JP2003342622A - 高濃度金微粒子の製造方法 - Google Patents
高濃度金微粒子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】特別な装置、加熱等を必要とすることなく、よ
り簡便に高濃度の金微粒子を得ることのできる金微粒子
の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】金の化合物の水溶液に還元剤の溶液を添加
し、続いて保護コロイドを分散させた有機溶媒を添加し
て保護コロイドに保護された金微粒子を製造する金微粒
子の製造方法において、生成した金微粒子１が有機相２
と水相３の相間に滞留するように還元剤の添加速度を調
節することを特徴とする高濃度金微粒子の製造方法であ
る。
り簡便に高濃度の金微粒子を得ることのできる金微粒子
の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】金の化合物の水溶液に還元剤の溶液を添加
し、続いて保護コロイドを分散させた有機溶媒を添加し
て保護コロイドに保護された金微粒子を製造する金微粒
子の製造方法において、生成した金微粒子１が有機相２
と水相３の相間に滞留するように還元剤の添加速度を調
節することを特徴とする高濃度金微粒子の製造方法であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はナノサイズ金微粒子
の製造方法に係り、詳しくは高濃度の金微粒子の製造方
法に関わる。
の製造方法に係り、詳しくは高濃度の金微粒子の製造方
法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】数十ｎｍ以下の粒径を有する金微粒子
は、バルクの金には見られない微粒子に特有の性質を活
かして、化学的に安定な着色剤、カラーフィルター、導
電性ペースト、化学反応の触媒、透明導電膜等、その応
用を拡大している。従来のリソグラフィー技術に基づい
たＬＳＩの高集積化の限界を打破する目的で研究が進め
られている単一電子デバイスにおいては、その一構成要
素である量子ドットとして金微粒子の利用も検討されて
いる。
は、バルクの金には見られない微粒子に特有の性質を活
かして、化学的に安定な着色剤、カラーフィルター、導
電性ペースト、化学反応の触媒、透明導電膜等、その応
用を拡大している。従来のリソグラフィー技術に基づい
たＬＳＩの高集積化の限界を打破する目的で研究が進め
られている単一電子デバイスにおいては、その一構成要
素である量子ドットとして金微粒子の利用も検討されて
いる。
【０００３】このような金微粒子を製造する方法とし
て、気相法と液相法がある。気相法には例えばガス中蒸
発法、スパッタリング法等があり、ガス中蒸発法では、
不活性ガスを導入した真空容器内で金を蒸発させ、有機
溶剤で被覆した状態の金微粒子が得られる。高濃度の金
微粒子分散液を製造可能である利点を有するが、金微粒
子の粒径分布を制御することは困難である。また、特別
な装置を必要とするコスト面の問題もある。
て、気相法と液相法がある。気相法には例えばガス中蒸
発法、スパッタリング法等があり、ガス中蒸発法では、
不活性ガスを導入した真空容器内で金を蒸発させ、有機
溶剤で被覆した状態の金微粒子が得られる。高濃度の金
微粒子分散液を製造可能である利点を有するが、金微粒
子の粒径分布を制御することは困難である。また、特別
な装置を必要とするコスト面の問題もある。
【０００４】一方液相法は、金イオン含有溶液に紫外光
を照射あるいは還元剤を加えて金イオンを還元すること
によって金微粒子を得る方法である。特に還元剤を用い
る方法は、特別な装置を必要とすることなく、比較的容
易に金微粒子を製造することが可能である。
を照射あるいは還元剤を加えて金イオンを還元すること
によって金微粒子を得る方法である。特に還元剤を用い
る方法は、特別な装置を必要とすることなく、比較的容
易に金微粒子を製造することが可能である。
【０００５】ところで、前記各種応用において、高濃度
の金微粒子を得ることが課題となっている。本出願人
