JP5479725B2 - Metal nanoparticle colloid, Metal nanoparticle, Multi-component metal nano-particle colloid, Multi-component metal nano-particle, Metal nano-particle colloid production method, Metal nano-particle production method, Multi-component metal nano-particle colloid production method and Multi-component metal nano-particle production Method - Google Patents
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Description
本発明は、金属ナノ粒子コロイド、それを用いて作製した多元金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子およびそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a metal nanoparticle colloid, a multi-component metal nanoparticle colloid, a metal nanoparticle, a multi-component metal nanoparticle, and a method for producing them.
近年、ナノ粒子すなわち粒子サイズが５ｎｍ（ナノメートル）とか３０ｎｍといった１００ｎｍ以下のナノメートルオーダーの粒子の利用可能性が注目されている。燃料電池や排ガス浄化装置への利用をはじめとする触媒への利用の試み、磁気媒体への利用の試み、半導体への利用の試みなど多くの改善がなされようとしている。 In recent years, attention has been paid to the possibility of using nanoparticles, that is, particles having a particle size of 100 nm or less such as 5 nm (nanometer) or 30 nm. Many improvements are being made, such as attempts to use in catalysts such as fuel cells and exhaust gas purification devices, attempts to use in magnetic media, and attempts to use in semiconductors.
金属ナノ粒子の製造方法にはいくつかの異なる方法が提案されている。それらを大別すると、溶液中での化学反応を利用した化学的な方法と真空中で金属粒子を蒸発などにより微粒子状態にさせて捕獲する物理的な方法がある。 Several different methods have been proposed for producing metal nanoparticles. They are roughly classified into a chemical method using a chemical reaction in a solution and a physical method in which metal particles are captured in a fine particle state by evaporation or the like in a vacuum.
それらの提案としては、還元反応を利用した化学的な製造に関する提案が圧倒的に多く、これらに関する研究も圧倒的に多い。 As those proposals, there are overwhelmingly many proposals regarding chemical production using reduction reactions, and there are also overwhelmingly many studies on these.
化学的な製造方法に基づいた金属ナノ粒子コロイドは、製造工程が多段階にわたり複雑であること、ｐＨの精密な制御や熱処理が必要であること、製造コストが高く非能率的であることなどその製造上の難しさ、製造された金属ナノ粒子コロイド中に化合物が入るなど、いくつかの重要なことに関して物理的な製造方法に基づいた金属ナノ粒子コロイドとは事情が異なる。 Metal nanoparticle colloids based on chemical manufacturing methods are complex in many stages, require precise pH control and heat treatment, are expensive and inefficient. The situation is different from metal nanoparticle colloids based on physical manufacturing methods with respect to several important things, such as difficulty in production and the inclusion of compounds in the produced metal nanoparticle colloids.
本発明は、主として物理的な製造方法を利用する金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子およびそれらの製造方法に関するものであるが、本発明をより明確にするために、提案の多い化学的な製造方法に基づいた金属ナノ粒子コロイドについても簡単に記すことにする。 The present invention mainly relates to metal nanoparticle colloid, metal nanoparticle, multi-component metal nano-particle colloid, multi-component metal nano-particles and methods for producing them using a physical manufacturing method. Therefore, the metal nanoparticle colloid based on the chemical production method with many proposals will be briefly described.
特許文献１には、アルカンチオール等のチオール化合物の存在下で、Ｃｏ塩とＰｄ塩など２種類の金属塩を高温でポリオール還元して得た二元金属ナノ粒子と製造方法が記載されている。 Patent Document 1 describes a binary metal nanoparticle obtained by polyol reduction of two kinds of metal salts such as a Co salt and a Pd salt at a high temperature in the presence of a thiol compound such as alkanethiol and a production method. .
特許文献２には、溶媒中の金属塩を還元反応させてＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を得る方法が記載されている。 Patent Document 2 describes a method of obtaining Fe / Pd composite nanoparticles by a reduction reaction of a metal salt in a solvent.
特許文献３には、金属イオン含有液を還元するという化学的製造方法用いたＡｇ／Ｐｄ等の複合ナノ粒子の製造方法が記載されている。
特許文献５には記載のナノ粒子コロイドは物理的な製造方法に基づいたナノ粒子コロイドの例が記載されている。これは、特許文献４に記載された磁性流体の製造装置と同様の装置を用いて、真空中で無機材料を蒸発させ、その蒸気を、円筒状の回転する真空チャンバーの内壁に沿って内壁とともに回転する界面活性剤を溶媒に溶かした膜状液体媒質に結合させ、コロイド状にして製造するものである。 Patent Document 5 describes an example of a nanoparticle colloid based on a physical production method. This is because an inorganic material is evaporated in a vacuum using an apparatus similar to the magnetic fluid manufacturing apparatus described in Patent Document 4, and the vapor is combined with the inner wall along the inner wall of a cylindrical rotating vacuum chamber. A rotating surfactant is bonded to a film-like liquid medium dissolved in a solvent to produce a colloid.
特許文献１〜３に記載のナノ粒子の製造方法は、製造プロセスが複雑で、化学的還元反応を経由するため、還元剤や溶媒の濃度や温度などを精密に制御する必要があり、その制御が難しく、粒子サイズや結晶状態の均一なものを得るのが難しい。 In the method for producing nanoparticles described in Patent Documents 1 to 3, since the production process is complicated and goes through a chemical reduction reaction, it is necessary to precisely control the concentration and temperature of the reducing agent and the solvent. It is difficult to obtain a uniform particle size or crystal state.
特許文献１に記載のナノ粒子の化学的製造においてはチオール化合物が不可欠で、製造環境上の問題もある。 In the chemical production of nanoparticles described in Patent Document 1, a thiol compound is indispensable, and there is a problem in the production environment.
特許文献１に記載の方法は、金属塩がアセチルアセトナート塩、酢酸塩、塩化物、硫化物で、金属塩、貴金属塩に制約が大きい。また、アルカンチオールの炭素数が８以上で、溶解させる溶媒などにも制約がり、高沸点の溶媒が要求される。 In the method described in Patent Document 1, metal salts are acetylacetonate salts, acetate salts, chlorides, and sulfides, and there are large restrictions on metal salts and noble metal salts. In addition, the alkanethiol has 8 or more carbon atoms, the solvent to be dissolved is limited, and a high boiling point solvent is required.
特許文献１の段落００１４に記載されているように、得られるナノ粒子として異方的に相分離した含硫黄ＣｏＰｄナノ粒子（ナノドングリ）が得られ、これは硫化物よりなるナノ粒子である。 As described in paragraph 0014 of Patent Document 1, an anisotropic phase-separated sulfur-containing CoPd nanoparticle (nanoacorn) is obtained as the obtained nanoparticle, which is a nanoparticle made of sulfide.
特許文献２に記載の方法は、Ｆｅ／Ｐｄ二元金属のナノ粒子であるが、化学的還元反応を経由して作製するため、反応温度、反応物の濃度などを精密に制御する必要があり、工程が複雑で非効率的である。また、高価な錯体原料を使用しなければならず、この面からの製造コストが高いことでも不利である。さらに、還元剤の種類によっては相分離せず、二相分離構造のナノ粒子を効率よく安価に製造することは困難である。 The method described in Patent Document 2 is Fe / Pd bimetallic nanoparticles, but since it is produced via a chemical reduction reaction, it is necessary to precisely control the reaction temperature, the concentration of the reactants, and the like. The process is complicated and inefficient. Moreover, an expensive complex raw material must be used, which is disadvantageous in that the production cost from this aspect is high. Furthermore, depending on the type of the reducing agent, it is difficult to efficiently and inexpensively produce nanoparticles having a two-phase separation structure without phase separation.
このように、この化学的な製造方法によるナノ粒子の製造は、製品の形態や金属の種類にも大きな制約があり、反応の制御に難しさがある。 Thus, in the production of nanoparticles by this chemical production method, there are significant restrictions on the form of the product and the type of metal, which makes it difficult to control the reaction.
特許文献５に記載のナノ粒子は純金属を回転する真空槽内で蒸発させて、それを真空槽内に装填した界面活性剤ポリブテニルコハク酸テトラミンイミドの７．１％アルキルナフタリン溶液１２０ｇを回転する真空槽内壁に沿って薄い膜状にして回転させた液体媒質に蒸発金属を結合させて製造したものである。 The nanoparticles described in Patent Document 5 are vaporized in a rotating vacuum tank of pure metal, and 120 g of a 7.1% alkylnaphthalene solution of a surfactant polybutenyl succinic acid tetramineimide charged in the vacuum tank is added. This is manufactured by bonding evaporated metal to a liquid medium rotated in the form of a thin film along the inner wall of the rotating vacuum chamber.
物理的な製造方法は工程数が少なく、コロイド製造後の分離・濃縮を入れても二工程でよいので簡単である。 The physical production method is simple because the number of steps is small and separation and concentration after the production of the colloid can be performed in two steps.
しかし、特許文献５の方法は界面活性剤を溶媒で希釈して流動化させ、回転する真空槽内壁につけて真空槽内壁とともに回転させ、溶媒中の界面活性剤に結合させるという発想に基づいた製造方法であり、界面活性剤の溶媒は真空中で使える疎水性の溶媒きり使えず、真空中で使える油に希釈せざるを得ない。
以上説明したように、金属ナノ粒子コロイドの製造方法は種々提案されている。 As described above, various methods for producing metal nanoparticle colloids have been proposed.
多元金属ナノ粒子コロイドについては、現在のところ、化学的還元作用等の化学的製造方法で製造された多元金属ナノ粒子コロイドについて金属硫化物などの多元ナノ粒子コロイドを造る提案がなされているが、金属ナノ粒子の異方性相分離構造を作ることが難しい。 As for multi-component metal nanoparticle colloids, at present, proposals have been made to create multi-component nanoparticle colloids such as metal sulfides for multi-component metal nanoparticle colloids produced by chemical production methods such as chemical reduction. It is difficult to make an anisotropic phase separation structure of metal nanoparticles.
前記化学的方法で製造された多元金属ナノ粒子コロイドでは、多くの場合、化合物や副生成物の問題があり、さらに、製造プロセスが複雑で、製造に関する難しさ、製造コストが高いなどの問題がある。 Multi-component metal nanoparticle colloids produced by the above chemical method often have problems of compounds and by-products, and the production process is complicated, production difficulties, and production costs are high. is there.
