JP2011195865A - 銅ナノ構造体の製造方法 - Google Patents
銅ナノ構造体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011195865A JP2011195865A JP2010062120A JP2010062120A JP2011195865A JP 2011195865 A JP2011195865 A JP 2011195865A JP 2010062120 A JP2010062120 A JP 2010062120A JP 2010062120 A JP2010062120 A JP 2010062120A JP 2011195865 A JP2011195865 A JP 2011195865A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- nanostructure
- ammine complex
- copper nanostructure
- electrolysis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 197
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 173
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 172
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical class Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 35
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 29
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 6
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 5
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 24
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 44
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 22
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 21
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 20
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 229960004643 cupric oxide Drugs 0.000 description 6
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 4
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 3
- -1 Li 2 SO 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Cu+2].[O-]S([O-])(=O)=O JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 3
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QTMDXZNDVAMKGV-UHFFFAOYSA-L copper(ii) bromide Chemical compound [Cu+2].[Br-].[Br-] QTMDXZNDVAMKGV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 2
- 125000002987 valine group Chemical group [H]N([H])C([H])(C(*)=O)C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910021589 Copper(I) bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021590 Copper(II) bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021594 Copper(II) fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013553 LiNO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NKNDPYCGAZPOFS-UHFFFAOYSA-M copper(i) bromide Chemical compound Br[Cu] NKNDPYCGAZPOFS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GWFAVIIMQDUCRA-UHFFFAOYSA-L copper(ii) fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Cu+2] GWFAVIIMQDUCRA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HFDWIMBEIXDNQS-UHFFFAOYSA-L copper;diformate Chemical compound [Cu+2].[O-]C=O.[O-]C=O HFDWIMBEIXDNQS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GBRBMTNGQBKBQE-UHFFFAOYSA-L copper;diiodide Chemical compound I[Cu]I GBRBMTNGQBKBQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229960003280 cupric chloride Drugs 0.000 description 1
- 229940045803 cuprous chloride Drugs 0.000 description 1
- KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N cuprous oxide Chemical compound [O-2].[Cu+].[Cu+] KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940112669 cuprous oxide Drugs 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000005621 tetraalkylammonium salts Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
【解決手段】銅アンミン錯体水溶液から銅ナノ構造体を製造する方法であって、前記銅アンミン錯体水溶液を、飽和カロメル参照電極に対し電解電位−1.2V〜−3.0Vで電気分解することで陰極上に銅ナノ構造体を析出させることで、銅ナノ構造体を製造する。
【選択図】図1
Description
[1] 銅アンミン錯体水溶液から銅ナノ構造体を製造する方法であって、前記銅アンミ
ン錯体水溶液を、飽和カロメル参照電極に対し電解電位−1.2V〜−3.0Vで電気分解することで陰極上に銅ナノ構造体を析出させることを特徴とする、銅ナノ構造体の製造方法。
[2] 前記電解電位が−1.5V〜−2.5Vであることを特徴とする、[1]に記載の銅ナノ構造体の製造方法。
[3] 前記銅アンミン錯体水溶液の濃度は、1mM〜300mMであることを特徴とする、[1]または[2]に記載の銅ナノ構造体の製造方法。
