JP4765074B2 - Nanoparticles and method for producing nanoparticles - Google Patents

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Description

本発明は、無機酸化物のナノ粒子とその製造方法に関する。   The present invention relates to inorganic oxide nanoparticles and a method for producing the same.

ナノオーダのサイズを有する酸化物微粒子および金属酸化物粒子は、量子サイズ効果などバルク固体とは異なった特性を発現することから、エネルギー変換材料、電池、触媒、磁性材料、可塑性のセラミックス材料など幅広い分野における応用が期待されている。しかしながら、ナノ領域のサイズや形態に依存する物性を有効に発現させるには、厳密な形態制御が必要であり、所望の形状、サイズを有する金属酸化物の創出を目的として様々な研究がなされている。   Oxide fine particles and metal oxide particles with nano-order sizes exhibit characteristics different from bulk solids, such as the quantum size effect, so they can be used in a wide range of fields such as energy conversion materials, batteries, catalysts, magnetic materials, and plastic ceramic materials Application in is expected. However, in order to effectively develop the physical properties depending on the size and form of the nano-region, strict form control is required, and various studies have been conducted for the purpose of creating metal oxides having a desired shape and size. Yes.

例えば、特許文献1には、液相析出法(LPD法)の技術により、ナノオーダサイズのセラミックス三次元構造体を製造する方法が開示されており、特許文献2には、液相析出法により、基材上に、任意の形状にパターニングされたセラミックス薄膜を形成する方法が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a method for producing a nano-order sized ceramic three-dimensional structure by a liquid phase deposition method (LPD method), and Patent Document 2 discloses a liquid phase deposition method. A method of forming a ceramic thin film patterned into an arbitrary shape on a substrate is disclosed.

また、ナノオーダー平均粒子径を有する金属酸化物粒子を得る方法も提案されており、例えば、非特許文献1〜3では、金属アルコキシドやハロゲン化物の加水分解を利用するゾルゲル法により、ナノオーダーの平均粒子径を有する金属酸化物粒子が得られる旨報告されている。
特開2004−131338号公報 特開2004−323946号公報 Guangshe Li,ら、J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8659-8666 Markus Niederbergerら、Chem. Commun., 2005, 397-399 Vicki L. Colvinら、J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1613-1614
In addition, a method for obtaining metal oxide particles having a nano-order average particle diameter has also been proposed. For example, in Non-Patent Documents 1 to 3, nano-order by a sol-gel method using hydrolysis of metal alkoxide or halide. It has been reported that metal oxide particles having an average particle size can be obtained.
JP 2004-131338 A JP 2004-323946 A Guangshe Li, et al., J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8659-8666 Markus Niederberger et al., Chem. Commun., 2005, 397-399 Vicki L. Colvin et al., J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1613-1614

しかしながら、上記非特許文献1〜3に記載されるようなゾル‐ゲル法の技術では、多量の有機溶媒を要し、また、電気的特性等を満足し得る金属酸化物とするための焼成工程が不可欠であり、プロセス面、環境面において問題点を有している。さらに、得られる金属酸化物粒子も、ナノオーダーの粒子径を有するものが含まれているものの、10nmを遥かに超えるものも含まれており、その粒度分布は、巾の広いものであると予想される。加えて、上記ゾル‐ゲル法による金属酸化物の合成では、厳密な粒子径の制御を行うことは困難である。   However, the sol-gel technique as described in Non-Patent Documents 1 to 3 requires a large amount of organic solvent, and is a firing step for obtaining a metal oxide that can satisfy electrical characteristics and the like. Is indispensable and has problems in process and environment. Furthermore, although the metal oxide particles obtained include those having a nano-order particle size, those far exceeding 10 nm are also included, and the particle size distribution is expected to be wide. Is done. In addition, in the synthesis of metal oxides by the sol-gel method, it is difficult to strictly control the particle size.

本発明は、上述のような状況に着目してなされたもので、その目的は、ナノオーダーの平均粒子径を有するナノ粒子、および、その製造方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the situation as described above, and an object of the present invention is to provide nanoparticles having an average particle diameter of nano-order and a method for producing the same.

本発明のナノ粒子とは、
(1)平均粒子径が10nm以下で、粒子径の変動係数が20%以下であり、且つ、金属酸化物の単結晶からなるものであるか、
(2)平均粒子径が10nm以下であり、粒子径の変動係数が20%以下であり、二酸化ケイ素からなるものである、
ところに要旨を有するものである。
With the nanoparticle of the present invention,
(1) Whether the average particle size is 10 nm or less, the coefficient of variation of the particle size is 20% or less, and is made of a metal oxide single crystal,
(2) The average particle size is 10 nm or less, the variation coefficient of the particle size is 20% or less, and is made of silicon dioxide.
However, it has a gist.

また、本発明の製造方法とは、上記ナノ粒子の製造方法であって、水溶性化合物の存在下で、金属フッ化物錯体水溶液またはケイ素のフッ化物錯体水溶液から液相析出法によりナノ粒子を析出させるところに要旨を有するものである。   The production method of the present invention is a method for producing the above-mentioned nanoparticles, in which nanoparticles are deposited from a metal fluoride complex aqueous solution or a silicon fluoride complex aqueous solution by a liquid phase deposition method in the presence of a water-soluble compound. It has a gist in place.

上記水溶性化合物としては、主鎖にオキシアルキレン基を有し、分子鎖の末端に1〜2個のヒドロキシル基(‐OH)を有するものを用いるのが好ましく、上記水溶性化合物の平均分子量は100〜700であるのが望ましい。さらに、上記水溶性化合物としてポリエチレングリコールを用いるものは、推奨される本発明の実施形態である。   As the water-soluble compound, it is preferable to use a compound having an oxyalkylene group in the main chain and one or two hydroxyl groups (—OH) at the end of the molecular chain. The average molecular weight of the water-soluble compound is It is desirable that it is 100-700. Furthermore, those using polyethylene glycol as the water-soluble compound are recommended embodiments of the present invention.

本発明のナノ粒子は、粒度分布が狭く、且つ、ナノオーダーの平均粒子径を有するものであるため、顔料、触媒、電子材料、光学材料、磁性材料など各種機能性材料への応用が期待される。また、本発明のナノ粒子の内、金属酸化物の単結晶から成るものは、ナノサイズの金属酸化物粒子の有する特性の解析にも貢献し得るものと考えられる。また、本発明法によれば、特別な装置や、複雑な反応工程を採用することなく、穏やかな反応条件で、粒度分布が狭く、且つ、ナノオーダーの平均粒子径を有する粒子を得ることができる。   Since the nanoparticles of the present invention have a narrow particle size distribution and an average particle size on the order of nanometers, they are expected to be applied to various functional materials such as pigments, catalysts, electronic materials, optical materials, and magnetic materials. The Moreover, it is thought that what consists of a single crystal of a metal oxide among the nanoparticles of this invention can contribute also to the analysis of the characteristic which a nanosized metal oxide particle has. In addition, according to the method of the present invention, particles having a narrow particle size distribution and a nano-order average particle size can be obtained under mild reaction conditions without employing special equipment or complicated reaction steps. it can.

