JP2018002569A - シリカナノ粒子の製造方法、シリカナノ粒子、及び蛍光発光剤 - Google Patents
シリカナノ粒子の製造方法、シリカナノ粒子、及び蛍光発光剤 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018002569A JP2018002569A JP2016135051A JP2016135051A JP2018002569A JP 2018002569 A JP2018002569 A JP 2018002569A JP 2016135051 A JP2016135051 A JP 2016135051A JP 2016135051 A JP2016135051 A JP 2016135051A JP 2018002569 A JP2018002569 A JP 2018002569A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica
- group
- silica nanoparticles
- nanoparticles
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
通常、石英、シリカゲル、珪石、珪砂等といったシリカを化学的処理により珪素材料として利用しようとすると、フッ化水素酸を用いてヘキサフルオロケイ酸塩に転換したり、水酸化ナトリウム等の強アルカリ水溶液を用いて珪酸塩に転換したりして珪素含有水溶液とするのが一般的である。当然、これらの方法では、シリカのナノ粒子を作製することはできない。シリカ粉体等のシリカ粒子からナノ粒子を作製するには、機械的粉砕法によることが一般的である。本発明者らは、機械的粉砕とは全く異なる、「液体ハンマー」法での粉砕の可能性を探った。そして、この方法で用いる「液体ハンマー」として、アミノ基を有する鎖状基を備えた金属アルコキシド化合物の水溶液を用いて加熱処理を行ったところ、意外にも、投入したシリカ粒子が水溶液中から消失し、直径5〜10nm程度のシリカナノ粒子を含んだゾルが得られることを見出した。すなわち、原料であるシリカ粒子は、上記のフッ化水素酸や強アルカリ水溶液を用いた場合のように完全に溶解されるのではなく、「液体ハンマー」の化学的な解砕を伴うトップダウン法によりシリカナノ粒子に転換されたことになる。本発明に係るシリカナノ粒子の製造方法はこのような知見により完成されたものである。
調製工程では、シリカ粒子、水、及び上記一般式(1)で表す、アミノ基を有する鎖状基を備えた金属アルコキシド化合物を混合して反応混合物を調製する。
反応工程では、調製工程で調製された反応混合物を75℃以上に加熱することによりシリカ粒子を小粒径化させる工程である。本工程を経ることにより、シリカ粒子がナノ粒子まで解砕され、このナノ粒子が反応溶液中に安定分散したゾルが生成する。シリカ粒子がナノ粒子まで解砕され、さらにこれが安定分散してゾルを生成させる理由は、必ずしも明らかでないが、概ね次のようなものと推察される。
凍結乾燥工程は、反応工程を経た反応混合物を凍結乾燥させて固体のシリカナノ粒子を生成させる工程である。
上記のシリカナノ粒子の製造方法で製造されたシリカナノ粒子も本発明の一つである。本発明のシリカナノ粒子は、径が10nm以下であり、その表面が、アミノ基を有する化合物で修飾され、紫外線により励起されることで可視光領域の蛍光を示すことを特徴とする。次に、このシリカナノ粒子の一実施形態について説明する。なお、以下の説明では、既に説明したシリカナノ粒子の製造方法と重複する説明を適宜省略し、異なる部分を中心に説明する。
上記のシリカナノ粒子からなる蛍光発光剤も本発明の一つである。既に説明したように、本発明のシリカナノ粒子は、紫外線により励起されることで可視光領域の蛍光を示すので、そのような特性を蛍光発光剤として利用するものである。これについての詳細は既に述べた通りなので、ここでの説明を省略する。
還流装置を装着した反応容器に、粉末状シリカゲル0.10g(Merck社製、カラムクロマトグラフィー用シリカゲル−60)、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(APS)2mL、及び蒸留水15mLを仕込み、内容物の温度が100℃になるように加熱して8時間撹拌した。反応終了後、反応溶液中に残る固体の重さ(残渣質量)は0.00gだった。また、得られた水溶液は、コロイド状となったシリカを含むゾル溶液だった。
条件を表1に示す内容とする他は実施例1と同様の手順で実験を行い、これらを実施例2〜3、比較例1〜2とした。
実施例1のゾル溶液に対して凍結乾燥を行い、綿状となったシリカナノ粒子の固体を得た。
還流装置を装着した反応容器に、大粒状シリカゲル(和光純薬工業株式会社製)0.1g、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(APS)1.5mL、及び蒸留水10mLを仕込み、内容物の温度が100℃になるように加熱して8時間撹拌した。この時点で反応溶液中の大粒状シリカゲルは完全に消失し、不溶性固体残渣の回収量は0.00gだった。また、得られた水溶液は、コロイド状となったシリカを含むゾル溶液だった。実施例5で得たゾル溶液をTEMで観察したところ、上記実施例1のときと同様に、10nm以下のナノ粒子が凝集のない分散状態で存在するのが確認できた。
Claims (10)
- シリカ粒子、水、及び下記一般式(1)で表す、アミノ基を有する鎖状基を備えた金属アルコキシド化合物を混合して反応混合物を調製する調製工程と、
前記反応混合物を75℃以上に加熱することにより前記シリカ粒子を小粒径化させる反応工程と、を備えることを特徴とする、シリカナノ粒子の製造方法。
- 前記金属アルコキシド化合物が、アルコキシシラン化合物である、請求項1記載のシリカナノ粒子の製造方法。
- 前記アルコキシシラン化合物が3−アミノプロピルトリアルコキシシランである請求項2記載のシリカナノ粒子の製造方法。