[4] 前記銅アンミン錯体水溶液は、[Cu(NH3)4]SO4または[Cu(NH3)4](NO3)2を、水、アンモニア水または塩化アンモニウム水溶液に溶解してなる、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の銅ナノ構造体の製造方法。
[5] 前記銅アンミン錯体水溶液は、銅イオン供給物質とアンモニウムイオン供給物質から調製されることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の銅ナノ構造体の製造方法。
[6] 対向する一対の電極と、前記一対の電極間に充填される電解液とを少なくとも含むキャパシタであって、前記一対の電極の少なくとも一方に[1]〜[5]のいずれか1つの製造方法により製造された銅ナノ構造体を含むキャパシタ。
本発明の製造方法で製造した銅ナノ構造体は、ナノサイズのワイヤー構造やデンドライト構造などになると、膨大な表面積が稼げる、すなわち反応の効率を上げられるので、(1)電磁波吸収材などの導電性材料、(2)ケーブルなどの配線素材、(3)2次電池やキャパシタ材料、(4)触媒、(5)抗菌繊維、(6)プローブ顕微鏡のプローブ等に有用である。
上記説明したように、本発明においては、水が電気分解を起こす電位(飽和カロメル参照電極に対し、理論値で−1.23V程度)よりも負に大きいか等しい電位で電気分解反応を行うことにより、優れた特性が期待されるナノワイヤー構造やナノデンドライト構造(樹枝状結晶)などの銅ナノ構造体が得られることを見出したものである。電解電位−1.2Vよりも負に小さい場合には、図9で示すように銅ナノ構造体は析出せず、通常の膜に近い形状の銅が析出する。一方、−3.0Vよりも負に大きい電位で行うことは、溶媒や支持電解質の分解を招くこととなり、実験システムの設計上難しい。
銅アンミン錯体水溶液中における銅アンミン錯体の濃度は、1mM以上であることが好ましく、より直径の細い材料を製造する観点から10mM以上であることがより好ましく、20mM以上であることがさらに好ましく、60mM以上であることが特に好ましい。また、銅アンミン錯体水溶液中における銅アンミン錯体の濃度は、300mM以下とすることが好ましく、より直径の細い材料を製造する観点から220mM以下であることがより好ましい。
市販されている銅アンミン錯体硫酸塩([Cu(NH3)4]SO4)を水またはアンモニア水に溶解させ、銅アンミン錯体水溶液を調製する。銅アンミン錯体水溶液は、銅アンミン錯体硫酸塩を水溶液にした場合に沈殿物が生じることがあるので、水に対して一定量銅アンミン錯体を添加した後、その上澄み液を使用することが好ましい。水溶液中の銅アンミン錯体濃度を上げると沈殿物量は増すが、上澄みの[Cu(NH3)4]2+の濃度も高くなる。また、本発明の別の実施態様では、上記銅アンミン錯体硫酸塩を調製するために、市販されている硫酸銅五水和物(銅イオン供給物質)とアンモニア水(アンモニウムイオン供給物質)とを混合し、混合液を調製する。
れらの実施例に限定されるものではない。
水に銅アンミン錯体硫酸塩[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が85mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、飽和カロメル電極に対し電解電位−1.6Vで電気分解を行った。電気分解における通電量の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図1〜4に示す。通電量は、(1)3000mC/cm2(図1)、(2)4000mC/cm2(図2)、(3)5000mC/cm2(図3)、(4)6000mC/cm2(図4)の4条件で実施した。
水に銅アンミン錯体硫酸塩[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が75mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2で電気分解を行った。電気分解における飽和カロメル電極に対する電解電位の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図5〜8に示す。電解電位は、(1)−1.4V(図5)、(2)−1.7V(図6)、(3)−2.0V(図7)、(4)−2.2V(図8)の4条件で実施した。
電解電位を−1.0Vとした以外は上記実施例2と同様の条件で電気分解を行い、陰極上に析出した銅のSEM観察の結果を図9に示す。電解電位が低い場合には、銅は析出するものの、銅ナノ構造体にはならなかった。
水に銅アンミン錯体硫酸塩[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が200mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量5000mC/cm2で電気分解を行った。電気分解における飽和カロメル電極に対する電解電位の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図10〜11に示す。電解電位は、(1)−2.3V(図10)、(2)−2.5V(図11)の2条件で実施した。
銅アンミン錯体硫酸塩の終濃度を300mMとし、電気分解における飽和カロメル電極に対する電解電位を−2.5Vとした以外は上記実施例3と同様の条件で電気分解を行い、陰極上に析出した銅のSEM観察の結果を図12に示す。銅アンミン錯体の濃度が高くなると、銅ナノ構造体の径が大きくなることが理解できる。
0.1Mアンモニア水に銅アンミン錯体硫酸塩[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が25mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2で電気分解を行った。電気分解における飽和カロメル電極に対する電解電位の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図13〜15に示す。電解電位は、(1)−1.4V(図13)、(2)−1.5V(図14)、(3
)−1.65V(図15)の3条件で実施した。
0.1Mアンモニア水に銅アンミン錯体[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が60mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2で電気分解を行った。電気分解における飽和カロメル電極に対する電解電位の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図16及び17に示す。電解電位は、(1)−1.8V(図16)、(2)−2.0V(図17)の2条件で実施した。
1Mアンモニア水に銅アンミン錯体[Cu(NH3)4]SO4を下記終濃度になるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2、電解電位−1.45Vで電気分解を行った。アンモニア水に添加する銅アンミン錯体の濃度の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図18及び19に示す。銅アンミン錯体の濃度は、(1)20mM(図18)、(2)25mM(図19)の2条件で実施した。
2Mアンモニア水に銅アンミン錯体[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が25mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2で電気分解を行った。電気分解における飽和カロメル電極に対する電解電位の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図20〜23に示す。電解電位は、(1)−1.4V(図20)、(2)−1.45V(図21)、(3)−1.5V(図22)、(4)−1.55V(図23)の4条件で実施した。
