JP2017205702A - Dispersion of fine particle containing nobble metal and manufacturing method therefor, and manufacturing method of fine particle carrier - Google Patents

Dispersion of fine particle containing nobble metal and manufacturing method therefor, and manufacturing method of fine particle carrier Download PDF

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哲朗 吉井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersion of fine particles suitable for carrying fine particles containing noble metal such as platinum on a carrier uniformly.SOLUTION: There is provided a dispersion by dispersing fine particles containing noble metal in a dispersant and containing further a carrier homogenization agent for homogenizing fine particle carried by the carrier. The carrier homogenization agent is at least one kind selected from hydroxy acid, amino acid, or a salt thereof. Percentage content of the fine particles dispersed in the dispersion is 4000 ppm or more based on mass. The hydroxy acid is for example glycol acid and/or 3-hydroxy propone acid, amino acid is for example glycine and/or alanine. A reductant used for reducing a noble metal compound to be fine particles is preferably gallic acid and/or a salt thereof, and preferably ascorbic acid and/or a salt thereof is used together with the same.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、貴金属を含む微粒子を分散媒に分散させた分散液に関し、さらに貴金属を含む微粒子を担体に担持させた微粒子担持体に関する。   The present invention relates to a dispersion liquid in which fine particles containing a noble metal are dispersed in a dispersion medium, and further relates to a fine particle carrier in which fine particles containing a noble metal are supported on a carrier.

金、白金に代表される貴金属は、触媒、診断薬等として、担体に担持させた微粒子の状態で使用されることがある。担体としては、酸化物、金属、樹脂、カーボン等が用いられている。微粒子とすることによって単位質量あたりの表面積が増加し、これによって貴金属単位質量あたりの活性(例えば触媒活性)が向上する。コア粒子に貴金属シェルを付着させたコア・シェル構造の微粒子も知られており、コア粒子が貴金属以外の材料により構成されたコア・シェル型微粒子も提案されている。貴金属を含む微粒子を担体に担持させて微粒子担持体を得る方法としては、以下の2つが知られている。   Precious metals such as gold and platinum are sometimes used in the form of fine particles supported on a carrier as a catalyst, a diagnostic agent or the like. As the carrier, oxide, metal, resin, carbon or the like is used. By making the particles fine, the surface area per unit mass is increased, thereby improving the activity per unit mass of the noble metal (for example, catalytic activity). Core / shell fine particles in which a noble metal shell is attached to the core particles are also known, and core / shell type fine particles in which the core particles are made of a material other than the noble metal have also been proposed. The following two methods are known as methods for obtaining a fine particle support by supporting fine particles containing a noble metal on a carrier.

(1)貴金属化合物が溶解した溶液を担体に含浸させ、含浸させた貴金属化合物を還元して貴金属を含む微粒子を担体の表面に析出させる(例えば特許文献1)。
(2)貴金属を含む微粒子が分散した分散液と担体とを接触させ、微粒子を担体の表面に担持させる(例えば特許文献2)。
(1) The carrier is impregnated with a solution in which the noble metal compound is dissolved, and the impregnated noble metal compound is reduced to deposit fine particles containing the noble metal on the surface of the carrier (for example, Patent Document 1).
(2) A dispersion liquid in which fine particles containing a noble metal are dispersed is brought into contact with the carrier to carry the fine particles on the surface of the carrier (for example, Patent Document 2).

特開2007−324092号公報JP 2007-324092 A 特開2005−199204号公報JP 2005-199204 A

(1)の方法により得られた微粒子担持体には、外部の反応種に接触しにくい部分、例えば担体表面の孔の深い部分、において析出した微粒子が十分に機能しないという問題がある。この問題は(2)の方法を用いることにより基本的に解消される。しかし、(2)の方法には、微粒子を均一に担持させることが難しいという問題がある。凝集した状態で微粒子を担持する担持体からはやはり十分な活性が得られない。   The fine particle carrier obtained by the method (1) has a problem that fine particles deposited in a portion that is difficult to come into contact with an external reactive species, for example, in a deep hole portion on the surface of the carrier, do not function sufficiently. This problem is basically solved by using the method (2). However, the method (2) has a problem that it is difficult to uniformly support fine particles. Sufficient activity cannot be obtained from a carrier that supports fine particles in an aggregated state.

(2)の方法において微粒子を均一に担持させるためには、担体を投入した分散液を攪拌しながら、エバポレータ等を用いて分散媒を徐々に除去する操作を実施することが望ましい。しかし、この操作により余剰の分散媒が除去される間、担体は、分散液を保持する容器の内壁に衝突したり互いに衝突したりして、破損する危険に曝されることになる。担体からの脱離物は分散液中の微粒子の分散安定性を損なうことがあり、破損によって担体には新たな表面が形成されることにもなるから、担体の破損は、担体上の微粒子の均一性を低下させる要因となり得る。   In order to uniformly support the fine particles in the method (2), it is desirable to carry out an operation of gradually removing the dispersion medium using an evaporator or the like while stirring the dispersion charged with the carrier. However, while the excess dispersion medium is removed by this operation, the carrier is exposed to a risk of being damaged by colliding with the inner wall of the container holding the dispersion or colliding with each other. Since the desorbed material from the carrier may impair the dispersion stability of the fine particles in the dispersion, and a new surface may be formed on the carrier due to the breakage. It can be a factor that reduces uniformity.

以上に鑑み、本発明は、貴金属を含む微粒子を担体に均一に担持させることに適した微粒子の分散液を提供することを目的とする。本発明の別の目的は、貴金属を含む微粒子が分散した分散液を用いて微粒子担持体を製造する新たな方法を提供することにある。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a dispersion of fine particles suitable for uniformly supporting fine particles containing a noble metal on a carrier. Another object of the present invention is to provide a new method for producing a fine particle carrier using a dispersion in which fine particles containing a noble metal are dispersed.

本発明は、
貴金属を含む微粒子が分散媒中に分散した微粒子の分散液であって、
ヒドロキシ酸、アミノ酸及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種である担持均一化剤を含み、
質量基準で4000ppm以上の前記微粒子が分散している、分散液、を提供する。
The present invention
A dispersion of fine particles in which fine particles containing a noble metal are dispersed in a dispersion medium,
A supporting and homogenizing agent that is at least one selected from hydroxy acids, amino acids and salts thereof;
Dispersion liquid in which the fine particles of 4000 ppm or more are dispersed on a mass basis.

また、本発明は、
貴金属を含む微粒子が分散媒中に分散した微粒子の分散液と担体とを接触させて前記担体に前記微粒子を担持させる微粒子担持体の製造方法であって、
前記分散液は、本発明による分散液である、
微粒子担持体の製造方法、を提供する。
The present invention also provides:
A method for producing a fine particle carrier, in which a fine particle containing a noble metal is dispersed in a dispersion medium and a carrier is brought into contact with the fine particle dispersion to carry the fine particle on the carrier.
The dispersion is a dispersion according to the invention,
A method for producing a fine particle carrier is provided.

さらに、本発明は、
貴金属化合物と還元剤とを含む溶液を加熱することにより、前記貴金属化合物が還元して生成した貴金属を含む微粒子が分散した分散液Aを調製する工程(i)と、
分散している前記微粒子が質量基準で4000ppm以上になるように前記分散液Aを濃縮して分散液Bを得る工程(ii)と、
前記分散液A及び/又は前記分散液Bに担持均一化剤を添加する工程(iii)と、を具備し、
前記担持均一化剤は、ヒドロキシ酸、アミノ酸及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種を含む、
微粒子の分散液の製造方法、を提供する。
Furthermore, the present invention provides
(I) preparing a dispersion A in which fine particles containing a noble metal produced by reduction of the noble metal compound are dispersed by heating a solution containing the noble metal compound and a reducing agent;
The step (ii) of obtaining the dispersion B by concentrating the dispersion A so that the dispersed fine particles are 4000 ppm or more on a mass basis;
Adding a supporting and homogenizing agent to the dispersion A and / or the dispersion B (iii),
The supported homogenizing agent includes at least one selected from hydroxy acids, amino acids and salts thereof.
A method for producing a dispersion of fine particles.