一方、前記物理的方法で製造された金属ナノ粒子コロイドは、蒸発させた金属を収集する媒体として界面活性剤を高分子で蒸気圧の低い疎水性の溶媒で希釈したものを用いており、製造された金属ナノ粒子コロイドをユーザーに供給するときには、多くの場合、界面活性剤の前記溶媒を除去して供給するため、その手間とコストが大きな問題になっている。この溶媒が、前記のように高分子で蒸気圧の低い溶媒に限られることも実用上大きな制約を課している。 On the other hand, the metal nanoparticle colloid manufactured by the above physical method uses a surfactant diluted with a hydrophobic solvent with a high molecular weight and a low vapor pressure as a medium for collecting the evaporated metal. When supplying the colloidal metal nanoparticle colloid to users, in many cases, the solvent of the surfactant is removed and supplied, so that labor and cost are serious problems. The fact that this solvent is limited to a high-molecular solvent having a low vapor pressure as described above also imposes a large practical limitation.
さらに、前記物理的方法で製造された金属ナノ粒子コロイドは、蒸発させた金属を、界面活性剤を溶媒に溶かした移動する膜状液体媒質に結合させて収集させているため、膜状液体媒質中の金属の濃度を高くすることができない。その大きな理由の一つは、溶媒に溶かして希釈した界面活性剤の濃度が薄いことにある。すなわち、蒸発した金属は界面活性剤によってナノコロイドとして収集できるが、界面活性剤を溶かしている溶媒では金属粒子を収集できない。このような方法を用いているのは、界面活性剤を溶媒に溶かして用いなければ回転する真空チャンバーの内壁に沿って移動する膜状液体媒質として用いることができない事情によるためと思われる。 Further, the metal nanoparticle colloid produced by the physical method collects the evaporated metal by binding it to a moving membranous liquid medium in which a surfactant is dissolved in a solvent. The concentration of the metal inside cannot be increased. One of the main reasons is that the concentration of the surfactant dissolved in the solvent is low. That is, the evaporated metal can be collected as a nanocolloid by the surfactant, but the metal particles cannot be collected by the solvent in which the surfactant is dissolved. Such a method is used because it cannot be used as a film-like liquid medium that moves along the inner wall of the rotating vacuum chamber unless the surfactant is dissolved in a solvent.
また、特許文献５に記載の方法においては、膜状液体媒質中の金属粒子の濃度がある程度以上になると、前記回転する真空チャンバーの内壁上方で、金属粒子を含んだ膜状液体媒質が真空チャンバーの内壁から離れて落下してしまうことが多く、その落下物が蒸発源が入っているルツボ中に落ちて、製造中止を余儀なくされるという問題がある。 In the method described in Patent Document 5, when the concentration of the metal particles in the film-like liquid medium reaches a certain level or more, the film-like liquid medium containing metal particles is placed above the inner wall of the rotating vacuum chamber. In many cases, the fallen object falls off the inner wall, and the fallen object falls into the crucible containing the evaporation source, forcing the production to be stopped.
そして、金属ナノ粒子実用化が期待されている中において、この物理的方法で製造された金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子コロイドはまだない。 And while metal nanoparticles are expected to be put to practical use, there are still no multi-component metal nanoparticle colloids produced using metal nanoparticle colloids produced by this physical method.
本発明はこのような解決すべき課題を解決せんとしてなされたもので、本発明の目的の一つは、余分なものを含まず、良質で、高濃度の金属ナノ粒子コロイドを量産可能な実用レベルで提供できるようにすることにあり、そして、そのための改良された製造方法を提供するところにある。
本発明の目的の一つは、ユーザのニーズに合わせて広範囲の溶媒に溶かした状態で、たとえば、親水性溶媒に溶かした状態でも疎水性溶媒に溶かした状態でも提供できる金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子を量産レベルで、安価に提供することにある。
The present invention has been made as a solution to such a problem to be solved, and one of the objects of the present invention is that it can be mass-produced with high-quality, high-concentration metal nanoparticle colloids without including any extraneous ones. It is to be able to provide at a level and to provide an improved manufacturing method therefor.
One of the objects of the present invention is to provide a metal nanoparticle colloid and a metal that can be provided in a state of being dissolved in a wide range of solvents according to user needs, for example, in a state of being dissolved in a hydrophilic solvent or in a state of being dissolved in a hydrophobic solvent. The purpose is to provide nanoparticles, multi-element metal nanoparticle colloids, and multi-element metal nanoparticles at a mass production level at low cost.
本発明は前記の状況に鑑みて、金属ナノ粒子としての性能を充分に発揮することができる高品質の金属ナノ粒子コロイドおよび金属ナノ粒子を量産レベルで、安価に提供することを目的になされたもので、あわせてその製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above situation, and has been made for the purpose of providing high-quality metal nanoparticle colloids and metal nanoparticles that can sufficiently exhibit the performance as metal nanoparticles at a mass production level and at low cost. In addition, the manufacturing method is provided.
以下、課題を解決するためになした本発明についてさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention made to solve the problems will be described more specifically.
課題を解決するためになされた本発明の例としての第１の発明（以下、発明１という）は、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子すなわち金属ナノ粒子を主成分として含む金属ナノ粒子コロイドの製造方法の発明で、前記金属ナノ粒子コロイドを、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A first invention as an example of the present invention made to solve the problem (hereinafter referred to as Invention 1) is a metal nanoparticle colloid containing metal fine particles having a particle size of nanometer level, that is, metal nanoparticles as a main component. In the production method of the present invention, the metal nanoparticle colloid obtained by evaporating the metal nanoparticle colloid in a reduced-pressure atmosphere or vacuum is made into a fluid state without dissolving it in a solvent. A method for producing a metal nanoparticle colloid, characterized in that the metal nanoparticle colloid is produced through a process of increasing the concentration of metal nanoparticles in the metal nanoparticle colloid by repeatedly collecting the metal nanoparticles by binding to a moving body.
発明１を展開してなされた本発明の例としての第２の発明（以下、発明２という）は、発明１に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として（すなわち、ポリオキシアルキレンアミンを分散剤としての役割または溶媒としての役割あるいはその両方の役割を持たせて）製造されることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A second invention (hereinafter referred to as invention 2) as an example of the present invention developed by developing invention 1 is the method for producing a metal nanoparticle colloid according to invention 1, wherein the metal nanoparticle colloid is diluted in a solvent. Characterized in that it is produced using a non-modified polyoxyalkyleneamine as a dispersant and / or solvent (that is, with polyoxyalkyleneamine serving as a dispersant and / or a solvent) This is a method for producing a metal nanoparticle colloid.
発明１または２を展開してなされた本発明の例としての第３の発明（以下、発明３という）は、発明１または２に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 The third invention (hereinafter referred to as invention 3) as an example of the present invention developed by developing the invention 1 or 2 is the method for producing a metal nanoparticle colloid according to the invention 1 or 2, wherein the metal nanoparticle colloid The metal nanoparticle colloid is characterized in that the particle size of the metal nanoparticle is controlled to an arbitrary size of 20 nm or less.
発明１〜３を展開してなされた本発明の例としての第４の発明（以下、発明４という）は、発明１〜３のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A fourth invention (hereinafter referred to as invention 4) as an example of the present invention developed by developing the inventions 1-3 is the metal nanoparticle colloid production method according to any one of the inventions 1-3, wherein the metal An average particle size of metal nanoparticles in a nanoparticle colloid is 2 to 6 nm.
発明１〜４を展開してなされた本発明の例としての第５の発明（以下、発明５という）は、発明１〜４のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A fifth invention (hereinafter referred to as invention 5) as an example of the present invention developed by developing inventions 1 to 4 is the method for producing a metal nanoparticle colloid according to any one of inventions 1 to 4, wherein the interface As a method of bringing the active agent into a predetermined fluid state without dissolving it in a solvent, a liquid having a temperature capable of controlling the fluid state of the surfactant is applied to the outer wall of the vacuum chamber for producing the metal nanoparticle colloid. A method for producing a metal nanoparticle colloid, wherein a method for controlling the flow state of the surfactant is used.
発明５を展開してなされた本発明の例としての第６の発明（以下、発明６という）は、発明５に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A sixth invention (hereinafter referred to as invention 6) as an example of the present invention developed by developing invention 5 is the method for producing a metal nanoparticle colloid according to invention 5, wherein the surfactant is dissolved in a solvent. The method of bringing the surfactant into a predetermined fluid state is a method in which a liquid having a temperature higher than the temperature at which the surfactant fluidizes is applied to the outer wall of the vacuum chamber for producing the metal nanoparticle colloid to warm the surfactant. There is provided a method for producing a metal nanoparticle colloid.
発明５または６を展開してなされた本発明の例としての第７の発明（以下、発明７という）は、発明５または６に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A seventh invention (hereinafter referred to as invention 7) as an example of the present invention developed by developing invention 5 or 6 is the method for producing a metal nanoparticle colloid according to invention 5 or 6, wherein the outer wall of the vacuum chamber is used. The metal nanoparticle colloid is produced using a production apparatus provided with a liquid pool for immersing at least a part of the metal nanoparticle colloid.
二元以上の金属ナノ粒子を有する金属ナノ粒子コロイドを多元金属ナノ粒子コロイドということにして、課題を解決するためになされた本発明の例としての第８の発明（以下、発明８という）は、粒子のサイズがナノメーターレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子コロイドを用いて製造した多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法の発明であって、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記多元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施す工程を経て製造されたものであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 An eighth invention (hereinafter referred to as Invention 8) as an example of the present invention made to solve the problem by allocating a metal nanoparticle colloid having two or more metal nanoparticles as a multi-component metal nanoparticle colloid is as follows. An invention of a method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid produced using a metal nanoparticle colloid containing metal fine particles having a nanometer level particle size, wherein at least one kind of the metal nanoparticle colloid has a chemical reducing action. A metal nanoparticle colloid produced without using a chemical production method such as the above, wherein the multi-component metal nanoparticle colloid is a mixture of a plurality of types of metal nanoparticle colloids with different types of metal constituting the metal nanoparticle colloid. A method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid, which is produced through a heat treatment step.
発明８を展開してなされた本発明の例としての第９の発明（以下、発明９という）は、発明８に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１つの前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A ninth invention (hereinafter referred to as invention 9) as an example of the present invention developed by developing the invention 8 is the method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid according to the invention 8, wherein at least one of the metal nanoparticle colloids is provided. Is a metal nanoparticle colloid produced through a process of collecting metal nanoparticles by binding a metal that has been made movable by evaporation or the like in a reduced-pressure atmosphere or in vacuum to a moving surfactant. It is the manufacturing method of the multi-element metal nanoparticle colloid characterized.