は、特開２０００−３１３７６５号において、金微粒子
を担持した高分子あるいはオリゴマーからなるマトリッ
クス材をその分解温度以上の温度で焼くことを特徴とす
る高濃度の金微粒子の製造方法を開示し、また特開２０
０１−３０３１０９号においては、金微粒子分散液を電
気泳動させることを特徴とする高濃度の金微粒子の製造
方法を開示している。
の金微粒子を得ることが課題となっている。本出願人
は、特開２０００−３１３７６５号において、金微粒子
を担持した高分子あるいはオリゴマーからなるマトリッ
クス材をその分解温度以上の温度で焼くことを特徴とす
る高濃度の金微粒子の製造方法を開示し、また特開２０
０１−３０３１０９号においては、金微粒子分散液を電
気泳動させることを特徴とする高濃度の金微粒子の製造
方法を開示している。
【０００６】また、金微粒子の水溶液と、金微粒子を担
持する配位子を含有する有機溶媒とを混合攪拌した後、
金微粒子を有機溶媒相へ相間移動させることを特徴とす
る金微粒子の製造方法があり、本出願人も特願２００１
−１２０５５１号において、アルキルアミンを配位子と
する同方法を開示している。
持する配位子を含有する有機溶媒とを混合攪拌した後、
金微粒子を有機溶媒相へ相間移動させることを特徴とす
る金微粒子の製造方法があり、本出願人も特願２００１
−１２０５５１号において、アルキルアミンを配位子と
する同方法を開示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記金微粒子の製造方
法においても十分高濃度の金微粒子は得られるものの、
特別な装置、加熱等を必要とするなど工程の簡便さに問
題があった。本発明は、より簡便に高濃度の金微粒子を
得ることのできる金微粒子の製造方法を提供することを
目的とするものである。
法においても十分高濃度の金微粒子は得られるものの、
特別な装置、加熱等を必要とするなど工程の簡便さに問
題があった。本発明は、より簡便に高濃度の金微粒子を
得ることのできる金微粒子の製造方法を提供することを
目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
発明は、金の化合物の水溶液に還元剤の溶液を添加し、
続いて保護コロイドを分散させた有機溶媒を添加して保
護コロイドに保護された金微粒子を製造する金微粒子の
製造方法において、生成した金微粒子が有機相と水相の
相間に滞留するように還元剤の添加速度を調節すること
を特徴とする高濃度金微粒子の製造方法である。
発明は、金の化合物の水溶液に還元剤の溶液を添加し、
続いて保護コロイドを分散させた有機溶媒を添加して保
護コロイドに保護された金微粒子を製造する金微粒子の
製造方法において、生成した金微粒子が有機相と水相の
相間に滞留するように還元剤の添加速度を調節すること
を特徴とする高濃度金微粒子の製造方法である。
【０００９】請求項２記載の発明は、前記還元剤の添加
速度に上限を設けた請求項１記載の金微粒子の製造方法
である。
速度に上限を設けた請求項１記載の金微粒子の製造方法
である。
【００１０】請求項３記載の発明は、前記保護コロイド
がオクタンチオールである請求項１に記載の高濃度の金
微粒子の製造方法である。
がオクタンチオールである請求項１に記載の高濃度の金
微粒子の製造方法である。
【００１１】請求項１〜３に記載の発明によれば、簡便
な操作によって高濃度の金微粒子を製造することができ
る。
な操作によって高濃度の金微粒子を製造することができ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の金微粒子の製造方
法について詳細に説明する。金の化合物としては、塩化
金酸、塩化第一金、塩化第二金等が挙げられる。濃度
０．１〜１ｍｍｏｌ／ｌ以下に調整した前記金の化合物
の水溶液に還元剤を添加する。還元剤は通常使用される
もので特に限定されず、水素化ホウ素ナトリウム、水素
化ホウ素カリウムなどの水素化ホウ素金属塩、水素化ア
ルミニウムリチウム、水素化アルミニウムカリウム、水
素化アルミニウムセシウム、水素化アルミニウムベリリ
ウム、水素化アルミニウムマグネシウム、水素化アルミ