またさらに、本発明は、
貴金属化合物と還元剤とを含む溶液を加熱することにより、前記貴金属化合物が還元して生成した貴金属を含む微粒子が分散した分散液Aを調製する工程(i)と、
分散している前記微粒子が質量基準で4000ppm以上になるように前記分散液Aを濃縮して分散液Bを得る工程(ii)と、
前記分散液A及び/又は前記分散液Bに担持均一化剤を添加する工程(iii)と、
前記担持均一化剤を含む前記分散液Bと担体とを接触させて前記担体に前記微粒子を担持させて微粒子担持体を得る工程(iv)と、を具備し、
前記担持均一化剤は、ヒドロキシ酸、アミノ酸及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種を含む、
微粒子担持体の製造方法、を提供する。
Still further, the present invention provides:
(I) preparing a dispersion A in which fine particles containing a noble metal produced by reduction of the noble metal compound are dispersed by heating a solution containing the noble metal compound and a reducing agent;
The step (ii) of obtaining the dispersion B by concentrating the dispersion A so that the dispersed fine particles are 4000 ppm or more on a mass basis;
A step (iii) of adding a supporting and homogenizing agent to the dispersion A and / or the dispersion B;
And (iv) obtaining a fine particle carrier by bringing the carrier B into contact with the dispersion B containing the carrier homogenizing agent to carry the fine particles on the carrier.
The supported homogenizing agent includes at least one selected from hydroxy acids, amino acids and salts thereof.
A method for producing a fine particle carrier is provided.

本発明による分散液には、質量基準で4000ppm以上の含有率となるように貴金属を含む微粒子が分散している。このため、本発明による分散液は、担体を攪拌しながら分散媒を徐々に除去していく操作に要する時間の短縮を可能として担体上の微粒子の均一性を阻害する担体の損傷を抑制し、あるいは担体に分散液を染み込ませる操作によって担体に微粒子を均一に担持させることを容易にする。   In the dispersion according to the present invention, fine particles containing a noble metal are dispersed so as to have a content of 4000 ppm or more on a mass basis. For this reason, the dispersion according to the present invention can reduce the time required for the operation of gradually removing the dispersion medium while stirring the support, and suppress damage to the support that inhibits the uniformity of the fine particles on the support. Or it makes it easy to carry | support a microparticles | fine-particles on a support | carrier uniformly by operation which makes a support | carrier soak a dispersion liquid.

上記程度に微粒子の含有率が高い分散液を用いると、担体に微粒子を担持させる際に、微粒子が凝集して不均一に担持される結果を招きやすい。しかし、本発明による分散液では、所定の担持均一化剤が微粒子の均一な担持を容易にしている。   When a dispersion having a high content rate of fine particles as described above is used, the fine particles are likely to be aggregated and nonuniformly supported when the fine particles are supported on the carrier. However, in the dispersion according to the present invention, the predetermined supporting and homogenizing agent facilitates uniform supporting of the fine particles.

以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の説明は、本発明を特定の実施形態に制限する趣旨ではない。以降、含有率や濃度を示す「%」及び「ppm」はすべて質量基準である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the following description is not intended to limit the present invention to specific embodiments. Hereinafter, “%” and “ppm” indicating the content and concentration are all based on mass.

[分散液]
本実施形態の分散液は、貴金属を含む微粒子と共に、ヒドロキシ酸、アミノ酸及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種を担持均一化剤として含む。
[Dispersion]
The dispersion of this embodiment contains at least one selected from hydroxy acids, amino acids, and salts thereof as a supporting homogenizer together with fine particles containing a noble metal.

(微粒子)
微粒子は、少なくとも1種の貴金属、すなわち、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)及びオスミウム(Os)から選ばれる少なくとも1種を含む。貴金属は、銀を除く貴金属であってもよく、例えば白金であってもよい。微粒子は、その表面の少なくとも一部に貴金属が露出した構造を有していればよく、その全体が同一の貴金属により構成されていても2種以上の貴金属により構成されていてもよい。微粒子はいわゆるコア・シェル構造を有していてもよい。コア・シェル構造は、コアとシェルとが共に貴金属により構成されていてもよく、貴金属以外の材料(例えば酸化物、卑金属、カーボン、樹脂)からなるコアと貴金属からなるシェルとから構成されていてもよい。
(Fine particles)
The fine particles are made of at least one noble metal, that is, gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium (Ru), and osmium (Os). It contains at least one selected from The noble metal may be a noble metal excluding silver, for example, platinum. The fine particles only have to have a structure in which the noble metal is exposed on at least a part of the surface thereof, and the whole of the fine particles may be constituted by the same noble metal or may be constituted by two or more kinds of noble metals. The fine particles may have a so-called core-shell structure. In the core / shell structure, both the core and the shell may be made of a noble metal, and are made up of a core made of a material other than the noble metal (for example, oxide, base metal, carbon, resin) and a shell made of a noble metal. Also good.

分散液中の微粒子の平均粒径は、例えば5nm以下であり、好ましくは3nm以下、より好ましくは2.5nm以下、特に好ましくは2nm以下である。粒径が小さいほど、微粒子の単位質量あたり表面積は大きくなり、貴金属を含む微粒子の活性の向上を期待することができる。分散液中の微粒子の平均粒径は、特にその下限については制限があるわけではないが、例えば0.5nm以上、特に1nm以上であってもよい。平均粒径は、任意に選択した10個以上の微粒子の粒径の単純平均により定めることができる。粒径の測定は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて実施することができる。分散液では、実質的にすべての微粒子の粒径が上述の上限と下限との任意の組み合わせにより定まる範囲にあることが好ましい。本明細書において「実質的にすべて」とは、90%以上であることを意味し、好ましくは95%以上、より好ましくは99%以上であることを意味する。微粒子の平均粒径に関しては、個数基準で「実質的にすべて」に該当するかを判断することになる。   The average particle size of the fine particles in the dispersion is, for example, 5 nm or less, preferably 3 nm or less, more preferably 2.5 nm or less, and particularly preferably 2 nm or less. The smaller the particle size, the larger the surface area per unit mass of the fine particles, and it can be expected that the activity of the fine particles containing the noble metal is improved. The average particle size of the fine particles in the dispersion is not particularly limited as to the lower limit, but may be, for example, 0.5 nm or more, particularly 1 nm or more. The average particle size can be determined by a simple average of the particle sizes of 10 or more arbitrarily selected fine particles. The particle size can be measured using a transmission electron microscope (TEM). In the dispersion, it is preferable that the particle diameters of substantially all the fine particles are in a range determined by any combination of the above upper limit and lower limit. In the present specification, “substantially all” means 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 99% or more. With respect to the average particle diameter of the fine particles, it is determined whether or not “substantially all” is met on the basis of the number.

分散液における微粒子の含有率(分散濃度)は、4000ppm以上、好ましくは5000ppm以上、より好ましくは6000ppm以上、さらに好ましくは6500ppm以上、特に好ましくは7000ppm以上である。分散液における微粒子の含有率は、分散が可能な限りその上限が制限されるわけではなく、例えば5%以下である。ただし、特に微粒子を安定して分散させるための水溶性高分子を含まない場合は、3%以下、さらには2%以下、特に1%以下程度に調整しておくことが好ましい。   The fine particle content (dispersion concentration) in the dispersion is 4000 ppm or more, preferably 5000 ppm or more, more preferably 6000 ppm or more, still more preferably 6500 ppm or more, and particularly preferably 7000 ppm or more. The upper limit of the content of fine particles in the dispersion is not limited as long as dispersion is possible, and is, for example, 5% or less. However, in particular, when it does not contain a water-soluble polymer for stably dispersing the fine particles, it is preferably adjusted to 3% or less, more preferably 2% or less, and particularly preferably about 1% or less.

