕微鏡写真。
【図４】 実施例２で得られた金コロイドナノ粒子の透
過型電子顕微鏡写真。
【符号の説明】
１，２ シリンジポンプ ３，３´ マイクロ流路 ４ 加熱帯域 ５ 捕集器 ６ 基板 Ａ，Ｂ 前駆体含有溶液
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年２月７日（２００２．２．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】本発明方法においては、加熱帯域における
加熱温度及び滞留時間を調節することにより、生成する
ナノ粒子の粒径を制御することができる。この際の反応
温度の調節は温度調節機能をもつ加熱装置を用いること
により行うことができる。また、滞留時間の調節は、粒
子形成用前駆体溶液の供給速度を加減するか、流路長を
調整することによって行うことができ、またマイクロ流
路中に気体や液体を混合して溶液をセグメント化するこ
とにより、器壁との摩擦により生じる流速分布による滞
留時間分布を抑えることができ、このため粒度分布を狭
くすることができる。この際用いる気体としては、窒
素、アルゴン、ヘリウムのような不活性ガス、空気、酸
素のような酸化性ガス、水素、アンモニアのような還元
性ガスなどがある。また液体としては、粒子形成用前駆
体溶液と均一に混合しないもの、例えばこの溶液が親水
性溶液の場合は、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン
などの疎水性溶剤、溶液が親油性溶液の場合は、水、メ
チルアルコール、エチルアルコール、ジメチルスルホキ
シド、ジメチルホルムアミドなどの親水性溶剤が用いら
れる。
【手続補正書】
【提出日】平成１５年４月３０日（２００３．４．３
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】このナノ粒子製造に際しては、多くの場
合、粒子径を小さくするために多数の核の生成が必要と
なり、生成時に前駆体濃度を急激に上昇させなければな
らないが、この際、反応系内での温度や前駆体濃度が不
均一になるのを避けられない。そして、この不均一性は
得られる粒子の粒度分布に大きな影響を与え、特に通常
の方法でスケールアップした場合に著しくなる。他方、
ナノ粒子については大量生産が困難であり、その解決策
の１つとして連続的な製造方法が望まれているにもかか
わらず、まだ実現していない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明方法を添付図面により
詳細に説明する。図１は、本発明方法を実施するのに好
適な装置の１例を示す略解図であり、この図において
は、粒子形成のために２種の前駆体含有溶液Ａ及びＢが
用いられている。２種の粒子形成用前駆体含有溶液Ａ及
びＢは、２個の供給器例えばシリンジポンプ１及び２に
よってそれぞれマイクロ流路例えばキャピラリーチュー
ブ３に送られ、ここで混合される。この混合液は、キャ
ピラリーチューブ３を通って加熱帯域、例えばオイルバ
ス４において反応開始温度まで急熱され、反応が行われ
たのち、加熱帯域４から例えば大気中に取り出され、急
冷され、捕集器５に捕集される。そして、加熱帯域４を
通過している間に、反応生成物の粒子が粒子状で析出
し、ナノ粒子が生成する。また、前駆体反応溶液が室温
で反応せず、高温で反応してナノ粒子を生ずる場合など
には、予め混合した前駆体溶液を流路を通過させ、加熱
することによりナノ粒子を生じさせることもできる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】次に、加熱帯域４を構成する加熱手段とし
ては、前記したオイルのような加熱媒体を用いるものの
ほか、ヒートプレート、電気炉、赤外線加熱器、高周波
加熱器など通常の加熱に際し慣用されている手段の中か
ら適宜選んで用いることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】本発明方法においては、加熱帯域における
加熱温度及び滞留時間を調節することにより、生成する
ナノ粒子の粒径を制御することができる。この際の反応
温度の調節は温度調節機能をもつ加熱装置を用いること
により行うことができる。また、滞留時間の調節は、粒
子形成用前駆体溶液の供給速度を加減するか、流路長を
調整することによって行うことができる。さらに、マイ
クロ流路中に気体や液体を混合して溶液をセグメント化
