JP2013049886A - Noble metal colloid particle and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は貴金属コロイド粒子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to noble metal colloidal particles and a method for producing the same.
近年、貴金属コロイド粒子の低温焼結性導電性ペーストへの応用が期待されている。 In recent years, application of noble metal colloidal particles to low-temperature sinterable conductive pastes is expected.
特に、単分散であり、且つ、均一な形状を有したナノサイズの貴金属コロイド粒子を、2次元あるいは3次元構造を有するナノ結晶材料に用いることが期待されている。 In particular, it is expected that nano-sized noble metal colloidal particles that are monodispersed and have a uniform shape will be used for nanocrystalline materials having a two-dimensional or three-dimensional structure.
従来においては、金属微粒子の分散剤としてアルキルアミンを用いた分散液に、極性溶媒を混合することによって金属コロイド粒子が沈殿し、これをデカンテーション法により精製することが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, it is known that metal colloidal particles are precipitated by mixing a polar solvent in a dispersion using alkylamine as a dispersant for metal fine particles, and purified by a decantation method (for example, Patent Document 1).
しかしながら上記技術を用いても、単分散、且つ、均一な形状を有するナノサイズの貴金属コロイド粒子を生産性よく提供されていなかった。 However, even using the above technique, nano-sized noble metal colloidal particles having a monodispersed and uniform shape have not been provided with high productivity.
即ち、特許文献1では、アルキルアミンを分散剤とする金属微粒子をアセチルアセトネート塩を原料にした加熱分解法で生成させており、大きな貴金属コロイドが析出してしまう場合が多く、単分散、且つ、均一な形状を有する貴金属コロイド粒子を得ることができない場合があった。
That is, in
また貴金属コロイドと極性溶媒との分離に時間を要するので生産性が悪くなる場合があった。 Further, since it takes time to separate the noble metal colloid and the polar solvent, the productivity may be deteriorated.
なお、分散剤のアルキルアミンは、直鎖の炭化水素が付いているため電子供与がしにくく、還元剤としては作用しないため、別途還元剤が必要となる。 In addition, since the alkylamine as the dispersant is attached with a straight chain hydrocarbon, it is difficult to donate electrons and does not act as a reducing agent, so that a separate reducing agent is required.
本発明は、高性能顔料、ナノ結晶、低温焼結性導電性ペースト等の材料として好適に用いることが出来る、焼結温度が低くコロイド発色の高い貴金属コロイド粒子を生産性よく提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide precious metal colloidal particles with high productivity that can be suitably used as materials such as high-performance pigments, nanocrystals, and low-temperature sinterable conductive pastes and that have a low sintering temperature and a high colloid color. And
上記課題に鑑みて本発明の貴金属コロイド粒子の製造方法は、水と、貴金属塩と、非水溶性有機溶媒と、保護コロイドとして働く還元剤とを含む貴金属含有液を撹拌しながら加熱することによって、還元された貴金属を保護コロイド化して貴金属コロイド粒子として非水溶性有機溶媒相に抽出する第1工程と、前記非水溶性有機溶媒相と水相とを分離する第2工程と、前記非水溶性有機溶媒相から前記貴金属コロイド粒子を得る第3工程とを有する。 In view of the above problems, the method for producing noble metal colloidal particles of the present invention comprises heating a noble metal-containing liquid containing water, a noble metal salt, a water-insoluble organic solvent, and a reducing agent acting as a protective colloid while stirring. A first step of converting the reduced noble metal into a protective colloid and extracting it as a noble metal colloid particle into a water-insoluble organic solvent phase, a second step of separating the water-insoluble organic solvent phase and the water phase, and the water-insoluble And a third step of obtaining the noble metal colloid particles from the basic organic solvent phase.
本発明の貴金属コロイド粒子の製造方法によれば、保護コロイドとして働く還元剤を用いることによって、余剰の還元剤等を除去するための洗浄工程が不要となり、また、相転移剤や保護剤を別途投入する必要がないので、貴金属コロイド粒子の生産性を向上できる。 According to the method for producing noble metal colloidal particles of the present invention, the use of a reducing agent that acts as a protective colloid eliminates the need for a washing step for removing excess reducing agent and the like. Since there is no need to input, the productivity of noble metal colloidal particles can be improved.