ニウムカルシウム等の水素化アルミニウム塩、ヒドラジ
ン化合物、クエン酸及びその塩、コハク酸及びその塩、
アスコルビン酸及びその塩等がある。
法について詳細に説明する。金の化合物としては、塩化
金酸、塩化第一金、塩化第二金等が挙げられる。濃度
０．１〜１ｍｍｏｌ／ｌ以下に調整した前記金の化合物
の水溶液に還元剤を添加する。還元剤は通常使用される
もので特に限定されず、水素化ホウ素ナトリウム、水素
化ホウ素カリウムなどの水素化ホウ素金属塩、水素化ア
ルミニウムリチウム、水素化アルミニウムカリウム、水
素化アルミニウムセシウム、水素化アルミニウムベリリ
ウム、水素化アルミニウムマグネシウム、水素化アルミ
ニウムカルシウム等の水素化アルミニウム塩、ヒドラジ
ン化合物、クエン酸及びその塩、コハク酸及びその塩、
アスコルビン酸及びその塩等がある。
【００１３】前記各種還元剤を水あるいはエタノール、
プロパノール等のアルコールに溶解し、金の化合物の水
溶液に、攪拌下、数分間かけて滴下することによって添
加する。還元剤の濃度は金イオンに対して０．１〜１０
倍モル程度が好ましい。還元剤の作用によって金微粒子
が生成し、溶液は通常５２０ｎｍ付近に吸収極大を示す
ように着色する。
プロパノール等のアルコールに溶解し、金の化合物の水
溶液に、攪拌下、数分間かけて滴下することによって添
加する。還元剤の濃度は金イオンに対して０．１〜１０
倍モル程度が好ましい。還元剤の作用によって金微粒子
が生成し、溶液は通常５２０ｎｍ付近に吸収極大を示す
ように着色する。
【００１４】続いて、水と相溶しない有機溶媒に分散さ
せた保護コロイドを添加する。保護コロイドは、金微粒
子の凝集による二次粒子の生成を妨げ、独立した金微粒
子を安定化するものであって、具体的にはオクタンチオ
ール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール等
のアルカンチオールが好適に用いられる。これらのアル
カンチオールは、金イオンに対して０．１〜１０倍モル
程度の量を十数分かけて滴下することによって添加す
る。
せた保護コロイドを添加する。保護コロイドは、金微粒
子の凝集による二次粒子の生成を妨げ、独立した金微粒
子を安定化するものであって、具体的にはオクタンチオ
ール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール等
のアルカンチオールが好適に用いられる。これらのアル
カンチオールは、金イオンに対して０．１〜１０倍モル
程度の量を十数分かけて滴下することによって添加す
る。
【００１５】前記水と相溶しない有機溶媒は特に限定さ
れず、ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、ノルマルペ
ンタン、ノルマルヘプタン、トルエン、メチルイソブチ
ルケトン、キシレン、ベンゼン、クロロホルム、四塩化
炭素、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、
酢酸イソブチル、エチルベンゼン等が挙げられる。
れず、ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、ノルマルペ
ンタン、ノルマルヘプタン、トルエン、メチルイソブチ
ルケトン、キシレン、ベンゼン、クロロホルム、四塩化
炭素、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、
酢酸イソブチル、エチルベンゼン等が挙げられる。
【００１６】ここで、図１に示すように、金微粒子１を
有機相２と水相３との間に滞留させるために、前記還元
剤の添加速度に上限を設定する。具体的には、金の化合
物と等モル濃度の還元剤を用いる場合、５．０×１０
−８ｍｏｌ／ｓｅｃ以下の添加速度であることが望まし
い。添加速度が５．０×１０−８ｍｏｌ／ｓｅｃを上回
ると、金微粒子が有機相へと相間移動し、目的とする高
濃度の金微粒子の相間への滞留は得られない。添加速度
の下限は、還元剤の添加中に生成した金微粒子が凝集し
て沈澱することのない程度に設定され、好ましくは１．
