JP2005290478A - Method for producing nano-particle of gold - Google Patents
Method for producing nano-particle of gold Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005290478A JP2005290478A JP2004107196A JP2004107196A JP2005290478A JP 2005290478 A JP2005290478 A JP 2005290478A JP 2004107196 A JP2004107196 A JP 2004107196A JP 2004107196 A JP2004107196 A JP 2004107196A JP 2005290478 A JP2005290478 A JP 2005290478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gold
- precursor
- gold nanoparticles
- nanoparticles
- ultrasonic waves
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
Description
本発明は、金のナノ粒子の製造方法に係り、特に金のナノ粒子をサーファクタントフリーエマルションを利用して化学的方法により製造する金のナノ粒子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing gold nanoparticles, and more particularly to a method for producing gold nanoparticles in which gold nanoparticles are produced by a chemical method using a surfactant-free emulsion.
近年、ナノテクノロジーの進展により種々の産業分野において素材のナノサイズ化が図られるようになってきている。
例えば、炭素繊維やポリマー等の非金属素材の他に、導電性を備えている金属素材のナノサイズ化も要請されている。これは導電性素材を多く利用している電子機器、電子部品、半導体等の分野における構成の微細化が急速に進展しているからである。
In recent years, nano-sized materials have been developed in various industrial fields due to the progress of nanotechnology.
For example, in addition to non-metallic materials such as carbon fibers and polymers, there is a demand for nano-size metal materials having conductivity. This is because the miniaturization of the structure in the fields of electronic equipment, electronic parts, semiconductors, etc. that use a large amount of conductive materials is rapidly progressing.
金属素材の中においても、導電性や加工性に優れている金（Ａｕ）のナノサイズ化も要請されている。 Among metal materials, there is a demand for nano-size gold (Au) that is excellent in conductivity and workability.
金のナノサイズ化を図るものとしては、金単独ではなく金と他の金属元素との合金のナノサイズ化を図るものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 As a technique for reducing the size of gold, a technique for reducing the size of an alloy of gold and another metal element instead of gold alone has been proposed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来方法においては金単独でナノサイズ化したものはなかった。 そこで、導電性や加工性に優れている金単独のナノ粒子や単結晶とした金のナノ粒子の製造が要望されていた。 However, none of the conventional methods have been nanosized with gold alone. Therefore, there has been a demand for the production of gold single nanoparticles or single crystal gold nanoparticles having excellent conductivity and processability.
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、金単独のナノ粒子や単結晶とした金のナノ粒子を製造することができ、しかも金には界面活性剤等の不純物が全く存在せず、製造も容易である金のナノ粒子の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of these points, and can produce gold nanoparticles or single-crystal gold nanoparticles, and gold has no impurities such as surfactants. In addition, an object of the present invention is to provide a method for producing gold nanoparticles that is easy to produce.
本発明者等は鋭意研究し、サーファクタントフリーエマルションを利用するとともに、金の還元を進行させるために超音波を利用して、金の前駆体の水和物のサーファクタントフリーエマルションに超音波を照射することにより金の前駆体を完全に還元させて金のナノ粒子を生成させることができることを発見して本発明を完成させた。 The present inventors have intensively studied and used a surfactant-free emulsion, and also used ultrasonic waves to advance the reduction of gold, and irradiates the surfactant-free emulsion of the gold precursor hydrate with ultrasonic waves. Thus, the present invention was completed by discovering that the gold precursor can be completely reduced to produce gold nanoparticles.
従って、本発明の金のナノ粒子の製造方法は、分散用の液相に対して、水和物としての金の前駆体と分散助剤との混合物を添加し、その後全体に超音波を照射して前記液相内に前記金の前駆体を微小に分散させ、その後更に超音波を照射することにより前記金の前駆体を還元させて金のナノ粒子を生成することを特徴とする。これにより、本発明によれば、界面活性剤等の助剤を用いることなく金のナノ粒子を良好にかつ確実に製造することができ、更に生産効率もよく短時間に大量生産可能なものとなる。 Therefore, according to the method for producing gold nanoparticles of the present invention, a mixture of a gold precursor as a hydrate and a dispersion aid is added to the liquid phase for dispersion, and then the whole is irradiated with ultrasonic waves. Then, the gold precursor is finely dispersed in the liquid phase, and then the gold precursor is reduced by further irradiating ultrasonic waves to generate gold nanoparticles. As a result, according to the present invention, gold nanoparticles can be produced satisfactorily and reliably without using an auxiliary agent such as a surfactant, and further, the production efficiency is high and the mass production is possible in a short time. Become.
