JP2014136826A - 複合ニッケル微粒子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複合ニッケル微粒子100は、ニッケル元素を含有するマトリックス部1と、該マトリックス部1に固定されたアナターゼ型酸化チタンを含有する金属酸化物微粒子10と、を備えている。マトリックス部1は、例えば球状、疑似球状等の形状の微粒子であり、主成分としてニッケル元素を含有する。金属酸化物微粒子10は、マトリックス部1に固着した状態で存在し、好ましくは、マトリックス部1にほぼ均一な分布で固着している。複合ニッケル微粒子100の一次粒子の平均粒子径は、20nm〜150nmの範囲内が好ましく、金属酸化物微粒子10の一次粒子の平均粒子径は、例えば5nm〜15nmの範囲内が好ましい。
【選択図】図1
Description
Ia)ニッケル塩及び有機アミンを含む混合物を加熱してニッケル錯体を生成させた錯化反応液を得る工程、
Ib)アナターゼ型酸化チタンを含有する金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させた金属酸化物の分散液を準備する工程、
Ic)前記錯化反応液と前記金属酸化物微粒子の分散液を混合して得られる混合物を加熱して、前記錯化反応液中のニッケルイオンを還元し、ニッケル元素を含有するマトリックス部を形成するとともに、前記金属酸化物微粒子を前記マトリックス部に固定させて、複合ニッケル微粒子のスラリーを得る工程、
を備えていてもよい。
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態の複合ニッケル微粒子100は、ニッケル元素を含有するマトリックス部1と、該マトリックス部1に固定されたアナターゼ型酸化チタンを含有する金属酸化物微粒子10と、を備えている。
本実施の形態の複合ニッケル微粒子100において、マトリックス部1は、例えば球状、疑似球状等の形状の微粒子であり、主成分としてニッケル元素を含有する。マトリックス部1は、ニッケル以外の元素を含有するものできる。ニッケル以外の金属としては、例えば、チタン、コバルト、銅、クロム、マンガン、鉄、アルミニウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、ジルコニウム、スズ、タングステン、モリブデン、バナジウム、バリウム、カルシウム、ストロンチウム、シリコン、アルミニウム、リン等の卑金属、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、ネオジウム、ニオブ、ホロニウム、ディスプロヂウム、イットリウム等の貴金属、希土類金属を挙げることができる。これらは、単独で又は2種以上含有していてもよく、また水素、炭素、窒素、硫黄、ボロン等の金属元素以外の元素を含有していてもよいし、これらの合金であってもよい。
本実施の形態の複合ニッケル微粒子100において、金属酸化物微粒子10は、アナターゼ型酸化チタンを含有する。アナターゼ型酸化チタンは、結晶性が高く、アナターゼ型酸化チタンを含む金属酸化物微粒子10を固定化した複合ニッケル微粒子100は、分散性に優れる。酸化チタンの結晶構造がルチル型やブルッカイト型の場合は高い分散効果は得られない。また、後述する製造方法によって、アナターゼ型酸化チタンが高分散状態にある分散液をマトリックス部1の原料となるニッケル塩及び有機アミンを含む混合物に添加すると、マトリックス部1の表面において、金属酸化物微粒子10がほぼ均等な分布で固定されるので、複合ニッケル微粒子100の耐焼結性を向上させることができる。
本実施の形態の複合ニッケル微粒子100において、金属酸化物微粒子10は、マトリックス部1に固定化された状態で存在し、好ましくは、マトリックス部1にほぼ均等な分布で固定化されている。ここで、「固定化」とは、金属酸化物微粒子10がマトリックス部1に固着している状態であり、金属酸化物微粒子10の一部分もしくは全体がマトリックス部1に埋包された状態を含む。金属酸化物微粒子10が、マトリックス部1に固定化された状態で存在することによって、金属酸化物微粒子10が脱離しにくくなり、良好な耐焼結性を発揮できる。
本実施の形態の複合ニッケル微粒子100は、全質量に対して金属換算の金属元素を90質量%以上含有することが好ましい。複合ニッケル微粒子100中の金属元素の含有量が90質量%未満であると、電気抵抗が大きくなり、例えばMLCCの内部電極材料用途として好ましくない。なお、以下の説明において、各種元素の含有量は、複合ニッケル微粒子100の元素分析により確認することができる。
次に、本実施の形態の複合ニッケル微粒子100の製造方法について説明する。複合ニッケル微粒子100は、例えば、気相法や液相法などの方法により得られるが、その製造方法については特に限定されない。気相法は液相法に比べて製造コストが高価になりがちであるので、液相法を適用することが有利である。液相法のなかでも、粒子径分布が狭い複合ニッケル微粒子100を短時間で容易に製造する方法として、下記の工程Ia〜Icを備える方法が好ましい。
ニッケル塩(ニッケル前駆体)としては、例えば塩化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、炭酸ニッケル、カルボン酸ニッケル、Ni(acac)2(β−ジケトナト錯体)、ステアリン酸ニッケル等を挙げることができる。例えば、塩化ニッケル六水和物(NiCl2・6H2O)は、錯体であるtrans―[NiCl2(H2O)4]と、それに弱く結合した2個の水分子からなり、6個の水分子のうち4個のみが直接ニッケルと結合した構造を有している。このような構造のニッケル六水和物の水分子は容易にアミンなどによって置換され得るため、アミンと混合することで容易にアミン錯体を形成することができる。ニッケル前駆体の一部もしくは全部として塩化ニッケル(II)を用いることで、結晶性が高い金属ニッケルを生成することができる。
本工程で使用するアナターゼ型酸化チタンを含有する金属酸化物微粒子の平均粒子径は、例えば5nm〜15nmの範囲内にあることが好ましく、5nm〜10nmの範囲内がより好ましい。使用する金属酸化物微粒子の平均粒子径は、マトリックス部1に固定化された後の状態でも同じ粒子径となるため、上記のとおり、5nmを下回ると、耐焼結性を改善する効果が十分に得られなくなる傾向となり、15nmを超えると、金属酸化物微粒子の吸着サイト減少に伴う金属酸化物微粒子の固定数量の減少や、マトリックス部への不均一な固定化(固定ムラ)の原因となる。
本工程では、工程Iaでニッケル塩と有機溶媒との錯形成反応によって得られた錯化反応液と、工程Icで金属酸化物微粒子の分散液を混合して得られる混合物を加熱する。これによって、錯化反応液中のニッケルイオンを還元して金属ニッケルを主成分とするマトリックス部1を生成させるとともに、金属酸化物微粒子10をマトリックス部1に固定化させて、複合ニッケル微粒子100のスラリーを得ることができる。本工程における加熱の方法は、特に制限はなく、例えばヒーターによる加熱でもよく、マイクロ波照射による加熱でもよいが、マイクロ波照射によることが好ましい。なお、マイクロ波の使用波長は、特に限定するものではなく、例えば2.45GHzである。加熱温度は、得られる複合ニッケル微粒子100の形状のばらつきを抑制するという観点から、好ましくは170℃以上、より好ましくは180℃以上とすることがよい。加熱温度の上限は特にないが、処理を効率的に行う観点からは例えば270℃以下とすることが好適である。
本工程では、工程Icで得られた複合ニッケル微粒子スラリーを、例えば、静置分離し、上澄み液を取り除いた後、適当な溶媒を用いて洗浄し、乾燥することで、複合ニッケル微粒子100が得られる。
本工程では、前記工程Icで得られた複合ニッケル微粒子100のスラリーに、硫黄粉末又は硫黄含有化合物を更に添加することによって、マトリックス部1の表面が、硫黄含有化合物又は硫黄元素により被覆された複合ニッケル微粒子100を得る。この場合、硫黄含有化合物としてニッケル原子と化学結合を可能とする硫黄原子を含む官能基を有する硫黄含有有機化合物を用いることが好ましい。硫黄粉末又は硫黄含有化合物の添加は、工程Icの還元反応に続く、複合ニッケル微粒子スラリーの状態で添加してもよく、又は還元反応によって得られる複合ニッケル微粒子スラリーから、一旦、複合ニッケル微粒子100を単離した後に、複合ニッケル微粒子100を液中に分散させてスラリーの状態としてから添加してもよい。工程の簡略化の観点から、硫黄粉末又は硫黄含有化合物の添加は、工程Icの還元反応に続く、複合ニッケル微粒子スラリーの状態で添加することが好ましい。
SEM(走査電子顕微鏡)により試料の写真を撮影して、その中から無作為に200個を抽出してそれぞれの面積を求め、真球に換算したときの粒子径を個数基準として一次粒子の平均粒子径を算出した。また、CV値(変動係数)は、(標準偏差)÷(平均粒子径)によって算出した。なお、CV値が小さいほど、粒子径がより均一であることを示す。
試料を5Φ×2mmの円柱状成型器に入れ、プレス成型して得られる成型体を作製し、窒素ガス(水素ガス3%含有)の雰囲気下で、熱機械分析(TMA)および熱重量分析(TGA)を行った。また、熱機械分析装置(TMA)により測定される5%熱収縮の温度を5%熱収縮温度とした。
<錯化反応液の調製>
60.0gの酢酸ニッケル四水和物(0.24mol)に690gのオレイルアミン(2.58mol)を加え、窒素フロー下で140℃、20分間加熱することによって錯化反応液1a’(ニッケルイオンの濃度;2wt%)を得た。
得られた錯化反応液1a’に、ゾルゲル法で合成した酸化チタンニオブの微粒子(組成;Ti0.9Nb0.1O2 、分子量;84.37、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;51.1wt%、ニオブ元素;11.0wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量部の酸化チタンニオブの微粒子を含有)を加えた後、マイクロ波を照射して250℃まで加熱し、その温度を5分間保持することによって、複合ニッケル微粒子1aのスラリーを得た。
得られた複合ニッケル微粒子1aのスラリーを静置分離し、上澄み液を取り除いた後、トルエンとメタノールを用いて3回洗浄した後、70℃に維持される真空乾燥機で6時間乾燥して複合ニッケル微粒子1aを得た。この複合ニッケル微粒子1aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子1aの平均粒子径;70nm、CV値;0.15。
3)複合ニッケル微粒子1a中の金属換算の金属元素の全質量(以下、「金属成分」と記すことがある);95wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を96.6wt%含有、チタン元素を2.84wt%含有、ニオブ元素を0.54wt%含有。
酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの添加量を50g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、3重量部の酸化チタンニオブの微粒子を含有)としたこと以外、実施例1−1と同様にして、複合ニッケル微粒子1bを得た。
酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの添加量を25g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、1.5重量部の酸化チタンニオブの微粒子を含有)とした以外、実施例1−1と同様にして、複合ニッケル微粒子1cを得た。
酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーを加えなかったこと以外、実施例1−1と同様にして、金属ニッケル微粒子1d(平均粒子径;90nm、CV値;0.15)を得た。この元素分析の結果、C;0.8、O;1.3、S;<0.1(単位は質量%)であった。また、金属ニッケル微粒子1dのSEM(Scanning Electron Microscope、走査型電子顕微鏡)写真を図3に示す。
<錯化反応液の調製>
60.0gの酢酸ニッケル四水和物(0.24mol)に690gのオレイルアミン(2.58mol)を加え、窒素フロー下で140℃、20分間加熱することによって錯化反応液2a’(ニッケルイオンの濃度;2wt%)を得た。
得られた錯化反応液2a’に、ゾルゲル法で合成した酸化チタンニオブの微粒子(組成;Ti0.9Nb0.1O2、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;51.1wt%、ニオブ元素;11.0wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量部の酸化チタンニオブの微粒子を含有)を加えた後、マイクロ波を照射して250℃まで加熱し、その温度を5分間保持した後、この温度を保持した状態で、0.45gの1−ドデカンチオールを添加することによって、複合ニッケル微粒子2aのスラリーを得た。
得られた複合ニッケル微粒子2aのスラリーを静置分離し、上澄み液を取り除いた後、トルエンとメタノールを用いて3回洗浄した後、70℃に維持される真空乾燥機で6時間乾燥して複合ニッケル微粒子2aを得た。この複合ニッケル微粒子2aの特徴は、次のとおりであった。
1)複合ニッケル微粒子2aの元素分析;C;1.6、O;3.4、S;0.4(単位は質量%)。
2)複合ニッケル微粒子2aの平均粒子径;70nm、CV値;0.19。
3)複合ニッケル微粒子2a中の金属成分;94.6wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を96.0wt%含有、チタン元素を3.36wt%含有、ニオブ元素を0.64wt%含有。
酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの添加量を50g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、3重量部の酸化チタンニオブの微粒子を含有)としたこと以外、実施例2−1と同様にして、複合ニッケル微粒子2bを得た。
酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの添加量を25g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、1.5重量部の酸化チタンニオブの微粒子を含有)としたこと以外、実施例2−1と同様にして、複合ニッケル微粒子2cを得た。
酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーを加えなかったこと以外、実施例2−1と同様にして、硫黄被覆ニッケル微粒子2d(平均粒子径;90nm、CV値;0.17)を得た。この元素分析の結果、C;0.6、O;1.6、S;0.43(単位は質量%)であった。
<錯化反応液の調製>
60.0gの酢酸ニッケル四水和物(0.24mol)に690gのオレイルアミン(2.58mol)を加え、窒素フロー下で140℃、20分間加熱することによって錯化反応液3a’(ニッケルイオンの濃度;2wt%)を得た。
得られた錯化反応液3a’にマイクロ波を照射して250℃まで加熱し、その温度を5分間保持した後、この温度を保持した状態で、0.45gの1−ドデカンチオール及びゾルゲル法で合成した酸化チタンニオブの微粒子(組成;Ti0.9Nb0.1O2 、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;51.1wt%、ニオブ元素;11.0wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量部の酸化チタンニオブの微粒子を含有)を添加することによって、複合ニッケル微粒子3aのスラリーを得た。
得られた複合ニッケル微粒子3aのスラリーを静置分離し、上澄み液を取り除いた後、トルエンとメタノールを用いて3回洗浄した後、70℃に維持される真空乾燥機で6時間乾燥して複合ニッケル微粒子3aを得た。この複合ニッケル微粒子3aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子3aの平均粒子径;90nm、CV値;0.18。
3)複合ニッケル微粒子3a中の金属成分;95.4wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を95.5wt%含有、チタン元素を3.83wt%含有、ニオブ元素を0.67wt%含有。
比較例2で得られた硫黄被覆ニッケル微粒子2dに、仕込みニッケル元素100重量部に対し、酸化チタンニオブの微粒子(組成;Ti0.9Nb0.1O2 、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;51.1wt%、ニオブ元素;11.0wt%)が6重量部になるように、粉末状の酸化チタンニオブの微粒子を添加し、イソプロパノール中での超音波ホモジナイザーによる5分間撹拌後、乾燥して混合粉末3dを得た。
実施例2−1における酸化チタンニオブの微粒子をオレイルアミンのスラリー(固形分濃度;1wt%)の100gの添加の代わりに、酸化チタンニオブの微粒子(組成;Ti0.9Nb0.1O2 、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;51.1wt%、ニオブ元素;11.0wt%)の粉末(乾燥)の1g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量部の酸化チタンニオブの微粒子を含有)を添加したこと以外、実施例1−1と同様にして、複合ニッケル微粒子4dを得た。この微粒子のSEM写真を図10に示す。
実施例2−1におけるマイクロ波照射による加熱の代わりに、マントルヒーターによる加熱としたこと以外、実施例2−1と同様にして、複合ニッケル微粒子4a(平均粒子径;70nm、CV値;0.17)を得た。
実施例1−1における酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの100gを加えたことの代わりに、ゾルゲル法で合成した酸化チタンの微粒子(組成;TiO2 、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;60.0wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量部の酸化チタンの微粒子を含有)を加えたこと以外、実施例1−1と同様にして、複合ニッケル微粒子5aを得た。この複合ニッケル微粒子5aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子5aの平均粒子径;90nm、CV値;0.21。
3)複合ニッケル微粒子5a中の金属成分;95.2wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を96.1wt%含有、チタン元素を3.9wt%含有。
実施例2−1における酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの100gを加えたことの代わりに、ゾルゲル法で合成した酸化チタンの微粒子(組成;TiO2 、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;60.0wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量部の酸化チタンの微粒子を含有)を加えたこと以外、実施例2−1と同様にして、複合ニッケル微粒子6aを得た。この複合ニッケル微粒子6aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子6aの平均粒子径;90nm、CV値;0.18。
3)複合ニッケル微粒子6a中の金属成分;95.2wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を96.7wt%含有、チタン元素を3.4wt%含有。
各微粒子の5%熱収縮温度は、複合ニッケル微粒子2a;514℃、硫黄被覆ニッケル微粒子2d;400℃、複合ニッケル微粒子6a;400℃である。
実施例2−1における酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの100gを加えたことの代わりに、ゾルゲル法で合成した酸化チタンタンタルの微粒子(組成;Ti0.95Ta0.05O2 、分子量;86.52、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;52.6wt%、タンタル元素;10.5wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量部の酸化チタンタンタルの微粒子を含有)を加えたこと以外、実施例2−1と同様にして、複合ニッケル微粒子7aを得た。この複合ニッケル微粒子7aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子7aの平均粒子径;92nm、CV値;0.22。
3)複合ニッケル微粒子7a中の金属成分;94.5wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を96.7wt%含有、チタン元素を2.75wt%含有、タンタル元素を0.55wt%含有。