本発明者らは、これまでに、液相析出法(LPD:Liquid Phase Deposition)により、基板上に様々な金属酸化物薄膜を形成する方法を提案している。そして、かかる研究に取り組む中で、特定の水溶性化合物の存在下において液相析出法により得られる粒子が、ナノオーダーの平均粒子径を有し、且つ、粒度分布が非常に狭いものであることを見出し、本発明を完成した。   The present inventors have previously proposed a method of forming various metal oxide thin films on a substrate by a liquid phase deposition (LPD) method. And while tackling such research, the particles obtained by the liquid phase precipitation method in the presence of specific water-soluble compounds have a nano-order average particle size and a very narrow particle size distribution. The present invention has been completed.

[ナノ粒子]
本発明のナノ粒子とは、平均粒子径が10nm以下で、粒子径の変動係数が20%以下であり、且つ、金属酸化物の単結晶から成るもの、または、二酸化ケイ素からなるものであるところに特徴を有するものである。
[Nanoparticles]
The nanoparticle of the present invention has an average particle diameter of 10 nm or less, a coefficient of variation in particle diameter of 20% or less, and is composed of a metal oxide single crystal or silicon dioxide. It has the characteristics.

本発明のナノ粒子を構成する金属酸化物としては、TiO2,Ta25,ZrO2,FeOOH,Fe23,ZnO,SnO2,Nb25,V25,VO2および、これらの複合酸化物、および、希土類元素としてLa,Ce,Pr,Nd,Eu,Gd,Tb等を添加イオンとして含有する上記酸化物等が挙げられる。また、単結晶には成り得ないがSiOも本発明のナノ粒子を構成する物質として挙げられる。 Examples of the metal oxide constituting the nanoparticles of the present invention include TiO 2 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , FeOOH, Fe 2 O 3 , ZnO, SnO 2 , Nb 2 O 5 , V 2 O 5 , VO 2 and These oxides include the oxides containing La, Ce, Pr, Nd, Eu, Gd, Tb, and the like as rare earth elements as additive ions. Although not be a single crystal also include SiO 2 as a material constituting the nanoparticles of the present invention.

本発明のナノ粒子は、10nm以下の平均粒子径を有するものである。平均粒子径は用途に応じて変更可能であり、後述する本発明の製造方法を採用することにより、2〜10nmの範囲の平均粒子径を有するものを得ることができる。ここで、上記平均粒子径とは、透過型電子顕微鏡(TEM)により撮影した像から確認される2000個の粒子の粒子径を観察し、下記算出方法により求められる値を意味する。なお、このとき観察した粒子は、特別な選別をすることなく、撮影したTEM像に含まれるすべての粒子を測定対象とした。また平均粒子径は数平均粒子径を用いた。具体的には、TEMとしては日本電子JEM-2010による高分解能透過型電子顕微鏡を用いて撮影した撮影像を、フィルムスキャナによりTIFFファイルに変換し、さらにこれを2値化して粒子形状を決定した。そして、画像中において、個々の粒子が占める面積Sを円形近似補正することによって、下記式より個々の粒子径(D)を算出し、その値を用いて、平均粒子径および標準偏差を算出した。
D=2(S/π)1/2
The nanoparticles of the present invention have an average particle size of 10 nm or less. An average particle diameter can be changed according to a use, and what has the average particle diameter of the range of 2-10 nm can be obtained by employ | adopting the manufacturing method of this invention mentioned later. Here, the average particle diameter means a value obtained by observing the particle diameters of 2000 particles confirmed from an image taken with a transmission electron microscope (TEM) and calculating by the following calculation method. In addition, the particle | grains observed at this time made all the particle | grains contained in the image | photographed TEM image the measuring object, without performing special selection. The average particle size was the number average particle size. Specifically, as a TEM, a photographed image taken using a high-resolution transmission electron microscope by JEOL JEM-2010 was converted into a TIFF file by a film scanner, and this was further binarized to determine the particle shape. . Then, in the image, each particle diameter (D) was calculated from the following formula by circularly correcting the area S occupied by each particle, and the average particle diameter and the standard deviation were calculated using the values. .
D = 2 (S / π) 1/2

また、本発明のナノ粒子は、二酸化ケイ素(SiO2)を除いて、いずれも単一の結晶から成るものである(単結晶)。例えば、二酸化チタン(TiO2)の場合には、本発明の金属酸化物ナノ粒子は、アナターゼ型の二酸化チタンの単結晶から成り立っている。なお、本発明のナノ粒子が二酸化ケイ素(SiO2)からなる場合には、当該ナノ粒子は無定形(非晶質)状態となる。 The nanoparticles of the present invention are all composed of a single crystal (single crystal) except for silicon dioxide (SiO 2 ). For example, in the case of titanium dioxide (TiO 2 ), the metal oxide nanoparticles of the present invention are composed of a single crystal of anatase type titanium dioxide. In the case where the nanoparticles of the present invention is made of silicon dioxide (SiO 2) is the nanoparticle becomes amorphous (amorphous) state.

さらに、本発明のナノ粒子は、粒子径分布が狭く、例えば、粒子径の変動係数が20%以下を示す。より好ましくは12%以下であり、さらに好ましくは10%以下である。上記粒子径の変動係数とは、粒子径の均一性を指標するものであり、上記粒子径の変動係数の値が小さいほど、粒子径の揃ったものであるといえる。なお、粒子径の変動係数とは、実施例に記載の方法により測定、算出される値である。   Furthermore, the nanoparticles of the present invention have a narrow particle size distribution, for example, a coefficient of variation of the particle size of 20% or less. More preferably, it is 12% or less, More preferably, it is 10% or less. The particle diameter variation coefficient is an index of the uniformity of the particle diameter, and it can be said that the smaller the value of the particle diameter variation coefficient, the more uniform the particle diameter. The variation coefficient of the particle diameter is a value measured and calculated by the method described in the examples.

[製造方法]
次に、上述した本発明のナノ粒子の製造方法について説明する。尚、以下の説明では、便宜上、金属の中にSiを含めるものとする。
[Production method]
Next, the manufacturing method of the nanoparticle of this invention mentioned above is demonstrated. In the following description, Si is included in the metal for convenience.

本発明の製造方法とは、上記ナノ粒子を製造する方法であって、水溶性化合物の存在下で、金属フッ化物錯体水溶液(またはケイ素のフッ化物錯体水溶液)から液相析出法により、ナノ粒子を析出させるところに特徴を有するものである。   The production method of the present invention is a method for producing the above-mentioned nanoparticle, in the presence of a water-soluble compound, by a liquid phase precipitation method from a metal fluoride complex aqueous solution (or silicon fluoride complex aqueous solution). It is characterized in that it precipitates.