また、前記液相をオレイン酸とし、前記分散助剤は水とし、前記金の前駆体をＮａＡｕＣｌ４・２Ｈ２Ｏ（塩化金(III) ナトリウム水和物）とするとよい。これにより、金の前駆体のＮａＡｕＣｌ４・２Ｈ２Ｏをオレイン酸中において微細なサーファクタントフリーエマルションとし、照射される超音波によって水素ラジカルを発生させて、完全に還元反応を行って金のナノ粒子を製造することができる。 In addition, the liquid phase and oleic acid, the dispersion aid is a water, the precursor of the gold may NaAuCl 4 · 2H 2 O and (gold chloride (III) sodium hydrate). As a result, the gold precursor NaAuCl 4 · 2H 2 O is made into a fine surfactant-free emulsion in oleic acid, hydrogen radicals are generated by the irradiated ultrasonic waves, and the gold nanoparticles are completely reduced. Can be manufactured.
また、前記によって得られる金のナノ粒子は単結晶とされる。 The gold nanoparticles obtained as described above are single crystals.
また、照射する超音波の特性、即ち超音波の周波数、出力等を調整することにより、金のナノ粒子の製造進行状態、即ち還元速度若しくは粒子の大きさを調整するとよい。 Further, it is preferable to adjust the production progress state of the gold nanoparticles, that is, the reduction rate or the size of the particles by adjusting the characteristics of the ultrasonic waves to be irradiated, that is, the frequency and output of the ultrasonic waves.
また、液相の量に対する金の前駆体の量を調整することにより金のナノ粒子の大きさを調整するとよい。 Further, the size of the gold nanoparticles may be adjusted by adjusting the amount of the gold precursor relative to the amount of the liquid phase.
このように本発明は構成され作用するものであるので、金単独のナノ粒子や単結晶とした金のナノ粒子を製造することができ、しかも金には界面活性剤等の不純物が全く存在せず、製造も容易である等の優れた効果を奏する。 Thus, since the present invention is constructed and functions, it is possible to produce gold single nanoparticles or single crystal gold nanoparticles, and impurities such as surfactants are not present in gold at all. In addition, there are excellent effects such as easy manufacture.
次に、本発明の実施の形態を図１から図６について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１は本発明の金のナノ粒子の製造方法の工程を示している。 FIG. 1 shows the steps of the method for producing gold nanoparticles of the present invention.
本発明においては、まず準備工程（１）として、適宜な容器例えば５０ｍｌの三角フラスコ（図示せず）内に、液相としてのオレイン酸を４９．５ｍｌ入れ、分散相としての蒸留水を０．５ｍｌ入れ、金の前駆体としてのＮａＡｕＣｌ４・２Ｈ２Ｏを０．２ｇまたは０．０２ｇ（後述の実施例参照）入れる。ここで、液相としてオレイン酸を選択したのは、オレイン酸が他のオイル素材、例えばヘキサデカンおよびアニソールに比較して少量の水を１〜２０μｍ以内の微細粒径に分散させてサーファクタントフリーエマルション（油／水）を容易に規制するが、他の素材においては微細粒径のエマルションを形成できないからである。また、分散剤として蒸留水を選択したのは、金の前駆体であるＮａＡｕＣｌ４・２Ｈ２Ｏを溶解して微細なエマルションを形成することができるとともに、金の前駆体を還元させるための水素ラジカルを発生させるためである。また、オレイン酸と水との混合比（体積比）は４９．９：０．１〜４８．５：１．５の範囲にするとよい。オレイン酸に対する水の混合比が４９．９：０．１より低下するとエマルションの生成量が低くなり、製造効率が悪くなり、混合比が４８．５：１．５より多くなると、エマルションの粒径が大きくなるからである。また、金の前駆体の濃度は０．０１Ｍ〜２．０Ｍの範囲にするとよい。濃度が０．０１Ｍより低下すると金のナノ粒子の生成量が低くなり、製造効率が悪くなり、濃度が２．０Ｍより多くなると、エマルションの粒径が大きくなるからである。 In the present invention, first, as a preparation step (1), 49.5 ml of oleic acid as a liquid phase is placed in a suitable container such as a 50 ml Erlenmeyer flask (not shown), and distilled water as a dispersed phase is added in an amount of 0. 5 ml is added, and 0.2 g or 0.02 g of NaAuCl 4 .2H 2 O as a gold precursor (see Examples described later). Here, oleic acid was selected as the liquid phase because oleic acid was dispersed in a small particle size within 1 to 20 μm in a small amount compared to other oil materials such as hexadecane and anisole. Oil / water) is easily regulated, but an emulsion having a fine particle size cannot be formed with other materials. Also, distilled water was selected as the dispersant because it can dissolve the gold precursor NaAuCl 4 .2H 2 O to form a fine emulsion and hydrogen for reducing the gold precursor. This is for generating radicals. The mixing ratio (volume ratio) of oleic acid and water is preferably in the range of 49.9: 0.1-48.5: 1.5. When the mixing ratio of water to oleic acid is lower than 49.9: 0.1, the amount of the emulsion is reduced, the production efficiency is lowered, and when the mixing ratio is higher than 48.5: 1.5, the particle size of the emulsion is decreased. This is because it becomes larger. The concentration of the gold precursor is preferably in the range of 0.01M to 2.0M. This is because when the concentration is lower than 0.01M, the production amount of gold nanoparticles is lowered, the production efficiency is deteriorated, and when the concentration is higher than 2.0M, the particle size of the emulsion is increased.