することにより、器壁との摩擦により生じる流速分布に
よる滞留時間分布を抑えることができ、このため粒度分
布を狭くすることができる。この際用いる気体として
は、窒素、アルゴン、ヘリウムのような不活性ガス、空
気、酸素のような酸化性ガス、水素、アンモニアのよう
な還元性ガスなどがある。また液体としては、粒子形成
用前駆体溶液と均一に混合しないもの、例えばこの溶液
が親水性溶液の場合は、ヘキサン、シクロヘキサン、ト
ルエンなどの疎水性溶剤、溶液が親油性溶液の場合は、
水、メチルアルコール、エチルアルコール、ジメチルス
ルホキシド、ジメチルホルムアミドなどの親水性溶剤が
用いられる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】実施例２ 実施例１におけるマイクロリアクターのオイルバスの代
りに、湯浴を用い、タンニン酸及びクエン酸による塩化
金酸の還元を行った。すなわち、第一シリンジポンプか
ら１ｍＭ−塩化金酸水溶液を、第二シリンジポンプから
タンニン酸とクエン酸と炭酸カリウム（質量比５：７：
４）の混合物を濃度２質量％で含む水溶液をそれぞれ
０．３ｍｌ／分の供給速度で送液し、両者を混合したの
ち、湯浴中で６０℃まで急熱し、外部から超音波を印加
しながら反応させたのち、外気中において急冷した。こ
の際の昇温速度は、１０℃／秒、滞留時間は１分、冷却
速度は１０℃／秒であった。このようにして、平均粒径
８ｎｍの金コロイドナノ粒子を連続的に得ることができ
た。このようにして得た金コロイドナノ粒子の透過型顕
微鏡写真を図４に示す。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】実施例４ 内径０．２ｍｍ、長さ１．２ｍのガラスキャピラリーを
マイクロ流路とし、１個のシリンジポンプを備えた図１
に示す構造のマイクロリアクターを用い、ステアリン酸
カドミウム７０ｇ／ｋｇ、トリオクチルリン酸オキシド
３００ｇ／ｋｇ、トリオクチルリン酸セレニド９０ｇ／
ｋｇ及びトリオクチルリン酸２８０ｇ／ｋｇ、ステアリ
ン酸２６０ｇ／ｋｇを含む溶液を、供給速度０．１〜
０．０１ｍｌ／分で送液し、２７５℃に保ったオイルバ
スを通過させて急熱し、反応させた。次いで反応混合液
を急冷したのち回収し、そのＵＶ−ＶＩＳ吸収スペクト
ルを測定して生成したセレン化カドミウムナノ粒子の粒
径を求めた。この際の昇温速度は３０００℃／秒、冷却
速度は１０００℃／秒と一定にし、滞留時間を０．５
分、５分及び１０分と変えて実験した。その結果を表２
に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 英明 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１ 独 立行政法人産業技術総合研究所九州センタ ー内 (72)発明者 宮崎 真佐也 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１ 独 立行政法人産業技術総合研究所九州センタ ー内 Ｆターム(参考） 4G047 BA01 BB01 BB03 BC02 BD04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加熱帯域に配置した径１μｍ〜１ｍｍの
    マイクロ流路内に、粒子形成用前駆体含有溶液を連続的
    に供給しながら、反応開始温度まで急熱し、反応を行わ
    せたのち、急冷することを特徴とする粒径１ｎｍ〜１μ
    ｍをもつナノ粒子製造方法。
  2. 【請求項２】 加熱帯域における粒子形成用前駆体含有
    溶液の加熱温度及び滞留時間を調節してナノ粒子の粒径
    を制御する請求項１記載のナノ粒子製造方法。
  3. 【請求項３】 撹拌しながら反応を行わせる請求項１又
    は２記載のナノ粒子製造方法。
  4. 【請求項４】 超音波を用いて撹拌する請求項３記載の
    ナノ粒子製造方法。
  5. 【請求項５】 粒子形成用前駆体含有溶液として異相を
    形成する２種の溶液を用い、両者を界面で反応させる請
    求項１又は２記載のナノ粒子製造方法。
  6. 【請求項６】 粒子形成用前駆体含有溶液に気体若しく
    は液体を注入し、当該溶液をセグメント化し、滞留時間
    分布を制御する請求項１ないし５に記載のナノ粒子製造
    方法。
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