JP2010150589A - 二元金属ナノ粒子コロイド、二元金属ナノ粒子、二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法および二元金属ナノ粒子の製造方法 - Google Patents
二元金属ナノ粒子コロイド、二元金属ナノ粒子、二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法および二元金属ナノ粒子の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 コバルト、ニッケルをそれぞれ真空中で蒸発させ、それを界面活性剤だけで収集する方法を用いてコバルトナノ粒子コロイド、ニッケルナノ粒子コロイドを製造し、それらを混合し、熱処理を施して、良質で量産できる安価なコバルト・ニッケルナノ粒子コロイドを実現した。
【選択図】 図1
Description
21a:真空チャンバーの内壁
22:坩堝(ルツボ)
23:原料金属
24:蒸発金属線束
25,26:界面活性剤
27:金属ナノ粒子コロイド
28,29,34:矢印
31:第一の金属ナノ粒子コロイドとしてのニッケルナノ粒子コロイド
32:第二の金属ナノ粒子コロイドとしてのコバルトナノ粒子コロイド
33:混合金属コロイド
35:第1の金属ナノ粒子
36,38,40,42,44:リガンド
37:第2の金属ナノ粒子
39:第1の金属ナノ粒子35と第2の金属ナノ粒子37でできた合金ナノ粒子
41:第3の金属ナノ粒子
43:第4の金属ナノ粒子
45:異方性相分離構造を示す単位ナノ粒子
45a:第1の金属部分
45b:第2の金属部分
46:金属ナノ粒子あるいは二元金属ナノ粒子を担持した状態の担体
47:担体
48:担持された金属ナノ粒子あるいは二元金属ナノ粒子
50:異方性相分離金属ナノ粒子
Claims (46)
- 粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造した二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記二元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる2種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して二元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、混合する前記異なる2種類の金属ナノ粒子コロイドのうちの1種類の金属ナノ粒子コロイドの前記金属がコバルトである金属ナノ粒子コロイド(以下、コバルトナノ粒子コロイドという)であり、他の1種類の前記金属ナノ粒子コロイドは前記金属がニッケルである金属ナノ粒子コロイド(以下、ニッケルナノ粒子コロイドという)であることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 請求項1に記載の二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記コバルトナノ粒子コロイドとニッケルナノ粒子コロイドは、それぞれ減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等によりコバルトあるいはニッケルを移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 請求項1または2に記載の二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも1種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および/または溶媒とする金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記二元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに混合する前の前記2種類の各金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが20nm以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記二元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに混合する前の前記2種類の各金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが2〜6nmであることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、二種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、二種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記コバルトナノ粒子コロイドと前記ニッケルナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なる界面活性剤であることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 請求項10に記載の二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記コバルトナノ粒子コロイドのリガンドの分子量が前記ニッケルナノ粒子コロイドのリガンドの分子量よりも小さいことを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイドの製造方法。
- 粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造した二元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記二元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる2種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して二元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、混合する前記異なる2種類の金属ナノ粒子コロイドのうちの1種類の金属ナノ粒子コロイドは前記金属がコバルトである金属ナノ粒子コロイド(以下、コバルトナノ粒子コロイドという)であり、他の1種類の前記金属ナノ粒子コロイドは前記金属がニッケルである金属ナノ粒子コロイド(以下、ニッケルナノ粒子コロイドという)であることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイド。
- 請求項12に記載の二元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記コバルトナノ粒子コロイドとニッケルナノ粒子コロイドが、それぞれ減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等によりコバルトあるいはニッケルを移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイド。
- 請求項12または13に記載の二元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも1種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および/また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイド。
- 請求項12〜14のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記二元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに混合する前の前記2種類の各金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが20nm以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイド。
- 請求項12〜15のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記二元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに混合する前の前記2種類の各金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが2〜6nmであることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイド。
- 請求項12〜16のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記二元金属ナノ粒子コロイドが単結晶化した二元金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイド。
- 請求項12〜17のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記二元金属ナノ粒子コロイドが合金化した二元金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイド。
- 請求項12〜18のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記二元金属ナノ粒子コロイドが異方的に相分離した二元金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイド。
- 請求項12〜19のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記コバルトナノ粒子コロイドと前記ニッケルナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なる界面活性剤であることを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイド。
- 請求項20に記載の二元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記コバルトナノ粒子コロイドのリガンドの分子量が前記ニッケルナノ粒子コロイドのリガンドの分子量よりも小さいことを特徴とする二元金属ナノ粒子コロイド。
- 粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造した二元金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記二元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる2種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して二元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、混合する前記異なる2種類の金属ナノ粒子コロイドのうちの1種類の金属ナノ粒子コロイドは前記金属がコバルトである金属ナノ粒子コロイド(以下、コバルトナノ粒子コロイドという)であり、他の1種類の前記金属ナノ粒子コロイドは前記金属がニッケルである金属ナノ粒子コロイド(以下、ニッケルナノ粒子コロイドという)であり、前記二元金属ナノ粒子は前記二元金属ナノ粒子コロイドの金属ナノ粒子を担持する担体に前記二元金属ナノ粒子コロイド中の前記二元金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項22に記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも1種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項22または23に記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも1種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および/または溶媒とする金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項22〜24のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、前記二元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに混合する前の前記2種類の各金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが20nm以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項22〜25のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、前記二元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに混合する前の前記2種類の各金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが2〜6nmであることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項22〜26のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、前記二元金属ナノ粒子コロイドが前記コバルトナノ粒子コロイドと前記ニッケルナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して造られた二元ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項22〜27のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項22〜28のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項22〜29のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項22〜30のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項22〜31のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、前記コバルトナノ粒子コロイドと前記ニッケルナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なる界面活性剤であることを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 請求項32に記載の二元金属ナノ粒子の製造方法において、前記コバルトナノ粒子コロイドのリガンドの分子量が前記ニッケルナノ粒子コロイドのリガンドの分子量よりも小さいことを特徴とする二元金属ナノ粒子の製造方法。
- 粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造した二元金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記二元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる2種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して二元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、混合する前記異なる2種類の金属ナノ粒子コロイドのうちの1種類の金属ナノ粒子コロイドは前記金属がコバルトである金属ナノ粒子コロイド(以下、コバルトナノ粒子コロイドという)であり、他の1種類の前記金属ナノ粒子コロイドは前記金属がニッケルである金属ナノ粒子コロイド(以下、ニッケルナノ粒子コロイドという)であり、前記二元金属ナノ粒子は前記二元金属ナノ粒子コロイドの金属ナノ粒子を担持する担体に前記二元金属ナノ粒子コロイド中の前記二元金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34に記載の二元金属ナノ粒子において、少なくとも1種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34または35に記載の二元金属ナノ粒子において、少なくとも1種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および/また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34〜36のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子において、前記二元金属ナノ粒子コロイドが前記コバルトナノ粒子コロイドと前記ニッケルナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して造られた二元ナノ粒子コロイドであることを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34〜37のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34〜38のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34〜39のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子において、前記二元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに混合する前の前記2種類の各金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが20nm以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34〜40のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子において、前記二元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに混合する前の前記2種類の各金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが2〜6nmであることを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34〜41のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子において、前記二元金属ナノ粒子コロイドがコバルトとニッケルの二元金属ナノ粒子コロイドであり、前記二元金属ナノ粒子が単結晶化した二元金属ナノ粒子であることを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34〜42のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子において、前記二元金属ナノ粒子コロイドがコバルトとニッケルの二元金属ナノ粒子コロイドであり、前記二元金属ナノ粒子が合金化した二元金属ナノ粒子であることを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34〜43のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子において、前記二元金属ナノ粒子コロイドがコバルトとニッケルの二元金属ナノ粒子コロイドであり、前記二元金属ナノ粒子が異方的に相分離した二元金属ナノ粒子であることを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34〜44のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子において、前記コバルトナノ粒子コロイドと前記ニッケルナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なる界面活性剤であることを特徴とする二元金属ナノ粒子。
- 請求項34〜45のいずれかに記載の二元金属ナノ粒子において、前記コバルトナノ粒子コロイドのリガンドの分子量が前記ニッケルナノ粒子コロイドのリガンドの分子量よりも小さいことを特徴とする二元金属ナノ粒子。
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