3Mアンモニア水に銅アンミン錯体[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が25mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2で電気分解を行った。電気分解における飽和カロメル電極に対する電解電位の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図24〜27に示す。電解電位は、(1)−1.4V(図24)、(2)−1.45V(図25)、(3)−1.5V(図26)、(4)−1.55V(図27)の4条件で実施した。
4Mアンモニア水に銅アンミン錯体[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が25mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2、電解電位−1.45Vで電気分解を行った(図28)。
5Mアンモニア水に銅アンミン錯体[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が25mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2、電解電位−1.45Vで電気分解を行った(図29)。
3Mアンモニア水に銅アンミン錯体[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が25mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.5Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2で電気分解を行った。電気分解における飽和カロメル電極に対する電解電位の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図30〜33に示す。電解電位は、(1)−1.4V(図30)、(2)−1.45V(図31)、(3)−1.5V(図32)、(4)−1.55V(図33)の4条件で実施した。
3Mアンモニア水に銅アンミン錯体[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が25mMになるように加え、導電性塩であるLi2SO4を添加せずに、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2で電気分解を行った。電気分解における飽和カロメル電極に対する電解電位の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図34〜36に示す。電解電位は、(1)−1.5V(図34)、(2)−1.55V(図35)、(3)−1.6V(図36)の3条件で実施した。
0.1Mアンモニア水に硫酸銅五水和物CuSO4・5H2Oを終濃度が30mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加えた。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2、電解電位−1.6Vで電気分解を行った。陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図37に示す。
2Mアンモニア水に硫酸銅五水和物CuSO4・5H2Oを終濃度が30mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、硫酸銅水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、通電量2000mC/cm2で電気分解を行った。電気分解における飽和カロメル電極に対する電解電位の条件を変化させ、それぞれの場合において、陰極上に析出した銅ナノ構造体のSEM観察の結果を図38〜41に示す。電解電位は、(1)−1.4V(図38)、(2)−1.45V(図39)、(3)−1.5V(図40)、(4)−1.55V(図41)の4条件で実施した。
2Mアンモニア水に酸化第二銅CuOを終濃度が38mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、酸化第二銅水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、飽和カロメル電極に対し電解電位−1.65V、通電電気量2000mC/cm2で電気分解を行った(図42)。
1Mアンモニア水に銅アンミン錯体[Cu(NH3)4]SO4を終濃度が25mMになるように加え、導電性塩としてLi2SO4を終濃度が0.1Mになるように加え、銅アンミン錯体水溶液を得た。この溶液を用い、陰極としてITO、陽極として白金板、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、溶液温度18℃、電解電位−1.45V、通電量2000mC/cm2で電気分解を行った。
その後、このITO電極を動作電極として用い、電解液として0.1MのLiOH水溶液中で、対向電極としてPtプレートを用い、掃引速度50mV/s、掃引範囲0V〜0.6Vでサイクリックボルタンメトリーを行った。その結果を図43に示す。また、この条件で電流値0.5mA/cm2で充放電を行った。この結果を図44に示す。これよりキャパシタ特性を測定したところ、静電容量は、100F/g(比容量)、1mF/cm2(固有容量)、内部抵抗は、56Ωであった。
Claims (6)
- 銅アンミン錯体水溶液から銅ナノ構造体を製造する方法であって、前記銅アンミン錯体水溶液を、飽和カロメル参照電極に対し電解電位−1.2V〜−3.0Vで電気分解することで陰極上に銅ナノ構造体を析出させることを特徴とする、銅ナノ構造体の製造方法。
- 前記電解電位が−1.5V〜−2.5Vであることを特徴とする、請求項1に記載の銅ナノ構造体の製造方法。
- 前記銅アンミン錯体水溶液中の銅アンミン錯体の濃度は、1mM〜300mMであることを特徴とする、請求項1または2に記載の銅ナノ構造体の製造方法。
- 前記銅アンミン錯体水溶液は、[Cu(NH3)4]SO4または[Cu(NH3)4](NO3)2を、水、アンモニア水または塩化アンモニウム水溶液に溶解してなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の銅ナノ構造体の製造方法。
- 前記銅アンミン錯体水溶液は、銅イオン供給物質とアンモニウムイオン供給物質から調製されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の銅ナノ構造体の製造方法。
- 対向する一対の電極と、前記一対の電極間に充填される電解液とを少なくとも含むキャパシタであって、前記一対の電極の少なくとも一方に請求項1〜5のいずれか1項の製造方法により製造された銅ナノ構造体を含むキャパシタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010062120A JP5574158B2 (ja) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | 銅ナノ構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010062120A JP5574158B2 (ja) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | 銅ナノ構造体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011195865A true JP2011195865A (ja) | 2011-10-06 |
JP5574158B2 JP5574158B2 (ja) | 2014-08-20 |
Family
ID=44874455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010062120A Active JP5574158B2 (ja) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | 銅ナノ構造体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5574158B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013137018A1 (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | 古河電気工業株式会社 | 金属ナノネットワークおよびその製造方法並びにそれを用いた導電フィルム、導電基材 |
CN104131316A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-11-05 | 中南大学 | 在氯离子氨性体系中电解分离铜、钴镍的方法及其产品的应用 |
JP2016164957A (ja) * | 2015-03-08 | 2016-09-08 | 国立大学法人 千葉大学 | キャパシタ及びその製造方法 |
CN106757174A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-05-31 | 黄芃 | 一种电沉积制备金属粉末的方法及装置 |
JP2018174288A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 国立大学法人千葉大学 | キャパシタの充放電方法。 |
WO2019059238A1 (ja) | 2017-09-25 | 2019-03-28 | 国立大学法人千葉大学 | 導電性ナノ構造を有する多孔質導電体、それを用いた蓄電デバイス |
WO2021039476A1 (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | 国立大学法人千葉大学 | 蓄電デバイス |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023167330A1 (ja) | 2022-03-03 | 2023-09-07 | 国立大学法人千葉大学 | 亜鉛負極二次電池 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05320972A (ja) * | 1992-05-21 | 1993-12-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | フェロスクラップから銅を分離・回収する方法 |
JPH09263984A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Nittetsu Mining Co Ltd | アルカリ性浴からの銅電解採取用電解槽 |
JP2009299103A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 超微細金属線状体及びその製造方法 |
-
2010
- 2010-03-18 JP JP2010062120A patent/JP5574158B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05320972A (ja) * | 1992-05-21 | 1993-12-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | フェロスクラップから銅を分離・回収する方法 |
JPH09263984A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Nittetsu Mining Co Ltd | アルカリ性浴からの銅電解採取用電解槽 |
JP2009299103A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 超微細金属線状体及びその製造方法 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013137018A1 (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | 古河電気工業株式会社 | 金属ナノネットワークおよびその製造方法並びにそれを用いた導電フィルム、導電基材 |
JP5535413B2 (ja) * | 2012-03-15 | 2014-07-02 | 古河電気工業株式会社 | 金属ナノネットワークおよびその製造方法並びにそれを用いた導電フィルム、導電基材 |
CN104131316A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-11-05 | 中南大学 | 在氯离子氨性体系中电解分离铜、钴镍的方法及其产品的应用 |
JP2016164957A (ja) * | 2015-03-08 | 2016-09-08 | 国立大学法人 千葉大学 | キャパシタ及びその製造方法 |
CN106757174A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-05-31 | 黄芃 | 一种电沉积制备金属粉末的方法及装置 |
JP2018174288A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 国立大学法人千葉大学 | キャパシタの充放電方法。 |
WO2019059238A1 (ja) | 2017-09-25 | 2019-03-28 | 国立大学法人千葉大学 | 導電性ナノ構造を有する多孔質導電体、それを用いた蓄電デバイス |
KR20200056405A (ko) | 2017-09-25 | 2020-05-22 | 고쿠리츠 다이가쿠 호우징 지바 다이가쿠 | 도전성 나노 구조를 갖는 다공질 도전체, 그것을 이용한 축전 디바이스 |
JPWO2019059238A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2020-10-22 | 国立大学法人千葉大学 | 導電性ナノ構造を有する多孔質導電体、それを用いた蓄電デバイス |
JP7278546B2 (ja) | 2017-09-25 | 2023-05-22 | 国立大学法人千葉大学 | 導電性ナノ構造を有する多孔質導電体、それを用いた蓄電デバイス |
US11948740B2 (en) | 2017-09-25 | 2024-04-02 | National University Corporation Chiba University | Porous conductor having conductive nanostructure and electricity storage device using same |
WO2021039476A1 (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | 国立大学法人千葉大学 | 蓄電デバイス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5574158B2 (ja) | 2014-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5574158B2 (ja) | 銅ナノ構造体の製造方法 | |
Jia et al. | A novel three-dimensional hierarchical NiCo2O4/Ni2P electrode for high energy asymmetric supercapacitor | |
Darband et al. | Nickel nanocones as efficient and stable catalyst for electrochemical hydrogen evolution reaction | |