次ぎに、攪拌工程（２）として、公知の構成のボルテックスミキサー（図示せず）により１分間攪拌する。この攪拌時間はオレイン酸中に分散剤としての水と金の前駆体がある程度均一に攪拌されるに十分な時間を設定するとよい。本実施例１、２においては、１分で十分であった。 Next, as a stirring step (2), the mixture is stirred for 1 minute with a vortex mixer (not shown) having a known configuration. The stirring time is preferably set to a time sufficient for the water and gold precursors as the dispersant to be stirred to some extent uniformly in the oleic acid. In Examples 1 and 2, one minute was sufficient.
次ぎに、分散工程（３）として、三角フラスコを公知の構成の超音波バス（図示せず）に載置して、所定の周波数および出力の超音波を所定時間照射して、液相のオレイン酸の中に金の前駆体であるＮａＡｕＣｌ４・２Ｈ２Ｏをサーファクタントフリーエマルション状に分散させる。この場合に照射する超音波の周波数、出力、照射時間は金の前駆体であるＮａＡｕＣｌ４・２Ｈ２Ｏをサーファクタントフリーエマルション状に分散させるに十分な値を設定するとよい。本実施例１、２においては、周波数：４０ｋＨｚ、出力：１５０Ｗ、照射時間：８分で十分であった。 Next, as a dispersion step (3), the Erlenmeyer flask is placed on an ultrasonic bath (not shown) having a known configuration, and ultrasonic waves having a predetermined frequency and output are irradiated for a predetermined time, so that liquid phase olein A gold precursor NaAuCl 4 .2H 2 O is dispersed in a surfactant-free emulsion in an acid. In this case, the frequency, output, and irradiation time of the ultrasonic wave to be irradiated should be set to values sufficient to disperse the gold precursor NaAuCl 4 .2H 2 O in the form of a surfactant-free emulsion. In Examples 1 and 2, the frequency: 40 kHz, the output: 150 W, and the irradiation time: 8 minutes were sufficient.
次ぎに、還元工程（４）として、前記分散工程のままで三角フラスコを超音波バス（図示せず）に載置して、所定の周波数および出力の超音波を所定時間照射して、金の前駆体であるＮａＡｕＣｌ４・２Ｈ２Ｏを完全に還元させて金のナノ粒子を生成させる。この場合に照射する超音波の周波数、出力、照射時間は金の前駆体であるＮａＡｕＣｌ４・２Ｈ２Ｏを水素ラジカルと還元反応させて完全に還元させるに十分な時間を設定するとよい。具体的には、周波数は４０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ、出力は３５Ｗ〜３６０Ｗ、照射時間は３０分〜１００分、好ましくは３０分〜６０分の範囲から適宜に決定するとよい。超音波の周波数が４０ｋＨｚより低いと、還元作用が劣って長時間を要し、２００ｋＨｚより高いと超音波装置が過大となる不都合がある。また、超音波の出力が３５Ｗより低いと、還元作用が劣って長時間を要し、３６０Ｗより高いと超音波装置が過大となる不都合がある。また、超音波の照射時間が３０分より短いと、還元作用が劣るので超音波の周波数および出力を過大な値に設定する必要があり、６０分より長いと、金のナノ粒子の製造時間がいたずらに長時間化するからである。本実施例１においては、周波数：４０ｋＨｚ、出力：１５０Ｗ、照射時間６０分で完全に還元された。本実施例２においては、周波数：２００ｋＨｚ、出力：３６０Ｗ、照射時間６０分で完全に還元された。 Next, as the reduction step (4), the Erlenmeyer flask is placed on an ultrasonic bath (not shown) in the dispersion step and irradiated with ultrasonic waves of a predetermined frequency and output for a predetermined time. The precursor, NaAuCl 4 .2H 2 O, is completely reduced to produce gold nanoparticles. In this case, the frequency, output, and irradiation time of the ultrasonic wave to be irradiated may be set to a time sufficient to cause the gold precursor NaAuCl 4 .2H 2 O to undergo a reduction reaction with hydrogen radicals and be completely reduced. Specifically, the frequency may be appropriately determined from a range of 40 kHz to 200 kHz, an output of 35 W to 360 W, and an irradiation time of 30 minutes to 100 minutes, preferably 30 minutes to 60 minutes. If the frequency of the ultrasonic wave is lower than 40 kHz, the reduction action is inferior and takes a long time, and if it is higher than 200 kHz, the ultrasonic device becomes excessively large. Further, if the output of the ultrasonic wave is lower than 35 W, the reduction action is inferior and takes a long time, and if it is higher than 360 W, the ultrasonic device becomes excessively large. Also, if the irradiation time of ultrasonic waves is shorter than 30 minutes, the reduction action is inferior, so it is necessary to set the frequency and output of the ultrasonic waves to excessive values. If longer than 60 minutes, the production time of gold nanoparticles is increased. This is because it takes a long time. In Example 1, it was completely reduced at a frequency of 40 kHz, an output of 150 W, and an irradiation time of 60 minutes. In Example 2, it was completely reduced at a frequency of 200 kHz, an output of 360 W, and an irradiation time of 60 minutes.
本発明の方法の還元工程において金の前駆体であるＮａＡｕＣｌ４・２Ｈ２Ｏが完全に還元される機構は次の式（１）および（２）の通りである。
Ｈ２Ｏ → Ｈ・ ＋ ・ＯＨ ・・・・・・・・・・・・・・・・ （１）
ＡｕＣｌ４ − ＋ ３Ｈ・ → Ａｕ０ ＋ ４Ｃｌ− ＋ ３Ｈ＋ ・・・ （２）
即ち、水に超音波が照射されると（１）式に示すように、水素ラジカル(Ｈ・)が発生し、この水素ラジカルを用いて（２）式に示すように、ＡｕＣｌ４ − を還元し、Ａｕ０ を調整することができる。
The mechanism by which NaAuCl 4 .2H 2 O, which is a gold precursor, is completely reduced in the reduction step of the method of the present invention is as shown in the following formulas (1) and (2).
H 2 O → H · + · OH (1)
AuCl 4 − + 3H · → Au 0 + 4Cl − + 3H + (2)
That is, when ultrasonic waves in water is irradiated (1) as shown in the expression generated hydrogen radical (H ·), as shown in by (2) using the hydrogen radicals, AuCl 4 - reduction And Au 0 can be adjusted.
このようにして生成された金のナノ粒子は単結晶であった。 The gold nanoparticles thus produced were single crystals.
次ぎに、本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.
表１に示すように、実施例１〜４について本発明を実施した。
＜実施例１＞
準備工程（１）
液層としてのオレイン酸 ４９．５ ｍｌ
分散剤としての蒸留水 ０．５ ｍｌ
金の前駆体の量 ０．２ ｇ
金の前駆体の濃度 ０．１ Ｍ
を用意して、三角フラスコ内に入れて混合させた。
攪拌工程（２）
準備工程の混合物を入れた三角フラスコをボルテックスミキサーにより１分間攪拌した。
分散工程（３）
攪拌工程による攪拌終了物を入れた三角フラスコを超音波バスに載置して、
周波数 ４０ ｋＨｚ
出力 １５０ Ｗ
照射時間 ８ 分
の条件で超音波を照射した。
還元工程（４）
分散工程による分散終了物を入れた三角フラスコを超音波バスに載置して、
周波数 ４０ ｋＨｚ
出力 １５０ Ｗ
照射時間 ６０ 分
の条件で超音波を照射した。
<Example 1>
Preparation process (1)
49.5 ml of oleic acid as liquid layer
Distilled water as a dispersant 0.5 ml
Amount of gold precursor 0.2 g
Gold precursor concentration 0.1 M
Was prepared and mixed in an Erlenmeyer flask.
Stirring step (2)
The Erlenmeyer flask containing the mixture of the preparation step was stirred for 1 minute by a vortex mixer.
Dispersing step (3)
Place the Erlenmeyer flask containing the stirring product in the stirring process on the ultrasonic bath,
Frequency 40 kHz
Output 150 W
Ultrasound was irradiated under the condition of irradiation time of 8 minutes.
Reduction process (4)
Place the Erlenmeyer flask containing the dispersion product from the dispersion process on the ultrasonic bath,
Frequency 40 kHz
Output 150 W
Ultrasound was irradiated under the condition of irradiation time of 60 minutes.