(担持均一化剤)
分散液に含まれているヒドロキシ酸、アミノ酸及びそれらの塩は、担持均一化剤として微粒子を担体に均一に担持させることに寄与する。ヒドロキシ酸は、水酸基とカルボキシル基とを有する有機化合物であり、ヒドロキシカルボン酸と呼ばれることもある。アミノ酸は、周知のとおり、アミノ基とカルボキシル基とを有する有機化合物である。
(Supporting homogenizing agent)
The hydroxy acid, amino acid and salts thereof contained in the dispersion contribute to uniformly supporting the fine particles on the carrier as a supporting and homogenizing agent. Hydroxy acid is an organic compound having a hydroxyl group and a carboxyl group, and is sometimes referred to as hydroxycarboxylic acid. As is well known, an amino acid is an organic compound having an amino group and a carboxyl group.

担持均一化剤の分子量は小さいことが好ましい。担持体の微粒子に付着した有機化合物は貴金属の活性を低下させる要因となり得るところ、分子量が小さい担持均一化剤は、通常、担持体からの加熱による除去が相対的に容易である。担持均一化剤の分子量は、150以下、さらには120以下、特に100以下が好ましい。   The molecular weight of the support homogenizer is preferably small. The organic compound adhering to the fine particles of the carrier can cause a decrease in the activity of the noble metal. However, the carrier homogenizing agent having a small molecular weight is usually relatively easy to remove from the carrier by heating. The molecular weight of the support homogenizer is preferably 150 or less, more preferably 120 or less, and particularly preferably 100 or less.

担持均一化剤は、脂肪族鎖状炭化水素の水素原子の1つが水酸基又はアミノ基により置換され、末端のメチル基の1つがカルボキシル基により置換された化合物が好ましい、脂肪族鎖状炭化水素の炭素数は、特に制限されないが、好ましくは6以下、より好ましくは5以下、例えば2〜4である。担持均一化剤は、この程度の炭素数を有していて分子量が大きすぎず、親水性と疎水性とのバランスに優れた化合物が適している。   The supported homogenizing agent is preferably a compound in which one of the hydrogen atoms of the aliphatic chain hydrocarbon is substituted with a hydroxyl group or an amino group and one of the terminal methyl groups is substituted with a carboxyl group. The carbon number is not particularly limited, but is preferably 6 or less, more preferably 5 or less, for example 2 to 4. As the supporting homogenizing agent, a compound having such a number of carbon atoms, a molecular weight that is not too large, and an excellent balance between hydrophilicity and hydrophobicity is suitable.

担持均一化剤としてのヒドロキシ酸は、グリコール酸及び/又は3−ヒドロキシプロピオン酸が好ましく、グリコール酸が特に好ましい。担持均一化剤としてのアミノ酸は、グリシン及び/又はアラニンが好ましく、グリシンが特に好ましい。これらの化合物は、ヒドロキシ酸又はアミノ酸に該当する化合物の中では分子量が最低水準にある。すなわち、担持均一化剤は、グリコール酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、グリシン及びアラニンから選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、グリコール酸及び/又はグリシンを含むことがより好ましい。ヒドロキシ酸及びアミノ酸の塩を構成する対イオンは、特に制限されるわけではないが、例えばアルカリ金属イオン、特にナトリウムイオン、カリウムイオンであり、また例えばアンモニウムイオンである。   The hydroxy acid as the supporting homogenizing agent is preferably glycolic acid and / or 3-hydroxypropionic acid, particularly preferably glycolic acid. Glycine and / or alanine is preferable as the amino acid as the loading homogenizer, and glycine is particularly preferable. These compounds have the lowest molecular weight among the compounds corresponding to hydroxy acids or amino acids. That is, the support homogenizing agent preferably includes at least one selected from glycolic acid, 3-hydroxypropionic acid, glycine and alanine, and more preferably includes glycolic acid and / or glycine. The counter ion constituting the salt of hydroxy acid and amino acid is not particularly limited, but is, for example, an alkali metal ion, particularly sodium ion, potassium ion, and, for example, ammonium ion.

分散液における担持均一化剤の濃度は1〜10000ppmが好ましい。担持均一化剤の濃度は、3ppm以上、特に5ppm以上であってもよく、5000ppm以下、さらには3000ppm以下、特に1000ppm以下、とりわけ500ppm以下であってもよい。適切な濃度で含まれる担持均一化剤は、担体上での微粒子の均一性を顕著に改善させる。この観点から適切な濃度は、80ppm以下、特に50ppm以下、例えば1〜80ppmである。   The concentration of the supporting and homogenizing agent in the dispersion is preferably 1 to 10,000 ppm. The concentration of the supporting and homogenizing agent may be 3 ppm or more, particularly 5 ppm or more, 5000 ppm or less, further 3000 ppm or less, particularly 1000 ppm or less, especially 500 ppm or less. A supported homogenizing agent included at an appropriate concentration significantly improves the uniformity of the fine particles on the carrier. A suitable concentration from this point of view is 80 ppm or less, in particular 50 ppm or less, for example 1-80 ppm.

(還元剤由来の化合物)
分散液は、没食子酸の酸化を伴う化学反応により生成する生成物Aをさらに含んでいてもよく、生成物Aと共に、アスコルビン酸の酸化を伴う化学反応による生成物Bを含んでいてもよい。生成物A及びBは、それぞれ没食子酸及びアスコルビン酸を貴金属化合物の還元剤として使用した際に分散液に残存する化合物である。これらの生成物は、対応する還元剤に由来する化合物であればよく、還元剤の酸化体のみならず、その酸化体がさらにエステル化等の化学反応を経て生成した誘導体であってもよい。後述するように、没食子酸とアスコルビン酸との組み合わせは、分散液の濃縮と、微粒子の粒径を小さく制御することとを共に可能にする。ただし、生成物A及びBは、イオン交換等によりその濃度を低減し、場合によっては除去することが可能であるから、対応する還元剤を用いたとしてもその還元剤から生成した全部が分散液に残っているとは限らない。
(Compound derived from reducing agent)
The dispersion may further contain a product A produced by a chemical reaction involving oxidation of gallic acid, and may contain a product B produced by a chemical reaction involving oxidation of ascorbic acid together with the product A. Products A and B are compounds that remain in the dispersion when gallic acid and ascorbic acid are used as the reducing agent for the noble metal compound, respectively. These products may be compounds derived from the corresponding reducing agent, and may be not only an oxidized form of the reducing agent but also a derivative produced by a chemical reaction such as esterification of the oxidized form. As will be described later, the combination of gallic acid and ascorbic acid enables both the concentration of the dispersion and the control of the particle size of the fine particles to be small. However, since the concentrations of the products A and B can be reduced by ion exchange or the like and can be removed in some cases, even if the corresponding reducing agent is used, all of the products produced from the reducing agent are dispersed. It does not always remain.