発明８または９を展開してなされた本発明の例としての第１０の発明（以下、発明１０という）は、発明８または９に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A tenth invention (hereinafter referred to as invention 10) as an example of the present invention developed by developing invention 8 or 9 is the method for producing a multi-element metal nanoparticle colloid according to invention 8 or 9, wherein at least one kind of The metal nanoparticle colloid collects metal nanoparticles by binding a metal in a movable state by evaporation or the like to a moving body of a membrane-like surfactant that is made into a fluid state without dissolving in a solvent. A method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid, which is a metal nanoparticle colloid produced by repeatedly increasing the concentration of metal nanoparticles in the metal nanoparticle colloid.
発明８〜１０を展開してなされた本発明の例としての第１１の発明（以下、発明１１という）は、発明８〜１０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造される金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 An eleventh invention as an example of the present invention developed from the inventions 8 to 10 (hereinafter referred to as invention 11) is the method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid according to any one of the inventions 8 to 10, One type of the metal nanoparticle colloid is a metal nanoparticle colloid produced using a polyoxyalkyleneamine which is not diluted in a solvent as a dispersant and / or a solvent. is there.
発明８〜１１を展開してなされた本発明の例としての第１２の発明（以下、発明１２という）は、発明８〜１１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A twelfth invention (hereinafter referred to as invention 12) as an example of the present invention developed by developing the inventions 8 to 11 is the method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid according to any of the inventions 8 to 11, wherein A metal nanoparticle colloid production method characterized in that the metal nanoparticle colloid in the metal nanoparticle colloid used for producing the multi-component metal nanoparticle colloid is controlled to an arbitrary size of 20 nm or less.
発明８〜１２を展開してなされた本発明の例としての第１３の発明（以下、発明１３という）は、発明８〜１２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A thirteenth invention (hereinafter referred to as invention 13) as an example of the present invention developed by developing the inventions 8 to 12 is the method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid according to any of the inventions 8 to 12, wherein A metal nanoparticle colloid production method characterized in that an average particle size of metal nanoparticles in a metal nanoparticle colloid used for producing a multi-component metal nanoparticle colloid is 2 to 6 nm.
発明８〜１３を展開してなされた本発明の例としての第１４の発明（以下、発明１４という）は、発明８〜１３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 The fourteenth invention (hereinafter referred to as invention 14) as an example of the present invention developed by developing the inventions 8 to 13 includes a plurality of multi-component metal nanoparticle colloid production methods according to any one of the inventions 8 to 13. The method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid is characterized in that the method of mixing various kinds of metal nanoparticle colloids is a mixing method using stirring blades.
発明８〜１４を展開してなされた本発明の例としての第１５の発明（以下、発明１５という）は、発明８〜１４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A fifteenth invention (hereinafter referred to as invention 15) as an example of the present invention developed by developing the inventions 8 to 14 includes a plurality of multi-component metal nanoparticle colloid production methods according to any one of the inventions 8 to 14. The method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid is characterized in that the method of mixing the kinds of metal nanoparticle colloids is a mixing method capable of using ultrasonic waves.
発明８〜１５を展開してなされた本発明の例としての第１６の発明（以下、発明１６という）は、発明８〜１５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A sixteenth invention (hereinafter referred to as invention 16) as an example of the present invention developed by developing the inventions 8 to 15 is the method for producing a multi-element metal nanoparticle colloid according to any of the inventions 8 to 15, wherein A heating method using a heater is used for the heat treatment.
発明８〜１６を展開してなされた本発明の例としての第１７の発明（以下、発明１７という）は、発明８〜１６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 The seventeenth invention (hereinafter referred to as invention 17) as an example of the present invention developed by developing the inventions 8 to 16 is the method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid according to any one of the inventions 8 to 16, wherein This is a method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid characterized by using microwaves as a heat treatment means.
発明８〜１７を展開してなされた本発明の例としての第１８の発明（以下、発明１８という）は、発明８〜１７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 An eighteenth invention (hereinafter referred to as invention 18) as an example of the present invention developed by developing the inventions 8 to 17 is a method for producing a multi-element metal nanoparticle colloid according to any one of the inventions 8 to 17; The method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid is characterized in that the surfactants of the metal nanoparticle colloid are different from each other.
発明８〜１８を展開してなされた本発明の例としての第１９の発明（以下、発明１９という）は、発明８〜１８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するのに混合する複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A nineteenth invention (hereinafter referred to as invention 19) as an example of the present invention developed by developing the inventions 8 to 18 is the method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid according to any one of the inventions 8 to 18, wherein When the activity of the solid phase reaction of the metal nanoparticles composing a plurality of types of metal nanoparticle colloids mixed to prepare a multi-component metal nanoparticle colloid is different, at least two types of metal nanoparticle colloid Production of multi-component metal nanoparticle colloid characterized by using each surfactant whose molecular weight of ligand in metal nanoparticle colloid with high activity is higher than that of metal nanoparticle colloid with low activity in solid phase reaction Is the method.
発明１０〜１９を展開してなされた本発明の例としての第２０の発明（以下、発明２０という）は、発明１０〜１９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A twentieth invention (hereinafter referred to as invention 20) as an example of the present invention developed by developing inventions 10 to 19 is the method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid according to any one of inventions 10 to 19, wherein As a method of bringing the surfactant into a predetermined fluid state without dissolving it in a solvent, a liquid having a temperature capable of controlling the fluid state of the surfactant is applied to the outer wall of the vacuum chamber for producing the metal nanoparticle colloid. And a method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid, wherein a method for controlling the flow state of the surfactant is used.
発明２０を展開してなされた本発明の例としての第２１の発明（以下、発明２１という）は、発明２０に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。 A twenty-first invention (hereinafter referred to as invention 21) as an example of the present invention developed by developing invention 20 is the method for producing a multi-component metal nanoparticle colloid according to invention 20, wherein the surfactant is dissolved in a solvent. A method of warming the surfactant by applying a liquid having a temperature higher than the temperature at which the surfactant fluidizes to the outer wall of the vacuum chamber for producing the metal nanoparticle colloid. It is the manufacturing method of the multicomponent metal nanoparticle colloid characterized by these.
発明２０または２１を展開してなされた本発明の例としての第２２の発明（以下、発明２２という）は、発明２０または２１に記載の多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドの製造方法である。
A twenty-second invention (hereinafter referred to as invention 22) as an example of the present invention developed by developing
課題を解決するためになされた本発明の例としての第２３の発明（以下、発明２３という）は、金属ナノ粒子コロイドの発明で、前記金属ナノ粒子コロイドが、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたことを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。 A twenty-third invention (hereinafter referred to as invention 23) as an example of the present invention made to solve the problem is an invention of a metal nanoparticle colloid, and the metal nanoparticle colloid evaporates in a reduced-pressure atmosphere or in a vacuum. In the colloidal metal nanoparticle, the metal nanoparticle is collected by repeatedly binding the metal that has been made movable by means of, for example, binding it to a fluidized membrane-type surfactant moving body without dissolving it in the solvent. A metal nanoparticle colloid manufactured through a process of increasing the concentration of metal nanoparticles.
発明２３を展開してなされた本発明の例としての第２４の発明（以下、発明２４という）は、発明２３に記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒としていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
A twenty-fourth invention (hereinafter referred to as invention 24) as an example of the present invention developed by developing the
発明２３または２４を展開してなされた本発明の例としての第２５の発明（以下、発明２５という）は、発明２３または２４に記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
A twenty-fifth invention as an example of the present invention developed from the
発明２３〜２５を展開してなされた本発明の例としての第２６の発明（以下、発明２６という）は、発明２３〜２５のいずれかに記載の金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子コロイドである。
A twenty-sixth invention as an example of the present invention developed from the
課題を解決するためになされた本発明の例としての第２７の発明（以下、発明２７という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子コロイドの発明であって、前記多元金属ナノ粒子コロイドは、前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施す工程を経て製造されたものであるとともに、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。 A twenty-seventh invention (hereinafter referred to as invention 27) as an example of the present invention made to solve the problem is an invention of a multi-component metal nanoparticle colloid produced using a metal nano-particle colloid, The metal nanoparticle colloid is produced by mixing a plurality of types of metal nanoparticle colloids with different types of metal constituting the metal nanoparticle colloid and performing a heat treatment, and at least one type of the metal The multiparticulate metal nanoparticle colloid is characterized in that the nanoparticle colloid is a metal nanoparticle colloid produced without using a chemical production method such as a chemical reduction action.
発明２７を展開してなされた本発明の例としての第２８の発明（以下、発明２８という）は、発明２７に記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
The twenty-eighth invention (hereinafter referred to as invention 28) as an example of the present invention developed by developing
発明２７または２８を展開してなされた本発明の例としての第２９の発明（以下、発明２９という）は、発明２７または２８に記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A twenty-ninth invention as an example of the present invention developed from the
発明２７〜２９を展開してなされた本発明の例としての第３０の発明（以下、発明３０という）は、発明２７〜２９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A thirtieth invention as an example of the present invention developed from the
発明２７〜３０を展開してなされた本発明の例としての第３１の発明（以下、発明３１という）は、発明２７〜３０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A thirty-first invention (hereinafter referred to as invention 31) as an example of the present invention developed by developing the
発明２７〜３１を展開してなされた本発明の例としての第３２の発明（以下、発明３２という）は、発明２７〜３１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A thirty-second invention (hereinafter referred to as invention 32) as an example of the present invention developed by developing
発明２７〜３２を展開してなされた本発明の例としての第３３の発明（以下、発明３３という）は、発明２７〜３２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A thirty-third invention as an example of the present invention developed from the
発明２７〜３３を展開してなされた本発明の例としての第３４の発明（以下、発明３４という）は、発明２７〜３３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A thirty-fourth invention (hereinafter referred to as invention 34) as an example of the present invention developed by developing the
発明２７〜３４を展開してなされた本発明の例としての第３５の発明（以下、発明３５という）は、発明２７〜３４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が単結晶化した多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A thirty-fifth invention as an example of the present invention developed by developing the
発明２７〜３５を展開してなされた本発明の例としての第３６の発明（以下、発明３６という）は、発明２７〜３５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が合金化した多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A thirty-sixth invention as an example of the present invention developed from the
発明２７〜３６を展開してなされた本発明の例としての第３７の発明（以下、発明３７という）は、発明２７〜３６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、少なくとも一部の前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が異方的に相分離した構造の多元金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A thirty-seventh invention as an example of the present invention developed from the
発明２７〜３７を展開してなされた本発明の例としての第３８の発明（以下、発明３８という）は、発明２７〜３７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A thirty-eighth invention as an example of the present invention developed from the
発明２７〜３８を展開してなされた本発明の例としての第３９の発明（以下、発明３９という）は、発明２７〜３８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子コロイドにおいて、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤であることを特徴とする多元金属ナノ粒子コロイドである。
A thirty-ninth invention (hereinafter referred to as invention 39) as an example of the present invention developed by developing the
課題を解決するためになされた本発明の例としての第４０の発明（以下、発明４０という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造する金属ナノ粒子の製造方法の発明で、前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子はナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。 A 40th invention as an example of the present invention made to solve the problem (hereinafter referred to as Invention 40) is an invention of a method for producing metal nanoparticles using a metal nanoparticle colloid. Colloids collect metal nanoparticles by binding metal that can be moved by evaporation, etc. in a reduced-pressure atmosphere or under vacuum, and then binding it to a moving body of a membrane-like surfactant that does not dissolve in a solvent. The metal nanoparticles are manufactured through a process of increasing the concentration of the metal nanoparticles in the metal nanoparticle colloid, and the metal nanoparticles are supported on the carrier supporting the nanoparticles. It is a manufacturing method of the metal nanoparticle characterized by carrying | supporting.
発明４０を展開してなされた本発明の例としての第４１の発明（以下、発明４１という）は、発明４０に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイドを、溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
The forty-first invention (hereinafter referred to as invention 41) as an example of the present invention developed by developing the
発明４０または４１を展開してなされた本発明の例としての第４２の発明（以下、発明４２という）は、発明４０または４１に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
A forty-second invention (hereinafter referred to as invention 42) as an example of the present invention developed by developing the
発明４０〜４２を展開してなされた本発明の例としての第４３の発明（以下、発明４３という）は、発明４０〜４２のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
A forty-third invention (hereinafter referred to as invention 43) as an example of the present invention developed by developing the
発明４０〜４３を展開してなされた本発明の例としての第４４の発明（以下、発明４４という）は、発明４０〜４３のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
Forty-fourth invention (hereinafter referred to as invention 44) as an example of the present invention developed by developing
発明４４を展開してなされた本発明の例としての第４５の発明（以下、発明４５という）は、発明４４に記載の金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
The forty-fifth invention (hereinafter referred to as invention 45) as an example of the present invention developed by developing the
発明４４または４５を展開してなされた本発明の例としての第４６の発明（以下、発明４６という）は、発明４４または４５に記載の金属ナノ粒子コロイドの製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法である。
A forty-sixth invention (hereinafter referred to as invention 46) as an example of the present invention developed by developing the
課題を解決するためになされた本発明の例としての第４７の発明（以下、発明４７という）は、金属ナノ粒子コロイドを複数種類用いて製造する多元金属ナノ粒子の製造方法であって、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは化学的還元作用等の化学的製造方法によらずに製造された金属ナノ粒子コロイドであり、前記多元金属ナノ粒子コロイドは前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して多元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、前記ナノ粒子を担持する担体に前記多元金属ナノ粒子コロイド中の前記多元金属ナノ粒子を担持させることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A forty-seventh aspect of the present invention (hereinafter referred to as "
発明４７を展開してなされた本発明の例としての第４８の発明（以下、発明４８という）は、発明４７に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A forty-eighth invention (hereinafter referred to as invention 48) as an example of the present invention developed by developing the
発明４７または４８を展開してなされた本発明の例としての第４９の発明（以下、発明４９という）は、発明４７または４８に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A forty-ninth invention (hereinafter referred to as invention 49) as an example of the present invention developed by developing the
発明４７〜４９を展開してなされた本発明の例としての第５０の発明（以下、発明５０という）は、発明４７〜４９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドを、溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒として製造する金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A fifty-th invention as an example of the present invention developed from the
発明４７〜５０を展開してなされた本発明の例としての第５１の発明（以下、発明５１という）は、発明４７〜５０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、
前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A fifty-first invention as an example of the present invention developed by developing the
The method for producing multi-metal nanoparticles, wherein the metal nanoparticles in the metal nano-particle colloid used for producing the multi-metal nano-particle colloid have a particle size controlled to an arbitrary size of 20 nm or less.
発明４７〜５１を展開してなされた本発明の例としての第５２の発明（以下、発明５２という）は、発明４７〜５１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A fifty-second invention (hereinafter referred to as invention 52) as an example of the present invention developed by developing the
発明４７〜５２を展開してなされた本発明の例としての第５３の発明（以下、発明５３という）は、発明４７〜５２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が撹拌羽を用いる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A fifty-third invention as an example of the present invention developed from the
発明４７〜５３を展開してなされた本発明の例としての第５４の発明（以下、発明５４という）は、発明４７〜５３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合する方法が超音波を用いることができる混合方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A fifty-fourth invention (hereinafter referred to as invention 54) as an example of the present invention developed by developing the
発明４７〜５４を展開してなされた本発明の例としての第５５の発明（以下、発明５５という）は、発明４７〜５４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A fifty-fifth invention (hereinafter referred to as invention 55) as an example of the present invention developed by developing the
発明４７〜５５を展開してなされた本発明の例としての第５６の発明（以下、発明５６という）は、発明４７〜５５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
The fifty-sixth invention (hereinafter referred to as invention 56) as an example of the present invention developed by developing the
発明４７〜５６を展開してなされた本発明の例としての第５７の発明（以下、発明５７という）は、発明４７〜５６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A fifty-seventh invention (hereinafter referred to as the invention 57) as an example of the present invention developed by developing the
発明４７〜５７を展開してなされた本発明の例としての第５８の発明（以下、発明５８という）は、発明４７〜５７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤を用いることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
According to a fifty-eighth invention (hereinafter referred to as invention 58) as an example of the present invention developed by developing the
発明４７〜５８を展開してなされた本発明の例としての第５９の発明（以下、発明５９という）は、発明４７〜５８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法として、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体をかけて前記界面活性剤の流動状態を制御する方法を用いていることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。
A fifty-ninth invention (hereinafter referred to as invention 59) as an example of the present invention developed by developing the
発明５９を展開してなされた本発明の例としての第６０の発明（以下、発明６０という）は、発明５９に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記界面活性剤を溶媒に溶解させずに所定の流動状態にする方法が、前記金属ナノ粒子コロイドを作製する真空槽の外壁に前記界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて前記界面活性剤を暖める方法であることを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。 The 60th invention as an example of the present invention developed from the development of the invention 59 (hereinafter referred to as invention 60) is a method for producing multi-element metal nanoparticles according to the invention 59, wherein the surfactant is dissolved in a solvent. The method of bringing the surfactant into a predetermined fluid state is a method in which a liquid having a temperature higher than the temperature at which the surfactant fluidizes is applied to the outer wall of the vacuum chamber for producing the metal nanoparticle colloid to warm the surfactant. It is the manufacturing method of the multi-element metal nanoparticle characterized by being.
発明５９または６０を展開してなされた本発明の例としての第６１の発明（以下、発明６１という）は、発明５９または６０に記載の多元金属ナノ粒子の製造方法において、前記真空槽の外壁の少なくとも一部を浸す液だまりを備えた製造装置を用いて前記金属ナノ粒子コロイドを製造することを特徴とする多元金属ナノ粒子の製造方法である。 The 61st invention as an example of the present invention developed from the invention 59 or 60 (hereinafter referred to as invention 61) is the method for producing multi-element metal nanoparticles according to the invention 59 or 60, wherein the outer wall of the vacuum chamber is used. The metal nanoparticle colloid is produced using a production apparatus equipped with a liquid pool in which at least a part of the metal nanoparticle is immersed.
課題を解決するためになされた本発明の例としての第６２の発明（以下、発明６２という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造する金属ナノ粒子の発明で、前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子は、前記ナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子前記金属ナノ粒子コロイドは、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造されたものであり、前記金属ナノ粒子は、前記ナノ粒子を担持する担体に前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする金属ナノ粒子である。 A 62nd invention as an example of the present invention made to solve the problem (hereinafter referred to as Invention 62) is an invention of metal nanoparticles produced using a metal nanoparticle colloid, and the metal nanoparticle colloid comprises: Collecting metal nanoparticles by binding a metal in a movable state by evaporation or the like in a reduced-pressure atmosphere or in a vacuum to a moving body of a film-like surfactant that is not dissolved in a solvent. The metal nanoparticle is manufactured through a process of repeatedly increasing the concentration of the metal nanoparticle in the metal nanoparticle colloid. The metal nanoparticle is formed by attaching the metal nanoparticle in the metal nanoparticle colloid to the carrier supporting the nanoparticle. Metal nanoparticles characterized in that the metal nanoparticles colloid is a metal nanoparticle colloid obtained by evaporating or the like in a reduced-pressure atmosphere or in a vacuum. It is manufactured through a process of increasing the concentration of metal nanoparticles in the metal nanoparticle colloid by repeatedly collecting the metal nanoparticles by binding to the moving body of the membrane-like surfactant that has been made fluid without being dissolved in the medium. The metal nanoparticles are metal nanoparticles characterized in that the metal nanoparticles in the metal nanoparticle colloid are supported on a carrier supporting the nanoparticles.
発明６２を展開してなされた本発明の例としての第６３の発明（以下、発明６３という）は、発明６２に記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／または溶媒とすることを特徴とする金属ナノ粒子である。 The 63rd invention as an example of the present invention developed from the invention 62 (hereinafter referred to as the invention 63) is a metal nanoparticle according to the invention 62, wherein the metal nanoparticle colloid is not diluted with a solvent. It is a metal nanoparticle characterized by using oxyalkyleneamine as a dispersant and / or a solvent.
発明６２または６３を展開してなされた本発明の例としての第６４の発明（以下、発明６４という）は、発明６２または６３に記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする金属ナノ粒子である。 The 64th invention as an example of the present invention developed from the invention 62 or 63 (hereinafter referred to as the invention 64) is the metal nanoparticle according to the invention 62 or 63, wherein the metal nanoparticle in the metal nanoparticle colloid is a metal nanoparticle. The metal nanoparticles are characterized in that the particle size of the particles is controlled to an arbitrary size of 20 nm or less.
発明６２〜６４を展開してなされた本発明の例としての第６５の発明（以下、発明６５という）は、発明６２〜６４のいずれかに記載の金属ナノ粒子において、前記金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする金属ナノ粒子である。 The 65th invention as an example of the present invention developed from the inventions 62 to 64 (hereinafter referred to as invention 65) is the metal nanoparticle according to any of the inventions 62 to 64, wherein the metal nanoparticle colloid is The metal nanoparticles have a mean particle size of 2 to 6 nm.
課題を解決するためになされた本発明の例としての第６６の発明（以下、発明６６という）は、金属ナノ粒子コロイドを用いて製造された多元金属ナノ粒子の発明で、前記多元金属ナノ粒子コロイドは、前記金属ナノ粒子コロイドを構成する金属の種類が異なる複数種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を施して多元金属ナノ粒子コロイドを製造する工程を経て製造されたものであり、前記ナノ粒子を担持する担体に前記多元金属ナノ粒子コロイド中の前記多元金属ナノ粒子を担持させたものであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 The 66th invention (hereinafter referred to as invention 66) as an example of the present invention made to solve the problem is an invention of multi-metal nanoparticles produced using metal nano-particle colloids. The colloid is produced through a process of producing a multi-component metal nanoparticle colloid by mixing a plurality of types of metal nanoparticle colloids with different types of metal constituting the metal nanoparticle colloid, and performing heat treatment. The multi-metallic nanoparticle is characterized in that the multi-metallic nanoparticle in the multi-metallic nanoparticle colloid is supported on a carrier supporting the nanoparticle.
発明６６を展開してなされた本発明の例としての第６７の発明（以下、発明６７という）は、発明６６に記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが、減圧雰囲気中あるいは真空中で蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを移動する界面活性剤に結合させて金属ナノ粒子を収集する工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 The 67th invention (hereinafter referred to as invention 67) as an example of the present invention developed by developing the invention 66 is the multi-element metal nanoparticle according to the invention 66, wherein at least one kind of the metal nanoparticle colloid is reduced in pressure. It is a metal nanoparticle colloid manufactured through a process of collecting metal nanoparticles by binding a metal that has been made movable by evaporation or the like in an atmosphere or vacuum to a moving surfactant. Multi-metallic nanoparticles.
発明６６または６７を展開してなされた本発明の例としての第６８の発明（以下、発明６８という）は、発明６６または６７に記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドは、蒸発等により金属を移動可能状態にしたものを、溶媒に溶解させずに流動状にした膜状界面活性剤の移動体に結合させて金属ナノ粒子を収集することを繰り返して金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の濃度を高める工程を経て製造された金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 The 68th invention as an example of the present invention developed by developing the invention 66 or 67 (hereinafter referred to as invention 68) is the multi-element metal nanoparticle according to the invention 66 or 67, wherein at least one kind of the metal nanoparticles is used. Colloids are obtained by repeatedly collecting a metal nanoparticle by binding a metal that has been made movable by evaporation or the like to a moving body of a membrane-like surfactant that has been made into a fluid state without dissolving it in a solvent. A multi-element metal nanoparticle characterized by being a metal nanoparticle colloid produced through a step of increasing the concentration of metal nanoparticles in a particle colloid.
発明６６〜６８を展開してなされた本発明の例としての第６９の発明（以下、発明６９という）は、発明６６〜６８のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、少なくとも１種類の前記金属ナノ粒子コロイドが溶媒に希釈されていないポリオキシアルキレンアミンを分散剤および／また溶媒としている金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 The 69th invention as an example of the present invention developed from the inventions 66 to 68 (hereinafter referred to as invention 69) is the multi-element metal nanoparticle according to any of the inventions 66 to 68, wherein at least one kind of the above-mentioned The metal nanoparticle colloid is a metal nanoparticle colloid using a polyoxyalkyleneamine that is not diluted in a solvent as a dispersant and / or a solvent, and is a multi-component metal nanoparticle.
発明６６〜６９を展開してなされた本発明の例としての第７０の発明（以下、発明７０という）は、発明６６〜６９のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記熱処理にヒータによる加熱手段を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 The seventy-sixth invention as an example of the present invention developed from the inventions 66 to 69 (hereinafter referred to as invention 70) is the multi-element metal nanoparticle according to any one of the inventions 66 to 69, wherein the heat treatment is performed by a heater. A multi-element metal nanoparticle characterized by using a heating means.
発明６６〜７０を展開してなされた本発明の例としての第７１の発明（以下、発明７１という）は、発明６６〜７０のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記熱処理手段としてマイクロ波を用いたことを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 The 71st invention as an example of the present invention developed from the inventions 66 to 70 (hereinafter referred to as invention 71) is a multi-element metal nanoparticle according to any of the inventions 66 to 70, wherein the heat treatment means is a micro It is a multi-element metal nanoparticle characterized by using waves.
発明６６〜７１を展開してなされた本発明の例としての第７２の発明（以下、発明７２という）は、発明６６〜７１のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の粒子サイズが２０ｎｍ以下で任意のサイズに制御されていることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 The 72nd invention as an example of the present invention developed from the inventions 66 to 71 (hereinafter referred to as the invention 72) is the multimetallic metal nanoparticle according to any of the inventions 66 to 71, wherein the multimetallic metal nanoparticle A metal nanoparticle used in producing a colloid is a multi-element metal nanoparticle characterized in that the particle size of the metal nanoparticle in the colloid is controlled to an arbitrary size of 20 nm or less.
発明６６〜７２を展開してなされた本発明の例としての第７３の発明（以下、発明７３という）は、発明６６〜７２のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドをつくるのに用いる金属ナノ粒子コロイド中の金属ナノ粒子の平均粒子サイズが２〜６ｎｍであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 A seventy-third invention (hereinafter referred to as invention 73) as an example of the present invention developed by developing the inventions 66 to 72 is the multimetal metal nanoparticle according to any of the inventions 66 to 72, wherein the multimetal metal nanoparticle The metal nanoparticle used for making a colloid is a multi-element metal nanoparticle characterized in that the average particle size of the metal nanoparticle in the colloid is 2 to 6 nm.
発明６６〜７３を展開してなされた本発明の例としての第７４の発明（以下、発明７４という）は、発明６６〜７３のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が単結晶化した金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 A seventy-fourth invention (hereinafter referred to as invention 74) as an example of the present invention developed by developing the inventions 66 to 73 is the multimetal metal nanoparticle according to any of the inventions 66 to 73, wherein the multimetal metal nanoparticle The multi-component metal nanoparticles are characterized in that the multi-component metal nanoparticles in the colloid are single-crystallized metal nanoparticles.
発明６６〜７４を展開してなされた本発明の例としての第７５の発明（以下、発明７５という）は、発明６６〜７４のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が合金化した金属ナノ粒子であることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 A 75th invention as an example of the present invention developed from the inventions 66 to 74 (hereinafter referred to as invention 75) is the multimetal metal nanoparticle according to any of the inventions 66 to 74, wherein the multimetal metal nanoparticle The multi-component metal nanoparticles are characterized in that the multi-component metal nanoparticles in the colloid are alloyed metal nanoparticles.
発明６６〜７５を展開してなされた本発明の例としての第７６の発明（以下、発明７６という）は、発明６６〜７５のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイド中の多元金属ナノ粒子が異方的に相分離した構造の金属ナノ粒子コロイドであることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 The 76th invention as an example of the present invention developed by developing the inventions 66 to 75 (hereinafter referred to as invention 76) is the multimetal metal nanoparticle according to any of the inventions 66 to 75, wherein the multimetal metal nanoparticle A multi-metal nanoparticle characterized in that the multi-metal nanoparticle in the colloid is a metal nanoparticle colloid having an anisotropic phase separation structure.
発明６６〜７６を展開してなされた本発明の例としての第７７の発明（以下、発明７７という）は、発明６６〜７６のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、複数の前記金属ナノ粒子コロイドの界面活性剤が互いに異なることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 A seventy-seventh invention (hereinafter referred to as invention 77) as an example of the present invention developed by developing the inventions 66 to 76 is a multi-element metal nanoparticle according to any one of the inventions 66 to 76, wherein a plurality of the metal nano-particles are provided. It is a multi-component metal nanoparticle characterized by different surfactants of particle colloid.
発明６６〜７７を展開してなされた本発明の例としての第７８の発明（以下、発明７８という）は、発明６６〜７７のいずれかに記載の多元金属ナノ粒子において、前記多元金属ナノ粒子コロイドを作製するときの複数種類の金属ナノ粒子コロイドを構成する金属ナノ粒子の固相反応の活性度が異なる場合、少なくとも２種類の金属ナノ粒子コロイドにおいて、固相反応の活性度の高い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量が固相反応の活性度の低い金属ナノ粒子コロイドにおけるリガンドの分子量よりも大きい各界面活性剤であることを特徴とする多元金属ナノ粒子である。 The 78th invention as an example of the present invention developed by developing the inventions 66 to 77 (hereinafter referred to as invention 78) is the multimetal metal nanoparticle according to any of the inventions 66 to 77, wherein the multimetal metal nanoparticle When the activity of the solid-phase reaction of the metal nanoparticles composing a plurality of types of metal nanoparticle colloids when producing colloids is different, at least two types of metal nanoparticle colloids are metal nanoparticles with high solid-phase reaction activity. It is a multi-component metal nanoparticle characterized by being each surfactant whose molecular weight of the ligand in the particle colloid is larger than the molecular weight of the ligand in the metal nanoparticle colloid having a low solid-phase reaction activity.
以上説明したように、 本発明によれば、還元反応を用いる化学的な方法によらずに、コロイド中に硫化物のような化合物、不純物、副生成物の混入を心配しなくても良い、高純度で、高濃度の金属ナノ粒子コロイドおよび多元金属ナノ粒子コロイドを安価に提供でき、量産することができる。 As described above, according to the present invention, it is not necessary to worry about mixing of compounds such as sulfides, impurities, and by-products in the colloid, regardless of the chemical method using a reduction reaction. High-purity and high-concentration metal nanoparticle colloids and multi-component metal nanoparticle colloids can be provided at low cost and can be mass-produced.