ここで、液相析出法とは、金属フッ化物錯体の加水分解平衡反応を利用するものであり、例えば、下記式(1)に示すような金属フッ化物錯体の加水分解反応の系内に、Fイオンを配位子として取り込み、出発原料である金属フッ化物錯体よりも安定なフッ化物錯体若しくは化合物を形成するような(下記式(2))フッ素イオン捕捉剤(H3BO3)を添加することにより、下記式(1)の平衡反応を酸化物生成側へと移動させて、金属酸化物を析出させるものである。 Here, the liquid phase precipitation method uses a hydrolysis equilibrium reaction of a metal fluoride complex. For example, in the hydrolysis reaction system of a metal fluoride complex as shown in the following formula (1), Fluorine ion scavenger (H 3 BO 3 ) that takes in F ions as a ligand and forms a fluoride complex or compound that is more stable than the starting metal fluoride complex (formula (2)) By adding, the equilibrium reaction of the following formula (1) is moved to the oxide production side to deposit the metal oxide.

本発明者らは、上述の反応を利用して、各種基板状に金属酸化物等の薄膜を形成させることを提案してきたが、当該研究に取り組む中で、特定の水溶性化合物の存在下で上記反応を行うことにより、室温下で、ナノオーダーの平均粒子径を有し、且つ、粒度分布が狭い金属酸化物ナノ粒子が得られることを見出したのである。   The inventors of the present invention have proposed to form thin films such as metal oxides on various substrates using the above-described reaction, but in the present research, in the presence of a specific water-soluble compound. By carrying out the above reaction, it was found that metal oxide nanoparticles having a nano-order average particle size and a narrow particle size distribution can be obtained at room temperature.

上述のような特性を有する金属酸化物ナノ粒子が得られる詳細な理由は明らかではないが、水溶性化合物の鎖状構造に含まれる親水性部位と金属フッ化物錯体間に働く分子間力により、反応種であるフッ化物錯体の拡散が抑制され、加水分解平衡反応の進行が局所的な反応領域に限定されるため、粒子成長が抑制され、ナノサイズにとどまるものと考えられる。また、本反応系では、水溶性化合物溶液からなる均質な反応場が形成されるため、均一な粒子径や、単一の結晶から成る金属酸化物粒子が生成するものと考えられる。   Although the detailed reason for obtaining the metal oxide nanoparticles having the above-mentioned properties is not clear, due to the intermolecular force acting between the hydrophilic portion contained in the chain structure of the water-soluble compound and the metal fluoride complex, Since the diffusion of the fluoride complex as the reactive species is suppressed and the progress of the hydrolysis equilibrium reaction is limited to the local reaction region, it is considered that the particle growth is suppressed and the nano-size is limited. Further, in this reaction system, a homogeneous reaction field composed of a water-soluble compound solution is formed, so that it is considered that uniform particle diameter and metal oxide particles composed of a single crystal are generated.

上記水溶性化合物としては、主鎖にオキシアルキレン基を有し、且つ、分子鎖の末端に1〜2個のヒドロキシル基(−OH)を有するものが好ましい。上記アルキレン基としては、炭素数1〜3のものが好ましい。具体的なオキシアルキレン基としては、ポリオキシメチレン、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロプレン、ポリオキシブチレン等が挙げられる。これらの中でも、エチレンオキサイドユニット([−CH2CH2O−])を有するものが好ましい。上記エチレンオキサイドユニットは、水溶性化合物中に3〜500個含まれているのが好ましい。より好ましくは3〜10個である。なお、本明細書において「水溶性」とは、水と常温において相溶性を有する物質であり、常温において水溶性化合物を25℃の水(100g)に溶解させたときに、25%以上が溶解することを意味する。 As the water-soluble compound, those having an oxyalkylene group in the main chain and having 1 to 2 hydroxyl groups (—OH) at the ends of the molecular chain are preferable. As said alkylene group, a C1-C3 thing is preferable. Specific examples of the oxyalkylene group include polyoxymethylene, polyoxyethylene, polyoxyproprene, polyoxybutylene and the like. Among them, those having an ethylene oxide unit ([-CH 2 CH 2 O-] ) are preferred. It is preferable that 3 to 500 ethylene oxide units are contained in the water-soluble compound. More preferably, it is 3-10. In this specification, “water-soluble” is a substance that is compatible with water at room temperature. When a water-soluble compound is dissolved in water (100 g) at 25 ° C. at room temperature, 25% or more is dissolved. It means to do.

上記水溶性化合物は、平均分子量が100〜4000であるのが好ましく、より好ましくは200〜1000であり、さらに好ましくは200〜600である。分子量が大きすぎると、常温において固体となり、水との相溶性が十分保持されなくなる。また、小さすぎると金属酸化物が粒子として析出し難い場合がある。尚、上記水溶性化合物の平均分子量は、ポリアクリル酸を標準サンプルとするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される値、あるいは、製造者のパンフレットなどに記載された公証値を意味するものである。   The water-soluble compound preferably has an average molecular weight of 100 to 4000, more preferably 200 to 1000, and still more preferably 200 to 600. If the molecular weight is too large, it becomes a solid at room temperature, and the compatibility with water is not sufficiently maintained. If it is too small, the metal oxide may be difficult to precipitate as particles. The average molecular weight of the water-soluble compound means a value measured by gel permeation chromatography (GPC) using polyacrylic acid as a standard sample, or a notarized value described in a manufacturer's pamphlet or the like. It is.

上記構造および平均分子量を有する水溶性化合物としては、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイドや、ポリエチレングリコールモノ-p-イソオクチルフェニルエーテル(例えば、ナカライテスク株式会社から入手可能な「トリトンX−100(商品名)」)等の界面活性剤が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレングリコールが好ましく、特に平均分子量200〜600のポリエチレングリコールが好ましい。   Specific examples of the water-soluble compound having the above structure and average molecular weight include polyethylene glycol, polyethylene oxide, and polyethylene glycol mono-p-isooctylphenyl ether (for example, “Triton X—available from Nacalai Tesque, Inc.). 100 (trade name) ") and the like. Among these, polyethylene glycol is preferable, and polyethylene glycol having an average molecular weight of 200 to 600 is particularly preferable.

本発明に係るナノ微粒子の粒子径は、上記水溶性化合物の使用量に依存する。したがって、上記水溶性化合物の使用量は、所望する粒子径のサイズや粒度分布等に応じて適宜選択すれば良い。なお、水溶性化合物の濃度が低すぎる場合には、粒子が析出し難い場合があり、一方、濃度が高すぎる場合には、微小な粒子しか生成しない場合がある。したがって、水溶性化合物の濃度は0.1〜3Mとするのが好ましい。より好ましくは1〜2.5Mであり、さらに好ましくは1〜1.5Mである。   The particle diameter of the nanoparticle according to the present invention depends on the amount of the water-soluble compound used. Therefore, the amount of the water-soluble compound used may be appropriately selected according to the desired particle size, particle size distribution, and the like. In addition, when the concentration of the water-soluble compound is too low, the particles may be difficult to precipitate. On the other hand, when the concentration is too high, only fine particles may be generated. Therefore, the concentration of the water-soluble compound is preferably 0.1 to 3M. More preferably, it is 1-2.5M, More preferably, it is 1-1.5M.

