JP2013129903A - Method for producing inorganic nanoparticle and inorganic nanoparticle dispersion - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing inorganic nanoparticles which maintains a stably dispersed state for a long period of time in a solvent without using a chemical reagent or the like.SOLUTION: The method for producing inorganic nanoparticles is provided, which uses a liquid-phase laser ablation apparatus including: a laser oscillator 10 for generating a laser beam L; a light condensing means 12 for condensing the laser beam; a treatment container 13 for holding a solvent 14; the solvent 14 held in the treatment container 13; and a powdery target 15 added into the solvent 14 and comprising at least one inorganic material selected from the group consisting of copper, noble metal, an oxide of them, and an alloy including at least one of them. While stirring the solvent 14, the target 15 in the solvent 14 is irradiated with the laser beam L by performing light condensing irradiation of the laser beam L on an interface I between a liquid phase and a gas phase from the gas phase side such that fluence on the interface I is 0.70 J/cmor more, thereby producing the inorganic nanoparticles in the solvent 14.

Description

本発明は、無機ナノ粒子の製造方法並びに無機ナノ粒子分散液に関する。   The present invention relates to a method for producing inorganic nanoparticles and an inorganic nanoparticle dispersion.

従来から、化学的手法や物理的手法等を利用した様々な方法を用いてナノサイズの粒子(ナノ粒子)が形成されてきた。しかしながら、化学的手法を利用する従来のナノ粒子の製造方法においては、ナノ粒子の形成が困難な材料が存在するという問題があった。また、物理的手法を利用する従来のナノ粒子の製造方法においては、得られる粒子のサイズを十分に小さくできず、しかも不純物が混入しやすいといった問題があった。そこで、ナノ粒子の製造方法としては、不純物の混入を十分に抑制するという観点から、いわゆる液相レーザーアブレーションを採用する方法が注目されてきた。   Conventionally, nano-sized particles (nanoparticles) have been formed using various methods using chemical methods and physical methods. However, the conventional method for producing nanoparticles using a chemical method has a problem in that there are materials that are difficult to form nanoparticles. In addition, in the conventional method for producing nanoparticles using a physical method, there is a problem that the size of the obtained particles cannot be sufficiently reduced and impurities are easily mixed. Therefore, as a method for producing nanoparticles, a method employing so-called liquid phase laser ablation has attracted attention from the viewpoint of sufficiently suppressing the mixing of impurities.

このような液相レーザーアブレーションは、レーザー光を吸収する材料であれば、原理的には全ての材料のナノサイズ化が可能であると言われている。今日では、無機材料に対して液相レーザーアブレーションを施して、無機材料のナノ粒子を製造する種々の方法が提案されている。   Such liquid phase laser ablation is said to be possible in principle to make all materials nano-sized as long as the material absorbs laser light. Nowadays, various methods for producing nanoparticles of inorganic materials by liquid phase laser ablation of inorganic materials have been proposed.

例えば、2007年に発行されたApplied Surface Science(vol.253)の7840−7847頁に記載されたT.Okada, J.Suehiroらの論文「Synthesis of nano-structured materials by laser-ablation and their application to sensors(非特許文献1)」、2011年に発行されたTHE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY(vol.115)の5073−5083頁に記載されたG.Cristoforettiらの論文「Production of Palladium Nanoparticles by
Pulsed Laser Ablation in Water and Their Characterization(非特許文献2)」、2010年に発行されたJournal of Laser Micro/Nanoengineering(vol.5)の192−196頁に記載されたT.Nishi, A.Takeichiらの論文「Fabrication of Palladium Nanoparticles by Laser Ablation in Liquid(非特許文献3)」においては、溶媒中においてパラジウムからなるターゲットに対してレーザー光を照射して液相レーザーアブレーションを施すことにより、パラジウムのナノ粒子を形成する方法が記載されている。
See, for example, T.P. 7840-7847 of Applied Surface Science (vol. 253) published in 2007. Okada, J .; Suehiro et al., “Synthesis of nano-structured materials by laser-ablation and their application to sensors” (Non-Patent Document 1), THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY (vol. 115) published in 2011, pages 5073-5083. The G. described. Cristoforetti et al., “Production of Palladium Nanoparticles by
Pulsed Laser Ablation in Water and Their Characterization (Non-Patent Document 2), Journal of Laser Micro / Nanoengineering (vol. 5) published in 2010, pages 192-196. Nishi, A. In Takeichi et al.'S paper “Fabrication of Palladium Nanoparticles by Laser Ablation in Liquid” (Non-patent Document 3), a liquid phase laser ablation is performed by irradiating a target made of palladium in a solvent with laser light. A method of forming the nanoparticles is described.

さらに、2010年8月30日に発行された第71回応用物理学会学術講演会の予稿集に記載された西哲平らの予稿「混合粉末ターゲットへのレーザー照射による化合物ナノ粒子作製(非特許文献4)」においては、溶媒を保持する処理容器の底部にパラジウムの粉末からなるターゲットを配置し、レーザー光を前記ターゲットに対して前記処理容器の底部を透過させて照射することにより、前記溶媒中においてパラジウムのナノ粒子を形成する方法が開示されている。   Furthermore, Nishitetsuhei's manuscript “Preparation of Compound Nanoparticles by Laser Irradiation to Mixed Powder Targets” described in the Proceedings of the 71st Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics published on August 30, 2010 (Non-Patent Document 4) ) ", A target made of palladium powder is placed at the bottom of a processing vessel holding the solvent, and the target is irradiated with laser light through the bottom of the processing vessel in the solvent. A method of forming palladium nanoparticles is disclosed.

しかしながら、このような非特許文献1〜4に記載のような従来の無機ナノ粒子の製造方法においては、溶媒中において無機材料の粒子を形成して、該溶媒中に無機ナノ粒子が分散してなる分散液(コロイド)を得ることが可能となる場合もあるが、経時により分散液中のナノ粒子が容易に凝集してしまい、界面活性剤のような化学試薬等を使用しなければ、無機ナノ粒子分散液の分散性を長期間十分に安定して維持することができなかった。   However, in the conventional method for producing inorganic nanoparticles as described in Non-Patent Documents 1 to 4, inorganic material particles are formed in a solvent, and the inorganic nanoparticles are dispersed in the solvent. In some cases, it is possible to obtain a dispersion (colloid). However, the nanoparticles in the dispersion easily aggregate over time, and if a chemical reagent such as a surfactant is not used, it is inorganic. The dispersibility of the nanoparticle dispersion could not be maintained sufficiently stably for a long time.

T.Okada, J.Suehiro, “Synthesis of nano-structured materials by laser-ablation and their application to sensors”,Applied Surface Science,2007年発行,vol.253,7840−7847頁T. Okada, J .; Suehiro, “Synthesis of nano-structured materials by laser-ablation and their application to sensors”, Applied Surface Science, 2007, vol. 253, 7840-7784 G.Cristoforettiら,“Production of Palladium Nanoparticles by Pulsed Laser Ablation in Water and Their Characterization”,THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY,2011年発行,vol.115,5073−5083頁G. Cristoforetti et al., “Production of Palladium Nanoparticles by Pulsed Laser Ablation in Water and Their Characterization”, THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY, 2011, vol. 115, 5073-5083 T.Nishi, A.Takeichiら,“Fabrication of Palladium Nanoparticles by Laser Ablation in Liquid”,Journal of Laser Micro/Nanoengineering,2010年発行,vol.5,192−196頁T. Nishi, A. Takeichi et al., “Fabrication of Palladium Nanoparticles by Laser Ablation in Liquid”, Journal of Laser Micro / Nanoengineering, 2010, vol. 5, pages 192-196 西哲平ら,“混合粉末ターゲットへのレーザー照射による化合物ナノ粒子作製”,第71回応用物理学会学術講演会予稿集,2010年8月30日発行Seihei Nishi, “Preparation of Compound Nanoparticles by Laser Irradiation to Mixed Powder Targets”, Proceedings of the 71st JSAP Academic Lecture Meeting, published on August 30, 2010

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、化学試薬等を使用することなく溶媒中に十分に長期間安定して分散された状態を維持することが可能な無機ナノ粒子を製造することができる無機ナノ粒子の製造方法、並びに、その方法を利用して得られる無機ナノ粒子分散液を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is an inorganic nanoparticle capable of maintaining a state of being stably dispersed in a solvent for a sufficiently long period of time without using a chemical reagent or the like. It aims at providing the manufacturing method of the inorganic nanoparticle which can manufacture particle | grains, and the inorganic nanoparticle dispersion liquid obtained using the method.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、上述のような非特許文献1〜4に記載のような無機ナノ粒子の製造方法を利用した場合に分散液中において無機ナノ粒子を十分に長期間安定して分散させることができない理由を検討したところ、無機材料をターゲットとした場合には、非特許文献1〜4に記載のような無機ナノ粒子の製造方法で採用する液相レーザーアブレーションの条件では、レーザー光の照射条件に依存して、無機材料のナノ粒子を十分に帯電させることができず、粒子が凝集してしまうのではないかと推察した。そして、このような点を考慮して、本発明者らが、更に鋭意研究を重ねた結果、レーザー光を発生させるためのレーザー発振器と、前記レーザー光を集光するための集光手段と、溶媒を保持するための処理容器と、前記処理容器内に保持されている溶媒と、前記溶媒中に添加された粉末状の所定の無機材料からなるターゲットとを備える液相レーザーアブレーション装置を用いて、前記溶媒を撹拌しながら、液相と気相との界面におけるフルエンスが0.70J/cm以上となるようにして気相側からレーザー光を集光照射(気相側から溶媒の表面にレーザー光を集光照射)し、前記溶媒中の前記ターゲットに前記レーザー光を照射することにより、驚くべきことに、化学試薬等を使用することなく前記溶媒中に十分に長期間安定して分散された状態を維持することができる無機ナノ粒子を製造することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the inorganic nanoparticle is dispersed in the dispersion when the method for producing inorganic nanoparticles as described in Non-Patent Documents 1 to 4 as described above is used. The reason why the nanoparticles could not be dispersed stably for a long period of time was examined. When inorganic materials were used as targets, they were adopted in the method for producing inorganic nanoparticles as described in Non-Patent Documents 1 to 4. Under the conditions of the liquid phase laser ablation, the nanoparticles of the inorganic material could not be sufficiently charged depending on the irradiation condition of the laser beam, and it was assumed that the particles would aggregate. And in view of such points, the present inventors have conducted further research, as a result, a laser oscillator for generating laser light, and a condensing means for condensing the laser light, Using a liquid phase laser ablation apparatus comprising a processing container for holding a solvent, a solvent held in the processing container, and a target made of a predetermined powdery inorganic material added to the solvent While stirring the solvent, focused irradiation with laser light from the gas phase side (from the gas phase side to the surface of the solvent so that the fluence at the interface between the liquid phase and the gas phase is 0.70 J / cm 2 or more) Surprisingly, the target in the solvent is irradiated with the laser light, and surprisingly, the target is dispersed stably in the solvent for a long time without using a chemical reagent. The inventors have found that it is possible to produce inorganic nanoparticles capable of maintaining the state, and have completed the present invention.

すなわち、本発明の無機ナノ粒子の製造方法は、レーザー光を発生させるためのレーザー発振器と、前記レーザー光を集光するための集光手段と、溶媒を保持するための処理容器と、前記処理容器内に保持されている溶媒と、前記溶媒中に添加された銅、貴金属、これらの酸化物、並びに、銅及び貴金属のうちの少なくとも1種を含む合金からなる群から選択される少なくとも1種の無機材料からなる粉末状のターゲットとを備える液相レーザーアブレーション装置を用い、
前記溶媒を撹拌しながら、液相と気相との界面におけるフルエンスが0.70J/cm以上となるようにして気相側から該界面に前記レーザー光を集光照射することにより、前記溶媒中の前記ターゲットに対して前記レーザー光を照射し、前記溶媒中において前記無機材料のナノ粒子を形成することを特徴とする方法である。
That is, the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention includes a laser oscillator for generating laser light, a condensing means for condensing the laser light, a processing container for holding a solvent, and the processing At least one selected from the group consisting of a solvent held in a container, and copper, a noble metal, an oxide thereof, and an alloy containing at least one of copper and a noble metal added to the solvent Using a liquid phase laser ablation apparatus comprising a powdery target made of an inorganic material of
While stirring the solvent, the solvent is condensed and irradiated from the gas phase side to the interface such that the fluence at the interface between the liquid phase and the gas phase is 0.70 J / cm 2 or more. The target is irradiated with the laser light to form nanoparticles of the inorganic material in the solvent.

上記本発明の無機ナノ粒子の製造方法においては、前記レーザー光の液相と気相との界面におけるフルエンスが0.70〜200J/cm(より好ましくは0.70〜100J/cm、更に好ましくは2.0〜100J/cm)であることが好ましい。 In the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention, the fluence at the interface between the liquid phase and the gas phase of the laser light is 0.70 to 200 J / cm 2 (more preferably 0.70 to 100 J / cm 2 , Preferably it is 2.0-100 J / cm < 2 >).

上記本発明の無機ナノ粒子の製造方法においては、前記ターゲットが、別途、液相中においてレーザー光を照射されて形成された無機材料からなる粉末であり、且つ、前記溶媒を撹拌する工程を実施する前に、前記ターゲットの粉末が前記溶媒中に分散されていることがより好ましい。   In the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention, the target is a powder made of an inorganic material formed by separately irradiating a laser beam in a liquid phase, and the solvent is stirred. More preferably, the target powder is dispersed in the solvent prior to the step.

本発明の無機ナノ粒子分散液は、溶媒中に無機ナノ粒子が分散された無機ナノ粒子分散液であって、
製造後2時間以内の初期の前記無機ナノ粒子分散液及び大気圧、20〜25℃の温度の条件下において製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液に対してUV−可視光吸収スペクトル測定をそれぞれ行い、200〜800nmの波長領域のうちの前記初期の無機ナノ粒子分散液の吸収スペクトルの吸光度の値が正の値となる波長領域の中から選択される任意の異なる2点の波長をそれぞれ第一の波長及び第二の波長とし、該2点の波長の光の吸光度の比([第一の波長の光の吸光度]/[第二の波長の光の吸光度])をそれぞれ求めた場合に、製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液の第一の波長の光の吸光度及び第二の波長の光の吸光度の値がいずれも正の値であり、且つ、初期の前記無機ナノ粒子分散液の前記強度比(初期強度比)と製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液の前記強度比(1年以上経過後の強度比)との変化率([初期強度比]/[1年以上経過後の強度比])が0.9〜1.1の範囲であること、
を特徴とするものである。なお、ここにおいて「第一の波長」とは、前記200〜800nmの波長領域のうちの前記初期の無機ナノ粒子分散液の吸収スペクトルの吸光度の値が正の値となる波長領域の中から選択される任意の一点の波長をいい、第二の波長の波長とは、前記波長領域の中から選択される任意の他のもう一点の波長をいう。
The inorganic nanoparticle dispersion of the present invention is an inorganic nanoparticle dispersion in which inorganic nanoparticles are dispersed in a solvent,
UV-visible light absorption with respect to the initial inorganic nanoparticle dispersion within 2 hours after production and the inorganic nanoparticle dispersion which has been allowed to pass for more than one year after production under conditions of atmospheric pressure and temperature of 20 to 25 ° C. Each of the spectrum measurements is performed, and any two different points selected from the wavelength range in which the absorbance value of the absorption spectrum of the initial inorganic nanoparticle dispersion in the wavelength range of 200 to 800 nm is a positive value. The wavelengths are the first wavelength and the second wavelength, respectively, and the ratio of the absorbance of the light at the two wavelengths ([absorbance of the light of the first wavelength] / [absorbance of the light of the second wavelength]), respectively. When obtained, both the absorbance value of the light of the first wavelength and the absorbance of the light of the second wavelength of the inorganic nanoparticle dispersion liquid that has passed for more than one year after production are both positive values, and The strength ratio of the initial inorganic nanoparticle dispersion Change rate ([initial strength ratio] / [after 1 year or more] of the strength ratio (strength ratio after 1 year or more) of the inorganic nanoparticle dispersion that has been passed for more than 1 year after production Intensity ratio]) is in the range of 0.9 to 1.1,
It is characterized by. Here, the “first wavelength” is selected from the wavelength region in which the absorbance value of the absorption spectrum of the initial inorganic nanoparticle dispersion liquid in the 200 to 800 nm wavelength region is a positive value. The wavelength of the second wavelength is an arbitrary wavelength of the other selected from the wavelength region.

また、上記本発明の無機ナノ粒子分散液としては、前記無機ナノ粒子の平均粒子径が0.5〜20nmであり、且つ、前記無機ナノ粒子の粒子径の標準偏差が3.0nm以下であることが好ましい。このように、本発明の無機ナノ粒子分散液は、溶媒中において十分に均一性の高いナノ粒子であることが好ましく、このようなナノ粒子は、上記本発明の無機ナノ粒子の製造方法を採用して好適に製造することが可能である。   The inorganic nanoparticle dispersion of the present invention has an average particle size of the inorganic nanoparticles of 0.5 to 20 nm and a standard deviation of the particle size of the inorganic nanoparticles of 3.0 nm or less. It is preferable. As described above, the inorganic nanoparticle dispersion of the present invention is preferably a sufficiently uniform nanoparticle in a solvent, and such a nanoparticle adopts the above-described method for producing the inorganic nanoparticle of the present invention. Thus, it can be suitably manufactured.

また、上記本発明の無機ナノ粒子分散液としては、上記本発明の無機ナノ粒子の製造方法を利用して得られたものであることが好ましい。   The inorganic nanoparticle dispersion liquid of the present invention is preferably obtained using the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention.

本発明によれば、化学試薬等を使用することなく溶媒中に十分に長期間安定して分散された状態を維持することが可能な無機ナノ粒子を製造することができる無機ナノ粒子の製造方法、並びに、その方法を利用して得られる無機ナノ粒子分散液を提供することが可能となる。   According to the present invention, an inorganic nanoparticle production method capable of producing inorganic nanoparticles capable of maintaining a state of being stably dispersed in a solvent for a sufficiently long period of time without using a chemical reagent or the like. In addition, it is possible to provide an inorganic nanoparticle dispersion obtained by using the method.

本発明の無機ナノ粒子の製造方法に好適に利用することが可能な液相レーザーアブレーション装置の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the liquid phase laser ablation apparatus which can be utilized suitably for the manufacturing method of the inorganic nanoparticle of this invention. 実施例1で得られたパラジウムナノ粒子の透過型電子顕微鏡(TEM)写真である。2 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of palladium nanoparticles obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られたパラジウムナノ粒子の分散液(製造後2時間)のUV−可視光吸収スペクトルを示すグラフである。2 is a graph showing a UV-visible light absorption spectrum of a dispersion of palladium nanoparticles obtained in Example 1 (2 hours after production). 比較例2において利用した液相レーザーアブレーション装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the liquid phase laser ablation apparatus utilized in the comparative example 2. 比較例2で得られたパラジウムナノ粒子の透過型電子顕微鏡(TEM)写真である。3 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of palladium nanoparticles obtained in Comparative Example 2. 比較例2〜3で得られた分散液(製造後2時間)のUV−可視光吸収スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the UV-visible light absorption spectrum of the dispersion liquid (2 hours after manufacture) obtained by Comparative Examples 2-3. 比較例4において利用した液相レーザーアブレーション装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the liquid phase laser ablation apparatus utilized in the comparative example 4. 比較例4で得られたパラジウムナノ粒子の透過型電子顕微鏡(TEM)写真である。4 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of palladium nanoparticles obtained in Comparative Example 4. 実施例4で得られた金ナノ粒子の分散液に関して、製造直後(製造後2時間経過後)及び1年経過後に測定したUV−可視光吸収スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the UV-visible light absorption spectrum measured immediately after manufacture (after 2 hour passage after manufacture) and after 1 year passage about the dispersion liquid of the gold nanoparticle obtained in Example 4. 比較例5で得られた金ナノ粒子の分散液に関して、製造直後(製造後2時間経過後)及び2日経過後に測定したUV−可視光吸収スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the UV-visible light absorption spectrum measured immediately after manufacture (after 2 hours progress after manufacture) and after 2 days progress regarding the dispersion liquid of the gold nanoparticle obtained in Comparative Example 5. 実施例5で得られた白金ナノ粒子の分散液に関して、製造直後(製造後2時間経過後)及び1年経過後に測定したUV−可視光吸収スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the UV-visible light absorption spectrum measured about the dispersion liquid of the platinum nanoparticle obtained in Example 5 immediately after manufacture (after 2 hours progress after manufacture) and after 1 year progress. 実施例6で得られた銅ナノ粒子の分散液に関して、製造直後(製造後2時間経過後)及び1年経過後に測定したUV−可視光吸収スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the UV-visible light absorption spectrum measured immediately after manufacture (after 2 hours progress after manufacture) and after 1 year progress regarding the dispersion liquid of the copper nanoparticle obtained in Example 6. FIG. 実施例7で得られた酸化銅ナノ粒子の分散液に関して、製造直後(製造後2時間経過後)及び1年経過後に測定したUV−可視光吸収スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the UV-visible light absorption spectrum measured immediately after manufacture (after 2 hours progress after manufacture) and after 1 year progress regarding the dispersion liquid of the copper oxide nanoparticle obtained in Example 7. FIG. 実施例8で得られた合金ナノ粒子の分散液に関して、製造直後(製造後2時間経過後)及び1年経過後に測定したUV−可視光吸収スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the UV-visible light absorption spectrum measured immediately after manufacture (after 2 hours progress after manufacture) and after 1 year progress regarding the dispersion liquid of the alloy nanoparticle obtained in Example 8. FIG.

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description and drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

[無機ナノ粒子の製造方法]
本発明の無機ナノ粒子の製造方法は、レーザー光を発生させるためのレーザー発振器と、前記レーザー光を集光するための集光手段と、溶媒を保持するための処理容器と、前記処理容器内に保持されている溶媒と、前記溶媒中に添加された銅、貴金属、これらの酸化物、並びに、銅及び貴金属のうちの少なくとも1種を含む合金からなる群から選択される少なくとも1種の無機材料からなる粉末状のターゲットとを備える液相レーザーアブレーション装置を用い、
前記溶媒を撹拌しながら、液相と気相との界面におけるフルエンスが0.70J/cm以上となるようにして気相側から該界面に前記レーザー光を集光照射することにより、前記溶媒中の前記ターゲットに対して前記レーザー光を照射し、前記溶媒中において前記無機材料のナノ粒子を形成することを特徴とする方法である。
[Production method of inorganic nanoparticles]
The method for producing inorganic nanoparticles of the present invention includes a laser oscillator for generating laser light, a condensing means for condensing the laser light, a processing container for holding a solvent, and the inside of the processing container And at least one inorganic selected from the group consisting of a copper, a noble metal, an oxide thereof, and an alloy containing at least one of copper and a noble metal added to the solvent. Using a liquid phase laser ablation device comprising a powdery target made of material,
While stirring the solvent, the solvent is condensed and irradiated from the gas phase side to the interface such that the fluence at the interface between the liquid phase and the gas phase is 0.70 J / cm 2 or more. The target is irradiated with the laser light to form nanoparticles of the inorganic material in the solvent.

先ず、本発明の無機ナノ粒子の製造方法に利用することが可能な液相レーザーアブレーション装置の好適な実施形態について説明する。図1に、本発明の無機ナノ粒子の製造方法に好適に利用することが可能な液相レーザーアブレーション装置の一実施形態の模式図を示す。   First, a preferred embodiment of a liquid phase laser ablation apparatus that can be used in the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic diagram of an embodiment of a liquid phase laser ablation apparatus that can be suitably used in the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention.

図1に示す液相レーザーアブレーション装置は、レーザー発振器10と、ミラー11と、集光手段12と、処理容器13と、処理容器13中に添加された溶媒14と、ターゲット15と、撹拌装置16とを備えるものである。なお、図1中、符号Gは処理容器13中の雰囲気ガスを示し、符号Iは液相(溶媒14の相)と気相(雰囲気ガスGの相)との界面を示し、符号Lはレーザー光を示す。このような液相レーザーアブレーション装置は、粉末状のターゲット15にレーザー光を照射する際に溶媒14を撹拌して、溶媒14中にターゲット15が十分に分散された状態となるようにすることができ且つレーザー発振器10から発せられたレーザー光Lが、光路上に配置されたミラー11に反射された後に集光手段12を透過して、処理容器13内の液相と気相の界面I(溶媒145の表面)に集光照射されて、溶媒14中のターゲット15にレーザー光Lが照射されるように構成されている。   The liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. 1 includes a laser oscillator 10, a mirror 11, a condensing means 12, a processing container 13, a solvent 14 added to the processing container 13, a target 15, and a stirring device 16. Are provided. In FIG. 1, symbol G indicates the atmospheric gas in the processing container 13, symbol I indicates the interface between the liquid phase (phase of the solvent 14) and the gas phase (phase of the atmospheric gas G), and symbol L indicates the laser. Show light. In such a liquid phase laser ablation apparatus, when the powder target 15 is irradiated with laser light, the solvent 14 is stirred so that the target 15 is sufficiently dispersed in the solvent 14. Laser light L emitted from the laser oscillator 10 is reflected by the mirror 11 disposed on the optical path, and then passes through the condensing means 12 so that the liquid phase and gas phase interface I ( The surface of the solvent 145 is focused and irradiated, and the target 15 in the solvent 14 is irradiated with the laser light L.