＜実施例２＞
実施例１との相違点を明示して説明する。
準備工程（１）
液層としてのオレイン酸 ４９．５ ｍｌ
分散剤としての蒸留水 ０．５ ｍｌ
金の前駆体の量 ０．２ ｇ
金の前駆体の濃度 ０．１ Ｍ
を用意して、三角フラスコ内に入れて混合させた。
攪拌工程（２）
準備工程の混合物を入れた三角フラスコをボルテックスミキサーにより１分間攪拌した。
分散工程（３）
攪拌工程による攪拌終了物を入れた三角フラスコを超音波バスに載置して、
周波数 ４０ ｋＨｚ
出力 １５０ Ｗ
照射時間 ８ 分
の条件で超音波を照射した。
還元工程（４）
分散工程による分散終了物を入れた三角フラスコを超音波バスに載置して、
周波数 ２００ ｋＨｚ（実施例１との相違点）
出力 ３６０ Ｗ （実施例１との相違点）
照射時間 ５２ 分
の条件で超音波を照射した。
<Example 2>
Differences from the first embodiment will be clearly described.
Preparation process (1)
49.5 ml of oleic acid as liquid layer
Distilled water as a dispersant 0.5 ml
Amount of gold precursor 0.2 g
Gold precursor concentration 0.1 M
Was prepared and mixed in an Erlenmeyer flask.
Stirring step (2)
The Erlenmeyer flask containing the mixture of the preparation step was stirred for 1 minute by a vortex mixer.
Dispersing step (3)
Place the Erlenmeyer flask containing the stirring product in the stirring process on the ultrasonic bath,
Frequency 40 kHz
Output 150 W
Ultrasound was irradiated under the condition of irradiation time of 8 minutes.
Reduction process (4)
Place the Erlenmeyer flask containing the dispersion product from the dispersion process on the ultrasonic bath,
Frequency 200 kHz (difference from Example 1)
Output 360 W (Differences from Example 1)
Ultrasound was irradiated under an irradiation time of 52 minutes.
＜実施例３＞
実施例１との相違点を明示して説明する。
準備工程（１）
液層としてのオレイン酸 ４９．５ ｍｌ
分散剤としての蒸留水 ０．５ ｍｌ
金の前駆体の量 ０．０２ ｇ（実施例１との相違点）
金の前駆体の濃度 ０．０１ Ｍ（実施例１との相違点）
を用意して、三角フラスコ内に入れて混合させた。
攪拌工程（２）
準備工程の混合物を入れた三角フラスコをボルテックスミキサーにより１分間攪拌した。
分散工程（３）
攪拌工程による攪拌終了物を入れた三角フラスコを超音波バスに載置して、
周波数 ４０ ｋＨｚ
出力 １５０ Ｗ
照射時間 ８ 分
の条件で超音波を照射した。
還元工程（４）
分散工程による分散終了物を入れた三角フラスコを超音波バスに載置して、
周波数 ４０ ｋＨｚ
出力 １５０ Ｗ
照射時間 ５２ 分
の条件で超音波を照射した。
<Example 3>
Differences from the first embodiment will be clearly described.
Preparation process (1)
49.5 ml of oleic acid as liquid layer
Distilled water as a dispersant 0.5 ml
Amount of gold precursor 0.02 g (difference from Example 1)
Concentration of gold precursor 0.01 M (difference from Example 1)
Was prepared and mixed in an Erlenmeyer flask.
Stirring step (2)
The Erlenmeyer flask containing the mixture of the preparation step was stirred for 1 minute by a vortex mixer.
Dispersing step (3)
Place the Erlenmeyer flask containing the stirring product in the stirring process on the ultrasonic bath,
Frequency 40 kHz
Output 150 W
Ultrasound was irradiated under the condition of irradiation time of 8 minutes.
Reduction process (4)
Place the Erlenmeyer flask containing the dispersion product from the dispersion process on the ultrasonic bath,
Frequency 40 kHz
Output 150 W
Ultrasound was irradiated under an irradiation time of 52 minutes.
＜実施例４＞
実施例１との相違点を明示して説明する。
準備工程（１）
液層としてのオレイン酸 ４９．５ ｍｌ
分散剤としての蒸留水 ０．５ ｍｌ
金の前駆体の量 ０．２ ｇ
金の前駆体の濃度 ０．１ Ｍ
を用意して、三角フラスコ内に入れて混合させた。
攪拌工程（２）
準備工程の混合物を入れた三角フラスコをボルテックスミキサーにより１分間攪拌した。
分散工程（３）
攪拌工程による攪拌終了物を入れた三角フラスコを超音波バスに載置して、
周波数 ４０ ｋＨｚ
出力 １５０ Ｗ
照射時間 ８ 分
の条件で超音波を照射した。
還元工程（４）
分散工程による分散終了物を入れた三角フラスコを超音波バスに載置して、
周波数 ４０ ｋＨｚ
出力 ３５ Ｗ （実施例１との相違点）
照射時間 ８２ 分 （実施例１との相違点）
の条件で超音波を照射した。
<Example 4>
Differences from the first embodiment will be clearly described.
Preparation process (1)
49.5 ml of oleic acid as liquid layer
Distilled water as a dispersant 0.5 ml
Amount of gold precursor 0.2 g
Gold precursor concentration 0.1 M
Was prepared and mixed in an Erlenmeyer flask.
Stirring step (2)
The Erlenmeyer flask containing the mixture of the preparation step was stirred for 1 minute by a vortex mixer.
Dispersing step (3)
Place the Erlenmeyer flask containing the stirring product in the stirring process on the ultrasonic bath,
Frequency 40 kHz
Output 150 W
Ultrasound was irradiated under the condition of irradiation time of 8 minutes.
Reduction process (4)
Place the Erlenmeyer flask containing the dispersion product from the dispersion process on the ultrasonic bath,
Frequency 40 kHz
Output 35 W (Differences from Example 1)
Irradiation time 82 minutes (Differences from Example 1)
Ultrasound was irradiated under the conditions of
＜成果物＞
次ぎに、表１および図２から図６により各実施例の成果物を説明する。
<Products>
Next, the deliverables of each example will be described with reference to Table 1 and FIGS. 2 to 6.
実施例１および実施例２においては、還元工程が進行するに従って、エマルションの溶液の色が、還元初期、中期、終期の順に、実施例１は薄い黄色、ピンク、赤紫色に変化し、実施例２は薄い黄色、肌色、赤紫色に変化した。終期の赤紫色は金の粒子が形成されていることを示唆している。 In Example 1 and Example 2, as the reduction process proceeds, the color of the emulsion solution changes from light to yellow, pink, and reddish purple in the order of reduction, initial, middle, and final. 2 changed to light yellow, skin color, and magenta. The reddish purple color at the end suggests the formation of gold particles.
これらの実施例１および実施例２の還元反応後のエマルションをＴＥＭ観察すると、実施例１の場合には図２に示すように、約３００ｎｍの粒径の金のナノ粒子が確認され、実施例２の場合には図３に示すように、約６００ｎｍの粒径の金のナノ粒子が確認された。これにより還元工程において付与する超音波の周波数の低い方が高い方より、金のナノ粒子の粒径を小さく調整することができることが判明した。 When the emulsions after the reduction reaction of Example 1 and Example 2 were observed by TEM, in the case of Example 1, gold nanoparticles having a particle size of about 300 nm were confirmed as shown in FIG. In the case of 2, gold nanoparticles having a particle size of about 600 nm were confirmed as shown in FIG. As a result, it has been found that the particle size of the gold nanoparticles can be adjusted to be smaller than the higher one of the lower ultrasonic frequency applied in the reduction step.
更に、実施例１および実施例２の粒子を倍率を上げてＴＥＭ観察すると、実施例１は図４（ａ）に示すようになり、実施例２は同図（ｂ）（ｃ）に示すとおりであった。いずれの実施例においても、正三角形若しくは正六角形の結晶構造をした粒子であることが確認された。これは金の面心立方構造に起因するものであり、金の単結晶が形成されていることが示唆される。 Further, when the particles of Example 1 and Example 2 are observed with a TEM at an increased magnification, Example 1 is as shown in FIG. 4A, and Example 2 is as shown in FIGS. Met. In any of the examples, it was confirmed that the particles had a regular triangular or regular hexagonal crystal structure. This is due to the face-centered cubic structure of gold, suggesting that a gold single crystal is formed.
実施例１の金のナノ粒子に対して粉末Ｘ線回折測定に基づく定性を行った。図５（ａ）はその実測値のＸＲＤパターンを示し、同図（ｂ）は金のピーク強度およびピーク位置の文献値を示している。図５（ａ）に示すように、金の面心立方構造に帰属されるピーク（例えば、Ａｕ（１１１）等）が確認されているので、調整された粒子は金であることが確認された。更に、図５（ａ）の広角におけるピークが２つに***していることより（Ａｕ（２２２）の拡大図参照）、当該ＸＲＤパターンより、調整された金のナノ粒子の中に、単結晶の金のナノ粒子が存在していることが確認された。更に、図５（ａ）には金以外に帰属されるピークがないので、ＡｕＣｌ４ − (III価)からＡｕ０ (０価)まで完全に還元されていることが確認された。 Qualitative analysis based on powder X-ray diffraction measurement was performed on the gold nanoparticles of Example 1. FIG. 5A shows the XRD pattern of the actual measurement values, and FIG. 5B shows the literature values of the gold peak intensity and peak position. As shown in FIG. 5 (a), since a peak (for example, Au (111) etc.) attributed to the face-centered cubic structure of gold was confirmed, it was confirmed that the adjusted particles were gold. . Furthermore, since the peak at the wide angle in FIG. 5 (a) is split into two (see the enlarged view of Au (222)), the XRD pattern shows that the single crystal is included in the adjusted gold nanoparticles. Of gold nanoparticles were confirmed to be present. Further, since there is no peak attributed to other than gold in FIG. 5 (a), it was confirmed that AuCl 4 − (III valence) to Au 0 (0 valence) was completely reduced.
実施例１に対して実施例３を比較すると、実施例１に比べて実施例３の還元中のエマルションの色が薄いことが判明した。これは金の前駆体の濃度の低い実施例３のほうが粒径の小さい金のナノ粒子を生成していることを示唆している。 When Example 3 was compared with Example 1, it was found that the color of the emulsion under reduction of Example 3 was lighter than Example 1. This suggests that Example 3, which has a lower concentration of gold precursor, produces smaller gold nanoparticles.
これらの実施例１および実施例３の還元反応後のエマルションをＴＥＭ観察すると、実施例１の場合には図６（ａ）に示すように、約３００ｎｍの粒径の金のナノ粒子が確認され、実施例３の場合には同図（ｂ）に示すように、約８０ｎｍの粒径の金のナノ粒子が確認された。これにより金の前駆体の濃度の低い方が高い方より、金のナノ粒子の粒径をより小さく調整することができることが判明した。 When the emulsions after the reduction reaction of Example 1 and Example 3 are observed with a TEM, in the case of Example 1, gold nanoparticles having a particle diameter of about 300 nm are confirmed as shown in FIG. In the case of Example 3, gold nanoparticles having a particle size of about 80 nm were confirmed as shown in FIG. As a result, it has been found that the particle size of the gold nanoparticles can be adjusted to be smaller than that of the lower gold precursor concentration than the higher gold precursor concentration.
実施例１に対して実施例４を比較すると、実施例１に比べて実施例４の還元終了までの時間が長く必要であることが判明した。これは還元反応を行う際に付与される超音波のエネルギが大きい方（実施例１＝１５０Ｗ＞実施例４＝３５Ｗ）が還元速度をより早くして金のナノ粒子を生成することができることが判明した。なお、実施例４においては、還元が完了するまでに９０分を要した。 When Example 4 was compared with Example 1, it was found that the time until completion of reduction in Example 4 was longer than that in Example 1. This is because the ultrasonic energy applied when the reduction reaction is performed (Example 1 = 150 W> Example 4 = 35 W) can increase the reduction rate to generate gold nanoparticles. found. In Example 4, it took 90 minutes for the reduction to be completed.
これらの各実施例より、単分散な金のナノ粒子が調整され、金の前駆体（ＡｕＣｌ４ − (III価)）は完全に還元されてＡｕ０ (０価)となり、還元された金のナノ粒子は方位が揃っている結構構造で、単結晶であり、オレイン酸は安定なサーファクタントフリー油／水エマルションの分散媒体であることが判明した。 From each of these examples, are adjusted nanoparticles monodispersed gold, precursors of gold (AuCl 4 - (III valence)) is Au 0 (0 valence) is completely reduced, and the reduced gold Nanoparticles have a well-oriented structure, single crystal, and oleic acid has been found to be a stable surfactant-free oil / water emulsion dispersion medium.
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、分散工程および還元工程において超音波を溶液に付与する場合には、超音波の振動方向を重力方向や水平方向と平行としたり、振動方向を溶液に対して相対移動させるように、振動子若しくは溶液を入れる容器を３６０度の範囲で回転させる等に調整して、超音波エネルギを効率よく付与できるようにするとよい。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible as needed. For example, when applying ultrasonic waves to the solution in the dispersion step and the reduction step, the vibrator is set so that the vibration direction of the ultrasonic waves is parallel to the gravity direction or the horizontal direction, or the vibration direction is moved relative to the solution. Or it is good to adjust the container which puts a solution in the range of 360 degree | times, etc. so that ultrasonic energy can be provided efficiently.