さらに、本発明の金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子は、それらの製造過程において、金属ナノ粒子を収集する界面活性剤に関して、界面活性剤を溶媒で希釈せずに界面活性剤だけで金属ナノ粒子を結合して収集するのに用いることができるので、界面活性剤だけで製造した金属ナノ粒子コロイドを溶媒に溶かさずにそのままで、あるいは、ユーザーの要望に合わせて広範囲の溶媒に溶かした状態で、たとえば、親水性の溶媒や疎水性の溶媒に溶かして提供することができる。 Furthermore, the metal nanoparticle colloid, metal nanoparticle, multi-component metal nanoparticle colloid and multi-component metal nanoparticle of the present invention are diluted with a solvent with respect to the surfactant that collects metal nanoparticles in the production process. Without being dissolved in the solvent, the metal nanoparticle colloid produced only with the surfactant can be used as it is. For example, it can be provided by being dissolved in a hydrophilic solvent or a hydrophobic solvent in a state of being dissolved in a wide range of solvents.
そして、本発明による金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子を担体に担持させた金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子は、極めて高い触媒作用を示すなど、これまでには実現できなかった金属ナノ粒子としての高い物性を示し、自動車、電池、エレクトロニクス、バイオテクノロジーの各業界等広い分野の工業的発展に大きく寄与するという多大な効果を奏するものである。 In addition, the metal nanoparticle colloid, multi-component metal nano-particle colloid according to the present invention, metal nano-particles with metal nano-particles supported on a carrier, multi-component metal nano-particles have not been realized so far. It exhibits high physical properties as metal nanoparticles, and has the great effect of greatly contributing to industrial development in a wide range of fields such as automobiles, batteries, electronics, and biotechnology industries.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例について説明する。なお、説明に用いる各図は本発明の例を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配置関係などを概略的に示してある。そして本発明の説明の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあり、本発明の例の説明に用いる図は、必ずしも実施例などの実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図において、同様な構成成分については同一の番号を付けて示し、説明の重複を避けることもある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The drawings used for the description schematically show the dimensions, shapes, arrangement relationships, and the like of each component to the extent that an example of the present invention can be understood. For convenience of explanation of the present invention, there may be cases where the enlargement ratio is partially changed for illustration, and the drawings used for explanation of the examples of the present invention may not necessarily be similar to the actual objects and descriptions of the embodiments. Moreover, in each figure, about the same component, it attaches and shows the same number, and duplication of description may be avoided.
前記のように本発明に用いている技術の基本思想の特筆すべき特徴は、多元金属ナノ粒子コロイドを造る基礎となる金属ナノ粒子コロイドを、従来の金属ナノ粒子コロイド製造の主流ともいうべき化学的還元作用等の化学的製造方法を用いずに、さらに、減圧雰囲気中あるいは真空中（以下、代表して真空中ともいう）において蒸発させた金属粒子を、界面活性剤を溶媒に溶かして希釈することによって流動化させた膜状移動体によって収集する従来の物理的な製造方法とは異なり、界面活性剤の溶媒を用いずに流動化させた界面活性剤そのものによる膜状移動体によって捕捉するすなわち収集することにより製造したところにある。この従来とは異なる製造方法を用いたことによって、従来は無理と思われていたほどの高純度で高濃度で粒径の極めて高度に制御された金属ナノ粒子コロイドを量産できるようになったことである。そして、この優れた金属ナノ粒子コロイドを複数種類混合して熱処理することによって、粒径のそろった、多元金属ナノ粒子を安定して量産できるようになったことである。 As mentioned above, the notable feature of the basic idea of the technology used in the present invention is that the metal nanoparticle colloid that forms the basis of the multi-component metal nanoparticle colloid is a chemistry that should be called the mainstream of conventional metal nanoparticle colloid production. Without using chemical production methods such as chemical reduction, the metal particles evaporated in a reduced-pressure atmosphere or in vacuum (hereinafter also referred to as vacuum) are diluted by dissolving the surfactant in a solvent. Unlike the conventional physical manufacturing method in which the fluid is collected by the fluidized membrane-like moving body, it is captured by the membrane-like moving body by the fluidized surfactant itself without using the solvent of the surfactant. That is, it is in the place manufactured by collecting. By using this manufacturing method different from the conventional method, it became possible to mass-produce colloidal metal nanoparticle colloids with high purity, high concentration, and extremely highly controlled particle size that would have been impossible in the past. It is. Then, by mixing a plurality of these excellent metal nanoparticle colloids and heat-treating them, it becomes possible to stably mass-produce multi-component metal nanoparticles having a uniform particle size.
後述するように、本発明の金属ナノ粒子コロイドは、界面活性剤を流動状態で減圧あるいは真空状態の回転する真空室（真空チャンバー）の内壁に沿って、内壁の回転とともに回転させ、蒸発した金属ナノ粒子を真空チャンバー内壁の前記界面活性剤によって収集してコロイド状態にするものである。本発明によって、界面活性剤を希釈剤としての溶媒で溶かして希釈するという手段を用いなくても金属ナノ粒子コロイドを製造することができるため、金属ナノ粒子コロイドの製造能力を従来の十倍以上にすることができ、その製造コストを従来のコストより大幅に低減することができる。 As will be described later, the metal nanoparticle colloid of the present invention is obtained by rotating the surfactant along the inner wall of a vacuum chamber (vacuum chamber) that rotates under reduced pressure or in a vacuum state in a fluidized state, and rotates the inner wall. Nanoparticles are collected into the colloidal state by the surfactant on the inner wall of the vacuum chamber. According to the present invention, a metal nanoparticle colloid can be produced without using a means of dissolving a surfactant in a solvent as a diluent and diluting, so that the production capability of metal nanoparticle colloid is more than ten times that of the conventional one. The manufacturing cost can be significantly reduced from the conventional cost.
以下、本発明の実施の形態例を図を用いて詳細に説明する。本発明は、金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子、多元金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子およびそれらの製造方法に関する発明であるが、説明の重複を避けるために、以下の説明において、たとえば金属ナノ粒子コロイドの製造の説明で金属ナノ粒子コロイドや金属ナノ粒子の説明も兼ねるなど、誤解を生じない範囲において、１つの形態の説明で他の形態の説明も兼ねることがある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention relates to a metal nanoparticle colloid, a metal nanoparticle, a multi-element metal nanoparticle colloid, a multi-element metal nanoparticle, and a method for producing them, but in order to avoid duplication of explanation, In the range that does not cause misunderstanding, such as the description of the colloidal metal and the description of the metal nanoparticle colloid and the metal nanoparticle, the description of one form may also serve as the explanation of another form.
図１は、本発明の金属ナノ粒子コロイドを製造する装置の要部の断面を模式的に示す図である。符号２１は真空チャンバー、２１ａは真空チャンバー（真空槽）の内壁、２１ｂは真空チャンバーの外壁、２２は金属を蒸発させる坩堝（ルツボ）、２３は蒸発させる原料金属、２４はルツボから蒸発した金属線束、２５と２６は界面活性剤、２７は金属ナノ粒子コロイド、２８と２９は矢印である。
FIG. 1 is a view schematically showing a cross section of a main part of an apparatus for producing a metal nanoparticle colloid of the present invention.
図１において、真空チャンバー２１の下方に、適量の界面活性剤２５を液状にしてためておき、真空チャンバー２１をルツボ内の原料金属を蒸発させるのに適した所定の真空度に排気し、真空チャンバー２１を矢印２８の方向に回転させる。液状になっている界面活性剤２５は、回転する真空チャンバー２１の内壁２１ａについて膜状の界面活性剤２６となって液状で真空チャンバーの内壁２１ａに沿って矢印２８方向に移動する。ルツボ２２の発熱源（図示せず）に電流を通じると、ルツボ内の原料金属が蒸発し、蒸発した金属は金属線束２４となって真空チャンバー２１の上方に向けて飛んで、真空チャンバー２１の内壁２１ａに沿って移動している膜状の界面活性剤２６の位置に到達し、界面活性剤２６に結合して金属ナノ粒子コロイドの状態となる。金属ナノ粒子と結合した膜状の界面活性剤２６はそのまま矢印２９の方向に移動し続け、真空チャンバー２１の下方にたまっている液状の界面活性剤２５にとけ込む。
In FIG. 1, an appropriate amount of
前記界面活性剤２５にとけ込んだ金属ナノ粒子コロイドを含んだ界面活性剤は、回転する真空チャンバー２１の内壁２１ａについて金属ナノ粒子コロイドを含んだ膜状の界面活性剤２６となって真空チャンバーの内壁２１ａに沿って矢印２８方向に移動する。
The surfactant containing the metal nanoparticle colloid melted into the
この操作を所定時間続け、移動する膜状の界面活性剤２６は蒸発してくる金属を収集し続けて、界面活性剤中の金属ナノ粒子コロイドの金属ナノ粒子の濃度が高められる。
This operation is continued for a predetermined time, and the moving film-
ルツボ２２に製造計画に合わせた量の原料金属を入れ、真空チャンバー２１の下方に製造計画に合わせた量の界面活性剤を入れて前記工程を行うが、従来の方法とは異なり、界面活性剤２５と２６中の金属ナノ粒子の濃度が、従来ならば溶媒に希釈された界面活性剤が真空チャンバー２１の上方に達したときに界面活性剤が真空チャンバー２１の内壁についていることができずに落下してしまう恐れのある濃度を大幅に上まわる濃度になっても、本願の方法では落下させずに生産を続けることができ、金属ナノ粒子コロイドの金属ナノ粒子の濃度を従来に比較して大幅に高め続けることができる。
In the
ルツボ内の原料金属が所定量の残量になるまで装置の作動を止めないで界面活性剤による金属ナノ粒子の収集を続けることができるので、段取り工程が短時間で済み、製造コストを大幅に低減することができる。そして、この方法により製造した金属ナノ粒子コロイドは、不純物が少なく高濃度の金属ナノ粒子コロイドであり、製造後市場に出すときに、界面活性剤だけで製造した金属ナノ粒子コロイドを溶媒に溶かさずにそのままで供給することができ、あるいは、ユーザの要望に合わせて、ヘキサンやトルエンなどの疎水性溶媒に溶かしたり、水やアルコールなどの親水性溶媒に溶かしたり、多くの溶媒を用いて供給することができる。これは、従来の物理的製造方法による金属ナノ粒子コロイドに比べて大きな利点である。 The collection of metal nanoparticles by the surfactant can be continued without stopping the operation of the device until the amount of raw material metal in the crucible reaches a predetermined amount, so the setup process can be completed in a short time, greatly increasing the manufacturing cost. Can be reduced. The metal nanoparticle colloid produced by this method is a high concentration metal nanoparticle colloid with few impurities. When it is put on the market after production, the metal nanoparticle colloid produced only with the surfactant is not dissolved in the solvent. Can be supplied as is, or can be dissolved in a hydrophobic solvent such as hexane or toluene, dissolved in a hydrophilic solvent such as water or alcohol, or supplied using many solvents according to the user's request. be able to. This is a great advantage over metal nanoparticle colloids by conventional physical manufacturing methods.
