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グラファイト被覆金属ナノ粒子の製造方法及びグラファイト被覆金属ナノ粒子の薄膜化方法 コモンズ

国内特許コード P100000183
整理番号 K025P16
掲載日 2009年5月29日
出願番号 特願2009-114033
公開番号 特開2010-261085
登録番号 特許第5397602号
出願日 平成21年5月8日(2009.5.8)
公開日 平成22年11月18日(2010.11.18)
登録日 平成25年11月1日(2013.11.1)
発明者
  • 山田 真実
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 グラファイト被覆金属ナノ粒子の製造方法及びグラファイト被覆金属ナノ粒子の薄膜化方法 コモンズ
発明の概要 【課題】一般的な材料を用い、簡便な装置で金属組成の精密制御が可能で、かつ耐酸化性、耐薬品性を備えたグラファイト被覆金属ナノ粒子を大量に製造することを可能とする。
【解決手段】金属原子Mを中心金属とする陰イオン性金属錯体を含有する溶液と、金属原子Mの金属陽イオンを含有する溶液とを混合し、金属原子M及び金属原子Mからなるプルシアンブルー類似型金属錯体の結晶を析出させる工程と、得られた錯体の結晶と配位子を有する炭化水素化合物とを溶媒中で混合して分散液とし、分散液から溶媒を分離して金属錯体の微粒子を得る工程と、金属錯体の微粒子を還元焼成する工程と、を経てグラファイト被覆金属ナノ粒子を製造する。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


金属ナノ粒子は、触媒をはじめ、光学材料、電子材料、センサー用の磁気材料や抗菌材料など非常に幅広い分野で利用されている。



金属ナノ粒子は、特定の金属種の組み合わせにより多様な特性を持たせることができ、光特性や磁性特性を有する金属ナノ粒子などが知られている。磁性ナノ粒子は空間を隔てて磁気力で分離、輸送、回収が可能であり、DNA精製や細胞分離といったバイオ分野、さらに、磁性体の電磁的な応答による検出、標識、誘導過熱などが可能であり、医療・バイオ分野での活躍が期待されている。また、磁性ナノ粒子分散液は、磁性流体(磁気インク)としてトナー原料や磁気記録、磁気カードとして使用され、また、次世代の磁気デバイスと期待されているスピントロニクス材料としても期待され、現在および将来におけるその材料の重要性は計り知れないものがある。



金属ナノ粒子の製造方法には大きく分けて、金属バルクを細かく砕くブレークダウン法と金属原子から製造するビルドアップ法の二つがあるが、金属バルクを単に微細化するだけでなく、さらに、高い特性を付与するために、クロム・鉄・コバルト・ニッケル・白金やそれらの合金といった遷移金属系のナノ粒子との組み合わせが求められおり、これまでにビルドアップ法に分類される製造方法が提案されている。



また、ビルドアップ法はナノスケールの均一粒径を有する合金微粒子を製造することができる点でブレークダウン法に比べて有利である。なかでも実用的な合金ナノ粒子製造方法として注目されているのが金属錯体を微粒子とする方法である。例えば、光学特性を有するプルシアンブルー型金属錯体の超微粒子の製造方法が非特許文献1や特許文献1に記載されている。



これら酸化物ナノ粒子や合金ナノ粒子は、ナノ粒子を構成する金属が空気中で酸化され、その特性が徐々に劣化することが一つの問題点として指摘されている。例えば磁性を有するナノ粒子では、磁性の経時的な劣化への対応が求められている。



磁性特性の劣化を防ぐために、金属磁性ナノ粒子を高分子で被覆すること(非特許文献2)や酸化物による被覆(非特許文献3)、アルキル鎖による被覆(非特許文献4)、グラファイト層による被覆(非特許文献5~8)が知られている。

産業上の利用分野


本発明は、グラファイト被覆された金属ナノ粒子の製造方法及びグラファイト被覆金属ナノ粒子の薄膜化方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属原子Mを中心金属とする陰イオン性金属錯体を含有する溶液と、金属原子Mの金属陽イオンを含有する溶液とを混合し、金属原子M及び金属原子Mからなるプルシアンブルー類似型金属錯体の結晶を析出させる工程と、
該錯体の結晶と配位子を有する炭化水素化合物とを溶媒中で混合して分散液とし、該分散液から上記溶媒を分離して金属錯体の微粒子を得る工程と、
上記金属錯体の微粒子を不活性ガス雰囲気下で500~1000℃で加熱する還元焼成工程と、
を含む、グラファイト被覆金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項2】
前記金属原子Mを中心金属とする陰イオン性金属錯体が金属原子Mを中心金属とする陰イオン性金属シアノ錯体である、請求項1記載のグラファイト被覆金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項3】
前記金属原子Mを中心金属とする陰イオン性金属シアノ錯体を含有する溶液と前記金属原子Mの金属陽イオンを含有する溶液とがそれぞれ、逆ミセル溶液である、請求項2記載のグラファイト被覆金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項4】
金属原子Mが鉄、Mがコバルトである、請求項2又は3記載のグラファイト被覆金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項5】
前記配位子がアミノ基である、請求項2又は3記載のグラファイト被覆金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項6】
前記配位子を有する脂肪族炭化水素がオレイルアミンである、請求項2記載のグラファイト被覆金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項7】
前記配位子を有する脂肪族炭化水素がステアリルアミンである、請求項3記載のグラファイト被覆金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項8】
金属原子Mを中心金属とする陰イオン性金属錯体を含有する溶液と、金属原子Mの金属陽イオンを含有する溶液とを混合し、金属原子M及び金属原子Mからなる金属錯体の結晶を析出させる工程と、
上記金属錯体の結晶と配位子を有する炭化水素化合物とを溶媒中で混合して、プルシアンブルー類似型金属錯体微粒子の分散液とし、該分散液から上記溶媒を分離して金属錯体の微粒子を得る工程と、
上記金属錯体の微粒子を製膜化する工程と、
製膜化した上記金属錯体の微粒子を不活性ガス雰囲気下で500~1000℃で加熱する還元焼成工程と、を含む、グラファイト被覆金属ナノ粒子の薄膜化方法。

【請求項9】
前記金属原子Mを中心金属とする陰イオン性金属錯体が金属原子Mを中心金属とするシアノ錯体である、請求項8記載のグラファイト被覆金属ナノ粒子の薄膜化方法。

【請求項10】
前記配位子がアミノ基である、請求項9記載のグラファイト被覆金属ナノ粒子の薄膜化方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009114033thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 構造制御と機能 領域
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