本発明法で使用可能な金属フッ化物錯体としては、(NH42TiF6、(NH42TaF6、(NH42ZrF、(NH42FeF6、H2SiF6、(NH42ZnF6、(NH42SnF6、等が挙げられる。 Metal fluoride complexes that can be used in the method of the present invention include (NH 4 ) 2 TiF 6 , (NH 4 ) 2 TaF 6 , (NH 4 ) 2 ZrF 6 , (NH 4 ) 2 FeF 6 , and H 2 SiF 6. , (NH 4 ) 2 ZnF 6 , (NH 4 ) 2 SnF 6 , and the like.

反応溶液中における上記金属フッ化物錯体の濃度は0.1〜0.5Mとなるようにするのが好ましく、より好ましくは0.1〜0.3Mであり、さらに好ましくは0.15〜0.25Mである。金属フッ化物錯体の濃度が低すぎる場合には、粒子の析出に長時間を要し、一方、濃度が高すぎる場合には、析出する粒子が一層微細なものとなる傾向がある。   The concentration of the metal fluoride complex in the reaction solution is preferably 0.1 to 0.5M, more preferably 0.1 to 0.3M, and still more preferably 0.15 to 0.3M. 25M. If the concentration of the metal fluoride complex is too low, it takes a long time to precipitate the particles, whereas if the concentration is too high, the precipitated particles tend to be finer.

さらに、本発明では、金属フッ化物錯体の加水分解平衡反応の平衡を酸化物の生成する方向へと移動させるため、フッ素イオン捕捉剤を用いる。フッ素イオン捕捉剤としては、上記式(1)で表される加水分解平衡反応において、配位子であるフッ素イオンとより安定な錯体を形成するものはいずれも使用可能であり、具体的には、ホウ酸(H3BO3)、アルミニウムなどが挙げられる。これらのフッ素イオン捕捉剤の使用量は、出発原料として用いる金属フッ化物錯体に対して(フッ素イオン捕捉剤/金属フッ化物錯体)5〜30(モル比)とするのが好ましく、より好ましくは5〜20であり、さらに好ましくは10〜15である。 Furthermore, in the present invention, a fluorine ion scavenger is used in order to shift the equilibrium of the hydrolysis equilibrium reaction of the metal fluoride complex in the direction in which the oxide is generated. As the fluorine ion scavenger, any of those capable of forming a more stable complex with the fluorine ion as the ligand in the hydrolysis equilibrium reaction represented by the above formula (1) can be used. Boric acid (H 3 BO 3 ), aluminum and the like. The amount of these fluorine ion scavengers used is preferably 5 to 30 (molar ratio) (fluorine ion scavenger / metal fluoride complex), more preferably 5 to the metal fluoride complex used as the starting material. -20, more preferably 10-15.

溶媒としては、上記金属フッ化物錯体、水溶性化合物およびフッ素イオン捕捉剤が溶解し得るものであれば特に限定されず、水、アセトニトリルなどが使用可能である。また、必要に応じて、上記出発原料等に加えて、ドーピングもしくは析出状態、析出速度等の改善のための添加物、例えば、界面活性剤などを使用してもよい。   The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the metal fluoride complex, the water-soluble compound and the fluorine ion scavenger, and water, acetonitrile and the like can be used. Further, if necessary, in addition to the above starting materials and the like, additives for improving doping or precipitation state, precipitation rate, etc., for example, surfactants may be used.

上記金属フッ化物錯体、水溶性化合物、フッ素イオン捕捉剤を混合した水溶液を、攪拌下、所定時間反応を行えば、単分散で、且つ、ナノオーダーの粒子径を有する本発明のナノ粒子が得られる。反応時の条件は特に限定されず、反応の進行状態を確認しながら適宜調整すれば良いが、通常、大気圧下、10〜80℃(より好ましくは20〜40℃)で行うことが推奨される。反応時間も特に限定されないが、例えば、5分〜20時間(より好ましくは12〜20時間)とするのが好ましい。   If the aqueous solution in which the metal fluoride complex, the water-soluble compound and the fluorine ion scavenger are mixed is reacted for a predetermined time with stirring, the nanoparticles of the present invention having monodisperse and nano-order particle diameters can be obtained. It is done. The conditions during the reaction are not particularly limited, and may be adjusted as appropriate while confirming the progress of the reaction. However, it is usually recommended to perform the reaction at 10 to 80 ° C. (more preferably 20 to 40 ° C.) under atmospheric pressure. The Although reaction time is not specifically limited, For example, it is preferable to set it as 5 minutes-20 hours (more preferably 12-20 hours).

反応終了後、生成したナノ粒子を、遠心分離法などにより分離し、洗浄、乾燥すれば、単分散で、且つ、ナノオーダーの粒子径を有する粒子が得られる。また、このときナノ粒子と分離された反応溶液中には、未反応の出発原料および水溶性化合物が含まれているが、かかる出発原料等は回収した後、精製することで、再び原料として利用することができる。   After the completion of the reaction, the produced nanoparticles are separated by centrifugation or the like, washed and dried to obtain monodispersed particles having a nano-order particle size. In addition, the reaction solution separated from the nanoparticles at this time contains unreacted starting materials and water-soluble compounds. Such starting materials are recovered and purified, and then reused as raw materials. can do.

得られたナノ粒子は、さらに熱処理工程などに付してもよい。このとき、熱処理の際の雰囲気ガスを適宜選択することによって、窒化物あるいは炭化物とすることもできる。   The obtained nanoparticles may be further subjected to a heat treatment step or the like. At this time, a nitride or a carbide can be obtained by appropriately selecting an atmospheric gas during the heat treatment.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. It is also possible to implement, and they are all included in the technical scope of the present invention.