(その他)
分散液における微粒子の凝集を防止するために、分散液にコロイド保護剤を添加することが知られている。代表的なコロイド保護剤は水溶性高分子であり、水溶性高分子は、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、及びゼラチンである。水溶性高分子は、コロイドとして分散している微粒子の分散性を安定化させるが、担体に担持された微粒子の表面を嵩高く被覆し、貴金属の活性を低下させたり、担体上に微粒子が密に担持されることを困難にしたりする要因となる。このため、分散液は、水溶性高分子を実質的に含まないことが好ましい。本明細書において「実質的に含まない」とは、その含有率が5%未満、このましくは1%未満、より好ましくは0.1%未満であることをいう。また、ここでは、用語「高分子」を、通常の意味で、すなわち分子量10000以上の分子を指す用語として使用している。
(Other)
In order to prevent aggregation of fine particles in the dispersion, it is known to add a colloid protective agent to the dispersion. A typical colloid protective agent is a water-soluble polymer, and examples of the water-soluble polymer include polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, and gelatin. The water-soluble polymer stabilizes the dispersibility of the fine particles dispersed as a colloid, but the surface of the fine particles supported on the carrier is bulky to reduce the activity of the noble metal, or the fine particles are dense on the carrier. It becomes a factor that makes it difficult to be carried on the surface. For this reason, it is preferable that a dispersion liquid does not contain water-soluble polymer substantially. In this specification, “substantially free” means that the content is less than 5%, preferably less than 1%, more preferably less than 0.1%. In addition, here, the term “polymer” is used in the usual sense, that is, as a term indicating a molecule having a molecular weight of 10,000 or more.

コロイド保護剤として、水溶性高分子以外の化合物、例えばテトラメチルアンモニウムが使用されることもある。しかし、いずれにしても、従来、コロイド保護剤は、その機能の発現のために、質量基準で、分散させる微粒子を上回る量が添加されてきた。本実施形態の分散液は、質量基準で、分散している微粒子を上回る量のコロイド保護剤を含んでいなくても、上記に例示した程度の量の微粒子を分散した状態で保持することができる。   As the colloid protective agent, a compound other than the water-soluble polymer, for example, tetramethylammonium may be used. However, in any case, conventionally, the colloid protective agent has been added in an amount exceeding the fine particles to be dispersed on a mass basis for the expression of its function. Even if the dispersion liquid of this embodiment does not contain an amount of colloid protective agent that exceeds the amount of dispersed fine particles on a mass basis, the amount of fine particles as illustrated above can be held in a dispersed state. it can.

微粒子を担持させるための担体と分散液とは、通常、担体への微粒子の担持操作(後述する工程(iv))を実施するまで個別に保管される。分散液は、担体を実質的に含まない状態で、言い換えると担体と接触していない状態で、保管しておくことが好ましい。   The carrier for supporting the fine particles and the dispersion liquid are usually stored individually until the operation of carrying the fine particles on the carrier (step (iv) described later) is performed. The dispersion is preferably stored in a state that does not substantially contain the carrier, that is, in a state where it is not in contact with the carrier.

(分散媒)
本実施形態の分散液の分散媒は、特に制限されないが、水及び/又は極性有機溶媒であることが好ましい。水と共に用いる場合、極性有機溶媒は、炭素数1〜3のアルコールに代表される水と混和する溶媒が適している。
(Dispersion medium)
The dispersion medium of the dispersion liquid of this embodiment is not particularly limited, but is preferably water and / or a polar organic solvent. When used together with water, the polar organic solvent is suitably a solvent miscible with water typified by an alcohol having 1 to 3 carbon atoms.

[分散液の製造方法]
本実施形態の分散液の製造方法は、貴金属化合物と還元剤とを含む溶液を加熱することにより、貴金属化合物が還元して生成した微粒子が分散した微粒子の分散液Aを調製する工程(i)と、微粒子の含有率が所定値以上となるように分散液Aを濃縮して分散液Bを調製する工程(ii)と、分散液A及び/又は分散液Bに担持均一化剤を添加する工程(iii)とを具備する。以下、各工程について説明する。
[Method for producing dispersion]
The method for producing a dispersion according to this embodiment is a step (i) of preparing a dispersion A of fine particles in which fine particles generated by reduction of a noble metal compound are dispersed by heating a solution containing a noble metal compound and a reducing agent. And step (ii) of preparing the dispersion B by concentrating the dispersion A so that the content of the fine particles is not less than a predetermined value, and adding a supporting homogenizing agent to the dispersion A and / or the dispersion B. Step (iii). Hereinafter, each step will be described.

(工程(i))
工程(i)では還元剤を用いて貴金属化合物を還元する。貴金属化合物としては、上記に例示した貴金属の塩化物、硝酸塩、硫酸塩及び金属錯体を例示できる。
(Process (i))
In step (i), the noble metal compound is reduced using a reducing agent. Examples of the noble metal compound include chlorides, nitrates, sulfates and metal complexes of the noble metals exemplified above.

還元剤としては、クエン酸類、アルコール類、カルボン酸類、ケトン類、エーテル類、アルデヒド類及びエステル類を挙げることができる。クエン酸類としては、クエン酸と共に、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム及びクエン酸アンモニウム等のクエン酸塩を例示できる。アルコール類としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコール、グリセリン等を例示できる。カルボン酸類としては、ギ酸、酢酸、フマル酸、リンゴ酸、コハク酸、アスパラギン酸、没食子酸、アスコルビン酸及びそれらの塩等を例示できる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン等を例示できる。エーテル類としては、ジエチルエーテル等を例示できる。アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等を例示できる。エステル類としては、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル等を例示できる。   Examples of the reducing agent include citric acids, alcohols, carboxylic acids, ketones, ethers, aldehydes, and esters. Examples of citric acids include citric acid and citrates such as sodium citrate, potassium citrate and ammonium citrate. Examples of alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, ethylene glycol, glycerin and the like. Examples of carboxylic acids include formic acid, acetic acid, fumaric acid, malic acid, succinic acid, aspartic acid, gallic acid, ascorbic acid, and salts thereof. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone. Examples of ethers include diethyl ether. Examples of aldehydes include formaldehyde and acetaldehyde. Examples of esters include methyl formate, methyl acetate, and ethyl acetate.

用いる還元剤の種類は、分散液を濃縮できる限度に影響を及ぼす。したがって、特にコロイド保護剤による安定化に頼らずに分散液を濃縮する場合は、適切な還元剤を選択するべきである。この観点から適切な還元剤としては没食子酸を挙げることができる。工程(ii)の実施を容易にするべく、還元剤は、没食子酸及び/又はその塩を含むことが好ましい。   The type of reducing agent used affects the limit at which the dispersion can be concentrated. Therefore, an appropriate reducing agent should be selected, particularly when the dispersion is concentrated without resorting to stabilization with a colloid protectant. A gallic acid can be mentioned as a suitable reducing agent from this viewpoint. In order to facilitate the implementation of step (ii), the reducing agent preferably contains gallic acid and / or a salt thereof.

用いる還元剤の種類は生成する微粒子の粒径にも影響を及ぼす。還元剤として没食子酸を用いる場合、これと組み合わせて微小な微粒子を得ることを容易にする還元剤は、アスコルビン酸である。還元剤は、アスコルビン酸及び/又はその塩を含むことが好ましい。没食子酸及びアスコルビン酸の塩を構成する対イオンの例は、上述したとおりである。   The type of reducing agent used also affects the particle size of the fine particles produced. When gallic acid is used as the reducing agent, the reducing agent that facilitates obtaining fine particles in combination with this is ascorbic acid. The reducing agent preferably contains ascorbic acid and / or a salt thereof. Examples of the counter ion constituting the salt of gallic acid and ascorbic acid are as described above.

没食子酸及び/又はその塩は、貴金属化合物に含まれる還元するべき貴金属1モル当たり2〜40モル、好ましくは5〜28モルとなるように、溶液に含まれていることが好ましい。この場合、没食子酸及び/又はその塩と共に溶液に添加するアスコルビン酸塩及び/又はその塩は、貴金属化合物に含まれる還元するべき貴金属1モル当たり0.1〜0.9モルとなるように、溶液に含まれていることが好ましい。これらの還元剤が適切な量で含まれていると微粒子の粒径を小さく制御することが容易となる。   The gallic acid and / or salt thereof is preferably contained in the solution so as to be 2 to 40 mol, preferably 5 to 28 mol, per mol of the noble metal to be reduced contained in the noble metal compound. In this case, the ascorbate and / or salt thereof added to the solution together with gallic acid and / or its salt is 0.1 to 0.9 mol per mol of the noble metal to be reduced contained in the noble metal compound. It is preferably contained in the solution. When these reducing agents are contained in an appropriate amount, it is easy to control the particle size of the fine particles to be small.

必要に応じ、還元を促進するために、反応促進剤を原料液に添加してもよい。反応促進剤としては、例えば、炭酸カリウム等の炭酸アルカリ類、炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素アルカリ類、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ類を使用できる。   If necessary, a reaction accelerator may be added to the raw material liquid in order to promote the reduction. Examples of the reaction accelerator include alkali carbonates such as potassium carbonate, alkali hydrogen carbonates such as sodium hydrogen carbonate, and alkali hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide.

工程(i)における加熱温度は、特に限定されないが、例えば80〜100℃、好ましくは95〜100℃である。   Although the heating temperature in process (i) is not specifically limited, For example, it is 80-100 degreeC, Preferably it is 95-100 degreeC.

(工程(ii))
工程(ii)では、貴金属を含む微粒子の含有率が所定の値となるように分散液Aが濃縮され、分散液Bが得られる。分散液Bにおける微粒子の好ましい含有率は上述したとおりであり、少なくとも4000ppmである。工程(ii)は分散液Aの分散媒を除去することにより実施することができる。分散媒を除去する方法は、特に限定されないが、減圧を伴う分散媒の蒸発、具体的にはエバポレータを用いた分散媒の除去により実施することが好ましい。
(Process (ii))
In the step (ii), the dispersion A is concentrated so that the content of the fine particles containing the noble metal becomes a predetermined value, and the dispersion B is obtained. A preferable content of the fine particles in the dispersion B is as described above, and is at least 4000 ppm. Step (ii) can be carried out by removing the dispersion medium of dispersion A. The method for removing the dispersion medium is not particularly limited, but it is preferable to carry out by evaporating the dispersion medium with reduced pressure, specifically, removing the dispersion medium using an evaporator.

後述する工程(iii)において分散液Bに担持均一化剤の少なくとも一部を添加する場合は、工程(ii)では、分散液Bにおける微粒子の含有率がやや低下することを考慮に入れて濃縮する程度を定めるとよい。もっとも、添加するべき担持均一化剤は、前述した程度に微量であっても効果を奏するから、実際には、最終的に達成するべき含有率よりも例えば数ppm程度高く濃縮しておけば足りる場合が多い。   When adding at least a part of the supporting and homogenizing agent to the dispersion B in the step (iii) to be described later, the concentration in the step (ii) takes into account that the content of fine particles in the dispersion B slightly decreases. It is advisable to determine the degree to do. However, since the loaded homogenizing agent to be added is effective even in a trace amount as described above, in practice, it is sufficient to concentrate it, for example, about several ppm higher than the content to be finally achieved. There are many cases.

工程(i)のみにより微粒子の含有率が上述した程度に高い分散液を調製することは現実には難しい。微粒子の凝集を防止できないためである。工程(i)において調製する分散液Aにおける微粒子の含有率は、4000ppm未満の適切な範囲、例えば3000ppm以下、好ましくは2000ppm以下、より好ましくは1000ppm以下に制限しておくとよい。   In reality, it is difficult to prepare a dispersion having a high content of fine particles as described above only by the step (i). This is because aggregation of fine particles cannot be prevented. The content of fine particles in the dispersion A prepared in the step (i) may be limited to an appropriate range of less than 4000 ppm, for example, 3000 ppm or less, preferably 2000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less.

(工程(iii))
工程(iii)では、分散液A及び/又は分散液Bに担持均一化剤が添加される。担持均一化剤は、ヒドロキシ酸、アミノ酸及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種を含み、その例は上述したとおりである。
(Step (iii))
In the step (iii), a supporting and homogenizing agent is added to the dispersion A and / or the dispersion B. The support homogenizing agent contains at least one selected from hydroxy acids, amino acids, and salts thereof, and examples thereof are as described above.

微粒子の分散液を濃縮する前にも(すなわち分散液Aにも)担持均一化剤を添加する場合は、用いる担持均一化剤の種類と分散液の濃縮の方法によっては、分散液の濃縮に伴って担持均一化剤が蒸発することがある。したがって、担持均一化剤の少なくとも一部、好ましくは全部を、分散液Bに添加することが推奨される。特に工程(ii)において減圧下で分散媒を除去する方法を採用し、かつ担持均一化剤の分子量が上述した程度に小さい場合は、担持均一化剤の実質的にすべてを分散液Bに添加することが好ましい。「実質的にすべて」の意味は上述したとおりであるが、ここでは質量基準で判定する。   When adding the supporting homogenizer before concentrating the fine particle dispersion (that is, also in the dispersion A), depending on the type of the supporting homogenizer used and the method of concentration of the dispersion, Along with this, the carrying homogenizing agent may evaporate. Therefore, it is recommended to add at least a part, preferably all, of the support homogenizer to the dispersion B. In particular, when the method of removing the dispersion medium under reduced pressure is employed in step (ii) and the molecular weight of the supported homogenizing agent is as small as described above, substantially all of the supported homogenizing agent is added to the dispersion B. It is preferable to do. The meaning of “substantially all” is as described above, but here it is determined on a mass basis.

分散液Aに担持均一化剤を添加する場合、担持均一化剤の添加量は、分散液の濃縮を考慮して調整しておく必要がある。分散液Bに担持均一化剤を添加する場合、それによって微粒子の含有率がやや低下することに注意しておく必要がある。   When a supporting homogenizing agent is added to the dispersion A, the amount of the supporting homogenizing agent needs to be adjusted in consideration of the concentration of the dispersion. When adding a supporting and homogenizing agent to the dispersion B, it is necessary to pay attention to the fact that the content rate of the fine particles is slightly lowered.

[微粒子担持体の製造方法]
本実施形態の微粒子担持体の製造方法は、上述した微粒子の分散液(分散液B)と担体とを接触させて担体に微粒子を担持させる工程(iv)がさらに実施される。例えば、工程(iv)は、分散液に担体を投入し、必要に応じてエバポレータ等を用いて分散液の分散媒を徐々に除去しながら、実施することができる。分散液Bには、既に高い含有率で微粒子が分散しているため、担体を含む状態で分散液Bを撹拌する時間は短縮できる。撹拌時間の短縮により担体の損傷の抑制が可能となる。工程(iv)は、例えば分散液を担体に浸透させることによって、分散液に担体を投入する操作を伴わずに実施することもできる。微粒子の含有率が高い分散液を担体に浸透させることによって、所望の担持率となるまでに要する分散液の浸透時間の短縮と、担持可能な微粒子の量の増加とが可能となる。微粒子の含有率が低い「薄い」分散液を浸透させる操作では、少量の微粒子を担持させた段階で平衡状態に達するため、多量の微粒子を担持させることが難しい。
[Production method of particulate carrier]
In the method for producing a fine particle carrier of the present embodiment, the step (iv) of carrying the fine particles on the carrier by bringing the fine particle dispersion (dispersion B) and the carrier into contact with each other is further performed. For example, step (iv) can be carried out while introducing the carrier into the dispersion and gradually removing the dispersion medium of the dispersion using an evaporator or the like as necessary. In the dispersion B, since the fine particles are already dispersed at a high content, the time for stirring the dispersion B in a state containing the carrier can be shortened. By shortening the stirring time, damage to the carrier can be suppressed. Step (iv) can also be carried out without introducing the carrier into the dispersion, for example, by allowing the dispersion to penetrate into the carrier. By allowing a dispersion having a high content of fine particles to permeate the carrier, it is possible to shorten the time required for the dispersion to reach the desired loading rate and to increase the amount of fine particles that can be carried. In the operation of infiltrating a “thin” dispersion having a low content of fine particles, an equilibrium state is reached when a small amount of fine particles are loaded, and thus it is difficult to load a large amount of fine particles.

担体としては、公知の担体、例えば酸化物、金属、樹脂、カーボン等により構成されている担体を用いることができる。担体としては、単位質量あたりの表面積が大きい粒体を用いることが好ましい。好適な担体の粒径は、例えば1μm以上であり、好ましくは1mm以上であり、また例えば10mm以下、好ましくは5mm以下である。   As the carrier, a known carrier, for example, a carrier made of oxide, metal, resin, carbon or the like can be used. As the carrier, it is preferable to use particles having a large surface area per unit mass. The particle size of a suitable carrier is, for example, 1 μm or more, preferably 1 mm or more, and for example, 10 mm or less, preferably 5 mm or less.

必要に応じ、工程(iv)の後、微粒子担持体を熱処理する工程(v)をさらに実施してもよい。工程(v)は、分散液に由来し、微粒子に付着して微粒子の活性を低下させることがある有機化合物を分解するうえで有用である。有機化合物には、還元剤に由来する化合物、担持均一化剤等である。熱処理温度は、好ましくは100℃以上、より好ましくは150℃以上、例えば300〜500℃である。   If necessary, after the step (iv), a step (v) of heat-treating the fine particle support may be further performed. Step (v) is useful for decomposing an organic compound that is derived from the dispersion and adheres to the fine particles and may reduce the activity of the fine particles. Organic compounds include compounds derived from reducing agents, supported homogenizing agents and the like. The heat treatment temperature is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, for example, 300 to 500 ° C.

以下の実施例も本発明の例示であって本発明を限定するものではない。   The following examples are also illustrative of the present invention and are not intended to limit the present invention.

[白金微粒子担持体の製造]
(実施例1)
超純水185.61gを200mLの2口フラスコに秤量し、ジムロート冷却管を取り付け、マントルヒーターを用いて30分間煮沸した。次いで、2口フラスコに4%ヘキサクロロ白金(IV)酸六水和物(大浦貴金属工業製)水溶液を5.32g添加し、30分間煮沸した。引き続き、2口フラスコに10%水酸化カリウム(和光純薬工業製)水溶液を1.38g添加し、さらに予め混合した1%L(+)−アスコルビン酸(関東化学製)水溶液4.84gと17.5%没食子酸(ナカライテスク製)水溶液2.85gとを2口フラスコに添加して10分間煮沸し、白金微粒子の分散液Aを得た。
[Production of platinum fine particle support]
Example 1
185.61 g of ultrapure water was weighed into a 200 mL two-necked flask, fitted with a Dimroth condenser, and boiled for 30 minutes using a mantle heater. Subsequently, 5.32 g of 4% hexachloroplatinic acid (IV) hexahydrate (manufactured by Oura Kikinzoku Kogyo) was added to the two-necked flask and boiled for 30 minutes. Subsequently, 1.38 g of 10% potassium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) aqueous solution was added to the two-necked flask, and 4.84 g and 17% of 1% L (+)-ascorbic acid (manufactured by Kanto Kagaku) mixed in advance. A 2.85 g aqueous solution of 5% gallic acid (manufactured by Nacalai Tesque) was added to a two-necked flask and boiled for 10 minutes to obtain a dispersion A of platinum fine particles.

煮沸後、5℃の水で2口フラスコを15分間冷却し、分散液中の不純物イオンを除去するためにイオン交換樹脂(オルガノ製;アンバーライト MB−1)8mlを用いて空間速度SV(Space Velocity)15の流速で分散液Aのイオン交換を行った。イオン交換の後、エバポレータを用い、白金微粒子の含有率が7000ppmになるまで分散液から水分を除去して分散液Aを濃縮し、分散液Bを得た。   After boiling, the two-necked flask is cooled with water at 5 ° C. for 15 minutes, and 8 ml of ion exchange resin (manufactured by Organo; Amberlite MB-1) is used to remove the impurity ions in the dispersion. Velocity) The ion exchange of dispersion A was performed at a flow rate of 15. After ion exchange, using an evaporator, water was removed from the dispersion until the content of platinum fine particles reached 7000 ppm, and dispersion A was concentrated to obtain dispersion B.

その後、分散液Bにグリコール酸濃度が10ppmとなるようにグリコール酸を添加した。引き続き、担体10gを50mLのスクリュー管瓶に入れ、ここにグリコール酸を添加した分散液Bをスポイドを用いて滴下した。この時、分散液Bが担体に均一に滴下されるように、スクリュー管瓶を回転させながら分散液Bの付着していないところを中心に滴下を行った。その後、分散液Bが全体になじむようにスクリュー管瓶を軽く振とうさせて白金微粒子担持体を得た。担持体は、100℃で乾燥させた後、300℃で熱処理した。なお、担体としては、アルミナ担体(住友化学製:KHO−12)を用いた。   Thereafter, glycolic acid was added to Dispersion B so that the glycolic acid concentration was 10 ppm. Subsequently, 10 g of the carrier was placed in a 50 mL screw tube bottle, and the dispersion B to which glycolic acid had been added was added dropwise using a spoid. At this time, the dispersion B was dropped around the place where the dispersion B did not adhere while rotating the screw tube so that the dispersion B was uniformly dropped onto the carrier. Then, the screw tube bottle was shaken lightly so that the dispersion liquid B was adapted to the whole to obtain a platinum fine particle carrier. The support was dried at 100 ° C. and then heat-treated at 300 ° C. As the carrier, an alumina carrier (Sumitomo Chemical: KHO-12) was used.

(実施例2)
超純水の量を177.78gとし、10%水酸化カリウムの量を1.54gとし、1%L(+)−アスコルビン酸水溶液の量を5.42gとし、17.5%没食子酸水溶液の量を9.94gとし、イオン交換樹脂の量を18mlとし、分散液Bにおける白金微粒子の含有率が5000ppmとなるように分散液Aを濃縮し、グリコール酸に代えてグリシンを濃度が100ppmとなるように添加したことを除いては、実施例1と同様にして、白金微粒子担持体を得た。
(Example 2)
The amount of ultrapure water was 177.78 g, the amount of 10% potassium hydroxide was 1.54 g, the amount of 1% L (+)-ascorbic acid aqueous solution was 5.42 g, and the 17.5% gallic acid aqueous solution The amount is 9.94 g, the amount of the ion exchange resin is 18 ml, and the dispersion A is concentrated so that the content of platinum fine particles in the dispersion B is 5000 ppm. The concentration of glycine is 100 ppm instead of glycolic acid. A platinum fine particle carrier was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition was performed as described above.

(実施例3)
超純水の量を83.89gとし、1%L(+)−アスコルビン酸水溶液の量を5.42gとし、17.5%没食子酸水溶液の量を3.99gとし、イオン交換樹脂の量を18mlとし、分散液Bにおける白金微粒子の含有率が10000ppmとなるように分散液Aを濃縮し、グリコール酸を濃度が5ppmとなるように添加したことを除いては、実施例1と同様にして、白金微粒子担持体を得た。
(Example 3)
The amount of ultrapure water was 83.89 g, the amount of 1% L (+)-ascorbic acid aqueous solution was 5.42 g, the amount of 17.5% gallic acid aqueous solution was 3.99 g, and the amount of ion exchange resin was 18 ml, and the dispersion A was concentrated so that the content of platinum fine particles in the dispersion B was 10,000 ppm, and glycolic acid was added so that the concentration became 5 ppm. A platinum fine particle carrier was obtained.

(実施例4)
超純水の量を184.59gとし、1%L(+)−アスコルビン酸水溶液の量を5.86gとし、グリコール酸を濃度が200ppmとなるように添加したことを除いては、実施例1と同様にして、白金微粒子担持体を得た。
Example 4
Example 1 except that the amount of ultrapure water was 184.59 g, the amount of 1% L (+)-ascorbic acid aqueous solution was 5.86 g, and glycolic acid was added to a concentration of 200 ppm. In the same manner, a platinum fine particle support was obtained.

(実施例5)
超純水の量を186.11gとし、1%L(+)−アスコルビン酸水溶液の量を4.34gとし、グリコール酸を濃度が800ppmとなるように添加したことを除いては、実施例1と同様にして、白金微粒子担持体を得た。
(Example 5)
Example 1 except that the amount of ultrapure water was 186.11 g, the amount of 1% L (+)-ascorbic acid aqueous solution was 4.34 g, and glycolic acid was added to a concentration of 800 ppm. In the same manner, a platinum fine particle support was obtained.

(実施例6)
超純水の量を185.27gとし、10%水酸化カリウムの量を1.71gとし、グリコール酸を濃度が50ppmとなるように添加したことを除いては、実施例1と同様にして、白金微粒子担持体を得た。
(Example 6)
Except that the amount of ultrapure water was 185.27 g, the amount of 10% potassium hydroxide was 1.71 g, and glycolic acid was added to a concentration of 50 ppm, the same as in Example 1, A platinum fine particle carrier was obtained.

(実施例7)
超純水の量を183.58gとし、1%L(+)−アスコルビン酸水溶液の量を6.87gとしたことを除いては、実施例1と同様にして、白金微粒子担持体を得た。
(Example 7)
A platinum fine particle support was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ultrapure water was 183.58 g and the amount of 1% L (+)-ascorbic acid aqueous solution was 6.87 g. .

(実施例8)
超純水の量を190.45gとし、1%L(+)−アスコルビン酸水溶液を添加しなかったことを除いては、実施例1と同様にして、白金微粒子担持体を得た。
(Example 8)
A platinum fine particle carrier was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ultrapure water was 190.45 g and the 1% L (+)-ascorbic acid aqueous solution was not added.

(実施例9)
超純水の量を175.27gとし、10%水酸化カリウムの量を2.21gとし、1%L(+)−アスコルビン酸水溶液の量を5.42gとし、17.5%没食子酸水溶液の量を11.78gとしたことを除いては、実施例1と同様にして、白金微粒子担持体を得た。
Example 9
The amount of ultrapure water was 175.27 g, the amount of 10% potassium hydroxide was 2.21 g, the amount of 1% L (+)-ascorbic acid aqueous solution was 5.42 g, and the 17.5% gallic acid aqueous solution A platinum fine particle carrier was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was 11.78 g.

(比較例1)
超純水185.04gを200mLの2口フラスコに秤量し、ジムロート冷却管を取り付け、マントルヒーターを用いて30分間煮沸した。次いで、2口フラスコに4%ヘキサクロロ白金(IV)酸六水和物(大浦貴金属工業製)水溶液を5.32g添加し、30分間煮沸した。引き続き、2口フラスコに10%クエン酸ナトリウム(和光純薬工業製)水溶液を9.64g添加し、60分間煮沸し、白金微粒子の分散液Aを得た。
(Comparative Example 1)
185.04 g of ultrapure water was weighed into a 200 mL two-necked flask, fitted with a Dimroth condenser, and boiled for 30 minutes using a mantle heater. Subsequently, 5.32 g of 4% hexachloroplatinic acid (IV) hexahydrate (manufactured by Oura Kikinzoku Kogyo) was added to the two-necked flask and boiled for 30 minutes. Subsequently, 9.64 g of 10% aqueous sodium citrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was added to the two-necked flask and boiled for 60 minutes to obtain a dispersion A of platinum fine particles.

煮沸後、5℃の水で2口フラスコを15分間冷却し、分散液中の不純物イオンを除去するためにイオン交換樹脂(オルガノ製;アンバーライト MB−1)8mlを用いてSV(Space Velocity)15の流速で分散液Aのイオン交換を行った。実施例1と同様にして分散液Aから水分を除去したところ、白金微粒子の含有率が2000ppm程度となったところで白金微粒子が凝縮して沈殿し、それ以上濃縮することができなかった。   After boiling, the 2-necked flask is cooled with water at 5 ° C. for 15 minutes, and 8 ml of ion exchange resin (manufactured by Organo; Amberlite MB-1) is used to remove impurity ions in the dispersion. The ion exchange of dispersion A was performed at a flow rate of 15. When water was removed from the dispersion A in the same manner as in Example 1, when the platinum fine particle content was about 2000 ppm, the platinum fine particles were condensed and precipitated, and could not be further concentrated.

(比較例2)
グリコール酸を添加しなかったことを除いては、実施例1と同様にして、白金微粒子担持体を得た。
(Comparative Example 2)
A platinum fine particle carrier was obtained in the same manner as in Example 1 except that glycolic acid was not added.

[評価]
(担持体における白金微粒子の均一性)
白金微粒子担持体に担持されている白金微粒子の均一性を目視により以下の基準に基づいて評価した。なお、白金微粒子が担持されている部分は黒く観察できるため、均一性の相対評価は目視により可能である。
◎:担体の80%以上の表面において微粒子が均一に担持できている。
○:担体の表面に微粒子がほぼ均一に担持されているが、均一に担持されている表面は全体の80%未満である。
×:担体の表面における微粒子の凝集が顕著である。
[Evaluation]
(Uniformity of platinum particles in the carrier)
The uniformity of the platinum fine particles supported on the platinum fine particle support was visually evaluated based on the following criteria. Since the portion where the platinum fine particles are supported can be observed in black, the relative evaluation of uniformity can be made visually.
A: Fine particles are uniformly supported on the surface of 80% or more of the carrier.
○: The fine particles are almost uniformly supported on the surface of the carrier, but the surface uniformly supported is less than 80% of the whole.
X: Aggregation of fine particles on the surface of the carrier is remarkable.

(分散液Bにおける微粒子の粒径)
透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察した。粒径を測定した微粒子の数は各分散液について10〜20個である。
(Particle diameter of dispersion B)
Observation was performed using a transmission electron microscope (TEM). The number of fine particles whose particle size was measured is 10 to 20 for each dispersion.

以上の結果を表1にまとめて示す。なお、表1の「濃縮」の欄では、分散液を微粒子の含有率が5000ppm以上になる程度まで濃縮できた場合を○、できなかった場合を×として表示している。ただし、上記からも明らかなとおり、分散液Bの含有率の数値は、濃縮が可能な限界値を示すものではない。   The above results are summarized in Table 1. In the column of “concentration” in Table 1, the case where the dispersion can be concentrated to the extent that the fine particle content is 5000 ppm or more is indicated as “◯”, and the case where the dispersion is not possible is indicated as “X”. However, as is clear from the above, the numerical value of the content ratio of the dispersion B does not indicate a limit value at which concentration is possible.

分散液における微粒子の粒径は、その90%以上、すなわち実質的にすべてが表1に示した範囲内にあった。また表1において、還元剤の添加量は、白金1モルあたりのモル数により表示している。   The particle size of the fine particles in the dispersion was 90% or more, that is, substantially all were within the range shown in Table 1. In Table 1, the amount of addition of the reducing agent is indicated by the number of moles per mole of platinum.

Figure 2017205702
Figure 2017205702

上記実施例と同様にして、グリコール酸の濃度を変化させた実験をさらに実施したところ、グリコール酸はその濃度が1ppm程度であっても微粒子の担持の均一性を改善する効果があることが確認できた。ただし、比較例1のように微粒子の分散濃度が低い分散液では、グリコール酸を添加しても担体が破損する危険性を低減できないため、微粒子の均一性を改善する効果は限定されたものとなる。   In the same manner as in the above examples, further experiments were conducted in which the concentration of glycolic acid was changed. As a result, it was confirmed that glycolic acid had an effect of improving the uniformity of loading of fine particles even when the concentration was about 1 ppm. did it. However, in the dispersion having a low dispersion concentration of the fine particles as in Comparative Example 1, the effect of improving the uniformity of the fine particles is limited because the risk of the carrier being damaged cannot be reduced even when glycolic acid is added. Become.

Claims (19)

貴金属を含む微粒子が分散媒中に分散した微粒子の分散液であって、
ヒドロキシ酸、アミノ酸及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種である担持均一化剤を含み、
質量基準で4000ppm以上の前記微粒子が分散している、分散液。
A dispersion of fine particles in which fine particles containing a noble metal are dispersed in a dispersion medium,
A supporting and homogenizing agent that is at least one selected from hydroxy acids, amino acids and salts thereof;
A dispersion in which the fine particles of 4000 ppm or more are dispersed on a mass basis.
前記担持均一化剤は、脂肪族鎖状炭化水素の水素原子の1つが水酸基又はアミノ基により置換され、末端のメチル基の1つがカルボキシル基により置換された化合物である、請求項1に記載の分散液。   2. The supported homogenizing agent is a compound in which one of hydrogen atoms of an aliphatic chain hydrocarbon is substituted with a hydroxyl group or an amino group, and one of terminal methyl groups is substituted with a carboxyl group. Dispersion. 前記担持均一化剤は、分子量が150以下である、請求項1又は2に記載の分散液。   The dispersion according to claim 1 or 2, wherein the carrying homogenizing agent has a molecular weight of 150 or less. 前記ヒドロキシ酸は、グリコール酸及び/又は3−ヒドロキシプロピオン酸である、請求項2又は3に記載の分散液。   The dispersion according to claim 2 or 3, wherein the hydroxy acid is glycolic acid and / or 3-hydroxypropionic acid. 前記アミノ酸は、グリシン及び/又はアラニンである、請求項2又は3に記載の分散液。   The dispersion according to claim 2 or 3, wherein the amino acid is glycine and / or alanine. 前記担持均一化剤の濃度が質量基準で1〜1000ppmである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の分散液。   The dispersion according to any one of claims 1 to 5, wherein the concentration of the supporting and homogenizing agent is 1 to 1000 ppm on a mass basis. 前記担持均一化剤の濃度が質量基準で1〜80ppmである、請求項6に記載の分散液。   The dispersion according to claim 6, wherein the concentration of the supporting and homogenizing agent is 1 to 80 ppm on a mass basis. 前記微粒子の平均粒径が5nm以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の分散液。   The dispersion liquid according to any one of claims 1 to 7, wherein an average particle diameter of the fine particles is 5 nm or less. 没食子酸の酸化を伴う化学反応により生成する生成物Aをさらに含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の分散液。   The dispersion liquid according to any one of claims 1 to 8, further comprising a product A produced by a chemical reaction involving oxidation of gallic acid. アスコルビン酸の酸化を伴う化学反応により生成する生成物Bをさらに含む、請求項9に記載の分散液。   The dispersion according to claim 9, further comprising a product B produced by a chemical reaction involving oxidation of ascorbic acid. 水溶性高分子を実質的に含まない、請求項1〜10のいずれか1項に記載の分散液。   The dispersion liquid of any one of Claims 1-10 which does not contain water-soluble polymer substantially. 前記微粒子を担持させるための担体を実質的に含まない、請求項1〜11のいずれか1項に記載の分散液。   The dispersion according to any one of claims 1 to 11, which does not substantially contain a carrier for supporting the fine particles. 貴金属を含む微粒子が分散媒中に分散した微粒子の分散液と担体とを接触させて前記担体に前記微粒子を担持させる微粒子担持体の製造方法であって、
前記分散液は、請求項1〜12のいずれか1項に記載の分散液である、
微粒子担持体の製造方法。
A method for producing a fine particle carrier, in which a fine particle containing a noble metal is dispersed in a dispersion medium and a carrier is brought into contact with the fine particle dispersion to carry the fine particle on the carrier.
The dispersion is the dispersion according to any one of claims 1 to 12.
A method for producing a particulate carrier.
貴金属化合物と還元剤とを含む溶液を加熱することにより、前記貴金属化合物が還元して生成した貴金属を含む微粒子が分散した分散液Aを調製する工程(i)と、
分散している前記微粒子が質量基準で4000ppm以上になるように前記分散液Aを濃縮して分散液Bを得る工程(ii)と、
前記分散液A及び/又は前記分散液Bに担持均一化剤を添加する工程(iii)と、を具備し、
前記担持均一化剤は、ヒドロキシ酸、アミノ酸及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種を含む、
微粒子の分散液の製造方法。
(I) preparing a dispersion A in which fine particles containing a noble metal produced by reduction of the noble metal compound are dispersed by heating a solution containing the noble metal compound and a reducing agent;
The step (ii) of obtaining the dispersion B by concentrating the dispersion A so that the dispersed fine particles are 4000 ppm or more on a mass basis;
Adding a supporting and homogenizing agent to the dispersion A and / or the dispersion B (iii),
The supported homogenizing agent includes at least one selected from hydroxy acids, amino acids and salts thereof.
A method for producing a dispersion of fine particles.
前記還元剤は、没食子酸及び/又はその塩を含む、請求項14に記載の製造方法。   The said reducing agent is a manufacturing method of Claim 14 containing a gallic acid and / or its salt. 前記還元剤は、アスコルビン酸及び/又はその塩をさらに含む、請求項15に記載の製造方法。   The said reducing agent is a manufacturing method of Claim 15 which further contains ascorbic acid and / or its salt. 貴金属化合物と還元剤とを含む溶液を加熱することにより、前記貴金属化合物が還元して生成した貴金属を含む微粒子が分散した微粒子の分散液Aを調製する工程(i)と、
分散している前記微粒子が質量基準で4000ppm以上になるように前記分散液Aを濃縮して分散液Bを得る工程(ii)と、
前記分散液A及び/又は前記分散液Bに担持均一化剤を添加する工程(iii)と、
前記担持均一化剤を含む前記分散液Bと担体とを接触させて前記担体に前記微粒子を担持させて微粒子担持体を得る工程(iv)と、を具備し、
前記担持均一化剤は、ヒドロキシ酸、アミノ酸及びそれらの塩から選ばれる少なくとも1種を含む、
微粒子担持体の製造方法。
(I) preparing a dispersion liquid A of fine particles in which fine particles containing noble metal produced by reduction of the noble metal compound are dispersed by heating a solution containing the noble metal compound and a reducing agent;
The step (ii) of obtaining the dispersion B by concentrating the dispersion A so that the dispersed fine particles are 4000 ppm or more on a mass basis;
A step (iii) of adding a supporting and homogenizing agent to the dispersion A and / or the dispersion B;
And (iv) obtaining a fine particle carrier by bringing the carrier B into contact with the dispersion B containing the carrier homogenizing agent to carry the fine particles on the carrier.
The supported homogenizing agent includes at least one selected from hydroxy acids, amino acids and salts thereof.
A method for producing a particulate carrier.
前記還元剤は、没食子酸及び/又はその塩を含む、請求項17に記載の製造方法。   The said reducing agent is a manufacturing method of Claim 17 containing a gallic acid and / or its salt. 前記還元剤は、アスコルビン酸及び/又はその塩をさらに含む、請求項18に記載の製造方法。   The said reducing agent is a manufacturing method of Claim 18 which further contains ascorbic acid and / or its salt.
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