０×１０−８ｍｏｌ／ｓｅｃである。
有機相２と水相３との間に滞留させるために、前記還元
剤の添加速度に上限を設定する。具体的には、金の化合
物と等モル濃度の還元剤を用いる場合、５．０×１０
−８ｍｏｌ／ｓｅｃ以下の添加速度であることが望まし
い。添加速度が５．０×１０−８ｍｏｌ／ｓｅｃを上回
ると、金微粒子が有機相へと相間移動し、目的とする高
濃度の金微粒子の相間への滞留は得られない。添加速度
の下限は、還元剤の添加中に生成した金微粒子が凝集し
て沈澱することのない程度に設定され、好ましくは１．
０×１０−８ｍｏｌ／ｓｅｃである。
【００１７】このように、還元剤の添加速度に応じて水
相中の金微粒子が有機相へと相間移動する確率が変動
し、金微粒子が相間に滞留するか、あるいは有機相に相
間移動するかの二通りの現象が観察されるものと考えら
れる。適切な還元剤添加速度を設定することによって金
微粒子を有機相に相間移動させずに相間に滞留させるこ
とができれば、それを回収することにより極めて高濃度
の金微粒子を容易に得ることができる。
相中の金微粒子が有機相へと相間移動する確率が変動
し、金微粒子が相間に滞留するか、あるいは有機相に相
間移動するかの二通りの現象が観察されるものと考えら
れる。適切な還元剤添加速度を設定することによって金
微粒子を有機相に相間移動させずに相間に滞留させるこ
とができれば、それを回収することにより極めて高濃度
の金微粒子を容易に得ることができる。
【００１８】
【実施例】以下本発明の金微粒子の製造方法について、
実施例を示しながらさらに詳細に説明する。 実施例１〜２ ２．５×１０−４ｍｏｌ／ｌの塩化金酸水溶液４８ｍ
ｌ、２．４×１０−４ｍｏｌ／ｌの１−オクタンチオー
ルヘキサン溶液５０ｍｌ、６．０×１０−３ｍｏｌ／ｌ
の水素化ホウ素ナトリウム２−プロパノール溶液２．０
ｍｌを調整した。塩化金酸水溶液４８ｍｌに水素化ホウ
素ナトリウム２−プロパノール溶液２．０ｍｌをそれぞ
れ表１に示す時間をかけて滴下し金イオンを還元した。
ここで還元剤の添加速度は、実施例１では、４．０×１
０−８ｍｏｌ／ｓｅｃ、実施例２では、２．０×１０
−８ｍｏｌ／ｓｅｃである。その後、１−オクタンチオ
ールヘキサン溶液５０ｍｌを十数分かけて滴下した結
果、有機相へ相間移動せず相間に滞留する金微粒子を得
た。この相間に滞留した金微粒子をろ過によって回収
し、溶媒を乾燥させ、５００℃に保ったマッフル炉に１
時間入れて有機分を分解し、５０ｗｔ％の極めて高濃度
の金微粒子を得た。得られた金微粒子はヘキサン等の有
機溶媒に再分散可能であった。表１中、有機相の極大吸
収波長欄の空欄は、金微粒子への有機相への相間移動が
起こらなかったことを意味する。また、相間の金微粒子
の滞留欄の○印は、相間の金微粒子の滞留が観測された
ことを意味する。
実施例を示しながらさらに詳細に説明する。 実施例１〜２ ２．５×１０−４ｍｏｌ／ｌの塩化金酸水溶液４８ｍ
ｌ、２．４×１０−４ｍｏｌ／ｌの１−オクタンチオー
ルヘキサン溶液５０ｍｌ、６．０×１０−３ｍｏｌ／ｌ
の水素化ホウ素ナトリウム２−プロパノール溶液２．０
ｍｌを調整した。塩化金酸水溶液４８ｍｌに水素化ホウ
素ナトリウム２−プロパノール溶液２．０ｍｌをそれぞ
れ表１に示す時間をかけて滴下し金イオンを還元した。
ここで還元剤の添加速度は、実施例１では、４．０×１
０−８ｍｏｌ／ｓｅｃ、実施例２では、２．０×１０
−８ｍｏｌ／ｓｅｃである。その後、１−オクタンチオ
ールヘキサン溶液５０ｍｌを十数分かけて滴下した結
果、有機相へ相間移動せず相間に滞留する金微粒子を得
た。この相間に滞留した金微粒子をろ過によって回収
し、溶媒を乾燥させ、５００℃に保ったマッフル炉に１
時間入れて有機分を分解し、５０ｗｔ％の極めて高濃度
の金微粒子を得た。得られた金微粒子はヘキサン等の有
機溶媒に再分散可能であった。表１中、有機相の極大吸
収波長欄の空欄は、金微粒子への有機相への相間移動が
起こらなかったことを意味する。また、相間の金微粒子
の滞留欄の○印は、相間の金微粒子の滞留が観測された
ことを意味する。
【００１９】
【表１】
【００２０】比較例１〜４