界面活性剤２５，２６は適切な粘度の液状にするのが好ましい。このための界面活性剤の流動状態を制御することができる制御手段を用いることが好ましい。その簡便な一つの方法として、界面活性剤の流動状態を制御することができる温度の液体を利用することができる。たとえば、前記温度の液体を真空チャンバー２１の外壁２１ｂの上方からかける方法がる。また、後述の浴槽（液貯め）の温度を制御する方法もある。いずれも安価で、製造条件の的確な制御ができる。
The
前記実施の形態例における界面活性剤の特に好ましい例として、ポリオキシアルキレンアミンを用いることができる。この界面活性剤は常温において固体であるが、融点以上の温度に制御することによって適度な粘度を有する液状になる。この方法を用いて、界面活性剤を低粘度の液状にすることができ、所定量の界面活性剤が真空チャンバー２１の下部にたまっている状態にすることができる。液状の界面活性剤２５の量を造りたい金属ナノ粒子コロイドに適した量にして真空チャンバー２１の下部に入れ、真空チャンバー２１を所定の速度で回転させると、界面活性剤２５の一部が真空チャンバー２１の内壁２１ａに引っ張られて、内壁２１ａとともに図１の矢印２８の方向に膜状の界面活性剤２６として真空チャンバー２１内を移動する。
As a particularly preferable example of the surfactant in the above-described embodiment, polyoxyalkyleneamine can be used. This surfactant is solid at room temperature, but becomes a liquid having an appropriate viscosity by controlling the temperature to the melting point or higher. By using this method, the surfactant can be made into a low-viscosity liquid, and a predetermined amount of the surfactant can be accumulated in the lower part of the
界面活性剤ポリオキシアルキレンアミンを前記のような液状にするにはいくつかの方法がある。安価で簡便な方法の一例は、真空チャンバー２１の外側下方に、真空チャンバー２１の下部の界面活性剤２５が入っている部分に対応する真空チャンバー２１の外壁２１ｂの少なくとも一部が浸るような浴槽（液貯め）を設け、真空チャンバー２１の外壁２１ｂの上方から界面活性剤が流動化する温度よりも高い温度の液体をかけて温度の制御をすることによって実現することができる。
There are several ways to make the surfactant polyoxyalkyleneamine into a liquid as described above. An example of an inexpensive and simple method is a bathtub in which at least a part of the
この実施の形態例における検討の結果、初期状態における界面活性剤の粘度は、真空チャンバー２１の内壁についていることができる範囲内で１００センチポアズ以下にするのが好ましいことがわかった。これを超えた粘度にすると、蒸発金属と結合した膜状の界面活性剤２６が真空チャンバーの上部内壁から落下しやすくなり、膜状の界面活性剤２６の厚みの均一性など最善ではなくなる恐れがある。
As a result of examination in this embodiment, it has been found that the viscosity of the surfactant in the initial state is preferably set to 100 centipoise or less within a range in which the inner wall of the
ルツボから蒸発した金属は、真空チャンバー２１上部内壁の液状で膜状の界面活性剤２６の位置に到達し、界面活性剤２６と結合する。界面活性剤２６は、移動しながら蒸発金属を収集し、真空チャンバー２１の下方に溜まっている液状の界面活性剤２５に混ざる。これを繰り返し、粒径がそろった極めて均質で濃度の高い金属ナノ粒子コロイドを製造することができる。
The metal evaporated from the crucible reaches the position of the liquid film-
本発明の一つの好適な例では、前記界面活性剤と結合した金属ナノ粒子の量は、界面活性剤１００％の分散剤の量に対して、径が２〜６ｎｍのナノ粒子が２０％の含有量で得られた。これは、特許文献５に記載された製造方法と比較して、１０倍以上の高い割合いで、得られたナノ粒子コロイドの品質の良さのみならず、量産コストの大幅な低減をもたらすものである。 In one preferable example of the present invention, the amount of the metal nanoparticles bonded to the surfactant is 20% of the nanoparticles having a diameter of 2 to 6 nm with respect to the amount of the dispersant of 100% of the surfactant. Obtained by content. This is not only a good quality of the obtained nanoparticle colloid but also a large reduction in mass production cost at a ratio of 10 times or more compared with the production method described in Patent Document 5. .
さらに、蒸発した金属を収集するのに、従来の界面活性剤を溶媒で希釈したものを使用せずに界面活性剤１００％のものを使用した効果として、ナノ粒子の粒子サイズの制御効果を上げることができる。 Furthermore, in order to collect the evaporated metal, the effect of controlling the particle size of the nanoparticles is increased as an effect of using a 100% surfactant without using a conventional surfactant diluted with a solvent. be able to.
従来の界面活性剤を溶媒で希釈したものを使用した場合は粒子の形状と粒子サイズのバラツキが大きく、真空チャンバーの回転速度を高速にしてナノ粒子のサイズを揃えることが特許文献５に記載されている。特許文献５には、金属が金の場合、真空チャンバーの回転速度を遅くすると粒子の形状が細長く大きい状態でバラツキが大きいが、回転速度を高めて８１ｍｍ／ｓにすると線状のものが減り５〜７ｎｍの球状のものが多くなり、１００ｍｍ／ｓにすると５〜７ｎｍの球状のものになり、金属が銅の場合、回転速度を１９０ｍｍ／ｓに高めると粒径が２ｎｍに収束すると記載されている。内径が２００〜３００ｍｍの円筒型の真空チャンバーの場合、この回転速度は真空系としてかなり高速であり、真空系を良好に保つための部品寿命が短くなること、粒子サイズのばらつきを充分に押さえることが難しいことなど、大きな問題があり、量産は難しい。 Patent Document 5 describes that when a conventional surfactant diluted with a solvent is used, there is a large variation in particle shape and particle size, and the speed of the vacuum chamber is increased to align the nanoparticle size. ing. In Patent Document 5, when the metal is gold, if the rotation speed of the vacuum chamber is slowed down, the shape of the particles is long and large, and the variation is large. It is described that the spherical shape of ˜7 nm increases, and when it is 100 mm / s, it becomes a spherical shape of 5-7 nm, and when the metal is copper, the particle size converges to 2 nm when the rotational speed is increased to 190 mm / s. Yes. In the case of a cylindrical vacuum chamber with an inner diameter of 200 to 300 mm, this rotational speed is considerably high as a vacuum system, shortening the life of parts for maintaining a good vacuum system, and sufficiently suppressing variations in particle size. There are major problems such as being difficult, and mass production is difficult.
これに対して、本発明の界面活性剤１００％のものを使用した製造方法によると、たとえば前記真空チャンバーと同じ内径の円筒型の真空チャンバーを用いる場合を比較すると、本発明の場合の回転速度を従来の半分以下にしても粒子サイズの成長現象を効果的に制御することができ、たとえば、２０ｎｍ以下で粒子サイズが極めてよく制御された金や錫などのナノ粒子コロイドを量産レベルで得ることができた。 On the other hand, according to the manufacturing method using the 100% surfactant of the present invention, for example, when using a cylindrical vacuum chamber having the same inner diameter as the vacuum chamber, the rotational speed in the case of the present invention is compared. It is possible to effectively control the particle size growth phenomenon even if the particle size is less than half of that of the prior art. For example, it is possible to obtain nanoparticle colloids such as gold and tin at a mass production level whose particle size is very well controlled at 20 nm or less. I was able to.
本発明の好ましい例では、コバルト、ニッケル、白金について界面活性剤としてポリオキシアルキレンアミンを用いて、前記の条件を制御して粒径が２〜３ｎｍのナノ粒子コロイドを安定して得ることができた。 In a preferred example of the present invention, it is possible to stably obtain a nanoparticle colloid having a particle size of 2 to 3 nm by controlling the above conditions using polyoxyalkyleneamine as a surfactant for cobalt, nickel and platinum. It was.
白金、パラジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、金、銀、ゲルマニウム、インジウム、錫など多くの金属ナノ粒子コロイドを作製し、各コロイド中の金属ナノ粒子の粒径を電子顕微鏡により調べたところ、２〜６ｎｍの粒径のよく揃った、高濃度の金属ナノ粒子コロイドを量産レベルで作製できることがわかった。 We produced many metal nanoparticle colloids such as platinum, palladium, iron, cobalt, nickel, copper, gold, silver, germanium, indium, tin, and examined the particle size of metal nanoparticles in each colloid with an electron microscope. It was found that high-concentration metal nanoparticle colloids with a uniform particle size of 2 to 6 nm can be produced at the mass production level.
本発明におけるナノ粒子の種類はこれらの金属に限定されるものではなく、前記金属以外の多くの金属のナノ粒子コロイドを作製することができる。さらに、金属の他に、酸化亜鉛など蒸発させることができる多くの無機物のナノ粒子コロイドを作製することができる。 The kind of nanoparticles in the present invention is not limited to these metals, and nanoparticle colloids of many metals other than the above metals can be produced. In addition to metals, many inorganic nanoparticle colloids that can be evaporated, such as zinc oxide, can be made.
図２は、本発明の実施の形態例として、蒸発金属の結合媒体として１００％界面活性剤を用いて製造した金属ナノ粒子コロイドの例の透過型電子顕微鏡写真で、倍率は３０万倍である。図中に５ｎｍの指標が記載されており、概ね３ｎｍ以下の極めてよくそろった粒径の金属ナノ粒子が界面活性剤中に均質に分布しているのがわかる。この場合の界面活性剤はポリオキシアルキレンアミンで、金属は図２（Ａ）がニッケル、図２（Ｂ）が白金の場合である。 FIG. 2 is a transmission electron micrograph of an example of a metal nanoparticle colloid produced using a 100% surfactant as an evaporation metal binding medium as an embodiment of the present invention, and the magnification is 300,000 times. . In the figure, an index of 5 nm is described, and it can be seen that metal nanoparticles having an extremely uniform particle size of approximately 3 nm or less are uniformly distributed in the surfactant. In this case, the surfactant is polyoxyalkyleneamine, and the metal is nickel in FIG. 2A and platinum in FIG. 2B.
図３は、本発明の実施の形態例として、図２の金属ナノ粒子コロイドの例を１５０度Ｃで２時間加熱処理したものの透過型電子顕微鏡写真で、倍率は３０万倍である。１０ｎｍ以下の粒子が大半で、均質に分布している。 FIG. 3 is a transmission electron micrograph of the example of the metal nanoparticle colloid of FIG. 2 heat-treated at 150 ° C. for 2 hours as an embodiment of the present invention, and the magnification is 300,000 times. Most of the particles of 10 nm or less are homogeneously distributed.
なお、本発明の溶媒に希釈していない移動状態にある流動状の界面活性剤を用いて移動状態の金属微粒子を収集する金属コロイドの製造方法において、金属を移動状態にする方法は前記蒸発が安定して安価に製造するのに好ましい方法であるが、本発明はこれに狭く限定されるものではなく、従来の金属微粒子を移動状態にする手段を用いることができる。 In the method of producing a metal colloid that collects the moving metal fine particles by using a fluid surfactant in a moving state that is not diluted in the solvent of the present invention, the method for bringing the metal into the moving state is the evaporation method. Although it is a preferable method for producing stably and inexpensively, the present invention is not limited to this, and a conventional means for bringing metal fine particles into a moving state can be used.
図４は、本発明の実施の形態例として、図１を用いて説明した本発明の製造方法で製造した金属の種類が異なる２種類の金属コロイドを混合し、熱処理をして二元金属ナノ粒子コロイドを作成する方法をモデル的に説明する図である。図４（Ａ）でそれぞれ容器に入れた第一の金属ナノ粒子コロイド３１と第二の金属ナノ粒子コロイド３２を用意し、図４（Ｂ）で１つの容器に第一の金属ナノ粒子コロイド３１と第二の金属ナノ粒子コロイド３２を混合したものである混合金属ナノ粒子コロイド３３を入れて撹拌羽で撹拌し、図４（Ｃ）で矢印３４の方向から加熱する。
FIG. 4 shows, as an embodiment of the present invention, two kinds of metal colloids produced by the production method of the present invention described with reference to FIG. It is a figure explaining the method of producing a particle colloid in model. 4A, a first
加熱方法として、ヒーターによる加熱手段とマイクロ波による加熱手段を用いた。ヒーターを用いて加熱する方法は簡単にできコストが安いという利点がある。また、マイクロ波を用いると、多元金属ナノ粒子の形状、サイズを制御しやすい。 As a heating method, a heating means using a heater and a heating means using a microwave were used. The method of heating using a heater has the advantage of being simple and inexpensive. Moreover, when microwaves are used, the shape and size of the multi-element metal nanoparticles can be easily controlled.
図５と図６は、本発明の実施の形態例として、図４で説明をしたような方法で、本発明の多元金属ナノ粒子コロイドを造る方法をさらに詳しく説明する模式図で、説明をわかりやすくするために二元金属ナノ粒子コロイドを造る場合を説明する図である。 FIG. 5 and FIG. 6 are schematic diagrams illustrating in more detail the method for producing the multi-component metal nanoparticle colloid of the present invention by the method described in FIG. 4 as an embodiment of the present invention. It is a figure explaining the case where a binary metal nanoparticle colloid is made in order to make it easy.
符号３５は第一の金属ナノ粒子、３６は第一の金属ナノ粒子３５と結合している配位子としての界面活性剤（以下、リガンドともいう）、３７は第二の金属ナノ粒子、３８は第二の金属ナノ粒子３７と結合しているリガンド、３９は第一の金属ナノ粒子３５と第二の金属ナノ粒子３７でできた合金ナノ粒子、４０は合金ナノ粒子３９と結合しているリガンド、４１は第三の金属ナノ粒子、４２は第三の金属ナノ粒子４１と結合しているリガンド、４３は第四の金属ナノ粒子、４４は第四の金属ナノ粒子４３と結合しているリガンド、５０は異方性相分離金属ナノ粒子である。
図５は、リガンド３６とリガンド３８として同じ界面活性剤を用いた場合の例で、さらに、熱処理条件を制御して、第一の金属ナノ粒子３５と第二の金属ナノ粒子３７が均質に混合されて合金ナノ粒子を形成した例を示している。
FIG. 5 shows an example in which the same surfactant is used as the
図６は、例えば第三の金属ナノ粒子４１の固相反応の活性度にくらべて第四の金属ナノ粒子４３の固相反応の活性度が明確に高い場合に、本発明により前者のリガンドを後者のリガンドより短いものすなわち分子量の小さいものを用いた場合の例を示している。
FIG. 6 shows that the former ligand is added according to the present invention when the activity of the solid phase reaction of the
図７は図６で説明した異方性相分離構造を説明する図で、符号４５は多元ナノ粒子の例としての二元ナノ粒子を構成する異方性相分離構造を示す最小単位としての単位ナノ粒子、４５ａは二元ナノ粒子４５を形成する、たとえば、第一の金属部分、４５ｂは二元ナノ粒子４５を形成する第二の金属部分で、第一の金属と第二の金属が均等に分布するのではなく、第一の金属が分布している部分である第一の金属部分４５ａと第二の金属が分布している部分である第二の金属部分４５ｂとが偏って分布する異方性相分離構造の単位ナノ粒子４５が界面活性剤中に分布するコロイドになっている。
FIG. 7 is a diagram illustrating the anisotropic phase separation structure described in FIG. 6, and
たとえば、固相反応の活性度が大きく異なる性質を利用して、これら２種類の金属ナノ粒子に対して、図６で説明したようなリガンドの分子量の異なる界面活性剤を用いて２種類の金属ナノ粒子コロイドを作製し、図４の方法を用いてこの２種類の金属ナノ粒子コロイドを混合し、熱処理を行い図６のような二元金属ナノ粒子を作製することができた。 For example, by utilizing the property that the activity of the solid-phase reaction is greatly different, two kinds of metals are used for these two kinds of metal nanoparticles by using surfactants having different molecular weights of ligands as described in FIG. A nanoparticle colloid was prepared, the two kinds of metal nanoparticle colloids were mixed using the method of FIG. 4, and heat treatment was performed to prepare a binary metal nanoparticle as shown in FIG.
固相反応の活性度が大きく異なる第一の金属と第二の金属について、第一の金属部分４５ａと第二の金属部分４５ｂを形成し、固相反応の活性度を調べたところ、合金化した場合に比べて良好な固相反応の活性度を示すことが確認できた。
The
図８は担体により金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子が担持されている様子を説明する模式図で、符号４６は金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子を担持した状態の担体、４７は担体、４８は金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子である。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a state in which metal nanoparticles or multi-element metal nanoparticles are supported by a carrier.
前記担体としては、ジルコニア、アルミナ、セリア、酸化鉄などの酸化物、カーボン、テフロン(登録商標)系の担体など、金属ナノ粒子の使用環境やユーザの要望によって適切なものを用いることができる。 As the carrier, an appropriate material such as an oxide such as zirconia, alumina, ceria, iron oxide, carbon, Teflon (registered trademark), or the like can be used depending on the use environment of the metal nanoparticles or the user's request.
担体中に本発明の金属ナノ粒子コロイドあるいは多元金属ナノ粒子コロイドを入れて金属ナノ粒子を担体に担持させ、その担体を、たとえば自動車の排気ガス処理装置に使用し触媒作用で排ガス浄化を行うことができる。 The metal nanoparticle colloid or multi-component metal nanoparticle colloid of the present invention is placed in a carrier, and the metal nanoparticles are supported on the carrier, and the carrier is used for, for example, an automobile exhaust gas treatment device to perform exhaust gas purification by catalytic action. Can do.
以上、本発明により改善された金属ナノ粒子コロイドあるいは多元金属ナノ粒子コロイド、金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子の例とその物理的製造方法を説明した。 In the foregoing, examples of metal nanoparticle colloids or multi-component metal nanoparticle colloids, metal nanoparticles or multi-component metal nanoparticles improved by the present invention and their physical production methods have been described.
前記説明で明かなように、本発明は前記実施の形態例に狭く限定されるものでなく、多くのバリエーションを可能とするものである。例えば、本発明によって、高純度で高濃度の三元金属ナノ粒子コロイドを安価に提供することができ、また、金属に限定されず、無機物を用いた高品質の多元ナノ粒子コロイド、多元無機物ナノ粒子を安価に提供することができる。 As is apparent from the above description, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but allows many variations. For example, the present invention can provide a high-purity and high-concentration ternary metal nanoparticle colloid at a low cost, and is not limited to metals, and is a high-quality multi-component nanoparticle colloid or multi-component inorganic nanoparticle using an inorganic substance. Particles can be provided at low cost.
本発明の金属ナノ粒子コロイド、多元金属ナノ粒子コロイドは、自動車、電池をはじめ、配線・電極形成、電磁波シールド、半導体などのエレクトロニクス、バイオセンサ−、バイオマーカーなどバイオテクノロジー、印刷など広い分野で活用し、各分野に多大なる工業的進歩をもたらすことができる。 The metal nanoparticle colloid and multi-component metal nanoparticle colloid of the present invention are used in a wide range of fields such as automobiles, batteries, wiring / electrode formation, electromagnetic shielding, semiconductors and other electronics, biosensors, biomarkers, biotechnology, and printing. However, great industrial progress can be brought about in each field.
２１：真空チャンバー
２１ａ：真空チャンバーの内壁
２２：坩堝（ルツボ）
２３：原料金属
２４：蒸発金属線束
２５，２６：界面活性剤
２７：金属ナノ粒子コロイド
２８，２９，３４：矢印
３１：第一の金属ナノ粒子コロイド
３２：第二の金属ナノ粒子コロイド
３３：混合金属コロイド
３５：第１の金属ナノ粒子
３６，３８，４０，４２，４４：リガンド
３７：第２の金属ナノ粒子
３９：第１の金属ナノ粒子３５と第２の金属ナノ粒子３７でできた合金ナノ粒子
４１：第３の金属ナノ粒子
４３：第４の金属ナノ粒子
４５：異方性相分離構造を示す単位ナノ粒子
４５ａ：第１の金属部分
４５ｂ：第２の金属部分
４６：金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子を担持した状態の担体
４７：担体
４８：担持された金属ナノ粒子あるいは多元金属ナノ粒子
５０：異方性相分離金属ナノ粒子
21:
23: Raw metal 24: Evaporated
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