レーザー発振器10は、レーザー光Lを発生させることが可能なものであればよく、特に制限されず、パルス幅が80フェムト秒〜100ナノ秒のパルスレーザー光を照射できるレーザー光発生装置を好適に用いることができる。また、このようなレーザー光発生装置の中でも、パルス幅が80フェムト秒〜100ナノ秒であり、波長が19nm〜10.6μm(より好ましくは248nm〜10.6μm)であり、且つ、1パルスあたりのエネルギーが50mJ〜5J(より好ましくは200mJ〜2J、更に好ましくは400〜800mJ)であるパルスレーザー光を照射できるレーザー光発生装置がより好ましい。このようなレーザー発振器10は、例えば、YAGレーザー装置、エキシマレーザー装置によって構成されるものが挙げられ、中でも、YAGレーザー装置によって構成されるものがより好ましい。また、ミラー11は、特に制限されるものではなく、公知の反射板等(例えば鏡等)を適宜用いることができる。   The laser oscillator 10 is not particularly limited as long as it can generate the laser light L, and a laser light generator that can irradiate pulsed laser light having a pulse width of 80 femtoseconds to 100 nanoseconds is suitably used. Can be used. Among such laser light generators, the pulse width is 80 femtoseconds to 100 nanoseconds, the wavelength is 19 nm to 10.6 μm (more preferably 248 nm to 10.6 μm), and per pulse. A laser light generator capable of irradiating pulsed laser light having an energy of 50 mJ to 5 J (more preferably 200 mJ to 2 J, still more preferably 400 to 800 mJ) is more preferable. Examples of such a laser oscillator 10 include a YAG laser device and an excimer laser device, among which a YAG laser device is more preferable. The mirror 11 is not particularly limited, and a known reflector or the like (for example, a mirror) can be used as appropriate.

集光手段12としては特に制限されず、公知の集光レンズを適宜利用することができ、中でも、界面Iに照射されるーザー光Lのフルエンスを0.70J/cm以上(好ましくは0.7〜200J/cm、より好ましくは0.7〜100J/cm、更に好ましくは2〜100J/cm、特に好ましくは40〜70J/cm)とすることを可能とする集光レンズを好適に利用することができる。 The condensing means 12 is not particularly limited, and a known condensing lens can be used as appropriate. Among them, the fluence of the laser light L irradiated to the interface I is 0.70 J / cm 2 or more (preferably 0. 7 to 200 J / cm 2 , more preferably 0.7 to 100 J / cm 2 , still more preferably 2 to 100 J / cm 2 , and particularly preferably 40 to 70 J / cm 2 ). It can be suitably used.

処理容器13は、容器内にレーザー光を入射させることが可能なものであって、且つ、容器13内に溶媒14を保持することが可能なものである。本実施形態においては、レーザー光が導入される部位に開口部を有する容器13を用いて、その開口部に集光手段12を配置して容器内部を密閉しつつ、集光手段12を透過したレーザー光が容器13内に導入されるように設計している。このような処理容器13は、容器13内に溶媒14を保持することができ、その液相内にターゲットを分散させてレーザーアブレーション処理を施すことが可能なものであればよく、液相レーザーアブレーションに利用することが可能な公知の容器(例えば、ガラス製のメスフラスコ)を適宜用いることができる。   The processing container 13 is capable of allowing laser light to enter the container, and can hold the solvent 14 in the container 13. In the present embodiment, a container 13 having an opening at a portion where laser light is introduced is used, and the light collecting means 12 is disposed in the opening to seal the inside of the container, and the light is transmitted through the light collecting means 12. The laser beam is designed to be introduced into the container 13. Such a processing vessel 13 may be any vessel capable of holding the solvent 14 in the vessel 13 and capable of performing laser ablation processing by dispersing the target in the liquid phase. A known container (for example, a glass volumetric flask) that can be used for the above can be used as appropriate.

このような処理容器13の材質等は特に制限されず、目的の設計に合わせて、その材質等を適宜変更することができ、例えば、樹脂製の容器や金属製の容器等を適宜用いることができる。なお、レーザーアブレーションの際に容器13の材料に起因する不純物が混入する可能性もあるため、これを防止するという観点から、利用するレーザー光Lの条件等に応じてガラス製のものや、樹脂製のもの(例えばアクリル樹脂製のもの)等を適宜用いることができる。   The material or the like of the processing container 13 is not particularly limited, and the material or the like can be appropriately changed according to the target design. For example, a resin container or a metal container can be used as appropriate. it can. In addition, since impurities due to the material of the container 13 may be mixed during laser ablation, from the viewpoint of preventing this, a glass or resin made of glass depending on the conditions of the laser light L to be used, etc. A product made of acrylic resin (such as an acrylic resin) can be used as appropriate.

さらに、このような処理容器13の形状や大きさは特に制限されず、用いる集光手段12の種類や光学系を考慮して任意の形状等とすることが可能である。また、このような処理容器13は、レーザーアブレーションを施す際に動いてしまうことを防止するために、容器13自体を適宜固定してもよい。   Further, the shape and size of the processing container 13 are not particularly limited, and can be an arbitrary shape or the like in consideration of the type of the light collecting unit 12 to be used and the optical system. Moreover, in order to prevent such a processing container 13 from moving when performing laser ablation, the container 13 itself may be appropriately fixed.

溶媒14としては、液相レーザーアブレーション方法に用いることが可能な公知の溶媒を適宜用いることができる。このような溶媒としては特に制限されず、水、有機溶媒、無機溶媒を適宜利用でき、例えば、エタノール、イソプロパノール、キシレン、ケロシン、メタノール、水、アセトン、液体窒素等が挙げられる。   As the solvent 14, a known solvent that can be used in the liquid phase laser ablation method can be appropriately used. Such a solvent is not particularly limited, and water, an organic solvent, and an inorganic solvent can be appropriately used. Examples thereof include ethanol, isopropanol, xylene, kerosene, methanol, water, acetone, and liquid nitrogen.

ターゲット15は、粉末状のものであり、且つ、銅、貴金属、これらの酸化物、並びに、銅及び貴金属のうちの少なくとも1種を含む合金からなる群から選択される少なくとも1種の無機材料からなるものである。このような貴金属としては、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、金(Au)、銀(Ag)が挙げられ、より微細で均一な粒子を形成することが可能であるという観点から、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、金(Au)、ロジウム(Rh)が好ましく、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、金(Au)がより好ましく、パラジウム(Pd)が特に好ましい。   The target 15 is in a powder form and is made of at least one inorganic material selected from the group consisting of copper, noble metals, oxides thereof, and alloys containing at least one of copper and noble metals. It will be. Examples of such noble metals include platinum (Pt), rhodium (Rh), palladium (Pd), ruthenium (Ru), osmium (Os), iridium (Ir), gold (Au), and silver (Ag). From the viewpoint that finer and more uniform particles can be formed, platinum (Pt), palladium (Pd), gold (Au), and rhodium (Rh) are preferable, and platinum (Pt), palladium (Pd), Gold (Au) is more preferable, and palladium (Pd) is particularly preferable.

また、銅及び貴金属の酸化物としては、特に制限されないが、製造の容易性などの観点から、銅(Cu)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)の酸化物がより好ましく、銅(Cu)、銀(Ag)の酸化物が更に好ましい。   Further, the oxides of copper and noble metal are not particularly limited, but from the viewpoint of ease of production, etc., oxides of copper (Cu), silver (Ag), and palladium (Pd) are more preferable, and copper (Cu) Further, an oxide of silver (Ag) is more preferable.

また、このような銅及び貴金属のうちの少なくとも1種を含む合金としては、銅及び貴金属のうちの少なくとも1種の金属を含むものであればよく、特に制限されるものではないが、コロイド中の粒子の安定性の観点から、少なくとも貴金属のうちの1種を含むものが好ましく、そのような合金中の貴金属としては、Pd、Pt、Au、Rh、Agがより好ましく、Pt、Pd、Auが特に好ましい。更に、前記合金としては、銅及び貴金属のうちの少なくとも1種の金属以外の他の金属を含むものであってもよい。このような他の金属としては、例えば、鉄、チタン、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、アルミニウム、イットリウム、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、タンタル等が挙げられる。また、このような銅及び貴金属以外の他の金属としては、溶媒中(例えば水中)での安定性、アプリケーション(応用性)、安全性の観点から、鉄、クロム、ニッケル、マンガン、コバルトが好ましく、鉄、クロム、ニッケルがより好ましい。   Further, the alloy containing at least one of copper and noble metal is not particularly limited as long as it contains at least one metal of copper and noble metal. From the viewpoint of the stability of the particles, those containing at least one of the noble metals are preferred, and the noble metals in such alloys are more preferably Pd, Pt, Au, Rh, Ag, and Pt, Pd, Au Is particularly preferred. Furthermore, as said alloy, other metals other than at least 1 sort (s) of copper and a noble metal may be included. Examples of such other metals include iron, titanium, chromium, manganese, cobalt, nickel, aluminum, yttrium, vanadium, zirconium, niobium, molybdenum, and tantalum. Further, as other metals other than copper and noble metals, iron, chromium, nickel, manganese, and cobalt are preferable from the viewpoints of stability in a solvent (for example, water), application (applicability), and safety. Iron, chromium and nickel are more preferable.

また、前記合金においては、前記銅及び貴金属の含有量(合金中の銅及び貴金属の総量)が1質量%以上のものが好ましく、3質量%以上のものがより好ましく、5〜90質量%のものが特に好ましい。このような前記銅及び貴金属のうちの少なくとも1種の金属の含有量が前記下限未満では、かかる金属元素を添加させた効果がナノ粒子の特性に現れ難い傾向にある。なお、ここで「合金」とは、2種類以上の金属元素からなる金属化合物となっているものをいい、そのような合金としては、合金中に含有される金属の諸元素が原子レベルで混合した状態となっているものがより好ましい。なお、このような合金の状態はXRD測定により単一の化合物に帰属される回折線を示すか否かを判定すること等により確認することができる。   In the alloy, the content of the copper and noble metal (total amount of copper and noble metal in the alloy) is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and more preferably 5 to 90% by mass. Those are particularly preferred. When the content of at least one metal of the copper and the noble metal is less than the lower limit, the effect of adding the metal element tends to hardly appear in the properties of the nanoparticles. Here, “alloy” means a metal compound composed of two or more kinds of metal elements, and as such an alloy, various metal elements contained in the alloy are mixed at the atomic level. What is in the state which was made is more preferable. The state of such an alloy can be confirmed by determining whether or not a diffraction line attributed to a single compound is shown by XRD measurement.

また、このような合金としては、例えば、Pd−Feの合金、Pd−Crの合金、Pd−Niの合金、Pt−Auの合金、Au−Agの合金、Pt−Rhの合金、Pd−Mnの合金、Pd−Coの合金、Cu−Agの合金、Cu−Auの合金等を適宜利用することができ、製造の容易さ、コスト、応用性の観点から、Pd−Feの合金、Pt−Auの合金、Pd−Niの合金、Cu−Auの合金、Cu−Agの合金が好ましい。   Examples of such an alloy include Pd—Fe alloy, Pd—Cr alloy, Pd—Ni alloy, Pt—Au alloy, Au—Ag alloy, Pt—Rh alloy, Pd—Mn. Alloy, Pd—Co alloy, Cu—Ag alloy, Cu—Au alloy, etc. can be used as appropriate. From the viewpoint of ease of production, cost, and applicability, Pd—Fe alloy, Pt— An alloy of Au, an alloy of Pd—Ni, an alloy of Cu—Au, and an alloy of Cu—Ag are preferable.

また、このような合金の製造方法としては特に制限されず、銅及び貴金属のうちの少なくとも1種の金属を含む2種以上の金属種の原料を溶解した溶解混合物を得た後、その溶解混合物を固体化させることにより製造する方法を採用してもよく、あるいは、公知の化学合成法により製造する方法を採用してもよい。このような溶解混合物を得る方法としては特に制限されず、前記2種以上の金属種の原料を溶解させることが可能な公知の方法を適宜採用することができ、例えば、アーク溶解炉を用いたアーク溶解法を採用して溶解混合物を製造してもよい。また、このような溶解工程においては、前記原料金属の諸金属をそれぞれ別々に溶解させてもよく、前記原料金属の諸金属を同一の炉内において同時に溶解混合させてもよい。また、このような固体化のための方法は特に制限されず、公知の方法を適宜利用することができる。なお、このような合金としては市販の材料を適宜利用してもよい。   Moreover, it does not restrict | limit especially as a manufacturing method of such an alloy, After obtaining the melt | dissolution mixture which melt | dissolved the raw material of 2 or more types of metal species containing at least 1 sort (s) of copper and a noble metal, the melt | dissolution mixture The method of manufacturing by solidifying may be used, or the method of manufacturing by a known chemical synthesis method may be used. A method for obtaining such a molten mixture is not particularly limited, and a known method capable of dissolving the raw materials of the two or more metal species can be appropriately employed. For example, an arc melting furnace is used. An arc melting method may be employed to produce the melt mixture. Further, in such a melting step, the various metals of the raw metal may be dissolved separately, or the various metals of the raw metal may be simultaneously dissolved and mixed in the same furnace. Further, the method for solidification is not particularly limited, and a known method can be appropriately used. As such an alloy, commercially available materials may be used as appropriate.

また、このような無機材料の中でも、安定性や応用性の観点から、Cu、Pd、Pt、Au並びに、これらの酸化物及び合金が好ましく、Cu、Pd、Pt、Au、CuO、少なくともPdを含む合金が好ましい。また、このような無機材料は1種を単独で用いてもよく、あるいは、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Of these inorganic materials, Cu, Pd, Pt, Au, and oxides and alloys thereof are preferable from the viewpoint of stability and applicability, and Cu, Pd, Pt, Au, CuO, and at least Pd. The alloy containing is preferred. Further, such inorganic materials may be used alone or in combination of two or more.

このような粉末状のターゲット(無機材料)としては、平均一次粒子径が0.02〜200μmのものを用いることが好ましく、0.02〜170μmのものを用いることがより好ましい。また、無機材料がパラジウムの場合には、特に、平均一次粒子径が0.5〜4μmのものを用いることが好ましく、0.5〜1.5μmのものを用いることがより好ましい。このような粉末状のターゲット(粉末状の無機材料)の粒子の平均一次粒子径が前記下限未満では、アブレーション効率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、粉末が重くなり、分散させることが困難となる傾向にある。なお、このような粉末状のターゲット(粉末状の無機材料)の平均一次粒子径は、100個以上の一次粒子の粒子径を走査型電子顕微鏡(SEM)により測定して平均化することにより求めることができる。また、このような粉末状の無機材料としては市販のもの(例えば、株式会社ニラコ製の商品名「パラジウム/粉末」等)を適宜利用してもよい。   As such a powdery target (inorganic material), one having an average primary particle diameter of 0.02 to 200 μm is preferably used, and one having 0.02 to 170 μm is more preferable. In addition, when the inorganic material is palladium, it is particularly preferable to use a material having an average primary particle size of 0.5 to 4 μm, and it is more preferable to use a material having a mean primary particle size of 0.5 to 1.5 μm. When the average primary particle diameter of the particles of such powdery target (powdered inorganic material) is less than the lower limit, the ablation efficiency tends to decrease. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the powder becomes heavier and dispersed. This tends to be difficult. In addition, the average primary particle diameter of such a powdery target (powdered inorganic material) is obtained by measuring and averaging the particle diameter of 100 or more primary particles with a scanning electron microscope (SEM). be able to. Moreover, as such a powdery inorganic material, a commercially available material (for example, trade name “Palladium / powder” manufactured by Niraco Co., Ltd.) may be appropriately used.

また、このようなターゲット(粉末状の無機材料)15の添加量としては、溶媒14に対して5〜20mg/mLであることが好ましく、12〜20mg/mLであることがより好ましい。このようなターゲット(粉末状の無機材料)15の添加量が前記下限未満では、アブレーション効率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、撹拌により液滴と粉末とが飛散してレンズ等に付着し易くなる傾向にある。   The amount of the target (powdered inorganic material) 15 added is preferably 5 to 20 mg / mL, more preferably 12 to 20 mg / mL with respect to the solvent 14. When the amount of the target (powdered inorganic material) 15 added is less than the lower limit, the ablation efficiency tends to decrease. On the other hand, when the upper limit is exceeded, droplets and powder are scattered by stirring, and the lens It tends to adhere to the surface.

また、このようなターゲット15は、液相中においてレーザー光を照射されることにより形成された前記無機材料の粉末であり、且つ、前記溶媒14を撹拌する工程を実施する前に(無機材料のナノ粒子を形成する工程を実施する前の段階で)、前記処理容器内において前記ターゲットの粉末が前記溶媒中に分散された状態で存在することが好ましい。すなわち、ターゲット15としては、本発明の無機ナノ粒子の製造方法において実施する液相レーザーアブレーション方法とは別に、液相中においてレーザーアブレーション処理を施されて形成された粉末状のターゲット(無機材料)であり、その処理の際に形成されたコロイド(ターゲット15の製造時に使用した溶媒とその溶媒中において形成されて分散された無機材料の粉末とからなるコロイド)をそのまま用いることが好ましい。このようにターゲット15が、別途、液相レーザーアブレーション処理(以下、本発明の無機ナノ粒子の製造方法において実施する液相レーザーアブレーション方法との区別が明確となるように、場合により「前処理」と記載する。)を施されて形成された無機材料の粉末からなる場合、その前処理により得られたコロイドを、そのまま本発明にかかる液相レーザーアブレーション装置の処理容器内のターゲット15及び溶媒14として利用することが可能となり、この場合には、コロイド状態のターゲット15に対して、本発明の無機ナノ粒子の製造方法を実施できるため、無機材料のナノ粒子を形成する際に、界面の近傍に分散されて存在するターゲットの割合がより高くなる傾向にあり、界面及びその近傍において、ターゲット15に対してより効率よくレーザー光を照射することが可能となることから、無機ナノ粒子をより効率よく形成することが可能となる。なお、このように前処理により得られたコロイドをそのまま本発明の無機ナノ粒子の製造方法に利用するという観点から、ターゲット(無機材料の粉末)15を製造する前処理(液相レーザーアブレーション処理)において用いる溶媒としては、上述の本発明にかかる溶媒14と同様のものを用いることが好ましい。また、このような前処理を施す際の処理容器も、上述の本発明にかかる処理容器13と同様のものを適宜利用することができる。そして、前処理に用いた処理容器、溶媒をそのまま、上述の本発明にかかる処理容器13、溶媒14として利用してもよい。なお、このような前処理により形成される「コロイド」とは、無機材料の粉末が溶媒中に分散しているような状態であればよく、長期に亘る分散安定性等を要求するものではない。すなわち、公知の液相レーザーアブレーション処理の条件を採用した場合には、そのレーザーアブレーションの条件を適宜変更することにより生成した粒子を帯電させて液相中において粒子の分散状態をある程度維持することが可能となるものの、前述のように、経時により粒子が容易に凝集して沈殿する。このような凝集に要する期間は、無機材料の種類によっても異なり、数日間のものもあれば数時間のものもある。そのため、前処理を施すことによって得られた無機材料の粉末をコロイド状態が維持されている時間内に利用すれば、撹拌する前の段階から、前記ターゲットの粉末が前記溶媒中に分散されている状態(コロイドの状態)とすることが可能となる。また、ここにいう前処理を施すことによって得られたコロイドは、化学試薬等を利用せずに、溶解中における粒子の分散状態を維持しているものが好ましい。   The target 15 is a powder of the inorganic material formed by irradiating a laser beam in the liquid phase, and before performing the step of stirring the solvent 14 (of the inorganic material). It is preferred that the target powder be present in the processing vessel dispersed in the solvent at a stage prior to the step of forming the nanoparticles. That is, the target 15 is a powdery target (inorganic material) formed by performing laser ablation in the liquid phase separately from the liquid phase laser ablation method performed in the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention. It is preferable to use the colloid formed during the treatment (a colloid composed of the solvent used in the production of the target 15 and the powder of the inorganic material formed and dispersed in the solvent) as it is. In this way, the target 15 may be separately “liquid phase laser ablation treatment” (hereinafter referred to as “pretreatment” so that the distinction from the liquid phase laser ablation method performed in the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention is clear). The colloid obtained by the pretreatment is directly used as the target 15 and the solvent 14 in the processing container of the liquid phase laser ablation apparatus according to the present invention. In this case, since the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention can be performed on the colloidal target 15, the vicinity of the interface is formed when forming the inorganic material nanoparticles. The ratio of the target existing in a dispersed state tends to be higher. Since it is possible to irradiate a more efficient laser light is, it is possible to more efficiently form the inorganic nanoparticles. From the viewpoint of using the colloid obtained by the pretreatment as it is in the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention, the pretreatment (liquid phase laser ablation treatment) for producing the target (inorganic material powder) 15 is performed. As the solvent used in the above, it is preferable to use the same solvent as the solvent 14 according to the present invention. Moreover, the processing container at the time of performing such pretreatment can use the thing similar to the processing container 13 concerning the above-mentioned this invention suitably. And you may utilize the processing container and solvent which were used for pre-processing as the above-mentioned processing container 13 and the solvent 14 concerning this invention. The “colloid” formed by such pretreatment is not limited to long-term dispersion stability or the like as long as the powder of the inorganic material is dispersed in the solvent. . That is, when the known conditions of liquid phase laser ablation are adopted, the generated particles can be charged by appropriately changing the laser ablation conditions to maintain the dispersion state of the particles in the liquid phase to some extent. Although possible, as described above, the particles easily aggregate and precipitate over time. The period required for such agglomeration varies depending on the type of inorganic material, and may be several days or several hours. Therefore, if the powder of the inorganic material obtained by performing the pretreatment is used within the time in which the colloidal state is maintained, the target powder is dispersed in the solvent from the stage before stirring. The state (colloidal state) can be achieved. Further, the colloid obtained by performing the pretreatment referred to here preferably maintains the dispersed state of particles during dissolution without using a chemical reagent or the like.

このようなターゲット15を製造するための前処理において採用される液相レーザーアブレーションの方法としては、無機材料の粉末を製造することができ且つ該粉末を溶媒中に分散させた状態(コロイド)とすることが可能な方法であればよく、特に制限されず、公知の液相レーザーアブレーション方法を適宜採用することができ、例えば、上記非特許文献4(2010年8月30日に発行された第71回応用物理学会学術講演会の予稿集に記載された西哲平らの予稿「混合粉末ターゲットへのレーザー照射による化合物ナノ粒子作製」)に記載されたような方法や、特開2011−161379号公報等に記載されている方法等を適宜採用してもよい。また、このような前処理に用いる液相レーザーアブレーション装置としても、公知の液相レーザーアブレーション処理を施すことが可能なものであればよく、特に制限されず、公知の液相レーザーアブレーション装置(例えば上記非特許文献4や特開2011−161379号公報に記載の装置等)をそのまま用いてもよい。このように、ターゲット(無機材料の粉末)15を製造するための液相レーザーアブレーション処理(前処理)においては、無機材料の粉末を製造でき且つその粉末を液相中に分散させることが可能な公知の液相レーザーアブレーション装置及び方法を適宜利用すればよい。   As a liquid phase laser ablation method employed in the pretreatment for producing such a target 15, a powder of an inorganic material can be produced and the powder is dispersed in a solvent (colloid) Any known liquid phase laser ablation method can be used as appropriate, and is not particularly limited. For example, Non-Patent Document 4 (No. 4 issued on Aug. 30, 2010) can be used. The method described in Setsuhei Nishi, “Preparation of Compound Nanoparticles by Laser Irradiation to Mixed Powder Targets” described in the 71th JSAP Scientific Lecture Collection, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-161379 The methods described in the above may be adopted as appropriate. Further, the liquid phase laser ablation apparatus used for such pretreatment is not particularly limited as long as it can perform a known liquid phase laser ablation process, and a known liquid phase laser ablation apparatus (for example, The apparatus described in Non-Patent Document 4 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-161379 may be used as they are. Thus, in the liquid phase laser ablation treatment (pretreatment) for producing the target (inorganic material powder) 15, the inorganic material powder can be produced and the powder can be dispersed in the liquid phase. A known liquid phase laser ablation apparatus and method may be appropriately used.

このような前処理の方法として好適に利用可能な方法としては、例えば、レーザー光を発生させるためのレーザー発振器と、前記レーザー光が透過可能な底部を有し且つ前記溶媒を保持するための処理容器と、前記処理容器内の底部上に配置させたターゲットを製造するための材料(ターゲット製造用材料)とを備え、前記処理容器の底部を透過したレーザー光が前記ターゲット製造用材料に対して照射されるように前記処理容器を配置している液相レーザーアブレーション装置(例えば、後述の図7に記載のような装置等)を用い、前記ターゲット製造用材料に対して前記レーザー光を前記処理容器の底部を透過させて照射することにより液相レーザーアブレーション処理を施し、これにより前記ターゲット製造用材料を微細化せしめてターゲット(無機材料の粉末)15を製造し、該ターゲットの粉末を液相中に分散する方法を採用してもよい。以下、このような前処理の方法として好適な方法に関して説明する。   As a method that can be suitably used as such a pretreatment method, for example, a laser oscillator for generating laser light and a treatment for holding the solvent having a bottom through which the laser light can be transmitted. A container and a material for manufacturing a target (target manufacturing material) disposed on the bottom of the processing container, and the laser beam transmitted through the bottom of the processing container is applied to the target manufacturing material Using a liquid phase laser ablation apparatus (for example, an apparatus as shown in FIG. 7 described later) in which the processing container is disposed so as to be irradiated, the laser light is applied to the target manufacturing material. Liquid phase laser ablation treatment is performed by irradiating through the bottom of the container. Get (powdered inorganic materials) 15 to produce, may be a powder of the target to employ a method of dispersing in the liquid phase. Hereinafter, a method suitable as such a pretreatment method will be described.

このような前処理に用いるターゲット製造用材料は、前記無機材料からなるものであれば、その形態は特に制限されるものではなく、前記無機材料の粒子からなるものであってもバルク体からなるものであってもよいが、効率よくコロイド(分散液)の状態とするという観点からは粒子状のものを利用することが好ましい。また、このようなターゲット製造用材料としては、前述のターゲット15の条件を満たすもの(既に粉末状の無機材料となっているもの、例えば、市販の粒子等)をそのまま用いてもよく、その場合、前記前処理としての液相レーザーアブレーション処理をその粒子等に施すことにより、その粉末をより微細化して、これをターゲット15とすることができる。また、このような微細化処理としての前処理を施すことにより得られるターゲット15としては、平均一次粒子径が0.02〜2μmのものが好ましく、0.05〜1μmのものがより好ましい。なお、平均一次粒子径が前記下限未満ではアブレーション効率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると撹拌時に粒子が効率的に界面に供給されず、効率が低下する傾向にある。また、このような前処理に用いる処理容器としては、レーザー光を透過可能な底部を有するものが好ましく、丸底フラスコ、ナス型フラスコ、梨型フラスコなどを適宜利用することができる。   The target manufacturing material used for such pretreatment is not particularly limited as long as it is made of the inorganic material, and it is made of a bulk material even if it is made of particles of the inorganic material. However, it is preferable to use a particulate material from the viewpoint of efficiently obtaining a colloid (dispersion) state. In addition, as such a target manufacturing material, a material that satisfies the above-described target 15 conditions (a material that is already a powdered inorganic material, such as commercially available particles) may be used as it is. By subjecting the particles and the like to liquid phase laser ablation treatment as the pretreatment, the powder can be further refined and used as the target 15. Moreover, as the target 15 obtained by performing such a pretreatment as a refinement process, an average primary particle diameter of 0.02 to 2 μm is preferable, and a target of 0.05 to 1 μm is more preferable. When the average primary particle size is less than the lower limit, the ablation efficiency tends to decrease. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the particles are not efficiently supplied to the interface during stirring, and the efficiency tends to decrease. Moreover, as a processing container used for such a pre-processing, what has a bottom part which can permeate | transmit a laser beam is preferable, and a round bottom flask, an eggplant type flask, a pear type flask etc. can be utilized suitably.

また、このような前処理に利用するレーザー光を発振するためのレーザー発振器としては、特に制限されないが、前述のレーザー発振器10と同様のものを利用することが好ましい。また、このような前処理においては、得られるターゲット(無機材料の粉末)15が前処理に用いた溶媒(液相)中に分散したコロイド状態となるように、レーザーの照射条件を適宜設定することが好ましい。すなわち、このようなレーザーの照射条件は無機材料の種類によっても異なるものであり、一概に言えるものではないが、例えば、ターゲットを製造するための材料(無機材料の粒子又はバルク体等)に対して、液相中においてレーザー発振器から発振されるレーザー光を0.5〜5時間照射する条件を採用してもよい。また、この場合に、液相中の前記ターゲット製造用材料(無機材料の粒子又はバルク体等)の表面に照射されるレーザー光のフルエンスが0.3〜4J/cmとなるように調製してもよい。このようなフルエンスや照射時間が前記下限未満では前処理により形成される無機材料の粉末が溶媒中に分散されているコロイドを形成することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると容器の損傷しきい値を超えるため、容器の破損につながる可能性が高くなる傾向にある。また、このような前処理に利用するターゲット製造用材料の量としては特に制限されず、その好適な条件は無機材料の種類によっても異なるものではあるが、前記溶媒中における密度が2〜20g/mであることが好ましい。このような密度が前記範囲外にある場合には無機材料の粉末を溶媒中に分散したコロイド(分散液)状態で得ることが困難となる傾向にある。 Further, the laser oscillator for oscillating the laser beam used for such pretreatment is not particularly limited, but it is preferable to use the same laser oscillator as that described above. In such pretreatment, the laser irradiation conditions are appropriately set so that the obtained target (inorganic material powder) 15 is in a colloidal state dispersed in the solvent (liquid phase) used in the pretreatment. It is preferable. That is, such laser irradiation conditions vary depending on the type of inorganic material, and cannot be generally stated. For example, for materials for manufacturing targets (particles of inorganic materials or bulk bodies, etc.) Thus, a condition of irradiating laser light oscillated from a laser oscillator in the liquid phase for 0.5 to 5 hours may be employed. In this case, the fluence of laser light applied to the surface of the target manufacturing material (inorganic material particles or bulk body) in the liquid phase is adjusted to 0.3 to 4 J / cm 2. May be. If the fluence and the irradiation time are less than the lower limit, it tends to be difficult to form a colloid in which the powder of the inorganic material formed by the pretreatment is dispersed in the solvent. Since the damage threshold of the container is exceeded, the possibility of the container being broken tends to increase. Further, the amount of the target production material used for such pretreatment is not particularly limited, and suitable conditions vary depending on the type of the inorganic material, but the density in the solvent is 2 to 20 g / m 3 is preferred. When such a density is outside the above range, it tends to be difficult to obtain an inorganic material powder in a colloid (dispersed liquid) state dispersed in a solvent.

撹拌装置16は、撹拌子(スターラバー)16Aと、撹拌子を回転させることが可能な装置16Bとかなる装置(いわゆる「マグネッチックスターラー」)である。このような撹拌装置16としては、粉末状のターゲット(粉末状の無機材料)15をより十分に分散させることが可能となるように、撹拌子の回転速度を300rpm以上(より好ましくは600rpm以上、更に好ましくは1000rpm)とすることが可能なものを好適に用いることができる。このような撹拌装置16としては特に制限されず、公知のものを適宜利用することができ、市販のものを用いてもよい。   The stirring device 16 is a device (so-called “magnetic stirrer”) such as a stirring bar (star rubber) 16A and a device 16B capable of rotating the stirring bar. As such a stirring device 16, the rotational speed of the stirring bar is 300 rpm or more (more preferably 600 rpm or more, so that the powdery target (powdered inorganic material) 15 can be more sufficiently dispersed. More preferably, a material that can be set to 1000 rpm) can be used. Such a stirring device 16 is not particularly limited, and a known one can be used as appropriate, and a commercially available one may be used.

次に、図1に示す液相レーザーアブレーション装置を利用した場合を例にして、溶媒を撹拌しながら、液相と気相との界面におけるフルエンスが0.70J/cm以上となるようにして気相側から該界面に前記レーザー光を集光照射することにより、前記溶媒中の前記ターゲットに対して前記レーザー光を照射し、前記溶媒中において無機材料のナノ粒子を形成する方法について説明する。 Next, using the liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. 1 as an example, the fluence at the interface between the liquid phase and the gas phase is 0.70 J / cm 2 or more while stirring the solvent. A method of irradiating the laser beam to the interface from the gas phase side to the interface to irradiate the target with the laser beam to form inorganic material nanoparticles in the solvent will be described. .

このような方法においては、溶媒14を撹拌しながら界面Iにレーザー光を集光照射する。このような溶媒14の撹拌の方法は、撹拌によりターゲット15を溶媒14中に十分に分散させることが可能となるような方法であればよく、特に制限されないが、撹拌子16Aの回転速度を300rpm以上(より好ましくは600rpm〜2400rpm、更に好ましくは800rpm〜1400rpm)とすることにより溶媒14を撹拌する方法を採用することが好ましい。このような回転速度が前記下限未満ではターゲット15を溶媒14中に十分に分散させることができなくなり、粉末状のターゲット15に対して均一にレーザーアブレーションを施すことが困難となるとともに、均一な無機材料のナノ粒子を形成することができなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、液滴や粉末が飛散してレンズ等に付着し易くなる傾向にある(なお、粉末等がレンズに付着した状態でレーザー光が照射されると、レンズが容易に破損してしまう傾向にある)。   In such a method, laser light is condensed and irradiated onto the interface I while stirring the solvent 14. Such a stirring method of the solvent 14 is not particularly limited as long as the target 15 can be sufficiently dispersed in the solvent 14 by stirring, and the rotational speed of the stirring bar 16A is set to 300 rpm. It is preferable to employ a method of stirring the solvent 14 by the above (more preferably 600 rpm to 2400 rpm, still more preferably 800 rpm to 1400 rpm). If the rotational speed is less than the lower limit, the target 15 cannot be sufficiently dispersed in the solvent 14, and it becomes difficult to uniformly perform laser ablation on the powder target 15, and uniform inorganic There is a tendency that nanoparticles of the material cannot be formed. On the other hand, when the upper limit is exceeded, droplets or powder tends to scatter and adhere to the lens or the like (powder or the like adheres to the lens). If the laser beam is irradiated in this state, the lens tends to be easily damaged).

また、このようなレーザー光を集光照射する際には、集光手段12を利用して、界面Iにおけるレーザー光Lの1パルスあたりのエネルギー密度(フルエンス)を0.70J/cm以上とする必要があり、かかるフルエンスとしては0.70〜200J/cmとすることが好ましく、0.70〜100J/cmとすることがより好ましく、2.0〜100J/cmとすることが更に好ましく、40〜70J/cmとすることが特に好ましい。このような液相と気相との界面Iにおけるレーザー光Lのフルエンスが前記下限未満では、得られるナノ粒子の粒径の均一性が十分なものとならず、また、溶媒中において形成されたナノ粒子が経時により容易に凝集してしまい、長期間に亘り十分に安定してナノ粒子が分散した分散液を得ることができなくなる。更に、レーザー光Lのフルエンスが前記下限未満では、粒子の生成量が少なくなり、製造効率が低下する。また、上記上限を超えると、液滴の飛散や、撹拌子のアブレートによる不純物の混入の原因となる傾向にある。 When condensing and irradiating such laser light, the energy density (fluence) per pulse of the laser light L at the interface I is 0.70 J / cm 2 or more using the condensing means 12. must preferably be 0.70~200J / cm 2 as such fluence, more preferably, to 0.70~100J / cm 2, be 2.0~100J / cm 2 More preferably, it is especially preferable to set it as 40-70 J / cm < 2 >. When the fluence of the laser beam L at the interface I between the liquid phase and the gas phase is less than the lower limit, the uniformity of the particle size of the obtained nanoparticles is not sufficient, and it is formed in a solvent. The nanoparticles easily aggregate over time, and it becomes impossible to obtain a dispersion in which the nanoparticles are sufficiently stably dispersed over a long period of time. Furthermore, when the fluence of the laser beam L is less than the lower limit, the amount of particles generated is reduced and the production efficiency is lowered. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, it tends to cause the scattering of droplets and the mixing of impurities due to the ablation of the stirring bar.

また、界面Iにおけるレーザー光Lの集光形状(照射面形状)としては特に制限されず、集光後のレーザー光Lのエネルギー密度(フルエンス)が上記条件を満たすようなものであればよく、直径0.5〜9mm程度(より好ましくは直径0.5〜5mm程度)となるようにしてもよい。   The condensing shape (irradiation surface shape) of the laser light L at the interface I is not particularly limited as long as the energy density (fluence) of the laser light L after condensing satisfies the above conditions, The diameter may be about 0.5 to 9 mm (more preferably, the diameter is about 0.5 to 5 mm).

また、このようにレーザー光Lを照射する際の気相を形成する処理容器13内の雰囲気ガスGとしては、空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、酸素等を適宜利用することができ、安全性や装置の簡便性の観点から、空気もしくは不活性ガス(窒素、アルゴン等)を用いることが好ましい。   In addition, as the atmospheric gas G in the processing vessel 13 that forms a gas phase when irradiating the laser beam L in this way, air, nitrogen, argon, helium, oxygen, or the like can be used as appropriate. From the viewpoint of simplicity of the apparatus, it is preferable to use air or inert gas (nitrogen, argon, etc.).

また、このようにレーザー光Lを照射する際の気相の圧力条件としては1〜2気圧(atm)であることが好ましく、1〜1.5気圧(atm)であることがより好ましい。このような気相の圧力が前記下限未満では、溶媒が気化し易くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、気相側に生成するプルームが変形し、生成される粒子の粒子径の均一性が低下する傾向にある。更に、レーザー光Lを照射する際の温度条件は特に制限されないが、室温(25℃)程度であることが好ましい。   Further, the pressure condition of the gas phase when irradiating the laser beam L in this manner is preferably 1 to 2 atmospheres (atm), and more preferably 1 to 1.5 atmospheres (atm). If the pressure in the gas phase is less than the lower limit, the solvent tends to vaporize. On the other hand, if the pressure exceeds the upper limit, the plume generated on the gas phase side is deformed, and the particle size of the generated particles is reduced. Uniformity tends to decrease. Furthermore, the temperature condition for irradiating the laser beam L is not particularly limited, but is preferably about room temperature (25 ° C.).

このように、上述のような液相レーザーアブレーション装置を用いて、溶媒14を撹拌しながら界面Iに気相側からレーザー光を集光照射することで、溶媒14の界面やその近傍に存在するターゲット15にレーザー光Lを照射し、ターゲット15に対して液相中でレーザーアブレーション処理を施すことが可能となる。すなわち、このような方法においては、先ず、撹拌装置16により溶媒14を撹拌してターゲット15の粒子を十分に分散させる。そして、このように溶媒14を撹拌(ターゲット15の粒子を十分に分散)しながら、レーザー発振器10からレーザー光Lを出射させ、そのレーザー光Lを光路上に配置されたミラー(反射板)11により反射させる。次に、ミラー11を反射したレーザー光Lは、集光手段12を透過して処理容器13内に入射され、液相と気相との界面Iに集光照射される。これにより、溶媒14の表面やその近傍に存在するターゲット15にレーザー光Lが照射され、液相と気相の界面及びその近傍において、液相レーザーアブレーション処理が行われて、無機材料のナノ粒子が形成される。そして、このようなレーザーアブレーション処理により形成されたナノ粒子は、周囲に存在する溶媒により冷却されて容易に安定化される。   As described above, the liquid phase laser ablation apparatus as described above is used to focus and irradiate the laser light from the gas phase side to the interface I while stirring the solvent 14, thereby existing at the interface of the solvent 14 or in the vicinity thereof. By irradiating the target 15 with the laser beam L, the target 15 can be subjected to laser ablation processing in the liquid phase. That is, in such a method, first, the solvent 14 is stirred by the stirring device 16 to sufficiently disperse the particles of the target 15. Then, while the solvent 14 is stirred in this way (the particles of the target 15 are sufficiently dispersed), the laser light L is emitted from the laser oscillator 10, and the mirror (reflector) 11 disposed on the optical path. Reflect by. Next, the laser beam L reflected from the mirror 11 passes through the condensing means 12 and enters the processing container 13, and is condensed and applied to the interface I between the liquid phase and the gas phase. As a result, the target 15 existing on or near the surface of the solvent 14 is irradiated with the laser light L, and the liquid phase laser ablation process is performed at and near the interface between the liquid phase and the gas phase. Is formed. And the nanoparticle formed by such a laser ablation process is cooled by the solvent which exists around, and is easily stabilized.

なお、本発明においては、液相と気相との界面I(溶媒14の表面)にエネルギー密度(フルエンス)が0.70J/cm以上となるようにしてレーザー光Lを集光することにより、アブレーションで生成されるプルーム(ターゲットから放出される微粒子群)が液相を形成する溶媒14と気相を形成する雰囲気ガスGの双方の影響を受けるものと考えられ、これにより、液相中でナノ粒子が生成される過程において、溶媒14や雰囲気ガスGのアブレーションによって生成されたイオン種がナノ粒子の表面に付着するため、十分に均一性の高い無機材料のナノ粒子が得られるとともに、その形成された無機ナノ粒子が帯電して、化学試薬等を使用しなくとも、静電反発力により十分に長期間安定して分散させることも可能となるものと本発明者らは推察する。 In the present invention, the laser beam L is condensed at an interface I (surface of the solvent 14) between the liquid phase and the gas phase so that the energy density (fluence) is 0.70 J / cm 2 or more. It is considered that the plume (a group of fine particles released from the target) generated by ablation is affected by both the solvent 14 forming the liquid phase and the atmospheric gas G forming the gas phase. In the process of producing nanoparticles, the ion species produced by the ablation of the solvent 14 and the atmospheric gas G adhere to the surface of the nanoparticles, so that sufficiently uniform nanoparticles of inorganic material can be obtained, The formed inorganic nanoparticles are charged and can be dispersed stably for a long period of time by electrostatic repulsion without using chemical reagents. The inventors speculate.

そして、このような方法により、平均粒子径が0.5〜20nm(より好ましくは0.5〜15nm)であり、且つ、前記無機ナノ粒子の粒子径の標準偏差が3.0nm以下(より好ましくは2.0nm以下、更に好ましくは1.5以下)である無機ナノ粒子を製造することも可能となる。例えば、無機材料としてパラジウムを利用した場合には、平均粒子径が3〜8nm(より好ましくは4〜6nm)であり且つ粒子径の標準偏差が3.0nm以下(より好ましくは2.0nm以下、更に好ましくは1.5以下)であるような非常に均一性の高いナノ粒子を形成することも可能である。また、無機材料として合金を用いた場合には、平均粒子径が0.5〜20nm(より好ましくは1〜10nm)であり且つ粒子径の標準偏差が2.0nm以下(より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.0以下)であるような非常に均一性の高いナノ粒子を形成することも可能である。このように、本発明の無機ナノ粒子の製造方法は、溶媒中において十分に均一性の高いパラジウムナノ粒子を効率よく製造することが可能な方法としても利用することが可能である。   And by such a method, an average particle diameter is 0.5-20 nm (more preferably 0.5-15 nm), and the standard deviation of the particle diameter of the said inorganic nanoparticle is 3.0 nm or less (more preferably). It is also possible to produce inorganic nanoparticles having a diameter of 2.0 nm or less, more preferably 1.5 or less. For example, when palladium is used as the inorganic material, the average particle size is 3 to 8 nm (more preferably 4 to 6 nm) and the standard deviation of the particle size is 3.0 nm or less (more preferably 2.0 nm or less, It is also possible to form nanoparticles with very high uniformity, such as 1.5 or less. When an alloy is used as the inorganic material, the average particle size is 0.5 to 20 nm (more preferably 1 to 10 nm) and the standard deviation of the particle size is 2.0 nm or less (more preferably 1.5 nm). It is also possible to form nanoparticles with very high uniformity, such as 1.0 or less. As described above, the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention can also be used as a method capable of efficiently producing sufficiently uniform palladium nanoparticles in a solvent.

また、このようにして溶媒中において得られる無機材料のナノ粒子は、化学試薬等を使用しなくとも、その溶媒中に長期に亘って十分に安定して分散するものとなる。そして、このような方法によれば、後述する本発明の無機ナノ粒子分散液を効率よく製造することが可能となる。また、このようにして得られる無機ナノ粒子分散液は、エパボレーター等を用いて濃縮しても分散性を十分に維持することが可能なものとなる傾向にある。更に、溶媒を完全に蒸発させて得られるナノ粒子は粘性を有するものとなる傾向にある。   In addition, the inorganic material nanoparticles thus obtained in the solvent are sufficiently stably dispersed in the solvent for a long period of time without using a chemical reagent or the like. And according to such a method, it becomes possible to manufacture efficiently the inorganic nanoparticle dispersion liquid of this invention mentioned later. In addition, the inorganic nanoparticle dispersion obtained in this manner tends to be able to maintain sufficient dispersibility even when concentrated using an evaporator or the like. Furthermore, the nanoparticles obtained by completely evaporating the solvent tend to be viscous.

以上、図1を利用して、本発明の無機ナノ粒子の製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明の無機ナノ粒子の製造方法やその方法に利用することができる液相レーザーアブレーション装置は上記実施形態に限定されるものではない。   As described above, the preferred embodiment of the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention has been described with reference to FIG. 1, but the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention and the liquid phase laser ablation that can be used for the method. The apparatus is not limited to the above embodiment.

例えば、図1に示す実施形態(上記実施形態)においてはミラー11を用いているが、本発明にかかる液相レーザーアブレーション装置としては、レーザー光を発生させるためのレーザー発振器と、前記レーザー光を集光するための集光手段と、溶媒を保持するための処理容器と、前記処理容器内に保持されている溶媒と、前記溶媒中に添加された粉末状の前記無機材料からなるターゲットとを備えていればよく、ミラー11を用いなくてもよく、この場合には、直接レーザー光Lが処理容器13内に入射されるように、レーザー発振器10と処理容器13とを配置すればよい。   For example, although the mirror 11 is used in the embodiment shown in FIG. 1 (the above embodiment), a liquid phase laser ablation apparatus according to the present invention includes a laser oscillator for generating laser light, and the laser light. Condensing means for condensing, a processing container for holding a solvent, a solvent held in the processing container, and a target made of the powdered inorganic material added to the solvent The mirror 11 may not be used. In this case, the laser oscillator 10 and the processing container 13 may be arranged so that the laser light L is directly incident on the processing container 13.

また、上記実施形態においては、撹拌装置16にいわゆるマグネチックスターラーを用いているが、本発明にかかる液相レーザーアブレーション装置においては、溶媒を撹拌するための手段は前述の撹拌装置16に制限されず、溶媒を撹拌してターゲットを十分に分散させることが可能なものであれば適宜用いることができ、例えば、撹拌羽根をモーター等で回転させるような撹拌装置や、超音波を印加して溶媒を撹拌する撹拌装置等を適宜利用することができる。   In the above embodiment, a so-called magnetic stirrer is used as the stirring device 16. However, in the liquid phase laser ablation device according to the present invention, the means for stirring the solvent is limited to the stirring device 16 described above. First, any solvent can be used as long as the target can be sufficiently dispersed by stirring the solvent. For example, a stirring device that rotates a stirring blade with a motor or the like, or an ultrasonic wave is applied to the solvent. A stirrer or the like for stirring can be used as appropriate.

[無機ナノ粒子分散液]
本発明の無機ナノ粒子分散液は、溶媒中に無機ナノ粒子が分散された無機ナノ粒子分散液であって、
製造後2時間以内の初期の前記無機ナノ粒子分散液及び大気圧、20〜25℃の温度の条件下において製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液に対してUV−可視光吸収スペクトル測定をそれぞれ行い、200〜800nmの波長領域のうちの前記初期の無機ナノ粒子分散液の吸収スペクトルの吸光度の値が正の値となる波長領域の中から選択される任意の異なる2点の波長をそれぞれ第一の波長及び第二の波長とし、該2点の波長の光の吸光度の比([第一の波長の光の吸光度]/[第二の波長の光の吸光度])をそれぞれ求めた場合に、製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液の第一の波長の光の吸光度及び第二の波長の光の吸光度の値がいずれも正の値であり、且つ、初期の前記無機ナノ粒子分散液の前記強度比(初期強度比)と製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液の前記強度比(1年以上経過後の強度比)との変化率([初期強度比]/[1年以上経過後の強度比])が0.9〜1.1の範囲であること、
を特徴とするものである。
[Inorganic nanoparticle dispersion]
The inorganic nanoparticle dispersion of the present invention is an inorganic nanoparticle dispersion in which inorganic nanoparticles are dispersed in a solvent,
UV-visible light absorption with respect to the initial inorganic nanoparticle dispersion within 2 hours after production and the inorganic nanoparticle dispersion which has been allowed to pass for more than one year after production under conditions of atmospheric pressure and temperature of 20 to 25 ° C. Each of the spectrum measurements is performed, and any two different points selected from the wavelength range in which the absorbance value of the absorption spectrum of the initial inorganic nanoparticle dispersion in the wavelength range of 200 to 800 nm is a positive value. The wavelengths are the first wavelength and the second wavelength, respectively, and the ratio of the absorbance of the light at the two wavelengths ([absorbance of the light of the first wavelength] / [absorbance of the light of the second wavelength]), respectively. When obtained, both the absorbance value of the light of the first wavelength and the absorbance of the light of the second wavelength of the inorganic nanoparticle dispersion liquid that has passed for more than one year after production are both positive values, and The strength ratio of the initial inorganic nanoparticle dispersion Change rate ([initial strength ratio] / [after 1 year or more] of the strength ratio (strength ratio after 1 year or more) of the inorganic nanoparticle dispersion that has been passed for more than 1 year after production Intensity ratio]) is in the range of 0.9 to 1.1,
It is characterized by.

このような溶媒は、前述の本発明の無機ナノ粒子の製造方法において説明した溶媒と同様のものである。   Such a solvent is the same as the solvent described in the above-described method for producing inorganic nanoparticles of the present invention.

また、本発明の無機ナノ粒子分散液は、製造後2時間以内の初期の前記無機ナノ粒子分散液及び大気圧、20〜25℃の温度の条件下において製造後1年以上経過(保管)した前記無機ナノ粒子分散液(1年経過後1月以内のものが好ましい。)に対してUV−可視光吸収スペクトル測定をそれぞれ行い、200〜800nmの波長領域のうちの前記初期の無機ナノ粒子分散液の吸収スペクトルの吸光度の値が正の値となる波長領域の中から選択される任意の異なる2点の波長をそれぞれ第一の波長及び第二の波長とし、該2点の波長の光の吸光度の比([第一の波長の光の吸光度]/[第二の波長の光の吸光度])をそれぞれ求めた場合に、各分散液の第一の波長の光の吸光度及び第二の波長の光の吸光度の値がいずれも正の値となり、且つ、初期の前記無機ナノ粒子分散液の前記強度比(初期強度比)と製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液の前記強度比(1年以上経過後の強度比)との変化率([初期強度比]/[1年以上経過後の強度比])が0.9〜1.1の範囲のものである。このような変化率の値が前記範囲外の値となる場合には、分散液中のナノ粒子の分散性が低く、無機ナノ粒子が凝集して沈殿等が生じたものとなってしまい、長期間に亘って分散性を維持できないものとなる。このように、本発明の無機ナノ粒子分散液においては、UV−可視光吸収スペクトルの200〜800nmの波長領域のうちの前記初期の無機ナノ粒子分散液の吸収スペクトルの吸光度の値が正の値となる波長領域の中から選択される任意の異なる2点の波長の光の吸光度が経時により変化する割合を分散性の指標としている。また、このような変化率の値としては、分散液がより高い分散安定性を満たすものとなることから0.9〜1.0の範囲であることがより好ましい。   In addition, the inorganic nanoparticle dispersion of the present invention passed (stored) for more than one year after production under the conditions of the initial inorganic nanoparticle dispersion within 2 hours after production and atmospheric pressure and a temperature of 20 to 25 ° C. UV-visible light absorption spectrum measurement is performed on the inorganic nanoparticle dispersion liquid (preferably within one month after one year has passed), and the initial inorganic nanoparticle dispersion in the wavelength region of 200 to 800 nm is performed. Two different wavelengths selected from the wavelength region in which the absorbance value of the absorption spectrum of the liquid is a positive value are defined as the first wavelength and the second wavelength, respectively. When the ratio of absorbance ([absorbance of light of the first wavelength] / [absorbance of light of the second wavelength]) was determined, the absorbance of the light of the first wavelength and the second wavelength of each dispersion liquid. The light absorbance values of all are positive, and The change in the strength ratio (initial strength ratio) of the inorganic nanoparticle dispersion at the initial stage and the strength ratio (strength ratio after one year or more) of the inorganic nanoparticle dispersion that has been passed for more than one year after production. The rate ([initial strength ratio] / [strength ratio after 1 year or more]) is in the range of 0.9 to 1.1. When the value of such a change rate is outside the above range, the dispersibility of the nanoparticles in the dispersion is low, and the inorganic nanoparticles aggregate to cause precipitation and the like. Dispersibility cannot be maintained over a period of time. Thus, in the inorganic nanoparticle dispersion liquid of the present invention, the absorbance value of the absorption spectrum of the initial inorganic nanoparticle dispersion liquid in the wavelength region of 200 to 800 nm of the UV-visible light absorption spectrum is a positive value. The ratio at which the absorbances of light at two different wavelengths selected from the wavelength region to be changed with time is used as an index of dispersibility. In addition, the value of the rate of change is more preferably in the range of 0.9 to 1.0 because the dispersion satisfies higher dispersion stability.

このような強度比の変化率を求めるための、無機ナノ粒子分散液に対するUV−可視光吸収スペクトル測定方法としては、以下のような方法を採用する。すなわち、UV−可視光吸収スペクトル測定に際しては、先ず、測定に用いる無機ナノ粒子分散液(初期及び1年以上経過後のもの)の濃度を0.1mg/mLに調整した測定試料を形成する。次いで、前記測定試料に対してUV−可視光吸収スペクトル測定装置(例えば島津製作所社製の商品名「紫外可視近赤外分光光度計(UV−3600)」)を用いて、25℃の温度条件下、吸収スペクトルを測定する方法を採用する。そして、このようにして求められる吸収スペクトルから、初期の無機ナノ粒子分散液において、吸収スペクトルの吸光度の値が正の値となる波長領域における任意の異なる2点の波長の光の吸光度をそれぞれ求めて、前記強度比を求める。なお、このように任意の2点の強度比を分散性の指標として採用するのは、このような任意の異なる2点の波長の光の吸光度により、粒子の分散安定性を推察することが可能となるためである。さらに、200〜800nmの波長領域のうちの前記初期の無機ナノ粒子分散液の吸収スペクトルの強度が正の値となる波長領域の中から選択される、任意の異なる2点の波長(第一及び第二の波長)の位置における吸光度に基いて分散性を推察するが、前記初期の無機ナノ粒子分散液の吸収スペクトルの強度が0となる場合やノイズや誤差等により負の値となるような領域は、そもそも、その無機材料の粒子による吸収が確認されない波長領域であるものと考えられるため、分散性安定性を推察するための指標としては利用することは困難であり、本発明においては、初期の無機ナノ粒子分散液の吸収スペクトルの強度が正の値となる波長領域の中から波長を選択している。また、このような測定において、1年経過後において吸光度の値が0となる場合やノイズや誤差等により負の値となる場合には、粒子が凝集して分散性が非常に低いものとなっているかあるいは粒子が凝集、沈降して分散していないものである。そのため、本発明においては、各分散液の上記任意の異なる2点の波長の光の吸光度の値がいずれも正の値であることを条件としている。このように、1年経過後においていずれかの波長の光の吸光度の値が0或いは負の値となるような分散液は、分散性が低く、本発明の無機ナノ粒子分散液の条件を満たさないものとなる。   As a UV-visible light absorption spectrum measuring method for the inorganic nanoparticle dispersion for obtaining such a change rate of the intensity ratio, the following method is adopted. That is, when measuring the UV-visible light absorption spectrum, first, a measurement sample is formed by adjusting the concentration of the inorganic nanoparticle dispersion liquid (initial and after one year or more) used for the measurement to 0.1 mg / mL. Subsequently, a temperature condition of 25 ° C. is applied to the measurement sample by using a UV-visible light absorption spectrum measurement device (for example, trade name “UV-Visible Near-Infrared Spectrophotometer (UV-3600)” manufactured by Shimadzu Corporation). Below, the method of measuring the absorption spectrum is adopted. Then, from the absorption spectrum thus determined, in the initial inorganic nanoparticle dispersion, the absorbances of light at two different wavelengths in the wavelength region where the absorbance value of the absorption spectrum is a positive value are respectively obtained. Then, the intensity ratio is obtained. Note that the use of the intensity ratio at any two points as an index of dispersibility in this way makes it possible to infer the dispersion stability of the particles based on the absorbance of light at any two different wavelengths. It is because it becomes. Further, two different wavelengths (first and second wavelengths) selected from wavelength ranges in which the intensity of the absorption spectrum of the initial inorganic nanoparticle dispersion liquid in the wavelength range of 200 to 800 nm is a positive value. The dispersibility is inferred based on the absorbance at the position of the second wavelength). However, when the intensity of the absorption spectrum of the initial inorganic nanoparticle dispersion becomes 0, or becomes negative due to noise, error, etc. Since the region is considered to be a wavelength region where absorption by particles of the inorganic material is not confirmed in the first place, it is difficult to use as an index for inferring dispersibility stability. The wavelength is selected from a wavelength region in which the intensity of the absorption spectrum of the initial inorganic nanoparticle dispersion is a positive value. In addition, in such a measurement, when the absorbance value becomes zero after one year or when it becomes a negative value due to noise or error, the particles are aggregated and the dispersibility is very low. Or particles are aggregated, settled and not dispersed. For this reason, in the present invention, it is a condition that the absorbance values of the light of the two arbitrary wavelengths of each dispersion liquid are positive values. Thus, a dispersion liquid in which the absorbance value of light of any wavelength becomes 0 or negative after one year has low dispersibility and satisfies the conditions of the inorganic nanoparticle dispersion liquid of the present invention. It will not be.

また、このような任意の2点の波長としては、前記初期の無機ナノ粒子分散液の吸収スペクトルにおいてプラズモン吸収のピークが確認される場合には、そのピーク近傍の波長領域(好ましくはピークの最大値の波長から±20nm以内の波長領域)から少なくとも1点(より好ましくは2点)選択することが好ましく、プラズモン吸収のピークが確認される場合においては、ピークの極大値と極小値における波長を前記任意の2点の波長として選択することが好ましい。   In addition, as such two arbitrary wavelengths, when a peak of plasmon absorption is confirmed in the absorption spectrum of the initial inorganic nanoparticle dispersion, the wavelength region in the vicinity of the peak (preferably the peak maximum) It is preferable to select at least one point (more preferably two points) from a wavelength range within ± 20 nm from the wavelength of the value, and when the peak of plasmon absorption is confirmed, the wavelength at the peak maximum and minimum It is preferable to select the wavelengths as the two arbitrary points.

例えば、分散液中の無機材料の金属種がパラジウムであり、粒径が1〜5nm程度である場合には、プラズモン吸収のピークが波長200nm〜400nm程度の位置において確認されるため、前記任意の異なる2点の波長として265nmの波長と383nmの波長をそれぞれ選択することが好ましい。なお、無機材料がパラジウムである場合に、強度比の値として、265nmの波長の光の吸光度と383nmの波長の光の吸光度との比の値を採用するのは、このような波長の光の吸光度により粒子の分散安定性をより効率よく推察することが可能となるためである。このように、無機材料の金属種がパラジウムである場合においては、製造後2時間以内の初期の前記パラジウムナノ粒子分散液及び大気圧、20〜25℃の温度の条件下において製造後1年以上経過(保管)した前記パラジウムナノ粒子分散液(1年経過後1月以内のものが好ましい。)に対してUV−可視光吸収スペクトル測定をそれぞれ行い、265nmの波長の光の吸光度と383nmの波長の光の吸光度との強度比([265nmの光の吸光度]/[383nmの光の吸光度])をそれぞれ求めた場合に、各分散液の265nmの波長の光の吸光度及び383nmの波長の光の吸光度の値がいずれも正の値であり、且つ、初期の前記パラジウムナノ粒子分散液の前記強度比(初期強度比)と製造後1年以上経過させた前記パラジウムナノ粒子分散液の前記強度比(1年以上経過後の強度比)との変化率([初期強度比]/[1年以上経過後の強度比])が0.9〜1.1の範囲のものであることが好ましい。このような変化率の値が前記範囲外の値となる場合には、分散液中のナノ粒子の分散性が低く、パラジウムのナノ粒子が凝集して沈殿等が生じたものとなってしまい、長期間に亘って分散性を維持できないものとなる。このように、無機材料がパラジウムである本発明の無機ナノ粒子分散液においては、UV−可視光吸収スペクトルの265nmの波長の光の吸光度と383nmの波長の光の吸光度との強度比([265nmの光の吸光度]/[383nmの光の吸光度])が経時により変化する割合を分散性の指標とすることが好ましく、このような変化率の値としては、分散液がより高い分散安定性を満たすものとなることから0.9〜1.0の範囲であることがより好ましい。なお、このような測定において、無機材料がパラジウムである場合に、初期及び製造後1年経過後の分散液の265nmの波長の光の吸光度又は383nmの波長の光の吸光度の値が0となる場合やノイズや誤差等により負の値となる場合には、粒子が凝集して分散性が非常に低いものとなっているかあるいは粒子が凝集、沈降して分散していないものであると言えるため、各分散液の265nmの波長の光の吸光度及び383nmの波長の光の吸光度の値がいずれも正の値であることが、その好適な条件となる。このように、無機材料がパラジウムである場合には、265nm及び383nmのいずれかの波長の光の吸光度の値が0或いは負の値となるような分散液は、分散性が低く、本発明の無機ナノ粒子分散液の好適な条件を満たさないものとなる。以上、分散液中の無機材料の金属種がパラジウムである場合に関して、任意の2点の波長として好適な波長を説明したが、以下において、分散液中の無機材料が他の金属種である場合についても簡単に説明する。例えば、無機材料の金属種が金(Au)である場合には、プラズモン吸収のピークが波長500nm〜600nm程度の位置において確認されるため、前記任意の異なる2点の波長として550nmの波長と600nmの波長を選択することが好ましい。更に、無機材料の金属種が銅(Cu)である場合には、プラズモン吸収のピークが波長300nm〜400nm程度の位置及び波長550nm〜700nm程度の位置において確認されるため、前記任意の異なる2点の波長として350nmの波長と700nmの波長を選択することが好ましい。更に、このような好適な異なる2点の波長(第一及び第二の波長)としては、例えば、無機材料が白金(Pt)の場合には350nmと700nmを、無機材料がロジウム(Rh)の場合には400nmと600nmを、オスミウム(Os)の場合には300nmと600nmを、イリジウム(Ir)の場合には400nmと700nmを、それぞれ選択することが好ましい。また、無機材料の種類によってプラズモン吸収が確認されない場合(例えば酸化銅等の場合)もあるが、そのようなプラズモン吸収が確認されないような分散液の場合には、450nmと500nmの波長を前記任意の異なる2点の波長(第一の波長及び第二の波長)として選択することが好ましい。なお、プラズモン吸収が確認されないような分散液の場合において、初期の分散液に関して450nmと500nmの波長の位置のいずれか又は双方において正の値の吸光度が確認されない場合には、その正の値の吸光度が確認されない波長を、正の値の吸光度が確認される別の波長に変更すればよい。   For example, when the metal species of the inorganic material in the dispersion is palladium and the particle diameter is about 1 to 5 nm, the peak of plasmon absorption is confirmed at a position with a wavelength of about 200 nm to 400 nm. It is preferable to select a wavelength of 265 nm and a wavelength of 383 nm as two different wavelengths. When the inorganic material is palladium, the ratio of the absorbance of light having a wavelength of 265 nm and the absorbance of light having a wavelength of 383 nm is adopted as the value of the intensity ratio. This is because the dispersion stability of the particles can be estimated more efficiently by the absorbance. Thus, when the metal species of the inorganic material is palladium, the palladium nanoparticle dispersion liquid in the initial stage within 2 hours after production and atmospheric pressure, at a temperature of 20 to 25 ° C., 1 year or more after production. UV-visible light absorption spectrum measurement was performed on the elapsed (stored) palladium nanoparticle dispersion liquid (preferably within 1 month after 1 year), respectively, and the absorbance of light at a wavelength of 265 nm and the wavelength of 383 nm When the ratio of the light intensity to the light absorbance ([absorbance of light at 265 nm] / [absorbance of light at 383 nm]) is obtained, the absorbance of light at a wavelength of 265 nm and the light at a wavelength of 383 nm of each dispersion liquid are obtained. The absorbance values are all positive values, and the initial strength ratio (initial strength ratio) of the palladium nanoparticle dispersion and the palladium that has passed for more than one year after production. The rate of change ([initial strength ratio] / [strength ratio after one year or more]) of the strength ratio (strength ratio after one year or more) of the particle dispersion is in the range of 0.9 to 1.1. It is preferable that. When the value of the rate of change is a value outside the above range, the dispersibility of the nanoparticles in the dispersion is low, and the palladium nanoparticles aggregate to cause precipitation or the like, Dispersibility cannot be maintained over a long period of time. Thus, in the inorganic nanoparticle dispersion liquid of the present invention in which the inorganic material is palladium, the intensity ratio between the absorbance of light having a wavelength of 265 nm and the absorbance of light having a wavelength of 383 nm in the UV-visible light absorption spectrum ([265 nm The ratio of change in light absorbance] / [absorbance of light at 383 nm] over time is preferably used as an index of dispersibility, and the value of such change rate indicates that the dispersion has a higher dispersion stability. The range of 0.9 to 1.0 is more preferable because it satisfies the requirement. In such a measurement, when the inorganic material is palladium, the value of the absorbance of light at a wavelength of 265 nm or the light of a wavelength of 383 nm of the dispersion at the initial stage and after the lapse of one year has been zero. If the value is negative due to noise or error, it can be said that the particles are agglomerated and the dispersibility is very low, or the particles are agglomerated, settled and not dispersed. The preferable condition is that each of the dispersions has a positive value for the absorbance of light having a wavelength of 265 nm and the absorbance of light having a wavelength of 383 nm. Thus, when the inorganic material is palladium, a dispersion in which the absorbance value of light having a wavelength of either 265 nm or 383 nm is 0 or a negative value has low dispersibility, and It does not satisfy the suitable conditions for the inorganic nanoparticle dispersion. As mentioned above, regarding the case where the metal species of the inorganic material in the dispersion is palladium, the wavelength suitable as the wavelength of any two points has been described, but in the following, the case where the inorganic material in the dispersion is another metal species Is also briefly described. For example, when the metal species of the inorganic material is gold (Au), the peak of plasmon absorption is confirmed at a position with a wavelength of about 500 nm to 600 nm. Therefore, the wavelength of 550 nm and 600 nm as the two different wavelengths. It is preferable to select the wavelength. Furthermore, when the metal species of the inorganic material is copper (Cu), the plasmon absorption peak is confirmed at a position with a wavelength of about 300 nm to 400 nm and a position with a wavelength of about 550 nm to 700 nm. It is preferable to select a wavelength of 350 nm and a wavelength of 700 nm as the wavelength. Furthermore, as such suitable two different wavelengths (first and second wavelengths), for example, when the inorganic material is platinum (Pt), 350 nm and 700 nm are used, and the inorganic material is rhodium (Rh). It is preferable to select 400 nm and 600 nm in the case, 300 nm and 600 nm in the case of osmium (Os), and 400 nm and 700 nm in the case of iridium (Ir), respectively. In addition, plasmon absorption may not be confirmed depending on the type of inorganic material (for example, copper oxide). However, in the case of a dispersion liquid in which such plasmon absorption is not confirmed, the wavelengths of 450 nm and 500 nm may be arbitrarily selected. It is preferable to select as two wavelengths (first wavelength and second wavelength) having different points. In the case of a dispersion in which plasmon absorption is not confirmed, if a positive absorbance is not confirmed at either or both of the positions of 450 nm and 500 nm with respect to the initial dispersion, the positive value What is necessary is just to change the wavelength from which an absorbance is not confirmed to another wavelength from which the positive absorbance is confirmed.

また、本発明の無機ナノ粒子分散液中の無機ナノ粒子(分散質)は、平均粒子径が0.5〜20nmであることが好ましい。このような平均粒子径が前記下限未満では、粒子表面が帯電しにくくなり、コロイドの安定性が低下する。他方、このような平均粒子径が前記上限を超えると帯電によるコロイドの安定化よりも、重力による沈降の影響が大きくなり、コロイドが不安定となる。また、上述の上限値及び下限値の理由と同様の観点から、前記無機ナノ粒子の平均粒子径の上限値は15nm(更に好ましくは10nm)であることがより好ましく、他方、前記無機ナノ粒子の平均粒子径の下限値は、0.5nmであることがより好ましい。また、同様の理由から、特に、無機材料がパラジウムである場合には、平均粒子径は3〜8nmのものであることが好ましく、その平均粒子径の上限値が6nm(更に好ましくは5nm)であることがより好ましく、更に、下限値は、4nmであることがより好ましい。また、無機材料がAuである場合には、平均粒子径は5〜15nmのものであることが好ましく、その平均粒子径の上限値が13nmであることがより好ましい。また、無機材料が合金である場合には、平均粒子径は0.5〜20nmのものであることが好ましく、その平均粒子径の上限値が5nmであることがより好ましく、更に、下限値は、0.5nmであることがより好ましい。また、無機材料の他の金属種に関して、例えば、無機材料が銅(Cu)やその酸化物である場合には平均粒子径は0.5〜10nmであることが好ましく、無機材料が白金(Pt)の場合には平均粒子径は5〜15nmであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the inorganic nanoparticle (dispersoid) in the inorganic nanoparticle dispersion liquid of the present invention has an average particle diameter of 0.5 to 20 nm. When such an average particle diameter is less than the lower limit, the particle surface is difficult to be charged and the stability of the colloid is lowered. On the other hand, when the average particle diameter exceeds the upper limit, the influence of sedimentation due to gravity becomes larger than the stabilization of the colloid due to charging, and the colloid becomes unstable. Further, from the same viewpoint as the reason for the upper limit value and the lower limit value described above, the upper limit value of the average particle diameter of the inorganic nanoparticles is more preferably 15 nm (more preferably 10 nm). The lower limit value of the average particle diameter is more preferably 0.5 nm. For the same reason, particularly when the inorganic material is palladium, the average particle diameter is preferably 3 to 8 nm, and the upper limit of the average particle diameter is 6 nm (more preferably 5 nm). More preferably, the lower limit is more preferably 4 nm. Moreover, when an inorganic material is Au, it is preferable that an average particle diameter is 5-15 nm, and it is more preferable that the upper limit of the average particle diameter is 13 nm. When the inorganic material is an alloy, the average particle diameter is preferably 0.5 to 20 nm, the upper limit value of the average particle diameter is more preferably 5 nm, and the lower limit value is More preferably, it is 0.5 nm. Regarding other metal species of the inorganic material, for example, when the inorganic material is copper (Cu) or an oxide thereof, the average particle diameter is preferably 0.5 to 10 nm, and the inorganic material is platinum (Pt ), The average particle size is preferably 5 to 15 nm.

さらに、前記無機ナノ粒子は、粒子径の標準偏差が3.0nm以下のものであることが好ましい。このような標準偏差が前記上限を超えると、粒子の均一性が低下し、コロイドの安定性の低下やナノ粒子特性の低下の原因となる。また、同様の観点から、無機ナノ粒子の粒子径の標準偏差としては2.0nm以下(更に好ましくは1.5以下、特に好ましくは0.5〜1.0nm)であることがより好ましい。特に、無機ナノ粒子を形成する無機材料が合金である場合には、上述の本発明の無機ナノ粒子の製造方法を採用することにより、標準偏差が1.0nm以下となるような非常に均一性の高い粒子を形成することもできるため、例えば、無機ナノ粒子を形成する無機材料が合金である場合には標準偏差が1.0nm以下であることが好ましい。   Furthermore, the inorganic nanoparticles preferably have a particle diameter standard deviation of 3.0 nm or less. When such a standard deviation exceeds the upper limit, the uniformity of the particles is lowered, which causes a decrease in colloidal stability and nanoparticle characteristics. From the same viewpoint, the standard deviation of the particle size of the inorganic nanoparticles is more preferably 2.0 nm or less (more preferably 1.5 or less, particularly preferably 0.5 to 1.0 nm). In particular, when the inorganic material forming the inorganic nanoparticles is an alloy, by adopting the above-described method for producing inorganic nanoparticles of the present invention, the standard deviation is 1.0 nm or less. For example, when the inorganic material forming the inorganic nanoparticles is an alloy, the standard deviation is preferably 1.0 nm or less.

なお、このようなナノ粒子の平均粒子径及び粒子径の標準偏差は、任意の100個以上の一次粒子の粒子径を透過型電子顕微鏡(TEM)により測定して、その粒子径の測定値に基づいて算出する。さらに、ここにいう粒子径とは、粒子が球形でない場合には外接円の最大直径をいう。   In addition, the average particle diameter of such nanoparticles and the standard deviation of the particle diameter are obtained by measuring the particle diameter of arbitrary 100 or more primary particles with a transmission electron microscope (TEM), and measuring the particle diameter. Calculate based on Furthermore, the particle diameter here refers to the maximum diameter of a circumscribed circle when the particles are not spherical.

また、本発明の無機ナノ粒子分散液としては、前記初期の前記無機ナノ粒子分散液の前記第一の波長及び前記第二の波長の光の吸光度(初期吸光度)と、前記製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液の前記第一の波長及び第二の波長の光の吸光度(1年以上経過後の吸光度)の値に基いて、第一の波長及び第二の波長のそれぞれの波長の位置における吸光度の変化率(式:[初期吸光度]−[1年以上経過後の吸光度]/[初期吸光度]を計算して得られる値の絶対値)を、それぞれ測定した場合(例えば、第一の波長が350nmであり且つ第二の波長が700nmである場合には、第一の波長(350nm)の光の吸光度の変化率と、第二の波長(700nm)の光の吸光度の変化率とをそれぞれ測定した場合)において、少なくとも一方の波長における変化率が0.20以下(より好ましくは0.15以下、更に好ましくは0.10以下、特に好ましくは0.09以下)であるという条件を満たすことが好ましく、双方の波長が前記条件を満たすことがより好ましい。このような変化率が第一及び第二の波長の双方において上記上限を超えるような無機ナノ粒子分散液は、吸収スペクトルの強度の変化が大きく、分散性の変化が大きいものと考えられることから、長期に亘る分散安定性が必ずしも十分なものではないと考えられる。このように、本発明の無機ナノ粒子分散液としては、長期に亘る分散安定性が十分に高いものとなるという観点から、上記条件を満たすものが好ましい。   Moreover, as the inorganic nanoparticle dispersion liquid of the present invention, the first wavelength and the second wavelength light absorbance (initial absorbance) of the initial inorganic nanoparticle dispersion liquid, and more than one year after the production Each of the first wavelength and the second wavelength is based on the absorbance values (absorbances after one year or more) of the first wavelength and second wavelength of the passed inorganic nanoparticle dispersion. The rate of change in absorbance at the position of the wavelength (formula: [initial absorbance]-[absorbance after lapse of one year or more] / [absolute value of the value obtained by calculating the initial absorbance]) is measured (for example, When the first wavelength is 350 nm and the second wavelength is 700 nm, the change rate of the absorbance of the light at the first wavelength (350 nm) and the absorbance of the light at the second wavelength (700 nm) When measuring the rate of change) It is preferable to satisfy the condition that the rate of change at at least one wavelength is 0.20 or less (more preferably 0.15 or less, more preferably 0.10 or less, particularly preferably 0.09 or less). More preferably, the wavelength satisfies the above conditions. Inorganic nanoparticle dispersions with such a rate of change exceeding the upper limit at both the first and second wavelengths are considered to have a large change in the intensity of the absorption spectrum and a large change in dispersibility. It is considered that the dispersion stability over a long period is not always sufficient. As described above, the inorganic nanoparticle dispersion of the present invention preferably satisfies the above conditions from the viewpoint of sufficiently high dispersion stability over a long period of time.

また、本発明の無機ナノ粒子分散液としては、前記初期強度比及び前記1年以上経過後の強度比の値を利用して下記式:
[強度比の第二の変化率]=([初期強度比]−[1年経過後の強度比])/[初期強度比]
の計算値の絶対値として、強度比の第二の変化率を求めた場合に、前記強度比の第二の変化率が0.20以下であることが好ましく、0.10以下であることが好ましい。このような強度比の第二の変化率が前記上限を超えると長期に亘る分散安定性が必ずしも十分なものではない傾向にある。
Moreover, as an inorganic nanoparticle dispersion liquid of this invention, the following formula | equation:
[Second rate of change in intensity ratio] = ([Initial intensity ratio] − [Intensity ratio after 1 year]) / [Initial intensity ratio]
When the second change rate of the intensity ratio is obtained as the absolute value of the calculated value, the second change rate of the intensity ratio is preferably 0.20 or less, and preferably 0.10 or less. preferable. When the second rate of change of the intensity ratio exceeds the upper limit, dispersion stability over a long period tends not to be sufficient.

また、このような本発明の無機ナノ粒子分散液は、上記本発明の無機ナノ粒子の製造方法を利用することにより容易に形成することができる。そのため、本発明の無機ナノ粒子分散液としては、上記本発明の無機ナノ粒子の製造方法を利用して得られたものであることが好ましい。なお、上記本発明の無機ナノ粒子の製造方法によって溶媒中に無機材料のナノ粒子を形成することにより、溶媒中に無機材料からなるナノ粒子が分散された本発明の無機ナノ粒子分散液をそのまま得ることが可能である。   Moreover, such an inorganic nanoparticle dispersion of the present invention can be easily formed by utilizing the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention. Therefore, the inorganic nanoparticle dispersion liquid of the present invention is preferably obtained using the above-described method for producing inorganic nanoparticles of the present invention. The inorganic nanoparticle dispersion liquid of the present invention in which nanoparticles of an inorganic material are dispersed in a solvent is formed by forming the inorganic material nanoparticles in a solvent by the above-described inorganic nanoparticle production method of the present invention. It is possible to obtain.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
図1に示す液相レーザーアブレーション装置と同様の構成の液相レーザーアブレーション装置を用いて、パラジウム(Pd)のナノ粒子の製造を行った。なお、レーザー発振器10としてNd:YAGレーザー装置を用い、ミラー11として市販の反射鏡(CVI社製)を用い、集光手段12として焦点距離が100mmの合成石英レンズ(シグマ光機社製の商品名「球面平凸レンズ」)を用い、処理容器13としてガラス製のメスフラスコ(容量250mL)を用い、溶媒14としてはイオン交換水からなる純水(200mL、軽水、DO濃度:0質量%)を用い、ターゲット15としてパラジウムの粉末(3g、株式会社ニラコ製の商品名「パラジウム粉末」、300mesh、平均粒子径1μm)、撹拌装置16としてマグネチックスターラー(AS ONE社製の商品名「マグネチックスターラー」、長さ30mmの棒状の撹拌子16Aを利用)を用いた。また、処理容器13中の気相を形成する雰囲気ガスGとしては空気を利用した。
Example 1
Palladium (Pd) nanoparticles were produced using a liquid phase laser ablation apparatus having the same configuration as the liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. In addition, a Nd: YAG laser device is used as the laser oscillator 10, a commercially available reflecting mirror (manufactured by CVI) is used as the mirror 11, and a synthetic quartz lens having a focal length of 100 mm (product of Sigma Kogyo Co., Ltd.) is used as the condensing means 12. (Namely “spherical plano-convex lens”), a glass volumetric flask (capacity 250 mL) is used as the processing vessel 13, and pure water (200 mL, light water, D 2 O concentration: 0% by mass) as the solvent 14 is ion-exchanged water. ) As a target 15, palladium powder (3 g, trade name “Palladium powder” manufactured by Nilaco Corporation, 300 mesh, average particle size 1 μm), and magnetic stirrer (trade name “Magne” manufactured by AS ONE Co., Ltd.) as the stirring device 16. “Tick stirrer” (using a rod-like stirrer 16A having a length of 30 mm) was used. Moreover, air was used as the atmospheric gas G forming the gas phase in the processing container 13.

そして、先ず、処理容器13に溶媒14を導入した後に、前記パラジウムの粉末を添加した。その後、マグネチックスターラーを用い、撹拌子16Aを回転速度1200rpmで回転させて溶媒14を撹拌し、ターゲット15(パラジウムの粉末)を溶媒14中に強制的に分散させた。そして、撹拌子16Aの回転速度を1200rpmに維持して撹拌を続けながら、レーザー発振器10からNd:YAGレーザーの2倍高調波である波長532nmのレーザー光Lを10Hz、700mJ/pulseの照射条件で発振し、そのレーザー光をミラー11により反射させて集光手段12に入射させ、集光手段12により溶媒14の表面(液相と気相の界面I)におけるレーザー光Lのフルエンスが90J/cmとなるように集光(集光形状:直径が1mmの円形状)して、液相と気相の界面Iにレーザー光Lを60分間集光照射した。このようにしてレーザー光Lを界面Iに焦点がくるようにして集光照射することにより、液相と気相の界面から溶媒中にレーザー光Lが入射し、溶媒14の表面やその近傍に存在するターゲット15の粉末に対してレーザー光Lが照射されて、ターゲット15の粉末に対して液相レーザーアブレーションが行われた。このようにして、溶媒14中においてパラジウムのナノ粒子を形成し、前記ナノ粒子が溶媒14中に分散した分散液(黄色のコロイド)を得た。なお、このようにして得られたパラジウムのナノ粒子の収量(1時間当たりに製造される粒子の重さ)は25mg/hであった。 First, after introducing the solvent 14 into the processing vessel 13, the palladium powder was added. Thereafter, using a magnetic stirrer, the stirrer 16A was rotated at a rotational speed of 1200 rpm to stir the solvent 14, and the target 15 (palladium powder) was forcibly dispersed in the solvent 14. And while maintaining the rotational speed of the stirrer 16A at 1200 rpm, the laser oscillator 10 emits a laser beam L having a wavelength of 532 nm, which is a second harmonic of the Nd: YAG laser, under irradiation conditions of 10 Hz and 700 mJ / pulse. The laser beam oscillates, is reflected by the mirror 11 and is incident on the condensing unit 12, and the condensing unit 12 causes the fluence of the laser beam L on the surface of the solvent 14 (interface I between the liquid phase and the gas phase) to be 90 J / cm. 2 was condensed (condensed shape: circular shape with a diameter of 1 mm), and the laser beam L was condensed and irradiated onto the interface I between the liquid phase and the gas phase for 60 minutes. By condensing and irradiating the laser beam L so that the focal point is at the interface I in this way, the laser beam L enters the solvent from the interface between the liquid phase and the gas phase, and the surface of the solvent 14 or the vicinity thereof. The laser beam L was applied to the existing target 15 powder, and liquid phase laser ablation was performed on the target 15 powder. Thus, palladium nanoparticles were formed in the solvent 14, and a dispersion liquid (yellow colloid) in which the nanoparticles were dispersed in the solvent 14 was obtained. The yield of the palladium nanoparticles thus obtained (the weight of particles produced per hour) was 25 mg / h.

[実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価]
(透過型電子顕微鏡(TEM)測定)
実施例1で得られた分散液の一部(30mL)をガラス皿に移し替えて乾燥機により溶媒13(純水)を加熱蒸発させて粒子を回収した。このようにして回収された粒子を透過型電子顕微鏡(TEM)で測定して粒子径を測定した。なお、このような測定により得られた結果のうち、透過型電子顕微鏡(TEM)写真を図2に示す。また、このような測定の結果、得られたパラジウムのナノ粒子の平均粒子径は5nmであり、粒子径の標準偏差は1.5nmであった。このような結果から、均一性の十分に高いナノ粒子が形成されていることが確認された。
[Evaluation of characteristics of nanoparticles and dispersion obtained in Example 1]
(Transmission electron microscope (TEM) measurement)
Part of the dispersion (30 mL) obtained in Example 1 was transferred to a glass dish, and the solvent 13 (pure water) was evaporated by heating with a dryer to collect particles. The particles collected in this manner were measured with a transmission electron microscope (TEM) to measure the particle diameter. Of the results obtained by such measurement, a transmission electron microscope (TEM) photograph is shown in FIG. Moreover, as a result of such measurement, the average particle diameter of the obtained palladium nanoparticles was 5 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 1.5 nm. From these results, it was confirmed that nanoparticles with sufficiently high uniformity were formed.

(UV−可視光吸収スペクトルの測定A)
実施例1で製造した直後(製造から2時間後のもの)の分散液を用い、分散液中のパラジウムナノ粒子の濃度が0.1mg/mLとなるように調整した測定試料を形成した。その後、前記測定試料を用い、UV−可視光吸収スペクトル測定装置(島津製作所社製の商品名「紫外可視近赤外分光光度計(UV−3600)」)を用いて、25℃の温度条件下、UV−可視光吸収スペクトルを測定した。このような測定により得られた吸収スペクトルのグラフを図3に示す。なお、分散安定性を測定するための指標として、第一の波長として265nmを選択し、第二の波長として383nmを選択して、強度比等を求めた。図3に示す結果からも明らかなように、波長:265nmと383nmの位置において吸光度のピークが観測(吸光度が正の値を有していることが観測)され、分散液の分散性が十分に高いことが分かった。また、265nmの波長の光の吸光度と383nmの波長の光の吸光度との強度比([265nmの光の吸光度]/[383nmの光の吸光度])を求めたところ、製造直後の分散液の強度比(初期強度比)は2.84であることが分かった。
(Measurement of UV-visible light absorption spectrum A)
Using a dispersion immediately after production in Example 1 (two hours after production), a measurement sample was formed so that the concentration of palladium nanoparticles in the dispersion was adjusted to 0.1 mg / mL. Thereafter, using the measurement sample, a UV-visible light absorption spectrum measurement apparatus (trade name “Ultraviolet-Visible Near-Infrared Spectrophotometer (UV-3600)” manufactured by Shimadzu Corporation) was used at a temperature of 25 ° C. The UV-visible light absorption spectrum was measured. The graph of the absorption spectrum obtained by such measurement is shown in FIG. In addition, as an index for measuring dispersion stability, 265 nm was selected as the first wavelength and 383 nm was selected as the second wavelength, and the intensity ratio and the like were obtained. As apparent from the results shown in FIG. 3, absorbance peaks are observed at wavelengths of 265 nm and 383 nm (observed that the absorbance has a positive value), and the dispersibility of the dispersion is sufficiently high. I found it expensive. Further, when the intensity ratio of the absorbance of light having a wavelength of 265 nm to the absorbance of light having a wavelength of 383 nm ([absorbance of light of 265 nm] / [absorbance of light of 383 nm]) was determined, the intensity of the dispersion immediately after production was obtained. The ratio (initial strength ratio) was found to be 2.84.

(UV−可視光吸収スペクトルの測定B)
実施例1で製造後、大気圧、20〜25℃の温度条件下において1年経過した後の分散液を用いた以外は、「UV−可視光吸収スペクトルの測定A」で採用した方法と同様の方法を採用して1年経過後の分散液のUV−可視光吸収スペクトルを測定した。このような測定により得られた吸収スペクトルのグラフから、波長:265nmと383nmの位置において吸光度が正の値を有していることが確認されるとともに、265nmの光の吸光度と383nmの波長の光の吸光度との強度比([265nmの光の吸光度]/[383nmの光の吸光度])を求めたところ、1年経過後の分散液の強度比(1年経過後の強度比)は2.70であることが分かった。
(Measurement B of UV-visible light absorption spectrum B)
The same method as employed in “Measurement A of UV-Visible Light Absorption Spectrum”, except that the dispersion after one year has passed under atmospheric pressure and a temperature of 20 to 25 ° C. after the production in Example 1 was used. The UV-visible light absorption spectrum of the dispersion after 1 year was measured using the above method. From the graph of the absorption spectrum obtained by such measurement, it is confirmed that the absorbance has a positive value at the positions of wavelengths: 265 nm and 383 nm, and the absorbance of the light of 265 nm and the light of the wavelength of 383 nm are confirmed. As a result, the intensity ratio of the dispersion after one year (intensity ratio after one year) is 2. As a result, the intensity ratio (absorbance of light at 265 nm) / [absorbance of light at 383 nm] is obtained. It turned out to be 70.

このようなUV−可視光吸収スペクトルの測定A及びBの結果から、初期強度比に対する1年経過後の強度比の変化率を式:
[強度比の変化率]=[初期強度比]/[1年経過後の強度比]
を計算して求めたところ、強度比の変化率(強度比の第一の変化率)の値は1.05であることが分かった。このような結果から、実施例1で得られた分散液においては、分散液中のナノ粒子の分散性がほとんど変化していないことが分かり、上述のような液相レーザーアブレーションにより得られるナノ粒子は長期に亘って分散性を維持することが可能なものであることが分かった。すなわち、実施例1で得られたナノ粒子は、分散液中における分散安定性が十分に高いものであることが確認された。
From the results of the measurement A and B of the UV-visible light absorption spectrum, the rate of change of the intensity ratio after one year from the initial intensity ratio is expressed by the formula:
[Change rate of intensity ratio] = [Initial intensity ratio] / [Intensity ratio after 1 year]
As a result of calculation, it was found that the value of the change rate of the intensity ratio (the first change rate of the intensity ratio) was 1.05. From these results, it can be seen that in the dispersion obtained in Example 1, the dispersibility of the nanoparticles in the dispersion hardly changed, and the nanoparticles obtained by the liquid phase laser ablation as described above. Was found to be capable of maintaining dispersibility over a long period of time. That is, it was confirmed that the nanoparticles obtained in Example 1 have sufficiently high dispersion stability in the dispersion.

また、UV−可視光吸収スペクトルの測定A及びBの結果から、265nmの光の吸光度の変化率と383nmの波長の光の吸光度の変化率を、それぞれ、式:
[特定波長における吸光度の変化率]=[特定波長における初期吸光度]−[特定波長における1年以上経過後の吸光度]/[特定波長における初期吸光度]
の計算値の絶対値として求めたところ、265nmの光の吸光度の変化率は0.01であり、383nmの波長の光の吸光度の変化率は0.01であった。なお、ここにいう「初期吸光度」とは、製造した直後(製造から2時間後のもの)の分散液の吸光度をいい、「1年以上経過後の吸光度」とは、1年経過した後の分散液の吸光度をいう。また、強度比の第二の変化率を下記式:
[強度比の第二の変化率]=([初期強度比]−[1年経過後の強度比])/[初期強度比]
の計算値の絶対値として求めたところ、強度比の第二の変化率は0.10であった。このような結果から、実施例1で得られたナノ粒子は、分散液中における分散安定性が十分に高いものであることが確認された。
Moreover, from the results of the measurement A and B of the UV-visible light absorption spectrum, the change rate of the absorbance of light at 265 nm and the change rate of the absorbance of light at a wavelength of 383 nm are respectively expressed by the formulas:
[Change rate of absorbance at specific wavelength] = [initial absorbance at specific wavelength] − [absorbance after lapse of one year or more at specific wavelength] / [initial absorbance at specific wavelength]
When the absolute value of the calculated value was calculated, the rate of change in absorbance of light at 265 nm was 0.01, and the rate of change in absorbance of light at a wavelength of 383 nm was 0.01. As used herein, “initial absorbance” refers to the absorbance of the dispersion immediately after production (two hours after production), and “absorbance after one year has passed” refers to the absorbance after one year has elapsed. Refers to the absorbance of the dispersion. Further, the second change rate of the intensity ratio is expressed by the following formula:
[Second rate of change in intensity ratio] = ([Initial intensity ratio] − [Intensity ratio after 1 year]) / [Initial intensity ratio]
When the absolute value of the calculated value was obtained, the second change rate of the intensity ratio was 0.10. From these results, it was confirmed that the nanoparticles obtained in Example 1 have sufficiently high dispersion stability in the dispersion.

(実施例2)
レーザー発振器10としてNd:YAGレーザー装置を用い、レーザー発振器10からNd:YAGレーザーの3倍高調波である波長355nmのレーザー光Lを10Hz、500mJ/pulseの照射条件で発振し、集光手段12により溶媒の表面(液相と気相の界面I)におけるレーザー光Lのフルエンスが60J/cmとなるように集光(集光形状:直径が1mmの円形状)した以外は、実施例1と同様にして、溶媒14中においてパラジウムのナノ粒子を形成し、前記ナノ粒子が溶媒14中に分散した分散液(黄色のコロイド)を得た。なお、このようにして得られたパラジウムのナノ粒子の収量は18mg/hであった。
(Example 2)
The Nd: YAG laser device is used as the laser oscillator 10, and the laser beam L having a wavelength of 355 nm, which is the third harmonic of the Nd: YAG laser, is oscillated from the laser oscillator 10 under the irradiation condition of 10 Hz and 500 mJ / pulse, Example 1 except that light was condensed (condensed shape: circular shape with a diameter of 1 mm) so that the fluence of the laser beam L on the surface of the solvent (interface I between the liquid phase and the gas phase) was 60 J / cm 2. In the same manner as above, palladium nanoparticles were formed in the solvent 14, and a dispersion liquid (yellow colloid) in which the nanoparticles were dispersed in the solvent 14 was obtained. The yield of the palladium nanoparticles thus obtained was 18 mg / h.

実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して実施例2で得られたナノ粒子及び分散液の特性を評価したところ、得られたパラジウムのナノ粒子の平均粒子径は6.5nmであり、粒子径の標準偏差は2.0nmであった。また、吸収スペクトルの測定により、製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液のいずれにおいても波長:265nmと383nmの位置において吸光度が正の値を有していることが確認された。また、このような吸収スペクトルから求められる製造直後の分散液の前記強度比([265nmの光の吸光度]/[383nmの光の吸光度])は2.80であり、製造から1年経過後の分散液の前記強度比は2.85であり、前記強度比の変化率(強度比の第一の変化率)の値は0.98であることが分かった。更に、265nmの光の吸光度と383nmの波長の光の吸光度の変化率をそれぞれ求めたところ、265nmの波長の光の吸光度の変化率は0.01であり、383nmの波長の光の吸光度の変化率は0.02であった。更に、強度比の第二の変化率は0.15であった。このような結果から、実施例2においては、均一性の十分に高いナノ粒子が形成されていることが確認されるとともに、分散液中のナノ粒子の分散性がほとんど変化していないことから、得られたナノ粒子は分散液中における分散安定性が十分に高いものであることが確認された。   When the characteristics of the nanoparticles and the dispersion obtained in Example 2 were evaluated by adopting the same method as the method for evaluating the characteristics of the nanoparticles and the dispersion obtained in Example 1, the obtained palladium nanoparticle was obtained. The average particle diameter of the particles was 6.5 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 2.0 nm. In addition, by measuring the absorption spectrum, the absorbance was positive at the wavelengths of 265 nm and 383 nm in both the dispersion immediately after production (two hours after production) and the dispersion after one year from production. It was confirmed to have. Further, the intensity ratio ([265 nm light absorbance] / [383 nm light absorbance]) of the dispersion immediately after production obtained from such an absorption spectrum is 2.80, one year after production. It was found that the intensity ratio of the dispersion was 2.85, and the value of the rate of change of the intensity ratio (the first rate of change of the intensity ratio) was 0.98. Further, when the change rate of the absorbance of the light of 265 nm and the change of the absorbance of the light of the wavelength of 383 nm were obtained, the change rate of the absorbance of the light of the wavelength of 265 nm was 0.01, and the change of the absorbance of the light of the wavelength of 383 nm was changed. The rate was 0.02. Furthermore, the second change rate of the intensity ratio was 0.15. From these results, in Example 2, it was confirmed that nanoparticles with sufficiently high uniformity were formed, and the dispersibility of the nanoparticles in the dispersion was hardly changed. The obtained nanoparticles were confirmed to have sufficiently high dispersion stability in the dispersion.

(実施例3)
レーザー発振器10としてNd:YAGレーザー装置を用い、レーザー発振器10からNd:YAGレーザーの2倍高調波である波長532nmのレーザー光Lを10Hz、400mJ/pulseの照射条件で発振し、集光手段12により溶媒の表面(液相と気相の界面I)におけるレーザー光Lのフルエンスが0.80J/cmとなるように集光(集光形状:直径が8mmの円形状)した以外は、実施例1と同様にして、溶媒14中においてパラジウムのナノ粒子を形成し、前記ナノ粒子が溶媒14中に分散した分散液(黄色のコロイド)を得た。なお、このようにして得られたパラジウムのナノ粒子の収量は10mg/hであった。
(Example 3)
The Nd: YAG laser device is used as the laser oscillator 10, and laser light L having a wavelength of 532 nm, which is a second harmonic of the Nd: YAG laser, is oscillated from the laser oscillator 10 under the irradiation condition of 10 Hz and 400 mJ / pulse, and the light collecting means 12 Except for condensing (condensing shape: circular shape with a diameter of 8 mm) so that the fluence of the laser beam L on the surface of the solvent (interface I between the liquid phase and the gas phase) is 0.80 J / cm 2. In the same manner as in Example 1, palladium nanoparticles were formed in the solvent 14, and a dispersion liquid (yellow colloid) in which the nanoparticles were dispersed in the solvent 14 was obtained. The yield of the palladium nanoparticles thus obtained was 10 mg / h.

実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して実施例3で得られたナノ粒子及び分散液の特性を評価したところ、得られたパラジウムのナノ粒子の平均粒子径は8.0nmであり、粒子径の標準偏差は2.0nmであった。また、吸収スペクトルの測定により、製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液のいずれにおいても波長:265nmと383nmの位置において吸光度が正の値を有していることが確認された。また、このような吸収スペクトルから求められる製造直後の分散液の前記強度比([265nmの光の吸光度]/[383nmの光の吸光度])は1.90であり、製造から1年経過後の分散液の前記強度比は1.90であり、前記強度比の変化率の値は1.00であることが分かった。更に、265nmの波長の光の吸光度と383nmの波長の光の吸光度の変化率をそれぞれ求めたところ、265nmの波長の光の吸光度の変化率は0.01であり、383nmの波長の光の吸光度の変化率は0.01であった。更に、強度比の第二の変化率は0.10であった。このような結果から、実施例3においては、均一性の十分に高いナノ粒子が形成されていることが確認されるとともに、分散液中のナノ粒子の分散性が変化していないことから、得られたナノ粒子は分散液中における分散安定性が十分に高いものであることが確認された。   The characteristics of the nanoparticles and dispersion obtained in Example 3 were evaluated by adopting the same method as the method for evaluating the characteristics of the nanoparticles and dispersion obtained in Example 1. The average particle size of the particles was 8.0 nm, and the standard deviation of the particle size was 2.0 nm. In addition, by measuring the absorption spectrum, the absorbance was positive at the wavelengths of 265 nm and 383 nm in both the dispersion immediately after production (two hours after production) and the dispersion after one year from production. It was confirmed to have. Further, the intensity ratio ([absorbance of light at 265 nm] / [absorbance of light at 383 nm]) of the dispersion immediately after the production obtained from such an absorption spectrum is 1.90, which is 1 year after the production. It was found that the intensity ratio of the dispersion was 1.90, and the value of the rate of change of the intensity ratio was 1.00. Furthermore, when the change rate of the absorbance of light having a wavelength of 265 nm and the change of absorbance of light having a wavelength of 383 nm were respectively determined, the change rate of the absorbance of light having a wavelength of 265 nm was 0.01, and the absorbance of light having a wavelength of 383 nm The change rate of was 0.01. Furthermore, the second change rate of the intensity ratio was 0.10. From these results, in Example 3, it was confirmed that nanoparticles with sufficiently high uniformity were formed, and the dispersibility of the nanoparticles in the dispersion was not changed. It was confirmed that the obtained nanoparticles had sufficiently high dispersion stability in the dispersion.

(比較例1)
集光手段12を用いず、レーザ光Lを集光せず、溶媒14中のターゲット15に対してそのままレーザー光Lを照射した以外は、実施例2と同様にして溶媒14中においてパラジウムのナノ粒子を形成した。なお、界面Iにおけるレーザー光Lのフルエンスは0.63J/cmであった。このようにしてパラジウムのナノ粒子を形成した場合には、ナノ粒子が凝集して沈殿し、分散液が得られなかった。このように、界面Iにおけるレーザー光Lのフルエンスが0.63J/cmとなるような条件では、撹拌しながらレーザー光を照射しても、形成されるパラジウムのナノ粒子に十分な分散安定性を付与することができないことが確認された。また、実施例1で得られたナノ粒子の特性の評価方法と同様の方法を採用して比較例1で得られたナノ粒子の特性を評価したところ、得られたパラジウムのナノ粒子の平均粒子径は50nmであり、粒子径の標準偏差は30nmであった。このような結果から、界面Iにレーザー光を集光照射しない場合には、十分に小さく且つ均一な粒径を有するナノ粒子を形成することができないことが分かった。また、このようにして得られたパラジウムのナノ粒子の収量(1時間当たりに製造される粒子の重さ)は0.1mg/hであり、収率も十分なものとはならなかった。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 2, except that the condensing unit 12 is not used, the laser beam L is not collected, and the target 15 in the solvent 14 is irradiated with the laser beam L as it is. Particles were formed. Note that the fluence of the laser beam L at the interface I was 0.63 J / cm 2 . When palladium nanoparticles were formed in this way, the nanoparticles aggregated and precipitated, and a dispersion was not obtained. Thus, under the condition that the fluence of the laser beam L at the interface I is 0.63 J / cm 2 , even when the laser beam is irradiated with stirring, the dispersion stability sufficient for the formed palladium nanoparticles It was confirmed that it cannot be granted. Moreover, when the characteristic of the nanoparticle obtained in Comparative Example 1 was evaluated by adopting the same method as the method for evaluating the characteristic of the nanoparticle obtained in Example 1, the average particle of the obtained palladium nanoparticle was obtained. The diameter was 50 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 30 nm. From these results, it was found that when the interface I was not focused and irradiated with laser light, nanoparticles having a sufficiently small and uniform particle size could not be formed. Further, the yield of palladium nanoparticles thus obtained (the weight of particles produced per hour) was 0.1 mg / h, and the yield was not sufficient.