還元剤添加時間をそれぞれ表１に示す値に設定して還元
剤を添加し、同様に１−オクタンチオールヘキサン溶液
を滴下した結果、有機相が金微粒子に特有の赤色を呈
し、金微粒子が有機相へ相間移動したことが明らかにな
った。表１中、×印は相間の金微粒子の滞留が観測され
なかったことを意味する。
剤を添加し、同様に１−オクタンチオールヘキサン溶液
を滴下した結果、有機相が金微粒子に特有の赤色を呈
し、金微粒子が有機相へ相間移動したことが明らかにな
った。表１中、×印は相間の金微粒子の滞留が観測され
なかったことを意味する。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本願各請求項１記
載の金微粒子の製造方法は、金の化合物の水溶液に還元
剤の溶液を添加し、続いて保護コロイドを分散させた有
機溶媒を添加して保護コロイドに保護された金微粒子を
製造する金微粒子の製造方法において、生成した金微粒
子が有機相と水相の相間に滞留するように還元剤の添加
速度を調節することを特徴とする高濃度金微粒子の製造
方法であって、特別な装置、加熱等を必要とすることな
く高濃度の金微粒子を容易に製造することができる。
載の金微粒子の製造方法は、金の化合物の水溶液に還元
剤の溶液を添加し、続いて保護コロイドを分散させた有
機溶媒を添加して保護コロイドに保護された金微粒子を
製造する金微粒子の製造方法において、生成した金微粒
子が有機相と水相の相間に滞留するように還元剤の添加
速度を調節することを特徴とする高濃度金微粒子の製造
方法であって、特別な装置、加熱等を必要とすることな
く高濃度の金微粒子を容易に製造することができる。
【図１】 有機相と水相との相間に滞留した金微粒子を
示す模式図である。
示す模式図である。
１ 金微粒子
２ 有機相
３ 水相
Claims (3)
- 【請求項１】 金の化合物の水溶液に還元剤の溶液を添
加し、続いて保護コロイドを分散させた有機溶媒を添加
して保護コロイドに保護された金微粒子を製造する金微
粒子の製造方法において、生成した金微粒子が有機相と
水相の相間に滞留するように還元剤の添加速度を調節す
ることを特徴とする高濃度金微粒子の製造方法。 - 【請求項２】 前記還元剤の添加速度に上限を設けた請
求項１記載の高濃度金微粒子の製造方法。 - 【請求項３】 前記保護コロイドがオクタンチオールで
ある請求項１記載の高濃度金微粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002157785A JP2003342622A (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 高濃度金微粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002157785A JP2003342622A (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 高濃度金微粒子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003342622A true JP2003342622A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29773480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002157785A Pending JP2003342622A (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 高濃度金微粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003342622A (ja) |
-
2002
- 2002-05-30 JP JP2002157785A patent/JP2003342622A/ja active Pending
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