- 前記反応工程における加熱温度が80〜100℃である、請求項3記載のシリカナノ粒子の製造方法。
- 前記アルコキシシラン化合物が3−アミノプロピルトリアルコキシシランであり、前記シリカ粒子の質量0.15gに対して、3−アミノプロピルトリメトキシシランが1mL以上となる割合で用いることを特徴とする、請求項3又は4記載のシリカナノ粒子の製造方法。
- 前記反応工程を経た反応混合物を凍結乾燥させて固体のシリカナノ粒子を生成させる凍結乾燥工程をさらに備える、請求項1〜5のいずれか1項記載のシリカナノ粒子の製造方法。
- 径が10nm以下であり、その表面が、アミノ基を有する化合物で修飾され、紫外線により励起されることで可視光領域の蛍光を示すことを特徴とするシリカナノ粒子。
- 前記化合物がアルキルアミノ基を備えたシランカップリング剤の縮合物である請求項7又は8記載のシリカナノ粒子。
- 前記シランカップリング剤が3−アミノプロピルトリアルコキシシランである請求項67又は8のいずれか1項記載のシリカナノ粒子。
- 請求項7〜9のいずれか1項記載のシリカナノ粒子からなる蛍光発光剤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016135051A JP6757969B2 (ja) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | シリカナノ粒子の製造方法、シリカナノ粒子、及び蛍光発光剤 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016135051A JP6757969B2 (ja) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | シリカナノ粒子の製造方法、シリカナノ粒子、及び蛍光発光剤 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018002569A true JP2018002569A (ja) | 2018-01-11 |
JP6757969B2 JP6757969B2 (ja) | 2020-09-23 |
Family
ID=60948263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016135051A Active JP6757969B2 (ja) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | シリカナノ粒子の製造方法、シリカナノ粒子、及び蛍光発光剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6757969B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0966663A (ja) * | 1995-03-15 | 1997-03-11 | Canon Inc | 記録媒体、これを用いたインクジェット記録方法及び画像形成方法 |
JPH1059708A (ja) * | 1996-08-16 | 1998-03-03 | Asahi Denka Kogyo Kk | 変性コロイダルシリカ |
JP2008311141A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | 導電性粒子の製造方法および導電性粒子 |
JP2010138351A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Canon Inc | 多層型発光粒子 |
US20100224832A1 (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-09 | National Tsing Hua University | Modified nano-dot, fabrication method thereof and composition element thereof |
-
2016
- 2016-07-07 JP JP2016135051A patent/JP6757969B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0966663A (ja) * | 1995-03-15 | 1997-03-11 | Canon Inc | 記録媒体、これを用いたインクジェット記録方法及び画像形成方法 |
JPH1059708A (ja) * | 1996-08-16 | 1998-03-03 | Asahi Denka Kogyo Kk | 変性コロイダルシリカ |
JP2008311141A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | 導電性粒子の製造方法および導電性粒子 |
JP2010138351A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Canon Inc | 多層型発光粒子 |
US20100224832A1 (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-09 | National Tsing Hua University | Modified nano-dot, fabrication method thereof and composition element thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6757969B2 (ja) | 2020-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6827447B2 (ja) | 表面修飾ナノ粒子 | |