[平均粒子径、標準偏差および粒子径の変動係数]
下記実験例で得られたナノ粒子0.1gを蒸留水中に超音波によって分散させ、カーボンを蒸着した銅メッシュ上に滴下し、自然乾燥させて測定試料を作成した。高分解能透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製JEM・2010、加速電圧:200kV)を用いて撮影されたTEM像に含まれる粒子2000個の粒子を観察し、粒子径の測定を行った。なお、粒子径は、撮影したTEM像をフィルムスキャナによりTIFFファイルに変換し、さらにこれを2値化して粒子形状を決定した後、それぞれの粒子が画像に占める面積Sを円形近似補正することによって、下記式より個々の粒子の粒子径(D)を算出し、さらに平均粒子径の標準偏差を測定した。なお、このとき観察した粒子は、特別な選別をすることなく、撮影したTEM像内に含まれるすべての粒子を測定対象とした。
D=2(S/π)1/2
[Average particle size, standard deviation, and coefficient of variation of particle size]
The nanoparticle 0.1g obtained by the following experiment example was disperse | distributed by ultrasonic waves in distilled water, and it was dripped on the copper mesh which vapor-deposited carbon, and was dried naturally, and the measurement sample was created. 2000 particles included in a TEM image taken using a high-resolution transmission electron microscope (JEM 2010 manufactured by JEOL Ltd., acceleration voltage: 200 kV) were observed, and the particle size was measured. The particle size is obtained by converting a photographed TEM image into a TIFF file using a film scanner, binarizing the TEM image and determining the particle shape, and then correcting the area S of each particle in the image by circular approximation correction. The particle diameter (D) of each particle was calculated from the following formula, and the standard deviation of the average particle diameter was further measured. Note that the particles observed at this time were all the particles included in the photographed TEM image without special sorting.
D = 2 (S / π) 1/2

また、得られた結果を基に、下記式により、粒子径の変動係数(Cv値)を求めた。なお、粒子径の変動係数の算出に際しては、粒子径の測定で得られたデータ全てを対象とし、最小二乗法を用いて得られた粒径分布曲線から標準偏差を算出し、得られた値を基に、下記式により変動係数を算出した。   Further, based on the obtained results, the coefficient of variation (Cv value) of the particle diameter was determined by the following formula. In calculating the coefficient of variation of the particle diameter, all data obtained by measuring the particle diameter are targeted, the standard deviation is calculated from the particle size distribution curve obtained using the least square method, and the obtained value Based on the above, the coefficient of variation was calculated by the following formula.

[結晶構造]
結晶構造の確認は、X線回折装置(RINT‐TTR/S2、株式会社リガク製、Cu‐Kα線、加速電圧:50kV、電流300mA)を用いて行った。測定試料は、以下の手順にしたがって作成した。
[Crystal structure]
The crystal structure was confirmed using an X-ray diffractometer (RINT-TTR / S2, manufactured by Rigaku Corporation, Cu-Kα ray, acceleration voltage: 50 kV, current 300 mA). The measurement sample was prepared according to the following procedure.

生成した酸化物粒子を含有する反応溶液を、遠心分離器を用いて15000Gにおいて粒子を沈降させ、デカンテーションにより反応溶液の分別、洗浄を行い、酸化物粒子を単離した。この試料を常温にて72時間真空乾燥し、得られた試料をX線回折装置の試料台に設置し、θ-θ型ゴニオメータにより2θ=10−80において測定を行った。   The reaction solution containing the generated oxide particles was precipitated at 15000 G using a centrifuge, and the reaction solution was separated and washed by decantation to isolate the oxide particles. This sample was vacuum-dried at room temperature for 72 hours, and the obtained sample was placed on a sample stage of an X-ray diffractometer and measured at 2θ = 10-80 with a θ-θ type goniometer.

実験例1
室温下で(25℃)、攪拌子を備えた容量50mLのポリプロピレン製の反応容器に、水溶性化合物として、濃度1Mのポリエチレングリコール#200(ナカライテスク社製、分子量約200、以下PEG−200)水溶液を加え、反応溶液中における濃度が20mMとなるように(NH42TiF6(森田化学社製)水溶液を添加した。このとき、混合溶液は透明であった。次いで、混合溶液の攪拌下、反応溶液中における濃度が200mMとなるように濃度0.5Mのホウ酸(H3BO3)水溶液20(添加量)を添加した。ホウ酸水溶液の添加から10分間経過した時点で、反応溶液の白濁が確認された。さらに、攪拌しながら25℃で20時間反応させた。反応終了後、遠心分離機を使用して(15000G)、反応溶液から生成物を分離し、洗浄、乾燥して、無色の二酸化チタンナノ粒子(約5g、収率50%)を得た。
Experimental example 1
At room temperature (25 ° C.), in a 50 mL polypropylene reaction vessel equipped with a stirrer, as a water-soluble compound, a 1M concentration polyethylene glycol # 200 (manufactured by Nacalai Tesque, molecular weight of about 200, hereinafter PEG-200) An aqueous solution was added, and (NH 4 ) 2 TiF 6 (Morita Chemical Co., Ltd.) aqueous solution was added so that the concentration in the reaction solution was 20 mM. At this time, the mixed solution was transparent. Next, under stirring of the mixed solution, a 0.5 M boric acid (H 3 BO 3 ) aqueous solution 20 (addition amount) was added so that the concentration in the reaction solution was 200 mM. When 10 minutes had passed since the addition of the boric acid aqueous solution, white turbidity of the reaction solution was confirmed. Furthermore, it was made to react at 25 degreeC for 20 hours, stirring. After completion of the reaction, the product was separated from the reaction solution using a centrifuge (15000G), washed and dried to obtain colorless titanium dioxide nanoparticles (about 5 g, yield 50%).

生成した二酸化チタン粒子のTEM像を図1に示す。図1より、生成した二酸化チタン粒子は、目視でもナノオーダーの粒子径を有し、且つ、実質的に均一な粒子径を有するものであることが分かる。なお、このとき得られた二酸化チタンナノ粒子の平均粒子径は3.8nmであり、粒子径の変動係数は10.5%(標準偏差0.39nm)であり、生成した二酸化チタンナノ粒子は、粒度分布が非常に狭いものであった(図2)。   A TEM image of the produced titanium dioxide particles is shown in FIG. From FIG. 1, it can be seen that the produced titanium dioxide particles have a nano-order particle diameter visually and a substantially uniform particle diameter. In addition, the average particle diameter of the titanium dioxide nanoparticles obtained at this time is 3.8 nm, the variation coefficient of the particle diameter is 10.5% (standard deviation 0.39 nm), and the generated titanium dioxide nanoparticles have a particle size distribution. Was very narrow (FIG. 2).

また、このとき得られた二酸化チタン粒子の高分解能TEM写真を図3A,図3Bに示す。図3Bより確認される二酸化チタン粒子の格子間距離(interplanar space)はアナターゼ型二酸化チタン(112)面のそれと一致するものであり、また、アナターゼ型二酸化チタンの回折リングも観察された(図3A内右上図)。   Moreover, the high-resolution TEM photograph of the titanium dioxide particle obtained at this time is shown to FIG. 3A and FIG. 3B. The interplanar space of the titanium dioxide particles confirmed from FIG. 3B is consistent with that of the anatase titanium dioxide (112) surface, and a diffraction ring of anatase titanium dioxide was also observed (FIG. 3A). (Upper right figure).

実験例2
PEG−200水溶液(水溶性化合物)を用いなかったこと以外は、実験例1と同様の方法で反応を行った。25℃で20時間反応を継続したが、粒子の形成は確認されず、容器の壁面に薄膜状の析出物が確認された(図4)。
Experimental example 2
The reaction was performed in the same manner as in Experimental Example 1 except that the PEG-200 aqueous solution (water-soluble compound) was not used. Although the reaction was continued at 25 ° C. for 20 hours, the formation of particles was not confirmed, and a thin film-like precipitate was confirmed on the wall surface of the container (FIG. 4).

実験例3
濃度0.1M,0.2M、1.1M,1.7M,2.4M,2.8MのPEG‐200水溶液(水溶性化合物)を、攪拌子を備えた容量50mL、ポリプロピレン製の反応容器に加え、各濃度の水溶性化合物溶液に、反応溶液中の濃度が20mMとなるように(NH42TiF6水溶液を添加した。このとき、混合溶液は透明であった。
Experimental example 3
Concentrate 0.1M, 0.2M, 1.1M, 1.7M, 2.4M, 2.8M PEG-200 aqueous solution (water-soluble compound) in a 50 mL capacity polypropylene reaction vessel equipped with a stirrer. In addition, (NH 4 ) 2 TiF 6 aqueous solution was added to each concentration of water-soluble compound solution so that the concentration in the reaction solution was 20 mM. At this time, the mixed solution was transparent.

次いで、混合溶液の攪拌下、反応溶液中における濃度が200mMとなるように濃度0.5Mのホウ酸水溶液20mL(添加量)を添加した。ホウ酸水溶液の添加から10分間経過した時点で、反応溶液の白濁が確認された。さらに、攪拌しながら25℃で20時間反応させた。反応終了後、反応溶液を遠心分離にかけ、生成物を分離し、洗浄、乾燥して、無色の二酸化チタン粒子を得た。このとき得られた二酸化チタン粒子の粒子径および粒子径の変動係数と、水溶性化合物の濃度との関係を図5に示す。尚、図5中、○は平均粒子径を、●は、粒子径の変動係数を示している。   Next, 20 mL (addition amount) of an aqueous boric acid solution having a concentration of 0.5 M was added so that the concentration in the reaction solution was 200 mM with stirring of the mixed solution. When 10 minutes had passed since the addition of the boric acid aqueous solution, white turbidity of the reaction solution was confirmed. Furthermore, it was made to react at 25 degreeC for 20 hours, stirring. After completion of the reaction, the reaction solution was centrifuged to separate the product, washed and dried to obtain colorless titanium dioxide particles. FIG. 5 shows the relationship between the particle diameter of the titanium dioxide particles obtained at this time, the coefficient of variation of the particle diameter, and the concentration of the water-soluble compound. In FIG. 5, ◯ represents the average particle diameter, and ● represents the coefficient of variation of the particle diameter.

図5に示すように、水溶性化合物の濃度の増加に伴い、生成する粒子の平均粒子径が増加していることが分かる。この結果より、水溶性化合物の濃度の制御により、生成する金属酸化物ナノ粒子の粒子径をコントロールできることが分かる。また、生成するナノ粒子の平均粒子径が増加しても、粒子径の変動係数は10%程度と、粒度分布が狭いものであることが分かる。   As shown in FIG. 5, it can be seen that the average particle diameter of the generated particles increases as the concentration of the water-soluble compound increases. This result shows that the particle diameter of the metal oxide nanoparticles to be generated can be controlled by controlling the concentration of the water-soluble compound. Moreover, even if the average particle diameter of the produced | generated nanoparticle increases, it turns out that the variation coefficient of a particle diameter is about 10%, and a particle size distribution is narrow.

実験例4
水溶性化合物として、濃度0.05M,0.2M,0.55M,0.7M,0.9Mのポリエチレングリコール#600(ナカライテスク社製、分子量約600、以下PEG−600)を使用した以外は、実験例3と同様にして、二酸化チタン粒子を製造した。濃度0.9MのPEG−600の存在下で得られた二酸化チタン粒子のTEM像を図6に、このとき得られた二酸化チタン粒子の粒子径および粒子径の変動係数と、水溶性化合物の濃度との関係を図7に示す。尚、図7中、○は平均粒子径を、●は、粒子径の変動係数を示している。
Experimental Example 4
Except that polyethylene glycol # 600 (manufactured by Nacalai Tesque, molecular weight of about 600, hereinafter PEG-600) having a concentration of 0.05M, 0.2M, 0.55M, 0.7M, 0.9M was used as the water-soluble compound. In the same manner as in Experimental Example 3, titanium dioxide particles were produced. FIG. 6 shows a TEM image of titanium dioxide particles obtained in the presence of PEG-600 having a concentration of 0.9 M. The particle diameter of the titanium dioxide particles obtained at this time, the coefficient of variation of the particle diameter, and the concentration of the water-soluble compound. FIG. 7 shows the relationship. In FIG. 7, ◯ represents the average particle diameter, and ● represents the coefficient of variation of the particle diameter.

図6および7より、PEG−600を用いた場合にも、ナノオーダーの粒子径を有し、且つ、粒度分布の狭い二酸化チタン粒子が得られており、均質なナノ粒子の形成に水溶性化合物が有効であることが分かる。また、図6より、PEG−200を用いた実験例3の場合と同様、生成する金属酸化物の粒子径が、水溶性化合物の濃度に依存して変化することが確認できる。   6 and 7, even when PEG-600 is used, titanium dioxide particles having a nano-order particle diameter and a narrow particle size distribution are obtained. It can be seen that is effective. Moreover, from FIG. 6, it can confirm that the particle diameter of the metal oxide to produce changes depending on the density | concentration of a water-soluble compound similarly to the case of Experimental example 3 using PEG-200.

実験例5〜12
表1、2に示す金属フッ化物錯体水溶液、および金属フッ化錯体イオンを含む水溶液を調整して、ナノ粒子の製造を行った。出発原料、水溶性化合物およびフッ素イオン捕捉剤の濃度と、得られた金属酸化物ナノ粒子の平均粒子径、標準偏差および粒子径の変動係数を表1、2に併せて示す。
Experimental Examples 5-12
A metal fluoride complex aqueous solution shown in Tables 1 and 2 and an aqueous solution containing a metal fluoride complex ion were prepared to produce nanoparticles. The concentrations of the starting material, water-soluble compound and fluorine ion scavenger, and the average particle size, standard deviation and coefficient of variation of the particle size of the obtained metal oxide nanoparticles are shown in Tables 1 and 2 together.

なお、各実験例で使用した金属フッ化物錯体水溶液は、以下のようにして調整した。   In addition, the metal fluoride complex aqueous solution used by each experiment example was prepared as follows.

実験例5:SnF2 5gをイオン交換水に溶解させ、加水分解中に酸化された沈殿が溶解するまでHFを添加し、Sn/HF反応溶液とした。 Experimental Example 5: 5 g of SnF 2 was dissolved in ion-exchanged water, and HF was added until a precipitate oxidized during hydrolysis was dissolved to obtain a Sn / HF reaction solution.