Nagaraju et al. | A facile one-step approach to hierarchically assembled core–shell-like MnO 2@ MnO 2 nanoarchitectures on carbon fibers: An efficient and flexible electrode material to enhance energy storage | |
Chang et al. | Pulse electrodeposited FeCoNiMnW high entropy alloys as efficient and stable bifunctional electrocatalysts for acidic water splitting | |
JP4124432B2 (ja) | ナノサイズの金属コバルト微粒子の電解析出方法 | |
Ren et al. | Large-scale synthesis of hybrid metal oxides through metal redox mechanism for high-performance pseudocapacitors | |
Huang et al. | Electronic structure regulation and polysulfide bonding of Co-doped (Ni, Fe) 1+ xS enable highly efficient and stable electrocatalytic overall water splitting | |
Hou et al. | Interfacial engineering in crystalline cobalt tungstate/amorphous cobalt boride heterogeneous nanostructures for enhanced electrochemical performances | |
CN110117807B (zh) | 一种二维材料-过渡金属异质结薄片的制备方法 | |
CN113924269A (zh) | 从co2简易的电合成石墨烯的方法 | |
CN108722453A (zh) | 一种用于碱性电催化析氢的磷化钼/碳复合纳米材料 | |
Tian et al. | Bundle-shaped cobalt–nickel selenides as advanced electrocatalysts for water oxidation | |
Rasheed et al. | Bifunctional electrocatalytic water splitting augmented by cobalt-nickel-ferrite NPs-supported fluoride-free MXene as a novel electrocatalyst | |
Zeng et al. | Morphological and electronic modification of 3D porous nickel microsphere arrays by cobalt and sulfur dual synergistic modulation for overall water splitting electrolysis and supercapacitors | |
Al-Bat’hi | Electrodeposition of nanostructure materials | |
Li et al. | Electrodeposited PCo nanoparticles in deep eutectic solvents and their performance in water splitting | |
Yu et al. | Effect of BaCO 3 addition on the CO 2-derived carbon deposition in molten carbonates electrolyzer | |
WO2022185167A1 (en) | Process for producing a nanocrystalline carbon with 1d, 2d, or 3d structure and/or a nanocrystalline diamond and/or an amorphous carbon and/or a metal-carbon nanomaterial composite and/or a mixture thereof | |
Wang et al. | Electrodeposition of Sn powders with pyramid chain and dendrite structures in deep eutectic solvent: Roles of current density and SnCl 2 concentration | |
Patil et al. | Unlocking the catalytic potential of nickel sulfide for sugar electrolysis: green hydrogen generation from kitchen feedstock | |
Ashraf et al. | Novel 3-D urchin-like Ni–Co–W porous nanostructure as efficient bifunctional superhydrophilic electrocatalyst for both hydrogen and oxygen evolution reactions | |
Wang et al. | Understanding the electrochemical behavior of Sn (II) in choline chloride-ethylene glycol deep eutectic solvent for tin powders preparation | |
Han et al. | Electrochemical construction of Cu@ NF frameworks and synthesis of self-supported microflower Cu2S@ NF as bifunctional catalysts for overall water splitting | |
Radhakrishnan et al. | Electrodeposited partially oxidized Bi & NiCo alloy based thin films for aqueous hybrid high energy microcapacitor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20130222 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130304 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20130225 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20130618 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20130618 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140320 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140408 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140430 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140618 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5574158 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |