JP2015505904A - リンドーピングされたニッケルナノ粒子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<リンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造>
実施例1
1−1 核粒子の形成
遷移金属前駆体化合物として10gのPdCl2を使用し、100gの超純水と、エチレングリコール(ethylene glycol)50gとを添加して、遷移金属溶液を製造した。還元剤としては次亜リン酸ナトリウム(NaH2PO2.H2O)20gを、100gの超純水に希釈して、還元剤溶液を製造した。遷移金属溶液を撹拌しながら、還元剤溶液を10ml/minで滴下(dropping)しながら、10分間反応させて、Pd核粒子を形成した。形成されたPd核粒子を、超純水50gとエタノール50gとの混合された溶液に投入し、遠心分離器を用いて回収した。
ニッケル化合物として硫酸ニッケル(nickel sulfate、NiSO4)、リンを含む還元剤として次亜リン酸ナトリウム(sodium hypophosphite、NaH2PO2.H2O)を使用した。
pHを5.0に調節したことを除いては、実施例1と同様の方法でニッケルナノ粒子を製造した。
pHを6.0に調節したことを除いては、実施例1と同様の方法でニッケルナノ粒子を製造した。
pHを10.0に調節したことを除いては、実施例1と同様の方法でニッケル粒子を製造した。
リンドーピングされたニッケルナノ粒子の分析
実験例1
前記実施例1で得られたニッケルナノ粒子を走査顕微鏡(SEM)を用いて5万倍に拡大して粒径を測定し、その結果を図2に示した。図2を参照すれば、平均粒径100nmのニッケルナノ粒子が形成されていることを確認することができる。
また、前記実施例1で得られたニッケルナノ粒子をEDX(Energy Dispersive X−ray microanalysis)で分析した結果を、図3に示した。図3を参照すれば、リンが17.45wt%の含有量で含まれていた。
図2および図3をまとめると、実施例1による製造方法でリンがドーピングされたニッケルナノ粒子が製造されることを確認することができた。
前記実施例2で得られたニッケルナノ粒子を走査顕微鏡(SEM)を用いて5万倍に拡大して粒径を測定し、その結果を図4に示した。図4を参照すれば、平均粒径100nmのニッケルナノ粒子が形成されていることを確認することができる。
前記実施例3で得られたニッケルナノ粒子を走査顕微鏡(SEM)を用いて5万倍に拡大して粒径を測定し、その結果を図6に示した。図6を参照すれば、平均粒径100nmのニッケルナノ粒子が形成されていることを確認することができる。
前記比較例1で得られたニッケル粒子を走査顕微鏡(SEM)を用いて5万倍に拡大して粒径を測定し、これを図8に示した。図8を参照すれば、平均粒径1,000,000nm(100μm)のニッケル粒子が形成されていることを確認することができる。
Claims (20)
- ニッケル化合物および溶媒を含むニッケル溶液、核(seed)粒子、およびリンを含む還元剤を任意の順序で混合する段階と、
混合された溶液のpHを酸性に調節する段階とを含むことを特徴とする、リンドーピングされた(phosphorus−doped)ニッケルナノ粒子の製造方法。 - 前記pHは、3〜7に調節することを特徴とする、請求項1に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記核粒子は、Pd、Cu、Ru、Pt、Ag、およびCoからなる群より選択される1種以上を含む遷移金属であることを特徴とする、請求項1に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記核粒子は、遷移金属化合物、超純水、および炭素数2〜10の高沸点アルコールを含む遷移金属溶液に還元剤を投与した後、遷移金属を回収することによって得られることを特徴とする、請求項1に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記遷移金属溶液の濃度は、0.01〜100g/Lであることを特徴とする、請求項4に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記ニッケル溶液は、ニッケル化合物、超純水、および炭素数2〜10の高沸点アルコールを含むことを特徴とする、請求項1に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記ニッケル化合物は、塩化ニッケル(NiCl2)、硫酸ニッケル(NiSO4)、ニッケルアセテート(Ni(OCOCH3)2)、ニッケルアセチルアセトネート(Ni(C5H7O2)2)、ハロゲン化ニッケル(NiX2、ここで、Xは、F、Br、またはI)、炭酸ニッケル(NiCO3)、ニッケルシクロヘキサンブチレート([C6H11(CH2)3CO2]2Ni)、硝酸ニッケル(Ni(NO3)2)、ニッケルオキサレート(NiC2O4)、ニッケルステアレート(Ni(H3C(CH2)16CO2)2)、ニッケルオクタノエート([CH3(CH2)6CO2]2Ni)、およびこれらの水和物からなる群より選択された1種以上であることを特徴とする、請求項6に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記高沸点アルコールは、1−ヘプタノール、1−オクタノール、デカノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、およびジエチレングリコールからなる群より選択される1種以上であることを特徴とする、請求項6に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記ニッケル化合物および溶媒を含むニッケル溶液、核粒子、およびリンを含む還元剤を任意の順序で混合する段階において、表面張力低下化合物をさらに混合することを特徴とする、請求項1に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記表面張力低下化合物は、分子量が200〜20,000のポリエチレングリコール(polyethylene−glycol)、分子量が500〜400,000のポリビニルピロリドン(polyvinypyrrolidone)、ポリアルキレンアルキルエーテル(polyalkylene alkyl ether)、およびポリアルキレンアルキルエチル(polyalkylenealkylethyl)からなる群より選択される1種以上であることを特徴とする、請求項9に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記リンを含む還元剤は、リン酸二水素アンモニウム、次亜リン酸ナトリウム、亜リン酸塩、およびヘキサメタリン酸ナトリウムからなる群より選択される1種以上であることを特徴とする、請求項1に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記ニッケル化合物および溶媒を含むニッケル溶液、核粒子、およびリンを含む還元剤を任意に混合する段階は、80〜150℃の温度で行われることを特徴とする、請求項1に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 前記混合された溶液のpHを酸性に調節する段階は、クエン酸、シュウ酸、酢酸、これらのナトリウム塩、またはカリウム塩からなる群より選択される1種以上のpH調節剤を添加することによって行うことを特徴とする、請求項1に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子の製造方法。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の製造方法によって得られることを特徴とする、リンドーピングされたニッケルナノ粒子。
- 平均粒径が5〜200nmであることを特徴とする、請求項14に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子。
- リンの含有量が、リンドーピングされたニッケルナノ粒子全体の重量に対して1〜25重量%であることを特徴とする、請求項14に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子。
- 核粒子と、
前記核粒子上に形成され、リンがドーピングされているニッケル層とを含み、ナノ単位の直径を有することを特徴とする、リンドーピングされたニッケルナノ粒子。 - 前記核粒子は、Pd、Cu、Ru、Pt、Ag、およびCoからなる群より選択される1種以上を含むことを特徴とする、請求項17に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子。
- 平均粒径が5〜200nmであることを特徴とする、請求項17に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子。
- リンの含有量が、リンドーピングされたニッケルナノ粒子全体の重量に対して1〜25重量%であることを特徴とする、請求項17に記載のリンドーピングされたニッケルナノ粒子。
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