さらに本発明の製造方法で得られる貴金属コロイド粒子は、微粒子で単分散、且つ、均一な形状となり易いので、焼結温度が低くできるとともに、コロイド発色を高くすることができる。 Furthermore, since the precious metal colloidal particles obtained by the production method of the present invention are monodispersed and easily form a uniform shape, the sintering temperature can be lowered and the colloid color can be enhanced.
これにより、高性能顔料、ナノ結晶、低温焼結性導電性ペースト等の材料として好適に用いることが出来る。 Thereby, it can use suitably as materials, such as a high performance pigment, a nanocrystal, and a low-temperature sintering conductive paste.
以下、本発明の一実施形態を詳しく説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
本実施形態は、水と、貴金属塩と、非水溶性有機溶媒と、保護コロイドとして働く還元剤とを含む貴金属含有液を撹拌しながら加熱することによって、還元された貴金属を保護コロイド化して貴金属コロイド粒子として非水溶性有機溶媒相に抽出する第1工程と、貴金属コロイドの製造方法によって得られ、貴金属含有液から非水溶性有機溶媒相と水相とを分離する第2工程と、非水溶性有機溶媒相から貴金属コロイド粒子を得る第3工程とを有する。 In the present embodiment, a noble metal-containing liquid containing water, a noble metal salt, a water-insoluble organic solvent, and a reducing agent that acts as a protective colloid is heated with stirring, whereby the reduced noble metal is converted into a protective colloid to form a noble metal. A first step of extracting the water-insoluble organic solvent phase as colloidal particles, a second step of separating the water-insoluble organic solvent phase and the water phase from the noble metal-containing liquid obtained by the method for producing a noble metal colloid, A third step of obtaining noble metal colloidal particles from the basic organic solvent phase.
第1工程は図3に示されるステップで進行し、水1に貴金属塩2を溶解したものに対して、非水溶性有機溶媒3に保護剤兼還元剤4(以下、単に還元剤4ともいう)を混ぜたものを加え、撹拌しながら70〜150℃の範囲で加熱を行なう。もしくは、水1に貴金属塩2を溶解したものに対して、非水溶性有機溶媒3を加え、攪拌しながら70〜150℃の範囲で加熱をおこなっているところに還元剤4を滴下してもよい。
The first step proceeds in the steps shown in FIG. 3, and the water-insoluble
加熱温度は70〜150℃であれば、保護剤兼還元剤4によって貴金属イオン2を十分還元できるとともに、保護剤兼還元剤4によって貴金属イオン2を保護化することができる。
If the heating temperature is 70 to 150 ° C., the
このとき還元剤4は、水相と非水溶性有機溶媒相との界面7付近に存在する。
At this time, the
また貴金属含有液5の濃度は、水1に貴金属塩2が完全に溶解(飽和)できていればよく、特に限定されない。
The concentration of the noble metal-containing
非水溶性有機溶媒3の量についても、貴金属コロイド粒子6を保護コロイドとして抽出するのに十分な量であれば良く、特に限定されない。
The amount of the water-insoluble
第1工程は、水と、貴金属塩2と、非水溶性有機溶媒3と、保護コロイドとして働く還元剤4とを含む貴金属含有液5を撹拌しながら加熱することによって、還元された貴金属を保護コロイド化して貴金属コロイド粒子6として非水溶性有機溶媒相に抽出する。
The first step protects the reduced noble metal by heating the noble metal-containing
すなわち、第1工程では、図4に示すように、水相と非水溶性有機溶媒相との界面7付近で、貴金属コロイド6は、水相の貴金属イオン2を還元剤4のアミン基(疎水基4b)で還元されながら、複数の還元剤4の親水基4aで囲まれて保護コロイド化し、非水溶性有機溶媒3中に保護コロイド10として取り込まれていく。
That is, in the first step, as shown in FIG. 4, in the vicinity of the interface 7 between the aqueous phase and the water-insoluble organic solvent phase, the
この様子は、加熱時間とともに非水溶性有機溶媒相が各貴金属コロイド粒子6特有の色を呈すること、例えば金コロイド粒子であれば赤紫色を呈し、銀コロイド粒子であれば黄色、プラチナコロイド粒子であれば褐色を呈することで観察される。
This is because the water-insoluble organic solvent phase exhibits a unique color with each precious metal
第2工程は、貴金属コロイドの製造方法によって得られ、貴金属含有液5から非水溶性有機溶媒相と水相とを分離する。
The second step is obtained by a method for producing a noble metal colloid, and separates a water-insoluble organic solvent phase and an aqueous phase from the noble metal-containing
すなわち、第2工程では、貴金属含有液5から非水溶性有機溶媒相を分離して、この分離された非水溶性有機溶媒3を、さらに蒸留水によって未反応の銀イオンや硝酸イオンを洗浄した後に、再度、非水溶性有機溶媒相のみを分離してもよい。
That is, in the second step, the water-insoluble organic solvent phase is separated from the noble metal-containing
分離方法としては溶媒抽出法を用い、分離装置としては、分液漏斗を用いる他、量産レベルでは向流抽出装置、遠心分離装置を用いてもよい。 A solvent extraction method is used as a separation method, and a separatory funnel is used as a separation device, and a countercurrent extraction device and a centrifugal device may be used at a mass production level.