実施例2−1における酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの100gを加えたことの代わりに、ゾルゲル法で合成した酸化チタンイットリウムの微粒子(組成;Ti0.95Y0.05O2 、分子量;81.92、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;55.5wt%、イットリウム元素;5.4wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量部の酸化チタンイットリウムの微粒子を含有)を加えたこと以外、実施例2−1と同様にして、複合ニッケル微粒子8aを得た。この複合ニッケル微粒子8aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子8aの平均粒子径;70nm、CV値;0.16。
3)複合ニッケル微粒子8a中の金属成分;95.3wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を96.0wt%含有、チタン元素を3.64wt%含有、イットリウム元素を0.36wt%含有。
実施例2−1における酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの100gを加えたことの代わりに、ゾルゲル法で合成した酸化チタンジスプロシウムの微粒子(組成;Ti0.95Dy0.05O2 分子量:85.60、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;53.1wt%、ジスプロシウム元素;9.5wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量の酸化チタンの微粒子を含有)を加えたこと以外、実施例2−1と同様にして、複合ニッケル微粒子9aを得た。この複合ニッケル微粒子9aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子9aの平均粒子径;92nm、CV値;0.21。
3)複合ニッケル微粒子9a中の金属成分;95.3wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を95.6wt%含有、チタン元素を3.74wt%含有、ジスプロシウム元素を0.67wt%含有。
実施例1−1における酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの100gを加えたことの代わりに、ゾルゲル法で合成した酸化チタンマンガンの微粒子(組成;Ti0.95Mn0.05O2 分子量:80.22、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;56.7wt%、マンガン元素;3.4wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量の酸化チタンの微粒子を含有)を加えたこと以外、実施例1−1と同様にして、複合ニッケル微粒子10aを得た。この複合ニッケル微粒子10aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子10aの平均粒子径;80nm、CV値;0.18。
3)複合ニッケル微粒子10a中の金属成分;95.1wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を95.0wt%含有、チタン元素を4.6wt%含有、マンガン元素を0.28wt%含有。
実施例2−1における酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの100gを加えたことの代わりに、ゾルゲル法で合成した酸化チタンマンガンの微粒子(組成;Ti0.95Mn0.05O2 分子量:80.22、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;56.7wt%、マンガン元素;3.4wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量の酸化チタンの微粒子を含有)を加えたこと以外、実施例2−1と同様にして、複合ニッケル微粒子11aを得た。この複合ニッケル微粒子11aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子11aの平均粒子径;115nm、CV値;0.22。
3)複合ニッケル微粒子11a中の金属成分;94.7wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を95.2wt%含有、チタン元素を4.5wt%含有、マンガン元素を0.27wt%含有。
実施例2−1における酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの100gを加えたことの代わりに、ゾルゲル法で合成した酸化チタンマグネシウムの微粒子(組成;Ti0.95Mg0.05O2 分子量:78.70、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;57.8wt%、マグネシウム元素;1.5wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量の酸化チタンの微粒子を含有)を加えたこと以外、実施例2−1と同様にして、複合ニッケル微粒子12aを得た。この複合ニッケル微粒子12aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子12aの平均粒子径;102nm、CV値;0.21。
3)複合ニッケル微粒子12a中の金属成分;95.2wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を94.8wt%含有、チタン元素を5.0wt%含有、マグネシウム元素を0.2wt%含有。
実施例2−1における酸化チタンニオブの微粒子のオレイルアミンのスラリーの100gを加えたことの代わりに、ゾルゲル法で合成した酸化チタンバナジウムの微粒子(組成;Ti0.95V0.05O2 分子量:80.02、アナターゼ型、平均粒子径;10nm、チタン元素;56.8wt%、バナジウム元素;3.2wt%)をオレイルアミンに分散させたスラリー(固形分濃度;1wt%)の100g(仕込みニッケル元素100重量部に対し、6重量の酸化チタンの微粒子を含有)を加えたこと以外、実施例2−1と同様にして、複合ニッケル微粒子13aを得た。この複合ニッケル微粒子13aの特徴は、次のとおりであった。
2)複合ニッケル微粒子13aの平均粒子径;81nm、CV値;0.18。
3)複合ニッケル微粒子13a中の金属成分;94.7wt%、全金属成分に対し、ニッケル元素を95.0wt%含有、チタン元素を4.7wt%含有、バナジウム元素を0.3wt%含有。
Claims (18)
- ニッケル元素を含有するマトリックス部と、該マトリックス部に固定されたアナターゼ型酸化チタンを含有する金属酸化物微粒子と、を備えた複合ニッケル微粒子。
- 前記複合ニッケル微粒子の一次粒子の平均粒子径は20nm〜150nmの範囲内にあり、前記金属酸化物微粒子の一次粒子の平均粒子径は5nm〜15nmの範囲内にある請求項1に記載の複合ニッケル微粒子。
- 全質量に対して金属換算の金属元素を90質量%以上含有するとともに、金属換算の金属元素の全質量に対し、ニッケル元素を95質量%以上、チタン元素を0.1〜5.0質量%の範囲内で含有する請求項1又は2に記載の複合ニッケル微粒子。
- ニッケル元素に対し、チタン元素を0.1〜5.6質量%の範囲内で含有する請求項3に記載の複合ニッケル微粒子。
- 前記金属酸化物微粒子が、希土類金属又はアルカリ土類金属の元素を含むものである請求項3に記載の複合ニッケル微粒子。
- 前記複合ニッケル微粒子中の金属換算の金属元素の全質量に対し、希土類金属及びアルカリ土類金属の元素の少なくとも1種とチタン元素の合計が0.1〜5.0質量%の範囲内にある請求項5に記載の複合ニッケル微粒子。
- 前記複合ニッケル微粒子中のニッケル元素に対し、希土類金属及びアルカリ土類金属の元素の少なくとも1種とチタン元素の合計が0.1〜5.6質量%の範囲内にある請求項6に記載の複合ニッケル微粒子。
- 前記マトリックス部の表面に、硫黄含有化合物又は硫黄元素が被覆されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の複合ニッケル微粒子。
- 前記マトリックス部は、ニッケル塩及び有機アミンを含む混合物から、湿式還元法によりニッケルイオンを還元して金属ニッケルを析出させて得られるものであり、前記金属酸化物微粒子は、前記ニッケルイオンを還元して金属ニッケルを析出させる過程において固定されたものである請求項1〜8のいずれか1項に記載の複合ニッケル微粒子。
- ニッケル元素を含有するマトリックス部と、該マトリックス部に固定された金属酸化物微粒子と、を備えた複合ニッケル微粒子の製造方法であって、
下記の工程Ia〜Ic;
Ia)ニッケル塩及び有機アミンを含む混合物を加熱してニッケル錯体を生成させた錯化反応液を得る工程、
Ib)アナターゼ型酸化チタンを含有する金属酸化物微粒子を有機溶媒に分散させた金属酸化物の分散液を準備する工程、
Ic)前記錯化反応液と前記金属酸化物微粒子の分散液を混合して得られる混合物を加熱して、前記錯化反応液中のニッケルイオンを還元し、ニッケル元素を含有するマトリックス部を形成するとともに、前記金属酸化物微粒子を前記マトリックス部に固定させて、複合ニッケル微粒子のスラリーを得る工程、
を備えている複合ニッケル微粒子の製造方法。 - 前記金属酸化物微粒子の平均粒子径が5nm〜15nmの範囲内である請求項10に記載の複合ニッケル微粒子の製造方法。
- 前記金属酸化物微粒子が、チタン元素を30〜60質量%の範囲内で含有するものである請求項10又は11に記載の複合ニッケル微粒子の製造方法。
- 前記金属酸化物微粒子が、希土類金属及び/又はアルカリ土類金属の元素を含むものである請求項10〜12のいずれか1項に記載の複合ニッケル微粒子の製造方法。
- 前記金属酸化物微粒子が、希土類金属及び/又はアルカリ土類金属の元素の少なくとも1種とチタン元素を合計で0.1〜5.0質量%の範囲内で含有するものである請求項13に記載の複合ニッケル微粒子の製造方法。
- 前記金属酸化物微粒子が、前記ニッケル塩に含まれるニッケル元素100重量部に対し、0.1〜10重量部の範囲内で添加される請求項10〜14のいずれか1項の記載の複合ニッケル微粒子の製造方法。
- 前記複合ニッケル微粒子の一次粒子の平均粒子径が、20nm〜150nmの範囲内である請求項10〜15のいずれか1項に記載の複合ニッケル微粒子の製造方法。
- 前記工程Icにおける加熱が、マイクロ波照射によるものである請求項10〜16のいずれか1項に記載の複合ニッケル微粒子の製造方法。
- 前記工程Icで得られた複合ニッケル微粒子のスラリーに、硫黄含有化合物を更に添加することによって、前記マトリックス部の表面に、硫黄含有化合物又は硫黄元素により被覆された複合ニッケル微粒子を得る工程を備えている請求項10〜17のいずれか1項に記載の複合ニッケル微粒子の製造方法。
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