(比較例2)
図4に示す液相レーザーアブレーション装置を用いて、液相レーザーアブレーション処理を施した。図4に示す液相レーザーアブレーション装置は、基本的に、レーザー発振器10と、レーザー光Lの光路上に配置された集光レンズ12と、石英製の窓Wを備える密封型の処理容器13と、溶媒14と、処理容器13に保持されたバルク状のターゲット15とを備える。
(Comparative Example 2)
Liquid phase laser ablation was performed using the liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. The liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. 4 basically includes a laser oscillator 10, a condensing lens 12 disposed on the optical path of the laser light L, and a sealed processing container 13 having a quartz window W; And a solvent 14 and a bulk target 15 held in the processing vessel 13.

このような液相レーザーアブレーション装置においては、レーザー発振器10としてNd:YAGレーザー装置を用い、集光レンズ12として焦点距離が100mmの合成石英レンズを用いた。なお、ターゲット15の表面上の集光サイズが直径1.2mmとなるように、集光レンズ12は処理容器13の窓Wに密着させるようにして配置した。また、処理容器13としては、石英製の窓Wが設置される面及びターゲット15が保持される面が円形であり、且つ、長さが100mmの円筒状の容器(容器内の円形の面の内径が80mm)を用いた。また、このような処理容器13はアクリル樹脂製のものとし、窓Wは直径40mm、厚み8mmの石英製のものとした。また、溶媒14としては純水(軽水、DO濃度:0質量%)を用い、容器13内を溶媒14で満たした。また、ターゲット15としては直径40.0mm、厚み1.0mmのパラジウムからなる円板(バルク状のターゲット、株式会社ニラコ製の商品名「パラジウム円板」)を用い、また、ターゲット15は図示を省略したモーターと接続して、そのモーターにより回転可能とした。 In such a liquid phase laser ablation apparatus, an Nd: YAG laser apparatus is used as the laser oscillator 10 and a synthetic quartz lens having a focal length of 100 mm is used as the condenser lens 12. In addition, the condensing lens 12 was arrange | positioned so that it might closely_contact | adhere to the window W of the processing container 13 so that the condensing size on the surface of the target 15 might be 1.2 mm in diameter. Further, as the processing container 13, the surface on which the quartz window W is installed and the surface on which the target 15 is held are circular, and the cylindrical container having a length of 100 mm (the circular surface in the container). The inner diameter was 80 mm). Further, the processing container 13 is made of acrylic resin, and the window W is made of quartz having a diameter of 40 mm and a thickness of 8 mm. Further, pure water (light water, D 2 O concentration: 0% by mass) was used as the solvent 14, and the inside of the container 13 was filled with the solvent 14. Further, as the target 15, a disk made of palladium having a diameter of 40.0 mm and a thickness of 1.0 mm (bulk target, trade name “Palladium disk” manufactured by Nilaco Co., Ltd.) is used. It is connected to the omitted motor and can be rotated by the motor.

そして、液相レーザーアブレーションを施す工程においては、かかる装置を用いて、レーザー発振器10からNd:YAGレーザーの2倍高周波の波長532nmのレーザー光Lを400mJ/pulse,10Hzの条件で発振し、集光レンズ12により、ターゲット15の表面上でのフルエンスが5.66J/cmとなるように集光(集光形状:直径3mm)して、溶媒14中においてターゲット15にレーザー光Lを照射した。また、このようなレーザー光Lの照射時間は60分間とした。なお、レーザー光Lの照射の際には、ターゲット15の表面の同じ位置に繰り返しレーザー光Lが照射されて穴が開ないように、ターゲット15を前記モーター(図示省略)により適宜回転させながらレーザー光Lを照射した。このようにして、バルク状のターゲット15に対してレーザー光Lを照射してレーザーアブレーションを施すことにより、パラジウムのナノ粒子を形成し、前記ナノ粒子が溶媒14中に分散した分散液(茶色のコロイド)を得た。なお、このようにして得られたパラジウムのナノ粒子の収量は0.7mg/hであった。 In the step of performing liquid phase laser ablation, using this apparatus, laser light L having a wavelength 532 nm, which is twice as high as that of the Nd: YAG laser, is oscillated from the laser oscillator 10 under the conditions of 400 mJ / pulse and 10 Hz. The optical lens 12 focused the light so that the fluence on the surface of the target 15 was 5.66 J / cm 2 (condensed shape: diameter 3 mm), and the target 15 was irradiated with the laser light L in the solvent 14. . Moreover, the irradiation time of such laser light L was 60 minutes. When irradiating the laser beam L, the laser beam L is appropriately rotated by the motor (not shown) so that the laser beam L is repeatedly irradiated to the same position on the surface of the target 15 and no hole is opened. Light L was irradiated. In this way, the bulk target 15 is irradiated with the laser beam L to perform laser ablation, thereby forming palladium nanoparticles, and a dispersion liquid in which the nanoparticles are dispersed in the solvent 14 (brown color) Colloid). The yield of the palladium nanoparticles thus obtained was 0.7 mg / h.

実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して比較例2で得られたナノ粒子及び分散液の特性を評価した。その結果、比較例2で得られたパラジウムのナノ粒子の平均粒子径は30nmであり、粒子径の標準偏差は20nmであることが確認された。なお、このような測定により得られた比較例2で得られた粒子の透過型電子顕微鏡(TEM)写真を図5に示す。このような図5に示す結果や標準偏差の値等からも明らかなように、比較例2においては、ナノ粒子の粒子径のばらつきが大きく、十分に均一性の高い粒子を製造することができないことが分かった。また、比較例2においては、形成されたナノ粒子の平均粒子径が30nmとなっており、実施例1〜2と比較して得られる粒子が大きくなっていた。   The characteristics of the nanoparticles and the dispersion obtained in Comparative Example 2 were evaluated by adopting the same method as the method for evaluating the characteristics of the nanoparticles and the dispersion obtained in Example 1. As a result, it was confirmed that the average particle diameter of the palladium nanoparticles obtained in Comparative Example 2 was 30 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 20 nm. In addition, the transmission electron microscope (TEM) photograph of the particle | grains obtained by the comparative example 2 obtained by such a measurement is shown in FIG. As is clear from the results shown in FIG. 5 and the standard deviation values, the comparative example 2 has a large variation in the particle diameter of the nanoparticles, and it is impossible to produce sufficiently uniform particles. I understood that. Moreover, in the comparative example 2, the average particle diameter of the formed nanoparticle became 30 nm, and the particle | grains obtained compared with Examples 1-2 were large.

また、比較例2で得られた分散液に関して、吸収スペクトルから求められる製造直後の分散液の前記強度比([265nmの光の吸光度]/[383nmの光の吸光度])は1.5であった。しかしながら、製造から1年経過後の分散液の265nmの光の吸光度及び383nmの光の吸光度は共に0となっていた。そのため、比較例2で得られた分散液に関しては、前記強度比の変化率(強度比の第一の変化率)の値は測定不能(計算式上、分母が0となるため)であることが分かった。このような結果から、比較例2で得られた分散液においては、ナノ粒子の分散安定性が十分なものではないことが分かった。なお、1年経過後の分散液は、粒子が凝集、沈殿して色が無色透明となっており、目視においても分散性が低下していることが確認できた。   For the dispersion obtained in Comparative Example 2, the intensity ratio ([265 nm light absorbance] / [383 nm light absorbance]) of the dispersion immediately after production obtained from the absorption spectrum was 1.5. It was. However, the absorbance of the 265 nm light and the light of 383 nm light of the dispersion after one year from the production were both zero. Therefore, regarding the dispersion obtained in Comparative Example 2, the value of the rate of change in the intensity ratio (the first rate of change in the intensity ratio) cannot be measured (because the denominator is 0 in the calculation formula). I understood. From these results, it was found that in the dispersion obtained in Comparative Example 2, the dispersion stability of the nanoparticles was not sufficient. In addition, it was confirmed that the dispersion after one year had aggregated and precipitated particles and the color was colorless and transparent, and the dispersibility was also lowered visually.

(比較例3)
溶媒14をDO濃度が100質量%の重水に変更した以外は比較例2と同様にして、溶媒14中においてパラジウムのナノ粒子を形成し、前記ナノ粒子が溶媒14中に分散した分散液(茶色のコロイド)を得た。なお、このようにして得られたパラジウムのナノ粒子の収量は1.0mg/hであった。
(Comparative Example 3)
A dispersion in which palladium nanoparticles were formed in the solvent 14 and the nanoparticles were dispersed in the solvent 14 except that the solvent 14 was changed to heavy water having a D 2 O concentration of 100% by mass. (Brown colloid) was obtained. The yield of the palladium nanoparticles thus obtained was 1.0 mg / h.

実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して比較例3で得られたナノ粒子及び分散液の特性を評価した。その結果、比較例3で得られたパラジウムのナノ粒子の平均粒子径は15nmであり、粒子径の標準偏差は8nmであることが確認された。このような結果から、比較例3においては、ナノ粒子の標準偏差が低く、十分に均一性の高い粒子を製造することができないことが分かった。また、比較例3においては、形成されたナノ粒子の平均粒子径が15nmとなっており、実施例1〜2と比較して得られる粒子が大きくなっていた。   The characteristics of the nanoparticles and the dispersion obtained in Comparative Example 3 were evaluated by adopting the same method as the method for evaluating the characteristics of the nanoparticles and the dispersion obtained in Example 1. As a result, it was confirmed that the average particle diameter of the palladium nanoparticles obtained in Comparative Example 3 was 15 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 8 nm. From these results, it was found that in Comparative Example 3, the standard deviation of the nanoparticles was low, and particles with sufficiently high uniformity could not be produced. Moreover, in the comparative example 3, the average particle diameter of the formed nanoparticle was 15 nm, and the particle | grains obtained compared with Examples 1-2 were large.

また、比較例3で得られた分散液に関して、吸収スペクトルから求められる製造直後の分散液の前記強度比([265nmの光の吸光度]/[383nmの光の吸光度])は1.3であった。しかしながら、製造から1年経過後の分散液の265nmの光の吸光度及び383nmの光の吸光度は共に0となっていた。そのため、比較例3で得られた分散液に関しては、前記強度比の変化率(強度比の第一の変化率)の値は測定不能(計算式上、分母が0となるため)であることが分かった。このような結果から、比較例3で得られた分散液においては、ナノ粒子の分散安定性が十分なものではないことが分かった。なお、1年経過後の分散液は、粒子が凝集、沈殿して色が無色透明となっており、目視においても分散性が低下していることが確認できた。   For the dispersion obtained in Comparative Example 3, the intensity ratio ([absorbance of light at 265 nm] / [absorbance of light at 383 nm]) of the dispersion immediately after production obtained from the absorption spectrum was 1.3. It was. However, the absorbance of the 265 nm light and the light of 383 nm light of the dispersion after one year from the production were both zero. Therefore, for the dispersion obtained in Comparative Example 3, the value of the rate of change in the intensity ratio (the first rate of change in the intensity ratio) cannot be measured (because the denominator is 0 in the calculation formula). I understood. From these results, it was found that in the dispersion obtained in Comparative Example 3, the dispersion stability of the nanoparticles was not sufficient. In addition, it was confirmed that the dispersion after one year had aggregated and precipitated particles and the color was colorless and transparent, and the dispersibility was also lowered visually.

また、比較例2で得られた製造直後の分散液のUV−可視光吸収スペクトルと、比較例3で得られた製造直後の分散液のUV−可視光吸収スペクトルのグラフを図6に示す。図6に示す結果から、軽水を利用した場合と比較して重水を利用することによりナノ粒子の濃度が高くなることが分かるが、軽水及び重水を利用した場合のいずれにおいても、形成されるナノ粒子の粒子径の均一性が低く、比較例2〜3で採用するような液相レーザーアブレーション法では分散性の高いパラジウムのナノ粒子を製造することができないことが分かった。   Moreover, the graph of the UV-visible light absorption spectrum of the dispersion immediately after manufacture obtained in Comparative Example 2 and the UV-visible light absorption spectrum of the dispersion immediately after manufacture obtained in Comparative Example 3 are shown in FIG. From the results shown in FIG. 6, it can be seen that the concentration of nanoparticles is increased by using heavy water as compared to the case of using light water. It was found that the uniformity of the particle diameter of the particles is low, and it is impossible to produce highly dispersible palladium nanoparticles by the liquid phase laser ablation method employed in Comparative Examples 2-3.

(比較例4)
図7に示す液相レーザーアブレーション装置を用いて、液相レーザーアブレーション処理を施した。なお、図7に示す液相レーザーアブレーション装置は、基本的に、レーザー発振器10と、レーザー光Lの光路上に配置されたミラー11と、処理容器13と、溶媒14と、処理容器13の底部Bに沈殿させた粉末状のターゲット15とを備える。
(Comparative Example 4)
Liquid phase laser ablation was performed using the liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. Note that the liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. 7 basically has a laser oscillator 10, a mirror 11 disposed on the optical path of the laser beam L, a processing vessel 13, a solvent 14, and the bottom of the processing vessel 13. And a powdery target 15 precipitated in B.

このような液相レーザーアブレーション装置においては、レーザー発振器10としてNd:YAGレーザー装置を用い、処理容器13としてガラス製の梨型フラスコ(容量100mL)を用い、溶媒14としては純水(100mL:DO濃度は0質量%)を用い、ターゲット15としてパラジウムの粉末(3g、株式会社ニラコ製の商品名「パラジウム粉末」、300mesh、平均粒子径1μm)を用いた。 In such a liquid phase laser ablation apparatus, an Nd: YAG laser apparatus is used as the laser oscillator 10, a glass pear-shaped flask (capacity 100 mL) is used as the processing container 13, and pure water (100 mL: D) is used as the solvent 14. 2 O concentration was 0 mass%), and palladium powder (3 g, trade name “Palladium powder” manufactured by Nilaco Corporation, 300 mesh, average particle diameter 1 μm) was used as the target 15.

そして、液相レーザーアブレーションを施す工程においては、かかる装置を用いて、処理容器13(梨型フラスコ:容量100mL)を溶媒14で満たした後に、粉末状のターゲット15を添加して、ターゲット15を処理容器13の底部Bに沈殿させた。次に、レーザー発振器10からNd:YAGレーザーの2倍高調波である波長532nmのレーザー光Lを10Hz、400mJ/pulseの照射条件で発振し、集光せずに処理容器13の底部Bを透過させることにより、レーザー光Lを処理容器13の底部に沈殿したターゲット15に対して照射した(照射光形状:直径が10mmの円形状、フルエンス:0.51J/cm)。このようにして、処理容器13の底部B上に沈殿して配置された粉末状のターゲット15にレーザー光Lを60分間照射して液相レーザーアブレーションを行って、溶媒14中においてパラジウムのナノ粒子を形成し、前記ナノ粒子が溶媒14中に分散した分散液(茶色のコロイド)を得た。なお、このようにして得られたパラジウムのナノ粒子の収量は20mg/hであった。 And in the process of performing liquid phase laser ablation, after filling the processing container 13 (pear-shaped flask: capacity 100mL) with the solvent 14 using this apparatus, the powdery target 15 is added, and the target 15 is changed. It was precipitated at the bottom B of the processing vessel 13. Next, a laser beam L having a wavelength of 532 nm, which is a second harmonic of the Nd: YAG laser, is oscillated from the laser oscillator 10 under irradiation conditions of 10 Hz and 400 mJ / pulse, and is transmitted through the bottom B of the processing vessel 13 without being condensed. As a result, the laser beam L was applied to the target 15 precipitated at the bottom of the processing vessel 13 (irradiation light shape: circular shape with a diameter of 10 mm, fluence: 0.51 J / cm 2 ). In this manner, the powdery target 15 deposited on the bottom B of the processing vessel 13 is irradiated with the laser beam L for 60 minutes to perform liquid phase laser ablation, and palladium nanoparticles in the solvent 14 And a dispersion liquid (brown colloid) in which the nanoparticles were dispersed in the solvent 14 was obtained. The yield of the palladium nanoparticles thus obtained was 20 mg / h.

実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して比較例4で得られたナノ粒子及び分散液の特性を評価した。その結果、比較例4で得られたパラジウムのナノ粒子の平均粒子径は20nmであり、粒子径の標準偏差は10nmであることが確認された。なお、このような測定により得られた比較例4で得られた粒子の透過型電子顕微鏡(TEM)写真を図8に示す。このような図8に示す結果や標準偏差の値等からも明らかなように、比較例4においては、ナノ粒子の粒子径のばらつきが大きく、十分に均一性の高い粒子を製造することができないことが分かった。   The characteristics of the nanoparticles and the dispersion obtained in Comparative Example 4 were evaluated by employing the same method as the method for evaluating the characteristics of the nanoparticles and the dispersion obtained in Example 1. As a result, it was confirmed that the average particle diameter of the palladium nanoparticles obtained in Comparative Example 4 was 20 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 10 nm. In addition, the transmission electron microscope (TEM) photograph of the particle | grains obtained by the comparative example 4 obtained by such a measurement is shown in FIG. As is clear from the results shown in FIG. 8, the standard deviation value, and the like, in Comparative Example 4, there is a large variation in the particle diameter of the nanoparticles, and it is impossible to produce sufficiently uniform particles. I understood that.

また、比較例4で得られた分散液に関して、吸収スペクトルから求められる製造直後の分散液の前記強度比([265nmの光の吸光度]/[383nmの光の吸光度])は1.7であった。しかしながら、製造から1年経過後の分散液の265nmの光の吸光度及び383nmの光の吸光度は共に0となっていた。そのため、比較例4で得られた分散液に関しては、前記強度比の変化率(強度比の第一の変化率)の値は測定不能(計算式上、分母が0となるため)であることが分かった。このような結果から、比較例4で得られた分散液においては、ナノ粒子の分散安定性が十分なものではないことが分かった。なお、1年経過後の分散液は、粒子が凝集、沈殿して色が無色透明となっており、目視においても分散性が低下していることが確認できた。   For the dispersion obtained in Comparative Example 4, the intensity ratio ([265 nm light absorbance] / [383 nm light absorbance]) of the dispersion immediately after production obtained from the absorption spectrum was 1.7. It was. However, the absorbance of the 265 nm light and the light of 383 nm light of the dispersion after one year from the production were both zero. Therefore, for the dispersion obtained in Comparative Example 4, the value of the change rate of the intensity ratio (the first change rate of the intensity ratio) cannot be measured (because the denominator is 0 in the calculation formula). I understood. From these results, it was found that in the dispersion obtained in Comparative Example 4, the dispersion stability of the nanoparticles was not sufficient. In addition, it was confirmed that the dispersion after one year had aggregated and precipitated particles and the color was colorless and transparent, and the dispersibility was also lowered visually.

このような実施例1〜3及び比較例1〜4で行った実験結果からも明らかなように、液相と気相の界面Iにフルエンスが0.70J/cm以上となるようにしてレーザー光Lを集光照射する本発明の無機ナノ粒子の製造方法(実施例1〜3)によれば、液相レーザーアブレーションにより形成されるパラジウムのナノ粒子が、粒子径の均一性が十分に高いものとなるとともに、分散液中での分散安定性が十分に高いものとなるが確認された。また、比較例1〜4との対比から、本発明の無機ナノ粒子の製造方法(実施例1〜3)によれば、粒子径が十分に小さなパラジウムのナノ粒子を、十分に高い収率で製造できることも分かった。すなわち、本発明の無機ナノ粒子の製造方法(実施例1〜3)によれば、粒子径のサイズが十分に小さく且つ均一なパラジウムのナノ粒子を十分に効率よく製造できることが確認された。 As is clear from the results of the experiments performed in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, the laser is used so that the fluence is 0.70 J / cm 2 or more at the interface I between the liquid phase and the gas phase. According to the manufacturing method (Examples 1 to 3) of the inorganic nanoparticles of the present invention that collects and irradiates the light L, palladium nanoparticles formed by liquid phase laser ablation have sufficiently high particle size uniformity. It was confirmed that the dispersion stability in the dispersion was sufficiently high. Further, in comparison with Comparative Examples 1 to 4, according to the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention (Examples 1 to 3), palladium nanoparticles having a sufficiently small particle diameter can be obtained in a sufficiently high yield. I also found that it can be manufactured. That is, it was confirmed that according to the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention (Examples 1 to 3), uniform palladium nanoparticles having a sufficiently small particle size can be produced sufficiently efficiently.

(実施例4)
図1に示す液相レーザーアブレーション装置と同様の構成の液相レーザーアブレーション装置を用いて、金(Au)のナノ粒子の製造を行った。なお、レーザー発振器10としてNd:YAGレーザー装置を用い、ミラー11として市販の反射鏡(CVI社製)を用い、集光手段12として焦点距離が200mmの合成石英レンズ(シグマ光機社製の商品名「球面平凸レンズ」)を用い、処理容器13としてガラス製のメスフラスコ(容量100mL)を用い、溶媒14としてはイオン交換水からなる純水(80mL、軽水、DO濃度:0質量%)を用い、ターゲット15として金の粉末(3g、株式会社高純度化学研究所製の商品名「Au純金粉」、平均粒子径150μm)、撹拌装置16としてマグネチックスターラー(AS ONE社製の商品名「マグネチックスターラー」、長さ30mmの棒状の撹拌子16Aを利用)を用いた。また、処理容器13中の気相を形成する雰囲気ガスGとしては空気を利用した。なお、撹拌前の状態におけるレンズと液相と気相の界面との間の距離を約200mmとした。
Example 4
Gold (Au) nanoparticles were produced using a liquid phase laser ablation apparatus having the same configuration as the liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. In addition, a Nd: YAG laser apparatus is used as the laser oscillator 10, a commercially available reflecting mirror (manufactured by CVI) is used as the mirror 11, and a synthetic quartz lens having a focal length of 200 mm (product of Sigma Kogyo Co., Ltd.) is used as the condensing means 12. (Namely “spherical plano-convex lens”), a glass volumetric flask (capacity 100 mL) is used as the processing container 13, and pure water (80 mL, light water, D 2 O concentration: 0% by mass) as the solvent 14 is ion-exchanged water. ), Gold powder (3 g, trade name “Au pure gold powder” manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd., average particle size 150 μm) as target 15, and magnetic stirrer (product made by AS ONE Co., Ltd.) as stirring device 16. The name “Magnetic Stirrer” (using a rod-like stirrer 16A of 30 mm in length) was used. Moreover, air was used as the atmospheric gas G forming the gas phase in the processing container 13. The distance between the lens, the liquid phase, and the gas phase interface before stirring was about 200 mm.

そして、先ず、処理容器13に溶媒14を導入した後に、前記金の粉末を添加した。その後、マグネチックスターラーを用い、撹拌子16Aを回転速度1200rpmで回転させて溶媒14を撹拌し、ターゲット15(金の粉末)を溶媒14中に強制的に分散させた。そして、撹拌子16Aの回転速度を1200rpmに維持して撹拌を続けながら、レーザー発振器10からNd:YAGレーザーの2倍高調波である波長532nmのレーザー光Lを10Hz、800mJ/pulseの照射条件で発振し、そのレーザー光をミラー11により反射させて集光手段12に入射させ、集光手段12により溶媒14の表面(液相と気相の界面I)におけるレーザー光Lのフルエンスが100J/cmとなるように集光(集光形状:直径が1mmの円形状)して、液相と気相の界面Iにレーザー光Lを60分間集光照射した。このようにしてレーザー光Lを界面Iに焦点がくるようにして集光照射することにより、液相と気相の界面から溶媒中にレーザー光Lが入射し、溶媒14の表面やその近傍に存在するターゲット15の粉末に対してレーザー光Lが照射されて、ターゲット15の粉末に対して液相レーザーアブレーションが行われた。このようにして、溶媒14中において金のナノ粒子を形成し、前記ナノ粒子が溶媒14中に分散した分散液(赤色のコロイド)を得た。なお、このようにして得られた金のナノ粒子の収量(1時間当たりに製造される粒子の重さ)は22mg/hであった。 First, after introducing the solvent 14 into the processing vessel 13, the gold powder was added. Thereafter, using a magnetic stirrer, the stirrer 16 </ b> A was rotated at a rotational speed of 1200 rpm to stir the solvent 14, and the target 15 (gold powder) was forcibly dispersed in the solvent 14. Then, while continuing the stirring while maintaining the rotation speed of the stirrer 16A at 1200 rpm, a laser beam L having a wavelength of 532 nm, which is a second harmonic of the Nd: YAG laser, is emitted from the laser oscillator 10 at an irradiation condition of 10 Hz and 800 mJ / pulse. The laser beam oscillates, is reflected by the mirror 11 and is incident on the condensing unit 12, and the condensing unit 12 causes the fluence of the laser light L on the surface of the solvent 14 (interface I between the liquid phase and the gas phase) to be 100 J / cm. 2 was condensed (condensed shape: circular shape with a diameter of 1 mm), and the laser beam L was condensed and irradiated onto the interface I between the liquid phase and the gas phase for 60 minutes. By condensing and irradiating the laser beam L so that the focal point is at the interface I in this way, the laser beam L enters the solvent from the interface between the liquid phase and the gas phase, and the surface of the solvent 14 or the vicinity thereof. The laser beam L was applied to the existing target 15 powder, and liquid phase laser ablation was performed on the target 15 powder. In this way, gold nanoparticles were formed in the solvent 14, and a dispersion liquid (red colloid) in which the nanoparticles were dispersed in the solvent 14 was obtained. The yield of gold nanoparticles thus obtained (weight of particles produced per hour) was 22 mg / h.

そして、分散安定性を測定するための指標である第一の波長として265nmを選択する代わりに550nmを選択し且つ第二の波長として383nmをする代わりに600nmを選択した以外は、実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して実施例4で得られたナノ粒子及び分散液の特性を評価した。このような測定により得られた製造直後の分散液及び1年経過後の分散液の吸収スペクトルのグラフを図9に示す。なお、このように、第一及び第二の波長として選択する波長を変更した理由は、図9に示すグラフからも明らかなように、金のナノ粒子においては吸収スペクトルにおいて520nmをピークとするプラズモン吸収が確認されたことから、その近傍の任意の2点の波長である550nmの波長及び600nmの波長を採用して強度比の変化率や吸光度の変化率を測定することで、分散安定性に関してより精度の高い情報が得られるためである。その結果、得られた金のナノ粒子の平均粒子径は10nmであり、粒子径の標準偏差は1.5nmであることが分かった。また、図9に示す結果からも明らかなように、製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液のいずれにおいても波長550nmと600nmの位置において吸光度が正の値を有していることが確認された。更に、図9に示す吸収スペクトルから求められる分散液の前記強度比([550nmの光の吸光度]/[600nmの光の吸光度])の変化率(強度比の第一の変化率)の値は0.9996であることが分かった。また、図9に示す結果からも明らかなように、550nmの光の吸光度と600nmの波長の光の吸光度の変化率をそれぞれ求めたところ、550nmの波長の光の吸光度の変化率は0.0018であり、600nmの波長の光の吸光度の変化率は0.0014であった。また、図9に示す製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液の550nmの光の吸光度と600nmの波長の光の吸光度のデータに基いて求められる初期強度比及び1年経過後の強度比の値から、強度比の第二の変化率を求めたところ、強度比の第二の変化率は0.00045であった。このような結果から、実施例4においては、均一性の十分に高いナノ粒子が形成されていることが確認されるとともに、分散液中のナノ粒子の分散性が1年経過してもほとんど変化していないことから、得られたナノ粒子は分散液中における分散安定性が十分に高いものであることが確認された。   In Example 1 except that instead of selecting 265 nm as the first wavelength, which is an index for measuring dispersion stability, 550 nm was selected and 600 nm was selected as the second wavelength instead of 383 nm. The characteristics of the nanoparticles and the dispersion obtained in Example 4 were evaluated by adopting the same method as the method for evaluating the characteristics of the obtained nanoparticles and the dispersion. The graph of the absorption spectrum of the dispersion immediately after manufacture obtained by such measurement and the dispersion after 1 year is shown in FIG. The reason for changing the wavelengths selected as the first and second wavelengths in this manner is that the plasmon having a peak at 520 nm in the absorption spectrum of gold nanoparticles, as is apparent from the graph shown in FIG. Since the absorption was confirmed, by measuring the change rate of the intensity ratio and the change rate of the absorbance by adopting the wavelength of 550 nm and the wavelength of 600 nm, which are two arbitrary wavelengths in the vicinity, the dispersion stability can be measured. This is because more accurate information can be obtained. As a result, it was found that the average particle diameter of the obtained gold nanoparticles was 10 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 1.5 nm. Further, as is apparent from the results shown in FIG. 9, the absorbance at wavelengths of 550 nm and 600 nm in both the dispersion immediately after production (two hours after production) and the dispersion after one year from production. Was confirmed to have a positive value. Furthermore, the value of the change rate ([absorbance of light at 550 nm] / [absorbance of light at 600 nm]) of the dispersion obtained from the absorption spectrum shown in FIG. It was found to be 0.9996. Further, as is apparent from the results shown in FIG. 9, when the change rate of the absorbance of light at 550 nm and the absorbance of light at 600 nm was determined, the change rate of the absorbance of light at a wavelength of 550 nm was 0.0018. The change rate of the absorbance of light having a wavelength of 600 nm was 0.0014. Further, it is obtained on the basis of the data of the absorbance of light at 550 nm and the absorbance of light at a wavelength of 600 nm of the dispersion immediately after production (after 2 hours from production) and the dispersion after 1 year from the production shown in FIG. From the obtained initial intensity ratio and the value of the intensity ratio after one year, the second change rate of the intensity ratio was determined to be 0.00045. From these results, in Example 4, it was confirmed that nanoparticles with sufficiently high uniformity were formed, and the dispersibility of the nanoparticles in the dispersion changed substantially even after 1 year. From this, it was confirmed that the obtained nanoparticles had sufficiently high dispersion stability in the dispersion.

(比較例5)
図7に示す液相レーザーアブレーション装置を用いて、液相レーザーアブレーション処理を施した。このような液相レーザーアブレーション装置においては、レーザー発振器10としてNd:YAGレーザー装置を用い、処理容器13としてガラス製の梨型フラスコ(容量100mL)を用い、溶媒14としては純水(100mL:DO濃度は0質量%)を用い、ターゲット15として金の粉末(0.5g、株式会社高純度化学研究所製の商品名「Au純金粉」、平均粒子径150μm)を用いた。
(Comparative Example 5)
Liquid phase laser ablation was performed using the liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. In such a liquid phase laser ablation apparatus, an Nd: YAG laser apparatus is used as the laser oscillator 10, a glass pear-shaped flask (capacity 100 mL) is used as the processing container 13, and pure water (100 mL: D) is used as the solvent 14. 2 O concentration was 0 mass%), and gold powder (0.5 g, trade name “Au pure gold powder” manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd., average particle diameter 150 μm) was used as the target 15.

そして、液相レーザーアブレーションを施す工程においては、かかる装置を用いて、処理容器13(梨型フラスコ:容量100mL)を溶媒14で満たした後に、粉末状のターゲット15(金の粉末)を添加して、ターゲット15を処理容器13の底部Bに沈殿させた。次に、レーザー発振器10からNd:YAGレーザーの2倍高調波である波長532nmのレーザー光Lを10Hz、600mJ/pulseの照射条件で発振し、集光せずに処理容器13の底部Bを透過させることにより、レーザー光Lを処理容器13の底部に沈殿したターゲット15に対して照射した(照射光形状:直径が10mmの円形状、フルエンス:0.76J/cm)。このようにして、処理容器13の底部B上に沈殿して配置された粉末状のターゲット15にレーザー光Lを60分間照射して液相レーザーアブレーションを行って、溶媒14中において金のナノ粒子を形成し、前記ナノ粒子が溶媒14中に分散した分散液(ピンク色のコロイド)を得た。なお、このようにして得られた金のナノ粒子の収量は20mg/hであった。 And in the process of performing liquid phase laser ablation, after filling the processing container 13 (pear-shaped flask: capacity 100 mL) with the solvent 14 using this apparatus, the powdery target 15 (gold powder) is added. Then, the target 15 was deposited on the bottom B of the processing container 13. Next, laser light L having a wavelength of 532 nm, which is the second harmonic of the Nd: YAG laser, is oscillated from the laser oscillator 10 under irradiation conditions of 10 Hz and 600 mJ / pulse, and is transmitted through the bottom B of the processing vessel 13 without being condensed. As a result, the laser beam L was applied to the target 15 precipitated on the bottom of the processing vessel 13 (irradiation light shape: circular shape with a diameter of 10 mm, fluence: 0.76 J / cm 2 ). In this manner, the powdery target 15 deposited on the bottom B of the processing vessel 13 is irradiated with the laser light L for 60 minutes to perform liquid phase laser ablation, and gold nanoparticles in the solvent 14 And a dispersion liquid (pink colloid) in which the nanoparticles were dispersed in the solvent 14 was obtained. The yield of the gold nanoparticles thus obtained was 20 mg / h.

実施例4で得られた金のナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して比較例5で得られた金のナノ粒子及び分散液の特性を評価した。このような測定の結果、比較例5で得られた金のナノ粒子の平均粒子径は10nmであり、粒子径の標準偏差は5nmであることが確認された。このような標準偏差の値等からも明らかなように、比較例5においては、金のナノ粒子の粒子径のばらつきが大きく、十分に均一性の高い粒子を製造することができないことが分かった。また、比較例5で得られた分散液においては、1時間経過後において凝集沈殿が目視によっても確認され、製造から1年経過後の分散液の550nmの光の吸光度及び600nmの光の吸光度は共に0となっていることが分かった。そのため、比較例5で得られた分散液に関しては、前記強度比の変化率の値は測定不能(計算式上、分母が0となるため)であることが分かった。そこで、製造後1年経過後の分散液の代わりに製造後2日経過後の分散液を用いて分散液の前記強度比([550nmの光の吸光度]/[600nmの光の吸光度])の変化率を求めた。なお、製造直後の分散液及び2日経過後の分散液の吸収スペクトルのグラフを図10に示す。このような図10に示す結果からも明らかなように、製造直後の分散液と製造後2日経過後の分散液における前記強度比の変化率(強度比の第一の変化率)は0.9871となっており、実施例4と比較して、わずか2日経過後に既に変化率の度合が大きくなっていることが分かった。また、図10に示す結果に基づいて、製造直後の分散液と製造後2日経過後の分散液における550nmの波長の光の吸光度と600nmの波長の光の吸光度の変化率([特定波長(550又は600nm)における吸光度の変化率]=[特定波長における初期吸光度]−[特定波長における2日経過後の吸光度]/[特定波長における初期吸光度])をそれぞれ求めたところ、550nmの波長の光の吸光度の変化率は0.175であり、600nmの波長の光の吸光度の変化率は0.185であった。更に、図10に示す製造直後の分散液及び2日経過後の分散液の吸収スペクトルデータに基づいて、前記強度比の第二の変化率を求めたところ、0.013であった。このような結果から、比較例5で得られた分散液においては、実施例4で得られた分散液と比較して、わずか2日後においてナノ粒子の分散安定性が低下してしまうことが分かった。なお、1年経過後の分散液は、粒子が凝集、沈殿して色が無色透明となっており、目視においても分散性が低下していることが確認できた。   The properties of the gold nanoparticles and the dispersion obtained in Comparative Example 5 were evaluated by adopting the same method as the method for evaluating the properties of the gold nanoparticles and the dispersion obtained in Example 4. As a result of such measurement, it was confirmed that the average particle diameter of the gold nanoparticles obtained in Comparative Example 5 was 10 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 5 nm. As is clear from the value of such standard deviation and the like, it was found that in Comparative Example 5, the particle size of the gold nanoparticles was greatly varied, and it was impossible to produce sufficiently uniform particles. . In addition, in the dispersion obtained in Comparative Example 5, agglomeration precipitation was also confirmed visually after 1 hour, and the absorbance of light at 550 nm and the absorbance of light at 600 nm after 1 year from the production were Both were found to be 0. Therefore, regarding the dispersion obtained in Comparative Example 5, it was found that the value of the rate of change in the intensity ratio was not measurable (because the denominator was 0 in the calculation formula). Therefore, the change in the intensity ratio of the dispersion ([absorbance of light at 550 nm] / [absorbance of light at 600 nm]) using the dispersion after 2 days after production instead of the dispersion after 1 year after production. The rate was determined. In addition, the graph of the absorption spectrum of the dispersion liquid just after manufacture and the dispersion liquid after two-day progress is shown in FIG. As is clear from the results shown in FIG. 10, the change rate of the intensity ratio (first change rate of the intensity ratio) in the dispersion immediately after the production and the dispersion after the lapse of 2 days from the production is 0.9871. Compared with Example 4, it was found that the degree of change was already large after only 2 days. Further, based on the results shown in FIG. 10, the rate of change in the absorbance of light having a wavelength of 550 nm and the absorbance of light having a wavelength of 600 nm in the dispersion immediately after production and in the dispersion after two days has elapsed ([specific wavelength (550 Or change rate of absorbance at 600 nm) = [initial absorbance at a specific wavelength] − [absorbance after 2 days at a specific wavelength] / [initial absorbance at a specific wavelength]), the absorbance of light having a wavelength of 550 nm. Was 0.175, and the absorbance change rate of light having a wavelength of 600 nm was 0.185. Furthermore, based on the absorption spectrum data of the dispersion immediately after production shown in FIG. 10 and the dispersion after 2 days, the second change rate of the intensity ratio was 0.013. From these results, it can be seen that the dispersion obtained in Comparative Example 5 has a lower dispersion stability of the nanoparticles after only 2 days than the dispersion obtained in Example 4. It was. In addition, it was confirmed that the dispersion after one year had aggregated and precipitated particles and the color was colorless and transparent, and the dispersibility was also lowered visually.

(実施例5)
ターゲット15として金の粉末(3g)を用いる代わりに白金(Pt)の粉末(3g、高純度化学研究所社製の商品名「Pt白金粉末」、平均粒子径75μm)を用いた以外は、実施例4と同様にして、白金のナノ粒子の製造(分散液の製造)を行った。なお、得られた分散液は黒色のコロイドとなった。このようにして得られた白金のナノ粒子の収量(1時間当たりに製造される粒子の重さ)は25mg/hであった。
(Example 5)
Implemented except that platinum (Pt) powder (3 g, trade name “Pt platinum powder”, average particle diameter 75 μm) manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd. was used in place of gold powder (3 g) as target 15 In the same manner as in Example 4, production of platinum nanoparticles (production of a dispersion) was performed. The obtained dispersion became a black colloid. The yield of platinum nanoparticles thus obtained (the weight of particles produced per hour) was 25 mg / h.

そして、分散安定性を測定するための指標である第一の波長として265nmを選択する代わりに350nmを選択し且つ第二の波長として383nmをする代わりに700nmを選択した以外は、実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して実施例5で得られた白金のナノ粒子及び分散液の特性を評価した。このような測定により得られた製造直後の分散液及び1年経過後の分散液の吸収スペクトルのグラフを図11に示す。このような測定の結果、得られた白金のナノ粒子の平均粒子径は8nmであり、粒子径の標準偏差は1.0nmであることが分かった。また、図11に示す結果からも明らかなように、製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液のいずれにおいても波長350nmと700nmの位置において吸光度が正の値を有していることが確認された。更に、図11に示す吸収スペクトルから求められる分散液の前記強度比([350nmの光の吸光度]/[700nmの光の吸光度])の変化率(強度比の第一の変化率)の値は0.975であることが分かった。また、図11に示す結果からも明らかなように、350nmの光の吸光度と700nmの波長の光の吸光度の変化率をそれぞれ求めたところ、350nmの波長の光の吸光度の変化率は0.0076であり、700nmの波長の光の吸光度の変化率は0.017であった。また、図11に示す製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液の350nmの波長の光の吸光度と700nmの波長の光の吸光度のデータに基いて求められる初期強度比及び1年経過後の強度比の値から、強度比の第二の変化率を求めたところ、強度比の第二の変化率は0.025であった。このような結果から、実施例5においては、均一性の十分に高いナノ粒子が形成されていることが確認されるとともに、分散液中のナノ粒子の分散性が1年経過してもほとんど変化していないことから、得られたナノ粒子は分散液中における分散安定性が十分に高いものであることが確認された。   In Example 1, except that 350 nm was selected instead of 265 nm as the first wavelength, which was an index for measuring dispersion stability, and 700 nm was selected instead of 383 nm as the second wavelength. The properties of the platinum nanoparticles and the dispersion obtained in Example 5 were evaluated by adopting the same method as the method for evaluating the properties of the obtained nanoparticles and the dispersion. The graph of the absorption spectrum of the dispersion immediately after manufacture obtained by such measurement and the dispersion after one year is shown in FIG. As a result of such measurement, it was found that the average particle diameter of the obtained platinum nanoparticles was 8 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 1.0 nm. Further, as is apparent from the results shown in FIG. 11, the absorbance at wavelengths of 350 nm and 700 nm in both the dispersion immediately after production (two hours after production) and the dispersion after one year from production. Was confirmed to have a positive value. Furthermore, the value of the rate of change ([absorbance of light at 350 nm] / [absorbance of light at 700 nm]) of the dispersion obtained from the absorption spectrum shown in FIG. It was found to be 0.975. Further, as apparent from the results shown in FIG. 11, when the change rate of the absorbance at 350 nm and 700 nm is obtained, the change rate of the absorbance at 350 nm is 0.0076. The rate of change in absorbance of light having a wavelength of 700 nm was 0.017. Further, based on the data on the absorbance of light having a wavelength of 350 nm and the absorbance of light having a wavelength of 700 nm of the dispersion immediately after production (two hours after production) and the dispersion after one year from production shown in FIG. The second change rate of the strength ratio was determined from the initial strength ratio and the strength ratio after one year, and the second change rate of the strength ratio was 0.025. From these results, in Example 5, it was confirmed that nanoparticles with sufficiently high uniformity were formed, and the dispersibility of the nanoparticles in the dispersion changed substantially even after 1 year. From this, it was confirmed that the obtained nanoparticles had sufficiently high dispersion stability in the dispersion.

(実施例6)
以下のようにして銅の粉末からなるターゲット15を製造した後、その銅の粉末からなるターゲット15を用い、図1に示す液相レーザーアブレーション装置と同様の構成の液相レーザーアブレーション装置を利用して、銅(Cu)のナノ粒子の製造を行った。
(Example 6)
After the target 15 made of copper powder is manufactured as follows, the target 15 made of copper powder is used and a liquid phase laser ablation apparatus having the same configuration as the liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. 1 is used. Thus, copper (Cu) nanoparticles were produced.

<ターゲット15(銅の粉末)の製造工程>
図7に示す液相レーザーアブレーション装置を用いて、市販の銅の粒子に対して液相中でレーザー光を照射する液相レーザーアブレーション処理(前処理)を施して、銅の粉末を製造した。このような液相レーザーアブレーション装置においては、レーザー発振器10としてNd:YAGレーザー装置を用い、処理容器13としてガラス製の梨型フラスコ(容量100mL)を用い、溶媒14としては純水(100mL:DO濃度は0質量%)を用い、図7に示すターゲット15の代わりに銅の粒子(0.5g、ニラコ社製の商品名「銅/粉末」、平均粒子径100μm)を用いた。そして、液相レーザーアブレーションを施す工程においては、かかる装置を用いて、処理容器13(梨型フラスコ:容量100mL)を溶媒14で満たした後に、銅の粒子を添加して、銅の粒子を処理容器13の底部Bに沈殿させた。次に、レーザー発振器10からNd:YAGレーザーの2倍高調波である波長532nmのレーザー光Lを10Hz、600mJ/pulseの照射条件で発振し、集光せずに処理容器13の底部Bを透過させることにより、レーザー光Lを処理容器13の底部に沈殿した銅の粒子に対して照射した(照射光形状:直径が10mmの円形状、フルエンス:0.76J/cm)。このようにして、処理容器13の底部B上に沈殿して配置された銅の粒子にレーザー光Lを60分間照射して液相レーザーアブレーションを行うことにより、溶媒14中において銅の粉末を形成し、前記銅の粉末が溶媒14中に分散した銅の粉末(平均粒子径:0.05μm)の分散液(みどり色のコロイド)を得た。
<Manufacturing process of target 15 (copper powder)>
Using a liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. 7, liquid phase laser ablation treatment (pretreatment) in which laser light was irradiated in a liquid phase was performed on commercially available copper particles to produce a copper powder. In such a liquid phase laser ablation apparatus, an Nd: YAG laser apparatus is used as the laser oscillator 10, a glass pear-shaped flask (capacity 100 mL) is used as the processing container 13, and pure water (100 mL: D) is used as the solvent 14. 2 O concentration was 0 mass%), and copper particles (0.5 g, trade name “Copper / powder” manufactured by Niraco Co., Ltd., average particle diameter of 100 μm) were used instead of the target 15 shown in FIG. And in the process of performing liquid phase laser ablation, after filling the processing container 13 (pear-shaped flask: capacity 100mL) with the solvent 14 using such an apparatus, the copper particles are added to treat the copper particles. It was precipitated at the bottom B of the container 13. Next, laser light L having a wavelength of 532 nm, which is the second harmonic of the Nd: YAG laser, is oscillated from the laser oscillator 10 under irradiation conditions of 10 Hz and 600 mJ / pulse, and is transmitted through the bottom B of the processing vessel 13 without being condensed. As a result, the laser beam L was applied to the copper particles precipitated on the bottom of the processing vessel 13 (irradiation light shape: circular shape with a diameter of 10 mm, fluence: 0.76 J / cm 2 ). In this way, copper powder precipitated in the bottom B of the processing vessel 13 is irradiated with laser light L for 60 minutes to perform liquid phase laser ablation, thereby forming copper powder in the solvent 14. Thus, a dispersion (green colloid) of copper powder (average particle size: 0.05 μm) in which the copper powder was dispersed in the solvent 14 was obtained.

<銅(Cu)のナノ粒子の製造工程>
次に、図1に示す液相レーザーアブレーション装置と同様の構成の液相レーザーアブレーション装置を用いて、銅(Cu)のナノ粒子の製造を行った。なお、レーザー発振器10としてNd:YAGレーザー装置を用い、ミラー11として市販の反射鏡(CVI社製)を用い、集光手段12として焦点距離が200mmの合成石英レンズ(シグマ光機社製の商品名「球面平凸レンズ」)を用い、処理容器13としてガラス製のメスフラスコ(容量100mL)を用い、溶媒14及びターゲット15として、上記ターゲット15(銅の粉末)の製造工程を実施して得られた銅の粉末の分散液(分散質の銅の粉末がターゲット15であり且つ分散媒としての純水(100mL:DO濃度は0質量%)が溶媒14である。)をそのまま用い、撹拌装置16としてマグネチックスターラー(AS ONE社製の商品名「マグネチックスターラー」、長さ30mmの棒状の撹拌子16Aを利用)を用いた。なお、本実施例においては、上記ターゲット15(銅の粉末)の製造工程を実施して得られた銅の粉末の分散液を、製造後、すぐに処理容器13内に導入しており、これにより、溶媒14を撹拌する前の段階から、ターゲット15が分散した状態で存在するようにした。また、処理容器13中の気相を形成する雰囲気ガスGとしては空気を利用した。なお、撹拌前の状態におけるレンズと液相と気相の界面との間の距離を約200mmとした。
<Process for producing copper (Cu) nanoparticles>
Next, copper (Cu) nanoparticles were produced using a liquid phase laser ablation apparatus having the same configuration as the liquid phase laser ablation apparatus shown in FIG. In addition, a Nd: YAG laser apparatus is used as the laser oscillator 10, a commercially available reflecting mirror (manufactured by CVI) is used as the mirror 11, and a synthetic quartz lens having a focal length of 200 mm (product of Sigma Kogyo Co., Ltd.) is used as the condensing means 12. Obtained by carrying out the manufacturing process of the target 15 (copper powder) as the solvent 14 and the target 15 using a glass volumetric flask (capacity 100 mL) as the processing container 13. A dispersion of copper powder (the dispersoid copper powder is the target 15 and pure water (100 mL: D 2 O concentration is 0% by mass) as the dispersion medium is the solvent 14) is used as it is, and stirred. A magnetic stirrer (trade name “Magnetic Stirrer” manufactured by AS ONE, using a bar-shaped stirrer 16A having a length of 30 mm) is used as the device 16. . In the present embodiment, the dispersion of the copper powder obtained by carrying out the manufacturing process of the target 15 (copper powder) is immediately introduced into the processing vessel 13 after the production. Thus, the target 15 is present in a dispersed state from the stage before the solvent 14 is stirred. Moreover, air was used as the atmospheric gas G forming the gas phase in the processing container 13. The distance between the lens, the liquid phase, and the gas phase interface before stirring was about 200 mm.