第3工程は、非水溶性有機溶媒相3から貴金属コロイド粒子6を得る、
すなわち、第3工程では、非水溶性有機溶媒相をエバポレータ等での減圧濃縮や加熱濃縮等によって、必要濃度まで濃縮を行ない所望濃度の貴金属コロイド粒子6を得る。
In the third step, noble metal
That is, in the third step, the water-insoluble organic solvent phase is concentrated to a required concentration by vacuum concentration or heating concentration using an evaporator or the like to obtain the noble
非水溶性有機溶媒3から貴金属コロイド粒子6を抽出することで、溶媒の沸点等の物性的な制限がなくなる。
By extracting the noble metal
さらに本実施形態では、還元剤は、Nヒドロキシアルキル基を有するアミンおよびポリオキシエチレン基を有するアミンから選択される少なくとも1つである。 Further, in the present embodiment, the reducing agent is at least one selected from an amine having an N hydroxyalkyl group and an amine having a polyoxyethylene group.
例えば、Nヒドロキシエチルアミン、Nヒドロキシプロピルアミン等が挙げられる。また例えば、ポリオキシエチレンプロピルアミン、ポリオキシエチレンブチルアミン、ポリオキシエチレンデシルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン等が挙げられる。 For example, N hydroxyethylamine, N hydroxypropylamine, etc. are mentioned. Moreover, for example, polyoxyethylenepropylamine, polyoxyethylenebutylamine, polyoxyethylenedecylamine, polyoxyethylene stearylamine and the like can be mentioned.
加熱温度としては70℃〜150℃であれば、加熱攪拌中に還元剤4が分解することを低減しつつ、還元反応が十分になり、必要な貴金属コロイド粒子6が得られる。
When the heating temperature is 70 ° C. to 150 ° C., the reduction reaction becomes sufficient while reducing the decomposition of the reducing
本実施形態における還元剤4の添加量(A)と貴金属塩2中における貴金属の添加量(B)との関係は、(B)/(A)=0.05〜1.0の範囲であれば、貴金属濃度が薄くなりすぎて生産性が悪くなることを低減でき、また、貴金属濃度が濃すぎて保護剤兼還元剤4で保護化できずに貴金属が析出してしまうことを低減できる点で好ましい。
The relationship between the addition amount (A) of the reducing
さらに本実施形態は、貴金属塩中に含まれる貴金属が、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウムおよび白金からなる群より選択される少なくとも1種である。 In the present embodiment, the noble metal contained in the noble metal salt is at least one selected from the group consisting of gold, silver, ruthenium, rhodium, palladium and platinum.
貴金属塩2としては、上記貴金属を含み、且つ、水溶性のものであれば特に限定されず、例えば塩化金酸、塩化金酸ナトリウム、硝酸銀、塩化銀、塩化白金酸、塩化白金酸カリウム等が好ましい。
The
さらに本実施形態は、非水溶性有機溶媒は、芳香族炭化水素系溶媒、エチレングリコール系溶媒、ジエチレングリコール系溶媒、エーテル系溶媒およびエステル系溶媒からなる群より選択される少なくとも1種である。 Furthermore, in this embodiment, the water-insoluble organic solvent is at least one selected from the group consisting of aromatic hydrocarbon solvents, ethylene glycol solvents, diethylene glycol solvents, ether solvents, and ester solvents.
非水溶性有機溶媒3としては、水1と十分に分離すれば特に限定されないが、非極性溶媒が好ましい。
The water-insoluble
さらに本実施形態の製造方法で得られた貴金属コロイド粒子は、平均粒子径が50nm以下である。 Furthermore, the noble metal colloidal particles obtained by the production method of the present embodiment have an average particle size of 50 nm or less.
平均粒子計を50nm以下に制御するには、前述の(B)/(A)を1.0以下とすればよい。 In order to control the average particle size to 50 nm or less, the aforementioned (B) / (A) may be set to 1.0 or less.
これにより、貴金属塩2中における貴金属を十分保護化できる還元剤4を確保することができるので、平均粒子径が50nmより大きくなって一部の貴金属コロイドが析出し始めることを低減できる。
Thereby, since the reducing
また平均粒子径が50nm以下であれば、例えば一般に使用されている銀粉等と比較して粒子径が1〜2桁小さく粒子表面積が大きくなるので、反応性向上することができ、表面プラズモン共鳴吸収によるコロイド発色が得られ易くなるという点で好ましい。 If the average particle size is 50 nm or less, for example, the particle size is 1 to 2 orders of magnitude smaller than that of commonly used silver powder and the particle surface area is increased, so that the reactivity can be improved and surface plasmon resonance absorption is achieved. This is preferable in that it is easy to obtain colloid coloration.
ここで平均粒子径については、図2に示すように透過型電子顕微鏡(TEMで50万倍)などの手法によって測定することができ、平均粒子径の分布としては、標準偏差で±15%以内であることが望ましい。 Here, the average particle size can be measured by a technique such as a transmission electron microscope (500,000 times by TEM) as shown in FIG. 2, and the average particle size distribution is within ± 15% in standard deviation. It is desirable that
以上のような貴金属コロイド粒子6であれば、例えばインクジェットなどの導体印刷法における導電性ペーストとして用いることができる他、貴金属コロイド粒子6を用いた着色素材や導電性接着材料などにも用いることができる。
The noble
なお、本発明の製造方法においては、0.1〜1Nの貴金属塩2の水溶液を10〜100ml、非水溶性有機溶媒3を5〜25ml、保護作用を有する還元剤(ここではNヒドロキシアルキル基を有するアミン、またはポリオキシエチレン基を有するアミン)を0.2〜5gとしておくのが適当である。
In the production method of the present invention, 10 to 100 ml of an aqueous solution of 0.1 to 1N
以下、本発明の製造方法の実施例に基づいて生産性を検証した結果を説明する。 Hereinafter, the result of verifying the productivity based on the embodiment of the manufacturing method of the present invention will be described.
(試料作製)
試料番号1〜5については、貴金属塩2として塩化銀、非水溶性有機溶媒3としてトルエン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、エーテル、酢酸エチル、還元剤4としてNヒドロキシエチルアミンを用いた。
(Sample preparation)
For
試料番号6〜10については、貴金属塩2として塩化銀、塩化ルテニウム、塩化ロジウム、塩化パラジウム、塩化白金、非水溶性有機溶媒3としてトルエン、還元剤4としてNヒドロキシエチルアミンを用いた。
For
試料番号11としては、貴金属塩2として塩化銀、非水溶性有機溶媒3としてトルエン、還元剤4としてポリオキシエチレンアミンを用いた。
As sample number 11, silver chloride was used as the
これらの試料1〜11については、ビーカーに0.1Nの各貴金属塩2の水溶液を50mLを計り取り、別のビーカーに各非水溶性有機溶媒3を25mLと、各還元剤4を1.0gとを混合した後に、両者のビーカーを混合して、撹拌しながら110℃で加熱を行なった。次いで非水溶性有機溶媒相を取り出し、蒸留水で洗浄後、乾燥機にて80℃で1〜2時間加熱濃縮することによって各貴金属コロイド粒子を得ることができた。
For these
試料番号12〜15は還元反応の温度範囲を変化させた実施例であり、貴金属塩2として塩化銀、非水溶性有機溶媒3としてトルエン、還元剤4としてN−ヒドロキシエチルアミンを用いた。ビーカーに0.1N塩化銀水溶液を50mLを計り取り、別のビーカーにトルエン25mLとN-ヒドロキシエチルアミン1.0gとを混合した。塩化銀水溶液入りビーカーにトルエン混合液を加え、各温度条件で30分攪拌を行なった。次いでトルエン相を取り出し、蒸留水で洗浄後、乾燥機にて80℃で1〜2時間加熱濃縮することによって銀コロイド粒子を得ることができた。なお、試料12,15では、銀コロイド粒子は収率は低いものの使用可能な量を得ることができた。
Sample Nos. 12 to 15 are examples in which the temperature range of the reduction reaction was changed. Silver chloride was used as the
試料番号16〜19は還元剤(A)と貴金属(B)の割合(B)/(A)を変化させた実施例であり、貴金属塩2として塩化銀、非水溶性有機溶媒3としてトルエン、還元剤4としてN−ヒドロキシエチルアミンを用いた。ビーカーに各濃度の塩化銀水溶液を50mLを計り取り、別のビーカーにトルエン25mLとN-ヒドロキシエチルアミンを各所定量とを混合し、下記の表1に記載の還元剤(A)と貴金属(B)の割合(B)/(A)となるようにした。塩化銀水溶液入りビーカーにトルエン混合液を加え、110℃で30分攪拌を行なった。次いでトルエン相を取り出し、蒸留水で洗浄後、乾燥機にて80℃で1〜2時間加熱濃縮することによって銀コロイド粒子を得ることができた。なお、試料16では収率は十分ではないものの使用可能、試料19では、一部の銀コロイド粒子が銀として析出して収率が十分ではなかったが使用可能であった。
Sample Nos. 16 to 19 are examples in which the ratio (B) / (A) of the reducing agent (A) to the noble metal (B) was changed, silver chloride as the
試料番号20は還元剤を使用しなかった実施例であり、貴金属塩2として塩化銀、非水溶性有機溶媒3としてトルエンを用いた。ビーカーに0.1N塩化銀水溶液を50mLを計り取り、別のビーカーにトルエン25mLを入れたものを準備し、塩化銀水溶液入りビーカーにトルエンを加え、110℃で30分攪拌を行なった。次いでトルエン相を取り出し、蒸留水で洗浄後、乾燥機にて80℃で1〜2時間加熱濃縮したが、銀コロイド粒子の生成は確認できなかった。
Sample No. 20 was an example in which no reducing agent was used, and silver chloride was used as the
試料番号21は非水溶性有機溶媒を使用せずに水溶性有機溶媒を使用した比較例であり、貴金属塩2として塩化銀、水溶性有機溶媒としてn−プロパノール、還元剤4としてN−ヒドロキシエチルアミンを用いた。ビーカーに0.1N塩化銀水溶液を50mLを計り取り、別のビーカーにn−プロパノール25mLとN-ヒドロキシエチルアミン1.0gとを混合した。塩化銀水溶液入りビーカーにn−プロパノール溶液を加え、110℃で30分攪拌を行なった。資料番号21においては、水相に銀コロイド粒子が存在するため、蒸留水で複数回洗浄後、乾燥機にて80℃で15時間加熱濃縮することによって銀コロイド粒子を得た。
Sample No. 21 is a comparative example using a water-soluble organic solvent without using a water-insoluble organic solvent, silver chloride as the
(評価方法および結果)
以下、上記の非水溶性有機溶媒3、貴金属塩2、還元剤4の各条件を変更した各試料について、単位時間あたりの生産能力と、発色性を外観で評価した結果を表1に示す。
(Evaluation method and results)
Table 1 shows the results of evaluating the production capacity per unit time and the color developability with respect to each sample in which the conditions of the water-insoluble organic solvent 3, the
◎は生産性または発色性が優れている、○は生産性、発色性が従来レベル以上、×は生産性、発色性が従来より劣るとして記載した。 The mark ◎ indicates that the productivity or color developability is excellent, the mark ◯ indicates that the productivity and color developability are at or above conventional levels, and the sign X indicates that the productivity and color developability are inferior to those of the conventional products.
実施例である試料番号1〜19については、試料番号20および21に比べて生産性、発色性ともよい貴金属コロイド粒子6が作製できた。
For
試料番号12については加熱温度が低いために還元が進まないが、発色性のみ良好であった。試料番号15については加熱温度が高いため保護コロイド化が十分ではないが、発色性のみ良好であった。 For sample No. 12, although the heating temperature was low, the reduction did not proceed, but only the color development was good. Sample No. 15 had a high heating temperature, so that the protective colloid was not sufficient, but only the color development was good.
試料番号16については、貴金属濃度が低く生産性は十分ではないが、発色性のみ良好であった。試料番号19については、貴金属濃度が高く保護コロイド化が十分ではないが、発色性のみ良好であった。 For sample No. 16, the noble metal concentration was low and the productivity was not sufficient, but only the color development was good. Sample No. 19 had a high noble metal concentration and insufficient protective colloid formation, but only the color development was good.
比較例である試料番号20については、還元剤4を使用していないので所望の銀コロイドを得ることができなかった、
また比較例である試料番号21については、銀コロイド粒子の生成は確認できるものの、水とn−プロパノールの混合溶液であるため、銀コロイド粒子分散液の洗浄に時間を要し、また加熱濃縮するのに多大な時間を要したため、簡易な貴金属コロイド粒子6の製造方法としては好ましくなかった。特に、水を含むため、基板に塗布した場合、塗布ムラとなって発色性が悪かった。
For sample No. 20 which is a comparative example, the desired silver colloid could not be obtained because the reducing
Sample No. 21, which is a comparative example, can confirm the formation of silver colloidal particles, but is a mixed solution of water and n-propanol. Therefore, it takes time to wash the silver colloidal particle dispersion and is concentrated by heating. Therefore, it took a long time, which was not preferable as a simple method for producing the noble metal
次に、以下の各試料について、コロイド粒子の発色性を表面プラズモン吸収スペクトルで測定した結果を図1を用いて説明する。 Next, the results of measuring the color developability of the colloidal particles by the surface plasmon absorption spectrum for each of the following samples will be described with reference to FIG.
(試料作製)
実施例1としては、ビーカーに0.1N硝酸銀水溶液50mLを計り取り、別のビーカーにトルエン25mLとN−ヒドロキシエチルアミン1.0gとを混合した。
(Sample preparation)
As Example 1, 50 mL of 0.1N silver nitrate aqueous solution was measured in a beaker, and 25 mL of toluene and 1.0 g of N-hydroxyethylamine were mixed in another beaker.
硝酸銀水溶液入りビーカーにトルエン混合液を加えて90℃で30分攪拌を行い、トルエン相の色が黒みがかった黄色を呈するものとした。次いでトルエン相を取り出し、蒸留水で洗浄後、乾燥機にて80℃で1〜2時間加熱濃縮することによって銀コロイド粒子を得ることができた。 The toluene mixture was added to a beaker containing an aqueous silver nitrate solution and stirred at 90 ° C. for 30 minutes, and the color of the toluene phase was blackish yellow. Next, the toluene phase was taken out, washed with distilled water, and then heated and concentrated in a dryer at 80 ° C. for 1 to 2 hours to obtain silver colloidal particles.
実施例2としては、ビーカーに0.1N硝酸銀水溶液50mLを計り取り、別のビーカーにトルエン25mLとポリオキシエチレンアミン1.0gとを混合した。 As Example 2, 50 mL of 0.1N silver nitrate aqueous solution was measured in a beaker, and 25 mL of toluene and 1.0 g of polyoxyethyleneamine were mixed in another beaker.
硝酸銀水溶液入りビーカーにトルエン混合液を加えて90℃で30分攪拌を行ない、トルエン相の色が黒みがかった黄色を呈するものとした。次いでトルエン相を取り出し、蒸留水で洗浄後、乾燥機にて80℃で1〜2時間加熱濃縮することによって銀コロイド粒子を得ることができた。 A toluene mixed solution was added to a beaker containing a silver nitrate aqueous solution, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 30 minutes, so that the color of the toluene phase was dark yellow. Next, the toluene phase was taken out, washed with distilled water, and then heated and concentrated in a dryer at 80 ° C. for 1 to 2 hours to obtain silver colloidal particles.
実施例3としては、ビーカーに0.1N塩化金酸水溶液25mLを計り取り、別のビーカーにトルエン25mLとN−ヒドロキシエチルアミン1.5gとを混合した。 As Example 3, 25 mL of 0.1N chloroauric acid aqueous solution was measured in a beaker, and 25 mL of toluene and 1.5 g of N-hydroxyethylamine were mixed in another beaker.
塩化金酸水溶液入りビーカーにトルエン混合液を加えて90℃で30分攪拌を行ない、トルエン相の色が濃い赤紫色を呈するものとした。次いでトルエン相を取り出し、蒸留水で洗浄後、乾燥機にて80℃で1〜2時間加熱濃縮することによって金コロイド粒子を得ることができた。 A toluene mixed solution was added to a beaker containing an aqueous chloroauric acid solution, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 30 minutes, so that the toluene phase had a deep reddish purple color. Next, the toluene phase was taken out, washed with distilled water, and then heated and concentrated in a dryer at 80 ° C. for 1 to 2 hours to obtain colloidal gold particles.
また、比較例としては、前述の試料番号21を用いた。 Moreover, the above-mentioned sample number 21 was used as a comparative example.
(評価方法および結果)
貴金属コロイド粒子6の生成について、日本分光株式会社製分光光度計を用いて、紫外-可視吸収スペクトルを測定することによって、各貴金属種特有の表面プラズモン吸収の存在を確認した。
(Evaluation method and results)
About the production | generation of the noble
この表面プラズモン吸収による発色は、金属中の自由電子が光電場により揺さぶられ、粒子表面に電荷が現れ、非線形分極が生じるものである。 In this color development by surface plasmon absorption, free electrons in the metal are swayed by the photoelectric field, charges appear on the particle surface, and nonlinear polarization occurs.
金コロイド等の貴金属コロイド粒子6による発色は、電子のプラズマ振動に起因する表面プラズモン吸収による発色であり、彩度や光線透過率が高く、耐久性等に優れており、粒径が数nm〜数十nm程度の、いわゆるナノ粒子において見られるものである。
Color development by noble metal
例えば、図2に実施例1の銀コロイド粒子の透過型電子顕微鏡にて50万倍で観察した像を示すように、30nmよりも小さな粒子が確認でき、銀コロイド粒子が作製できていることが裏づけられる。 For example, as shown in FIG. 2 which shows an image of the silver colloid particles of Example 1 observed at 500,000 times with a transmission electron microscope, particles smaller than 30 nm can be confirmed, and silver colloid particles can be produced. It is supported.
図1には、実施例1、2、3、および比較例の紫外-可視吸収スペクトルを示す。 In FIG. 1, the ultraviolet-visible absorption spectrum of Example 1, 2, 3 and a comparative example is shown.
実施例1、実施例2、および比較例では、それぞれλ=399.5nm、412.5nm、410.5nmに銀コロイド粒子の表面プラズモン吸収によるピークが見られるため、数〜数十nmサイズの銀コロイド粒子が生成していることが裏づけられる。 In Example 1, Example 2, and Comparative Example, a peak due to surface plasmon absorption of silver colloid particles is observed at λ = 399.5 nm, 412.5 nm, and 410.5 nm, respectively. It is confirmed that colloidal particles are formed.
なお、上記において表面プラズモン吸収によるピーク位置は、実施例1、実施例2、および比較例でほぼ同じであるが、比較例3は水や不純物が多量に残った状態で外観は悪かった。 In the above, the peak positions due to surface plasmon absorption are almost the same in Example 1, Example 2, and Comparative Example, but Comparative Example 3 had a poor appearance when a large amount of water and impurities remained.
また実施例3では、λ=544.5nmに金コロイド粒子の表面プラズモン吸収によるピークがみられるため、数〜数十nmサイズの金コロイド粒子が生成していることが裏付けられる。 In Example 3, since a peak due to surface plasmon absorption of the gold colloid particles is observed at λ = 544.5 nm, it is confirmed that gold colloid particles having a size of several to several tens of nm are generated.
1:水
2:貴金属塩(貴金属イオン)
3:非水溶性有機溶媒
4:(保護剤兼)還元剤
4a:親水基
4b:疎水基
5:貴金属含有液
6:貴金属コロイド粒子
7:界面
10:保護コロイド
1: Water 2: Noble metal salt (noble metal ion)
3: water-insoluble organic solvent 4: (protective agent) reducing
Claims (5)
前記非水溶性有機溶媒相と水相とを分離する第2工程と、
前記非水溶性有機溶媒相から前記貴金属コロイド粒子を得る第3工程とを有する貴金属コロイド粒子の製造方法。 By heating a precious metal-containing liquid containing water, a precious metal salt, a water-insoluble organic solvent, and a reducing agent that acts as a protective colloid while stirring, the reduced precious metal is converted into a protective colloid to form a water-insoluble precious metal colloid particle. A first step of extraction into a hydrophilic organic solvent phase;
A second step of separating the water-insoluble organic solvent phase and the aqueous phase;
And a third step of obtaining the noble metal colloid particles from the water-insoluble organic solvent phase.
平均粒子径が50nm以下である貴金属コロイド粒子。
Noble metal colloidal particles obtained by the method for producing noble metal colloidal particles according to any one of claims 1 to 4,
Noble metal colloidal particles having an average particle diameter of 50 nm or less.
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