Claims (5)
The gold nanoparticle according to any one of claims 1 to 3, wherein the gold nanoparticle size is adjusted by adjusting the amount of the gold precursor with respect to the amount of the liquid phase. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004107196A JP2005290478A (en) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Method for producing nano-particle of gold |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004107196A JP2005290478A (en) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Method for producing nano-particle of gold |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005290478A true JP2005290478A (en) | 2005-10-20 |
Family
ID=35323745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004107196A Pending JP2005290478A (en) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Method for producing nano-particle of gold |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005290478A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008106315A (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Metal nanoparticle and production method therefor |
| JP2013036114A (en) * | 2011-08-11 | 2013-02-21 | Shinshu Univ | Method of manufacturing metal nanoparticle |
| JP2014221694A (en) * | 2013-05-14 | 2014-11-27 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | Manufacturing method of platinum group nanoparticle dispersion |
| CN104209533A (en) * | 2014-07-21 | 2014-12-17 | 苏州大学 | Method for rapidly preparing gold nanorod |
| CN104907578A (en) * | 2015-04-29 | 2015-09-16 | 福州大学 | Method for preparing gold nanorods |
| US9533354B2 (en) | 2013-06-19 | 2017-01-03 | Korea Basic Science Institute | Method for preparing size-controlled gold nanoparticles and colorimetric detection method of strong acid using the same |
| JP2017206750A (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | Ｈａｃｋ Ｊａｐａｎ ホールディングス株式会社 | Method for producing metal nanoparticle |
-
2004
- 2004-03-31 JP JP2004107196A patent/JP2005290478A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008106315A (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Metal nanoparticle and production method therefor |
| JP2013036114A (en) * | 2011-08-11 | 2013-02-21 | Shinshu Univ | Method of manufacturing metal nanoparticle |
| JP2014221694A (en) * | 2013-05-14 | 2014-11-27 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | Manufacturing method of platinum group nanoparticle dispersion |
| US9533354B2 (en) | 2013-06-19 | 2017-01-03 | Korea Basic Science Institute | Method for preparing size-controlled gold nanoparticles and colorimetric detection method of strong acid using the same |
| CN104209533A (en) * | 2014-07-21 | 2014-12-17 | 苏州大学 | Method for rapidly preparing gold nanorod |
| CN104907578A (en) * | 2015-04-29 | 2015-09-16 | 福州大学 | Method for preparing gold nanorods |
| JP2017206750A (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | Ｈａｃｋ Ｊａｐａｎ ホールディングス株式会社 | Method for producing metal nanoparticle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fuskele et al. | Recent developments in nanoparticles synthesis, preparation and stability of nanofluids | |
| Pokhrel et al. | Sonochemistry: science and engineering | |
| Sebastian et al. | Reaction engineering strategies for the production of inorganic nanomaterials | |
| Entezari et al. | Micro-emulsion under ultrasound facilitates the fast synthesis of quantum dots of CdS at low temperature | |
| Shah et al. | Nanocrystal and nanowire synthesis and dispersibility in supercritical fluids | |
| JP4958082B2 (en) | Nanoparticles for LPR sensor, method for producing nanoparticle, slurry, paint, coating film, and LPR sensor | |
| Arul Dhas et al. | Preparation of luminescent silicon nanoparticles: a novel sonochemical approach | |
| Bayat et al. | Synthesis of blue photoluminescent WS2 quantum dots via ultrasonic cavitation | |
| Liu et al. | Synthesis of X-ray amorphous silver nanoparticles by the pulse sonoelectrochemical method | |
| Dodoo-Arhin et al. | Synthesis, characterisation and stability of Cu2O nanoparticles produced via reverse micelles microemulsion | |
| Ali et al. | Aluminium nanofluids stability: A comparison between the conventional two-step fabrication approach and the controlled sonication bath temperature method | |
| Jesionowski | Characterization of silicas precipitated from solution of sodium metasilicate and hydrochloric acid in emulsion medium | |
| JP2005290478A (en) | Method for producing nano-particle of gold | |
| Bulychev | Obtaining nanosized materials in plasma discharge and ultrasonic cavitation | |
| Bari et al. | Ultrasonication assisted and surfactant mediated synergistic approach for synthesis of calcium sulfate nano-dendrites | |
| Vatanparast et al. | Sonochemical approach for synthesis and characterization of PbTe nanostructure | |
| Behboudnia et al. | Preparation of ZnS nanorods by ultrasonic waves | |
| Sun et al. | Ultrasonication-assisted uniform decoration of carbon nanotubes by various particles with controlled size and loading | |
| Li et al. | A novel method for the preparation of III–V semiconductors: sonochemical synthesis of InP nanocrystals | |
| Murtaza et al. | High purity copper nanoparticles via sonoelectrochemical approach | |
| Bozkurt et al. | Synthesis and characterization of CdS nanorods by combined sonochemical-solvothermal method | |
| Wang et al. | Sonochemical preparation of lead sulfide nanocrystals in an oil-in-water microemulsion | |
| Badgujar et al. | Ultrasound assisted organic pigment dispersion: Advantages of ultrasound method over conventional method | |
| Rath et al. | Investigation of primary crystallite sizes in nanocrystalline ZnS powders: comparison of microwave assisted with conventional synthesis routes | |
| Bramhe et al. | Facile synthesis of surfactant-free SiO2 nanoparticles via emulsion method |