実験例6:(NH2SiF6(森田化学工業株式会社製)の1M水溶液をイオン交換水にて希釈したものをそのまま使用した。 Experimental Example 6: A 1M aqueous solution of (NH 4 ) 2 SiF 6 (Morita Chemical Industries, Ltd.) diluted with ion-exchanged water was used as it was.

実験例7:Fe(NO32 5gに10%アンモニア水20mlを添加し,加水分解により得たFeOOHgをNH4F−HF水溶液100mLに再溶解させてFeOOH/NH4F−HF溶液とした。得られた溶液を0.1Mに希釈したものを反応母液とした。 Experimental Example 7: 20 ml of 10% ammonia water was added to 5 g of Fe (NO 3 ) 2 , and FeOOHg obtained by hydrolysis was redissolved in 100 mL of NH 4 F-HF aqueous solution to obtain a FeOOH / NH 4 F-HF solution. . A solution obtained by diluting the obtained solution to 0.1 M was used as a reaction mother liquor.

実験例8:粉末のNb25 7.4gを1MのNHF−HF溶液に溶解させたものを反応母液とした。 Experimental Example 8: A reaction mother liquor was prepared by dissolving 7.4 g of powdered Nb 2 O 5 in a 1M NH 4 F-HF solution.

実験例9:粉末のTa25 5gを1MHF溶液に溶解させ、1Mとしたものを反応母液とした。 Experimental Example 9: 5 g of powdered Ta 2 O 5 was dissolved in 1 MHF solution, and 1 M was used as a reaction mother liquor.

実験例10:Zn(OH)2を1MのNHF−HF水溶液100mLに溶解させ、1Mとした水溶液を反応母液とした。 Experimental Example 10: Zn (OH) 2 was dissolved in 100 mL of 1M NH 4 F—HF aqueous solution, and 1M aqueous solution was used as a reaction mother liquor.

実験例11:酸化バナジウム(V)をフッ化水素酸に溶解させ、V5+イオン濃度にして0.4mol/lの溶液を作製し、イオン交換水を加えて0.15Mまで希釈して反応溶液を調整した。 Experimental Example 11: Vanadium oxide (V) was dissolved in hydrofluoric acid to prepare a 0.4 mol / l solution with a V 5+ ion concentration, and ion-exchanged water was added to dilute to 0.15M for reaction. The solution was adjusted.

実験例12:H2ZrF6(森田化学工業株式会社製)をイオン交換水で希釈したものを反応溶液とした。50mLの反応溶液に対して、フッ素補足剤としてアルミニウム板(厚さ0.3mm,48cm2)を反応溶液中に添加した。 Experimental Example 12: A reaction solution was prepared by diluting H 2 ZrF 6 (Morita Chemical Co., Ltd.) with ion-exchanged water. An aluminum plate (thickness 0.3 mm, 48 cm 2 ) was added to the reaction solution as a fluorine scavenger for 50 mL of the reaction solution.

実験例5で得られたSnO2ナノ粒子を図8に、実験例6で得られたSiO2ナノ粒子を図9に、実験例7で得られたFeOOHナノ粒子を図10に、実験例8で得られたNb25ナノ粒子を図11に、実験例9で得られたTa25ナノ粒子を図12に、実験例10で得られたZnOナノ粒子を図13に、実験例11で得られたV25ナノ粒子を図14に、実験例12で得られたZrO2ナノ粒子を図15にそれぞれ示す。尚、図13および15には、比較的大きな粒子が数個存在しているように見えるが、さらに倍率を上げて観察することで、これらは、単に、ナノ粒子が近接して存在しているものであることを確認している。 FIG. 8 shows the SnO 2 nanoparticles obtained in Experimental Example 5, FIG. 9 shows the SiO 2 nanoparticles obtained in Experimental Example 6, FIG. 10 shows the FeOOH nanoparticles obtained in Experimental Example 7, and FIG. FIG. 11 shows the Nb 2 O 5 nanoparticles obtained in Example 1, FIG. 12 shows the Ta 2 O 5 nanoparticles obtained in Example 9, and FIG. 13 shows the ZnO nanoparticles obtained in Example 10. FIG. 14 shows the V 2 O 5 nanoparticles obtained in No. 11, and FIG. 15 shows the ZrO 2 nanoparticles obtained in Experimental Example 12. In FIGS. 13 and 15, several relatively large particles appear to exist, but by further increasing the magnification, they are simply present in the proximity of nanoparticles. It is confirmed that it is a thing.

表1、2および図8〜15のTEM像などから明らかなように、特定の水溶性化合物の存在下では、金属フッ化物錯体の種類によらず、均質なナノオーダーの粒子径を有する金属酸化物粒子が得られることが分かる。また、図8A内、図9A内および図10A内に示したX線回折像では、生成した各金属酸化物ナノ粒子の単結晶の回折に特有のスポットが確認されており、また、図8Cおよび図9Cからも、本発明法により得られる金属酸化物ナノ粒子が、単結晶から成るものであることが分かる。   As is clear from Tables 1 and 2 and the TEM images of FIGS. 8 to 15, in the presence of a specific water-soluble compound, the metal oxide having a uniform nano-order particle size regardless of the type of metal fluoride complex. It can be seen that physical particles can be obtained. Further, in the X-ray diffraction images shown in FIG. 8A, FIG. 9A, and FIG. 10A, spots unique to single crystal diffraction of each generated metal oxide nanoparticle are confirmed, and FIG. FIG. 9C also shows that the metal oxide nanoparticles obtained by the method of the present invention are composed of a single crystal.

またいずれの実験例においても、酸化物の合成に特別な注意を要することなく、実験例1等で記載した反応条件と同様に溶液を攪拌するのみでナノ粒子を製造することができた。   In any of the experimental examples, the nanoparticles could be produced only by stirring the solution in the same manner as the reaction conditions described in Experimental Example 1 and the like without requiring any special attention in the synthesis of the oxide.

本発明のナノ粒子は、粒度分布が狭く、且つ、ナノオーダーの平均粒子径を有するものであるため、顔料、触媒、電子材料、光学材料、磁性材料など各種機能性材料への応用が期待される。また、本発明のナノ粒子の内、金属酸化物の単結晶から成るものは、ナノサイズの金属酸化物粒子の有する特性の解析にも貢献し得るものと考えられる。また、本発明法によれば、特別な装置や、複雑な反応工程を採用することなく、穏やかな反応条件で、粒度分布が狭く、且つ、ナノオーダーの平均粒子径を有する粒子を得ることができる。   Since the nanoparticles of the present invention have a narrow particle size distribution and an average particle size on the order of nanometers, they are expected to be applied to various functional materials such as pigments, catalysts, electronic materials, optical materials, and magnetic materials. The Moreover, it is thought that what consists of a single crystal of a metal oxide among the nanoparticles of this invention can contribute also to the analysis of the characteristic which a nanosized metal oxide particle has. In addition, according to the method of the present invention, particles having a narrow particle size distribution and a nano-order average particle size can be obtained under mild reaction conditions without employing special equipment or complicated reaction steps. it can.

実験例1で得られた二酸化チタン粒子のTEM像である。2 is a TEM image of titanium dioxide particles obtained in Experimental Example 1. FIG. 実験例1で得られた二酸化チタン粒子の粒子径と、粒子径分布を示す図である。It is a figure which shows the particle diameter and particle diameter distribution of the titanium dioxide particle obtained in Experimental example 1. 実験例1の結果を示す図であり、得られたTiO2粒子のTEM像およびX線回折像(内部の右上図)である。It shows the results of Experimental Example 1 is a TEM image and X-ray diffraction pattern of the resulting TiO 2 particles (upper right view of the interior). 実験例1の結果を示す図であり、高分解能TEMにより撮影した粒子のTEM像である。It is a figure which shows the result of Experimental example 1, and is the TEM image of the particle | grains image | photographed by high resolution TEM. 実験例2の結果を示すTEM像である。10 is a TEM image showing the results of Experimental Example 2. 実験例3の結果を示すグラフであり、金属酸化物粒子の平均粒子径と水溶性化合物の濃度との関係を示す図である。It is a graph which shows the result of Experimental example 3, and is a figure which shows the relationship between the average particle diameter of metal oxide particle, and the density | concentration of a water-soluble compound. 実験例4の結果を示す図であり、得られた金属酸化物粒子(水溶性化合物濃度0.9M)のTEM像である。It is a figure which shows the result of Experimental example 4, and is the TEM image of the obtained metal oxide particle (water-soluble compound density | concentration 0.9M). 実験例4の結果を示すグラフであり、金属酸化物粒子の平均粒子径と水溶性化合物の濃度との関係を示す図である。It is a graph which shows the result of Experimental example 4, and is a figure which shows the relationship between the average particle diameter of metal oxide particle, and the density | concentration of a water-soluble compound. 実験例5の結果を示す図であり、得られたSiO2粒子のTEM像およびX線回折像(内部の右上図)である。It shows the results of Experimental Example 5 is a TEM image and X-ray diffraction pattern of the resultant SiO 2 particles (upper right view of the interior). 実験例5の結果を示す図であり、高分解能TEMにより撮影した粒子のTEM像である。It is a figure which shows the result of Experimental example 5, and is the TEM image of the particle | grains image | photographed by high resolution TEM. 実験例5の結果を示す図であり、得られたSnO2粒子のX線回折結果を示すグラフである。It shows the results of Experimental Example 5 is a graph showing the X-ray diffraction results of the obtained SnO 2 particles. 実験例5の結果を示す図であり、粒子数に対する粒子径の分布を示すグラフである。It is a figure which shows the result of Experimental example 5, and is a graph which shows distribution of the particle diameter with respect to the number of particles. 実験例6の結果を示す図であり、得られたSiO2粒子のTEM像およびX線回折像(内部の右上図)を示している。Experiment shows the results of example 6 shows a TEM image and X-ray diffraction pattern of the resultant SiO 2 particles (upper right view of the interior). 実験例6の結果を示す図であり、高分解能TEMにより撮影した粒子のTEM像である。It is a figure which shows the result of Experimental example 6, and is the TEM image of the particle | grains image | photographed by high resolution TEM. 実験例6の結果を示す図であり、得られたSiO2粒子のX線回折結果を示すグラフである。It shows the results of Experimental Example 6 is a graph showing the X-ray diffraction pattern of the resulting SiO 2 particles. 実験例6の結果を示す図であり、粒子数に対する粒子径の分布を示すグラフである。It is a figure which shows the result of Experimental example 6, and is a graph which shows distribution of the particle diameter with respect to the number of particles. 実験例7の結果を示す図であり、得られたFeOOH粒子のTEM像およびX線回折像(内部の右上図)である。It is a figure which shows the result of Experimental example 7, and is the TEM image and X-ray diffraction image (inside upper right figure) of the obtained FeOOH particle. 実験例7の結果を示す図であり、高分解能TEMにより撮影した粒子のTEM像である。It is a figure which shows the result of Experimental example 7, and is the TEM image of the particle | grains image | photographed by high resolution TEM. 実験例7の結果を示す図であり、粒子数に対する粒子径の分布を示すグラフである。It is a figure which shows the result of Experimental example 7, and is a graph which shows distribution of the particle diameter with respect to the number of particles. 実験例8の結果を示す図であり、得られたNb25のTEM像およびX線回折像(内部の右上図)である。It shows the results of Experimental Example 8 is a TEM image and X-ray diffraction image of the obtained Nb 2 O 5 (upper right view of the interior). 実験例8の結果を示す図であり、高分解能TEMにより撮影した粒子のTEM像である。It is a figure which shows the result of Experimental example 8, and is the TEM image of the particle | grains image | photographed by high resolution TEM. 実験例8の結果を示す図であり、粒子数に対する粒子径の分布を示すグラフである。It is a figure which shows the result of Experimental example 8, and is a graph which shows distribution of the particle diameter with respect to the number of particles. 実験例9で得られたTa25粒子のTEM像である。10 is a TEM image of Ta 2 O 5 particles obtained in Experimental Example 9. 実験例10で得られたZnO粒子のTEM像である。10 is a TEM image of ZnO particles obtained in Experimental Example 10. 実験例11で得られたV25粒子のTEM像である。4 is a TEM image of V 2 O 5 particles obtained in Experimental Example 11. 実験例12で得られたZrO2粒子のTEM像である。4 is a TEM image of ZrO 2 particles obtained in Experimental Example 12.

Claims (3)

ノ粒子の製造方法であって、
主鎖にオキシアルキレン基を有し、且つ、分子鎖の末端に1〜2個のヒドロキシル基(‐OH)を有する水溶性化合物の存在下で、金属フッ化物錯体水溶液またはケイ素のフッ化物錯体水溶液から、逆相ミセルを形成することなく、液相析出法によりナノ粒子を析出させることを特徴とするナノ粒子の製造方法。
A method of manufacturing a nano-particles,
Metal fluoride complex aqueous solution or silicon fluoride complex aqueous solution in the presence of a water-soluble compound having an oxyalkylene group in the main chain and one or two hydroxyl groups (—OH) at the ends of the molecular chain From the above , a method for producing nanoparticles comprising depositing nanoparticles by a liquid phase precipitation method without forming reversed phase micelles .
上記水溶性化合物の平均分子量が100〜700である請求項1に記載のナノ粒子の製造方法。 The method for producing nanoparticles according to claim 1, wherein the water-soluble compound has an average molecular weight of 100 to 700. 上記水溶性化合物が、ポリエチレングリコールである請求項1または2に記載のナノ粒子の製造方法。 The method for producing nanoparticles according to claim 1 or 2 , wherein the water-soluble compound is polyethylene glycol.
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