Pal et al. | Effects of crystallization and dopant concentration on the emission behavior of TiO 2: Eu nanophosphors | |
Ansari et al. | Effect of surface coating on optical properties of Eu3+-doped CaMoO4 nanoparticles | |
CN108893102B (zh) | 一种NaYF4与碳点纳米复合材料及其制备方法及其应用 | |
Ansari et al. | Structural and photoluminescence properties of Tb-doped CaMoO4 nanoparticles with sequential surface coatings | |
Yu et al. | One-pot aqueous synthesis of near infrared emitting PbS quantum dots | |
JP2005194148A (ja) | 有機修飾微粒子 | |
Li et al. | A facile synthesis and photoluminescence properties of water-dispersible Re 3+ doped CeF 3 nanocrystals and solid nanocomposites with polymers | |
Yang et al. | Hydrothermal synthesis and luminescent properties of LuBO3: Tb3+ microflowers | |
CN1880406A (zh) | 制备掺杂稀土的氟化物纳米粒子的方法 | |
Ansari et al. | Nd-doped calcium molybdate core and particles: synthesis, optical and photoluminescence studies | |
Tomskaya et al. | Synthesis of Luminescent N‐Doped Carbon Dots by Hydrothermal Treatment | |
WO2007125812A1 (ja) | 無機ナノ粒子、その製造方法、及び無機ナノ粒子を結合させた生体物質標識剤 | |
KR101057270B1 (ko) | 13족 질화물 반도체 입자 형광체 및 그의 제조 방법 | |
WO2022202384A1 (ja) | 炭素量子ドットの製造方法 | |
Dembski et al. | Luminescent silicate core–shell nanoparticles: Synthesis, functionalization, optical, and structural properties | |
Mao et al. | Red luminescent metal–organic framework phosphor enhanced by CaSrS: Cu, Eu for agricultural film | |
Salman et al. | Design and fabrication of covalently linked PEGylated nanohybrids of ZnO quantum dots with preserved and tunable fluorescence | |
CN109336086A (zh) | 一种快速大规模制备固态荧光碳点的方法 | |
Mayer et al. | Dual light-emitting nanoparticles: second harmonic generation combined with rare-earth photoluminescence | |
JP6757969B2 (ja) | シリカナノ粒子の製造方法、シリカナノ粒子、及び蛍光発光剤 | |
JP4357544B2 (ja) | 13族窒化物蛍光体およびその製造方法 | |
JP4634670B2 (ja) | 複合修飾金属カルコゲン化物超微粒子 | |
Ansari et al. | Comparative structural, optical and luminescent studies of aqueous soluble LaF3: Eu@ LaF3@ SiO2 nanoparticles | |
Ansari et al. | Surface Coating Effect on Structural, Optical and Photoluminescence Properties of Eu 3+ Doped Yttrium Fluoride Nanoparticles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190425 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200331 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200327 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200528 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200825 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200826 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6757969 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |