JP2014221927A - 銅微粒子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
銅源として99.9質量%の硝酸銅三水和物(和光純薬株式会社製)、溶媒として水、保護剤として99.0質量%のクエン酸(和光純薬株式会社製)、還元剤として98.0質量%のヒドラジン一水和物(和光純薬株式会社製)、アルカリとして97.0質量の水酸化ナトリウム(和光純薬株式会社製)を用意した。
銅源溶液および還元剤のpHをそれぞれ12(実施例2)、11(実施例3)にした以外は、実施例1と同様の方法により、それぞれ0.3g程度の銅微粒子を得た。
銅源としてそれぞれ99.5質量%の硫酸銅五水和物(和光純薬株式会社製)(実施例4)、99.5質量%の塩化銅(和光純薬株式会社製)(実施例5)を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、それぞれ0.3g程度の銅微粒子を得た。
保護剤として99.0質量%のリンゴ酸(和光純薬株式会社製)を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、0.3g程度の銅微粒子を得た。
保護剤としてエチレンジアミン四酢酸(EDTA)を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、銅微粒子の作製を試みた。しかし、還元後にビーカーの壁面に銅鏡が形成され、得られた粒子も凝集しており、銅微粒子を得ることはできなかった。この結果から、保護剤としてクエン酸やリンゴ酸などのカルボン酸を使用することが非常に有効であることがわかった。
特許文献1に記載された方法と同様に、容積100mLのビーカーに、銅源として塩化銅(CuCl2)粉末0.027gと、分散剤として臭化n−ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)0.0364gと、保護剤としてクエン酸0.006gを入れ、溶媒として水を添加して溶解させた後、室温で窒素ガスを流して攪拌しながら、還元剤として8質量%のヒドラジン水溶液5.0mLを添加し、銅微粒子を析出させた。なお、溶媒として使用した水の量は、試薬(銅源、分散剤、保護剤、還元剤)を添加して全体で20mLとなるように調整した。また、銅微粒子を析出させるために使用した溶液中の塩化銅、CTAB、クエン酸およびヒドラジンの濃度は、それぞれ1.0×10−2M、5.0×10−3M、1.5×10−3Mおよび0.4Mであった。この溶液を+室温で3時間攪拌した後、銅微粒子の遠心分離洗浄を3回行い、その後、銅微粒子を取り出し、乾燥させて0.01g程度の銅微粒子を得た。なお、分散剤としてCTABを添加すると、溶液の粘度が増加し、発泡して溶液の量が減少した。この発泡によって、作業性が低下するだけでなく、還元剤を添加し難くなった。また、還元剤を添加した後、銅微粒子が段々凝集していき、還元後1時間でビーカーの底に沈殿しているのが観察された。
分散剤を使用しなかった以外は、比較例2と同様の方法により、銅微粒子を得た。この比較例で得られた銅微粒子は、比較例1と比べて明らかに凝集していた。
銅源、分散剤、保護剤および還元剤の濃度をそれぞれ5倍にした以外は、比較例2と同様の方法により、銅微粒子の作製を試みた。この比較例では、分散剤を添加すると、大量の発泡が起こり、溶液の量や得られた銅微粒子の量が大幅に減少した。得られた銅微粒子について、実施例1と同様の方法により、結晶構造を評価した。その結果、得られた銅微粒子の結晶構造は、銅単体だけでなく酸化銅の結晶構造も検出された。また、得られた銅微粒子は凝集しており、一次粒子径を測定することができなかった。これらの結果から、比較例2の方法では、実施例1〜6の方法と同等の銅濃度でも銅微粒子を得ることができないことがわかった。
Claims (10)
- 銅を含む水溶液に、カルボン酸またはカルボン酸塩を添加するとともに、アルカリを添加して水溶液をアルカリ性にした後、還元剤を添加して銅微粒子を還元析出させることを特徴とする、銅微粒子の製造方法。
- 前記アルカリを添加してアルカリ性にした水溶液が、pH11以上にした水溶液であることを特徴とする、請求項1に記載の銅微粒子の製造方法。
- 前記還元剤として、アルカリ性にした還元剤を添加することを特徴とする、請求項1または2に記載の銅微粒子の製造方法。
- 前記還元剤として、pH11以上にした還元剤を添加することを特徴とする、請求項1または2に記載の銅微粒子の製造方法。
- 前記カルボン酸またはカルボン酸塩が、クエン酸、リンゴ酸およびこれらの塩からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載の銅微粒子の製造方法。
- 前記銅を含む水溶液が、硝酸銅、硫酸銅または塩化銅の水溶液であることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載の銅微粒子の製造方法。
- 前記還元剤が、ヒドラジン、ヒドラジン化合物、水素化ホウ素塩および次亜リン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種の還元剤であることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれかに記載の銅微粒子の製造方法。
- 走査型電子顕微鏡写真から算出される平均一次粒子径が1〜100nmであり且つ一次粒径の90%累積粒子径と10%累積粒子径の差が90nm以下であることを特徴とする、銅微粒子。
- 前記銅微粒子の形状が略球状であることを特徴とする、請求項8に記載の銅微粒子。
- 前記銅微粒子の表面が、カルボン酸またはカルボン酸塩に由来する有機物で被覆されていることを特徴とする、請求項8または9に記載の銅微粒子。
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