そして、先ず、マグネチックスターラーを用い、撹拌子16Aを回転速度1200rpmで回転させて溶媒14を撹拌し、ターゲット15(銅の粉末)を溶媒14中に更に分散させた。そして、撹拌子16Aの回転速度を1200rpmに維持して撹拌を続けながら、レーザー発振器10からNd:YAGレーザーの2倍高調波である波長532nmのレーザー光Lを10Hz、800mJ/pulseの照射条件で発振し、そのレーザー光をミラー11により反射させて集光手段12に入射させ、集光手段12により溶媒14の表面(液相と気相の界面I)におけるレーザー光Lのフルエンスが100J/cmとなるように集光(集光形状:直径が1mmの円形状)して、液相と気相の界面Iにレーザー光Lを60分間集光照射した。このようにしてレーザー光Lを界面Iに焦点がくるようにして集光照射することにより、液相と気相の界面から溶媒中にレーザー光Lが入射し、溶媒14の表面やその近傍に存在するターゲット15の粉末に対してレーザー光Lが照射されて、ターゲット15の粉末に対して液相レーザーアブレーションが行われた。このようにして、溶媒14中において銅のナノ粒子を形成し、前記ナノ粒子が溶媒14中に分散した分散液(緑色のコロイド)を得た。なお、このようにして得られた銅のナノ粒子の収量(1時間当たりに製造される粒子の重さ)は20mg/hであった。 First, using a magnetic stirrer, the stirrer 16 </ b> A was rotated at a rotational speed of 1200 rpm to stir the solvent 14, and the target 15 (copper powder) was further dispersed in the solvent 14. Then, while continuing the stirring while maintaining the rotation speed of the stirrer 16A at 1200 rpm, a laser beam L having a wavelength of 532 nm, which is a second harmonic of the Nd: YAG laser, is emitted from the laser oscillator 10 at an irradiation condition of 10 Hz and 800 mJ / pulse. The laser beam oscillates, is reflected by the mirror 11 and is incident on the condensing unit 12, and the condensing unit 12 causes the fluence of the laser light L on the surface of the solvent 14 (interface I between the liquid phase and the gas phase) to be 100 J / cm. 2 was condensed (condensed shape: circular shape with a diameter of 1 mm), and the laser beam L was condensed and irradiated onto the interface I between the liquid phase and the gas phase for 60 minutes. By condensing and irradiating the laser beam L so that the focal point is at the interface I in this way, the laser beam L enters the solvent from the interface between the liquid phase and the gas phase, and the surface of the solvent 14 or the vicinity thereof. The laser beam L was applied to the existing target 15 powder, and liquid phase laser ablation was performed on the target 15 powder. Thus, copper nanoparticles were formed in the solvent 14, and a dispersion liquid (green colloid) in which the nanoparticles were dispersed in the solvent 14 was obtained. The yield of the copper nanoparticles thus obtained (the weight of the particles produced per hour) was 20 mg / h.

その後、分散安定性を測定するための指標である第一の波長として265nmを選択する代わりに350nmを選択し且つ第二の波長として383nmをする代わりに700nmを選択した以外は、実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して実施例6で得られた銅のナノ粒子及び分散液の特性を評価した。このような測定により得られた製造直後の分散液及び1年経過後の分散液の吸収スペクトルのグラフを図12に示す。このような測定の結果、得られた銅のナノ粒子の平均粒子径は5nmであり、粒子径の標準偏差は0.5nmであることが分かった。また、図12に示す結果からも明らかなように、製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液のいずれにおいても波長350nmと700nmの位置において吸光度が正の値を有していることが確認された。更に、図12に示す吸収スペクトルから求められる分散液の前記強度比([350nmの光の吸光度]/[700nmの光の吸光度])の変化率(強度比の第一の変化率)の値は0.996であることが分かった。また、図12に示す結果からも明らかなように、350nmの光の吸光度と700nmの波長の光の吸光度の変化率をそれぞれ求めたところ、350nmの光の吸光度の変化率は0.013であり、700nmの波長の光の吸光度の変化率は0.048であった。また、図12に示す製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液の350nmの光の吸光度と700nmの波長の光の吸光度のデータに基いて求められる初期強度比及び1年経過後の強度比の値から、前記強度比の第二の変化率を求めたところ、強度比の第二の変化率は0.0037であった。このような結果から、実施例6においては、均一性の十分に高いナノ粒子が形成されていることが確認されるとともに、分散液中のナノ粒子の分散性が1年経過してもほとんど変化していないことから、得られたナノ粒子は分散液中における分散安定性が十分に高いものであることが確認された。   Thereafter, Example 1 was used except that 350 nm was selected instead of 265 nm as the first wavelength, which was an index for measuring dispersion stability, and 700 nm was selected instead of 383 nm as the second wavelength. The characteristics of the copper nanoparticles and dispersion obtained in Example 6 were evaluated by adopting the same method as the method for evaluating the characteristics of the obtained nanoparticles and dispersion. The graph of the absorption spectrum of the dispersion immediately after manufacture obtained by such measurement and the dispersion after one year is shown in FIG. As a result of such measurement, it was found that the average particle diameter of the obtained copper nanoparticles was 5 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 0.5 nm. Further, as is clear from the results shown in FIG. 12, the absorbance at wavelengths of 350 nm and 700 nm in both the dispersion immediately after production (two hours after production) and the dispersion after one year from production. Was confirmed to have a positive value. Furthermore, the value of the change rate (the first change rate of the intensity ratio) of the intensity ratio ([absorbance of 350 nm light] / [absorbance of 700 nm light]) of the dispersion obtained from the absorption spectrum shown in FIG. It was found to be 0.996. Further, as is apparent from the results shown in FIG. 12, the change rate of the absorbance of 350 nm light and the light of 700 nm wavelength was determined, and the change rate of 350 nm light absorbance was 0.013. The change rate of the absorbance of light having a wavelength of 700 nm was 0.048. Moreover, it calculates | requires based on the data of the light absorbency of the light of 350 nm and the light of the wavelength of 700 nm of the dispersion liquid (2 hours after manufacture) shown in FIG. From the obtained initial intensity ratio and the value of the intensity ratio after one year, the second change rate of the intensity ratio was found to be 0.0037. From these results, in Example 6, it was confirmed that nanoparticles with sufficiently high uniformity were formed, and the dispersibility of the nanoparticles in the dispersion changed substantially even after 1 year. From this, it was confirmed that the obtained nanoparticles had sufficiently high dispersion stability in the dispersion.

(実施例7)
銅の粉末からなるターゲット15を製造する代わりに以下のようにして酸化銅の粉末を製造し、銅の粉末の分散液の代わりに以下のようにして得られた酸化銅の粉末の分散液を溶媒14及びターゲット15とした以外は、実施例6と同様にして酸化銅のナノ粒子の製造(分散液の製造)を行った。なお、得られた酸化銅のナノ粒子の分散液は茶色のコロイドとなった。このようにして得られた酸化銅のナノ粒子の収量(1時間当たりに製造される粒子の重さ)は25mg/hであった。
(Example 7)
Instead of producing the target 15 made of copper powder, a copper oxide powder was produced as follows, and instead of the copper powder dispersion, a copper oxide powder dispersion obtained as follows was used. Except that the solvent 14 and the target 15 were used, copper oxide nanoparticles (dispersion liquid) were produced in the same manner as in Example 6. The resulting dispersion of copper oxide nanoparticles became a brown colloid. The yield of the copper oxide nanoparticles thus obtained (weight of particles produced per hour) was 25 mg / h.

<ターゲット15(酸化銅の粉末)の製造工程>
先ず、実施例6で採用したターゲット15(銅の粉末)の製造工程と同様の工程を実施して、銅の粉末の分散液(緑色のコロイド)を得た。そして、その分散液を、室温(25℃)、大気圧下において、4時間放置した。このように放置することにより、分散液中の銅の粉末を酸化した。なお、このような酸化により、分散液の色が茶色に変色した。このようにして、酸化銅(CuO)の粉末(平均粒子径:0.05μm)の分散液(茶色のコロイド)を得た。
<Manufacturing process of target 15 (copper oxide powder)>
First, the process similar to the manufacturing process of the target 15 (copper powder) employ | adopted in Example 6 was implemented, and the dispersion liquid (green colloid) of copper powder was obtained. The dispersion was allowed to stand for 4 hours at room temperature (25 ° C.) and atmospheric pressure. By leaving in this way, the copper powder in the dispersion was oxidized. Note that the color of the dispersion changed to brown by such oxidation. Thus, a dispersion (brown colloid) of copper oxide (CuO) powder (average particle size: 0.05 μm) was obtained.

そして、実施例7で得られた酸化銅のナノ粒子及び分散液に関して、分散安定性を測定するための指標である第一の波長として265nmを選択する代わりに450nmを選択し且つ第二の波長として383nmをする代わりに500nmを選択した以外は、実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して特性を評価した。このような測定により得られた製造直後の分散液及び1年経過後の分散液の吸収スペクトルのグラフを図13に示す。このような測定の結果、得られた酸化銅のナノ粒子の平均粒子径は3nmであり、粒子径の標準偏差は1nmであることが分かった。また、図13に示す結果からも明らかなように、製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液のいずれにおいても波長450nmと500nmの位置において吸光度が正の値を有していることが確認された。更に、図13に示す吸収スペクトルから求められる分散液の前記強度比([450nmの光の吸光度]/[500nmの光の吸光度])の変化率(強度比の第一の変化率)の値は1.006であることが分かった。また、図13に示す結果からも明らかなように、450nmの光の吸光度と500nmの波長の光の吸光度の変化率をそれぞれ求めたところ、450nmの波長の光の吸光度の変化率は0.017であり、500nmの波長の光の吸光度の変化率は0.011であった。また、図13に示す製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液の450nmの光の吸光度と500nmの波長の光の吸光度のデータに基いて求められる初期強度比及び1年経過後の強度比の値から、前記強度比の第二の変化率を求めたところ、強度比の第二の変化率は0.0056であった。このような結果から、実施例7においては、均一性の十分に高いナノ粒子が形成されていることが確認されるとともに、分散液中のナノ粒子の分散性が1年経過してもほとんど変化していないことから、得られたナノ粒子は分散液中における分散安定性が十分に高いものであることが確認された。   Then, regarding the copper oxide nanoparticles and dispersion obtained in Example 7, instead of selecting 265 nm as the first wavelength, which is an index for measuring dispersion stability, 450 nm is selected and the second wavelength is selected. The characteristics were evaluated by adopting the same method as that for evaluating the properties of the nanoparticles and the dispersion obtained in Example 1 except that 500 nm was selected instead of 383 nm. FIG. 13 shows graphs of absorption spectra of the dispersion immediately after production and the dispersion after one year obtained by such measurement. As a result of such measurement, it was found that the average particle diameter of the obtained copper oxide nanoparticles was 3 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 1 nm. Further, as is apparent from the results shown in FIG. 13, the absorbance at wavelengths of 450 nm and 500 nm in both the dispersion immediately after production (two hours after production) and the dispersion after one year from production. Was confirmed to have a positive value. Furthermore, the value of the change rate ([absorbance of light at 450 nm] / [absorbance of light at 500 nm]) of the dispersion obtained from the absorption spectrum shown in FIG. It was found to be 1.006. Further, as apparent from the results shown in FIG. 13, when the change rate of the absorbance of light at 450 nm and the absorbance of light of 500 nm wavelength was obtained, the change rate of the absorbance of light of 450 nm wavelength was 0.017. The change rate of the absorbance of light having a wavelength of 500 nm was 0.011. Moreover, it calculates | requires based on the light absorbency of 450 nm light and the light absorbency of the wavelength of 500 nm of the dispersion liquid immediately after manufacture shown in FIG. 13 (those 2 hours after manufacture) and the dispersion liquid after 1 year from manufacture. From the obtained initial intensity ratio and the intensity ratio value after one year, the second change rate of the intensity ratio was determined to be 0.0056. From these results, in Example 7, it was confirmed that nanoparticles with sufficiently high uniformity were formed, and the dispersibility of the nanoparticles in the dispersion changed substantially even after 1 year. From this, it was confirmed that the obtained nanoparticles had sufficiently high dispersion stability in the dispersion.

(実施例8)
銅の粉末からなるターゲット15を製造する代わりに以下のようにしてPd−Fe合金の粉末からなるターゲット15を製造し、銅の粉末の分散液の代わりに以下のようにして得られたPd−Fe合金の粉末の分散液を溶媒14及びターゲット15とした以外は、実施例6と同様にして合金のナノ粒子の製造(分散液の製造)を行った。なお、得られた分散液は黄色のコロイドとなった。このようにして得られた合金のナノ粒子の収量(1時間当たりに製造される粒子の重さ)は20mg/hであった。
(Example 8)
Instead of producing the target 15 made of copper powder, the target 15 made of Pd—Fe alloy powder was produced as follows, and instead of the copper powder dispersion, Pd— Except that the dispersion liquid of the Fe alloy powder was used as the solvent 14 and the target 15, the production of the alloy nanoparticles (production of the dispersion liquid) was performed in the same manner as in Example 6. The obtained dispersion became a yellow colloid. The nanoparticle yield (weight of particles produced per hour) of the alloy thus obtained was 20 mg / h.

<ターゲット15(Pd−Fe合金の粉末)の製造工程>
先ず、化学合成法によりパラジウム(Pd)の含有量が90質量%であり且つ鉄(Fe)の含有量が10質量%であるPd−Fe合金のペレットを製造した。次に、該ペレットをドリルで削って粉体(平均粒子径が100μmの削りカス)を製造した。次いで、その削りカスを十分に洗浄して、Pd−Fe合金の粉体を得た。次に、銅の粒子を用いる代わりに前記Pd−Fe合金の粉体を用いる以外は、実施例6で採用したターゲット15(銅の粉末)の製造工程と同様の工程を実施して、Pd−Fe合金の粉末が溶媒14中に分散した合金のPd−Fe粉末(平均粒子径:1μm)の分散液(黄色のコロイド)を得た。
<Manufacturing process of target 15 (Pd—Fe alloy powder)>
First, Pd—Fe alloy pellets having a palladium (Pd) content of 90 mass% and an iron (Fe) content of 10 mass% were produced by a chemical synthesis method. Next, the pellet was shaved with a drill to produce a powder (shaving residue having an average particle diameter of 100 μm). Next, the scrap was thoroughly washed to obtain a Pd—Fe alloy powder. Next, a process similar to the process for manufacturing the target 15 (copper powder) employed in Example 6 was performed except that the Pd—Fe alloy powder was used instead of the copper particles, and Pd— A dispersion (yellow colloid) of Pd—Fe powder (average particle size: 1 μm) of the alloy in which the Fe alloy powder was dispersed in the solvent 14 was obtained.

実施例8で得られたPd−Feのナノ粒子及び分散液に関して、分散安定性を測定するための指標である第一の波長として265nmを選択する代わりに450nmを選択し且つ第二の波長として383nmをする代わりに500nmを選択した以外は、実施例1で得られたナノ粒子及び分散液の特性の評価方法と同様の方法を採用して特性を評価した。このような測定により得られた製造直後の分散液及び1年経過後の分散液の吸収スペクトルのグラフを図14に示す。このような測定の結果、得られた合金のナノ粒子の平均粒子径は1nmであり、粒子径の標準偏差は0.5nmであることが分かった。また、図14に示す結果からも明らかなように、製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液のいずれにおいても波長450nmと500nmの位置において吸光度が正の値を有していることが確認された。更に、図14に示す吸収スペクトルから求められる分散液の前記強度比([450nmの光の吸光度]/[500nmの光の吸光度])の変化率(強度比の第一の変化率)の値は1.0902であることが分かった。また、図14に示す結果からも明らかなように、450nmの光の吸光度と500nmの波長の光の吸光度の変化率をそれぞれ求めたところ、450nmの光の吸光度の変化率は0.089であり、500nmの波長の光の吸光度の変化率は0.187であった。また、図14に示す製造直後の分散液(製造から2時間後のもの)及び製造から1年経過後の分散液の450nmの波長の光の吸光度と500nmの波長の光の吸光度のデータに基いて求められる初期強度比及び1年経過後の強度比の値から、前記強度比の第二の変化率を求めたところ、強度比の第二の変化率は0.083であった。このような結果から、実施例8においては、均一性の十分に高いナノ粒子が形成されていることが確認されるとともに、分散液中のナノ粒子の分散性が1年経過してもほとんど変化していないことから、得られたナノ粒子は分散液中における分散安定性が十分に高いものであることが確認された。   For the Pd—Fe nanoparticles and dispersion obtained in Example 8, instead of selecting 265 nm as the first wavelength, which is an index for measuring dispersion stability, 450 nm is selected as the second wavelength. Except for selecting 500 nm instead of 383 nm, the characteristics were evaluated by adopting the same method as that for evaluating the characteristics of the nanoparticles and dispersion obtained in Example 1. FIG. 14 shows graphs of absorption spectra of the dispersion immediately after production and the dispersion after one year obtained by such measurement. As a result of such measurement, it was found that the average particle diameter of the nanoparticles of the obtained alloy was 1 nm, and the standard deviation of the particle diameter was 0.5 nm. Further, as is apparent from the results shown in FIG. 14, the absorbance at wavelengths of 450 nm and 500 nm in both the dispersion immediately after production (two hours after production) and the dispersion after one year from production. Was confirmed to have a positive value. Furthermore, the value of the rate of change ([absorbance of light at 450 nm] / [absorbance of light at 500 nm]) of the dispersion obtained from the absorption spectrum shown in FIG. It was found to be 1.0902. Further, as apparent from the results shown in FIG. 14, when the change rate of the absorbance of 450 nm light and the light of 500 nm wavelength was obtained, the change rate of the absorbance of 450 nm light was 0.089. The change rate of the absorbance of light having a wavelength of 500 nm was 0.187. Further, based on the data of the absorbance of light having a wavelength of 450 nm and the absorbance of light having a wavelength of 500 nm of the dispersion immediately after production (two hours after production) and the dispersion after one year from production shown in FIG. The second change rate of the intensity ratio was found to be 0.083 from the initial intensity ratio and the intensity ratio after one year. From these results, it was confirmed in Example 8 that nanoparticles with sufficiently high uniformity were formed, and the dispersibility of the nanoparticles in the dispersion changed substantially even after one year. From this, it was confirmed that the obtained nanoparticles had sufficiently high dispersion stability in the dispersion.

以上のような結果から、本発明の無機ナノ粒子の製造方法によれば、銅、貴金属、これらの酸化物、及び、その合金のような無機材料のナノ粒子を効率よく製造することが可能であることが分かり、そのナノ粒子を化学試薬等を使用することなく、前記溶媒中に十分に長期間安定して分散された状態を維持することが可能な粒子とすることが可能であることが確認された。また、本発明の無機ナノ粒子の製造方法によれば、十分に均一性の高い無機ナノ粒子を効率よく製造できることも分かった。   From the above results, according to the method for producing inorganic nanoparticles of the present invention, it is possible to efficiently produce nanoparticles of inorganic materials such as copper, noble metals, oxides thereof, and alloys thereof. It can be seen that the nanoparticles can be made into particles capable of maintaining a state of being stably dispersed in the solvent for a sufficiently long period of time without using a chemical reagent or the like. confirmed. Moreover, according to the manufacturing method of the inorganic nanoparticle of this invention, it turned out that inorganic nanoparticle with sufficiently high uniformity can be manufactured efficiently.

以上説明したように、本発明によれば、化学試薬等を使用することなく溶媒中に十分に長期間安定して分散された状態を維持することが可能な無機ナノ粒子を製造することができる無機ナノ粒子の製造方法、並びに、その方法を利用して得られる無機ナノ粒子分散液を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to produce inorganic nanoparticles capable of maintaining a state of being stably dispersed in a solvent for a sufficiently long period of time without using a chemical reagent or the like. It becomes possible to provide the manufacturing method of an inorganic nanoparticle, and the inorganic nanoparticle dispersion liquid obtained using the method.

したがって、本発明の製造方法により得られた無機ナノ粒子は、各種触媒等の材料等として有用であり、例えば、無機ナノ粒子がパラジウムのナノ粒子である場合、かかる粒子は水素センサーや触媒を製造するための材料等として有用である。   Therefore, the inorganic nanoparticles obtained by the production method of the present invention are useful as materials such as various catalysts. For example, when the inorganic nanoparticles are palladium nanoparticles, such particles produce a hydrogen sensor or a catalyst. It is useful as a material for doing so.

10…レーザー発振器、11…ミラー、12…集光手段、13…処理容器、14…溶媒、15…ターゲット、16…撹拌装置、16A…撹拌子、16B…撹拌子を回転させることが可能な装置、G…雰囲気ガス、I…液相と気相の界面、L…レーザー光、W…窓、B…処理容器の底部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser oscillator, 11 ... Mirror, 12 ... Condensing means, 13 ... Processing container, 14 ... Solvent, 15 ... Target, 16 ... Stirrer, 16A ... Stirrer, 16B ... Device which can rotate a stirrer G: Atmospheric gas, I: Interface between liquid phase and gas phase, L: Laser light, W: Window, B: Bottom of processing vessel.

Claims (6)

レーザー光を発生させるためのレーザー発振器と、前記レーザー光を集光するための集光手段と、溶媒を保持するための処理容器と、前記処理容器内に保持されている溶媒と、前記溶媒中に添加された銅、貴金属、これらの酸化物、並びに、銅及び貴金属のうちの少なくとも1種を含む合金からなる群から選択される少なくとも1種の無機材料からなる粉末状のターゲットとを備える液相レーザーアブレーション装置を用い、
前記溶媒を撹拌しながら、液相と気相との界面におけるフルエンスが0.70J/cm以上となるようにして気相側から該界面に前記レーザー光を集光照射することにより、前記溶媒中の前記ターゲットに対して前記レーザー光を照射し、前記溶媒中において前記無機材料のナノ粒子を形成することを特徴とする無機ナノ粒子の製造方法。
A laser oscillator for generating laser light, a condensing means for condensing the laser light, a processing container for holding a solvent, a solvent held in the processing container, and the solvent And a liquid target comprising at least one inorganic material selected from the group consisting of copper, noble metals, oxides thereof, and alloys containing at least one of copper and noble metals. Using phase laser ablation equipment,
While stirring the solvent, the solvent is condensed and irradiated from the gas phase side to the interface such that the fluence at the interface between the liquid phase and the gas phase is 0.70 J / cm 2 or more. A method for producing inorganic nanoparticles, wherein the target is irradiated with the laser beam to form nanoparticles of the inorganic material in the solvent.
前記レーザー光の液相と気相との界面におけるフルエンスが0.70〜200J/cmであることを特徴とする請求項1に記載の無機ナノ粒子の製造方法。 2. The method for producing inorganic nanoparticles according to claim 1, wherein a fluence at an interface between a liquid phase and a gas phase of the laser light is 0.70 to 200 J / cm 2 . 前記ターゲットが、別途、液相中においてレーザー光を照射されて形成された無機材料からなる粉末であり、且つ、前記溶媒を撹拌する工程を実施する前に、前記ターゲットの粉末が前記溶媒中に分散されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の無機ナノ粒子の製造方法。   The target is a powder made of an inorganic material that is separately formed by irradiating a laser beam in a liquid phase, and before the step of stirring the solvent, the target powder is placed in the solvent. The method for producing inorganic nanoparticles according to claim 1 or 2, wherein the inorganic nanoparticles are dispersed. 溶媒中に無機ナノ粒子が分散された無機ナノ粒子分散液であって、
製造後2時間以内の初期の前記無機ナノ粒子分散液及び大気圧、20〜25℃の温度の条件下において製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液に対してUV−可視光吸収スペクトル測定をそれぞれ行い、200〜800nmの波長領域のうちの前記初期の無機ナノ粒子分散液の吸収スペクトルの吸光度の値が正の値となる波長領域の中から選択される任意の異なる2点の波長をそれぞれ第一の波長及び第二の波長とし、該2点の波長の光の吸光度の比([第一の波長の光の吸光度]/[第二の波長の光の吸光度])をそれぞれ求めた場合に、製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液の第一の波長の光の吸光度及び第二の波長の光の吸光度の値がいずれも正の値であり、且つ、初期の前記無機ナノ粒子分散液の前記強度比(初期強度比)と製造後1年以上経過させた前記無機ナノ粒子分散液の前記強度比(1年以上経過後の強度比)との変化率([初期強度比]/[1年以上経過後の強度比])が0.9〜1.1の範囲であること、
を特徴とする無機ナノ粒子分散液。
An inorganic nanoparticle dispersion in which inorganic nanoparticles are dispersed in a solvent,
UV-visible light absorption with respect to the initial inorganic nanoparticle dispersion within 2 hours after production and the inorganic nanoparticle dispersion which has been allowed to pass for more than one year after production under conditions of atmospheric pressure and temperature of 20 to 25 ° C. Each of the spectrum measurements is performed, and any two different points selected from the wavelength range in which the absorbance value of the absorption spectrum of the initial inorganic nanoparticle dispersion in the wavelength range of 200 to 800 nm is a positive value. The wavelengths are the first wavelength and the second wavelength, respectively, and the ratio of the absorbance of the light at the two wavelengths ([absorbance of the light of the first wavelength] / [absorbance of the light of the second wavelength]), respectively. When obtained, both the absorbance value of the light of the first wavelength and the absorbance of the light of the second wavelength of the inorganic nanoparticle dispersion liquid that has passed for more than one year after production are both positive values, and The strength ratio of the initial inorganic nanoparticle dispersion Change rate ([initial strength ratio] / [after 1 year or more] of the strength ratio (strength ratio after 1 year or more) of the inorganic nanoparticle dispersion that has been passed for more than 1 year after production Intensity ratio]) is in the range of 0.9 to 1.1,
An inorganic nanoparticle dispersion characterized by.
前記無機ナノ粒子の平均粒子径が0.5〜20nmであり、且つ
前記無機ナノ粒子の粒子径の標準偏差が3.0nm以下であることを特徴とする請求項4に記載の無機ナノ粒子分散液。
The inorganic nanoparticle dispersion according to claim 4, wherein the average particle diameter of the inorganic nanoparticles is 0.5 to 20 nm, and the standard deviation of the particle diameter of the inorganic nanoparticles is 3.0 nm or less. liquid.
請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の無機ナノ粒子の製造方法を利用して得られたものであることを特徴とする請求項4又は5に記載の無機ナノ粒子分散液。   The inorganic nanoparticle dispersion liquid according to claim 4 or 5, wherein the inorganic nanoparticle dispersion liquid is obtained using the method for producing inorganic nanoparticles according to any one of claims 1 to 3.
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