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(In Japanese)合金ナノ粒子の製造方法

Patent code P170013982
File No. (S2013-1494-N0)
Posted date Apr 7, 2017
Application number P2015-540437
Patent number P6404823
Date of filing Sep 9, 2014
Date of registration Sep 21, 2018
International application number JP2014073741
International publication number WO2015049959
Date of international filing Sep 9, 2014
Date of international publication Apr 9, 2015
Priority data
  • P2013-207465 (Oct 2, 2013) JP
Inventor
  • (In Japanese)小西 康裕
  • (In Japanese)斎藤 範三
Applicant
  • (In Japanese)公立大学法人大阪府立大学
Title (In Japanese)合金ナノ粒子の製造方法
Abstract (In Japanese)本発明は、低エネルギーおよび低環境負荷型の簡易な処理により、効率的に複合貴金属ナノ粒子を製造する方法を提供する。本発明は、複数種の貴金属のイオンを含有する原料溶液中に、金属イオン還元細菌および電子供与体を添加し、貴金属のイオンを金属イオン還元細菌によって還元することで、1つの粒子中に複数種の貴金属を含有する複合貴金属ナノ粒子を析出させるバイオ還元工程を含む、複合貴金属ナノ粒子の製造方法である。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、大半のガソリン車が、三元触媒コンバータを使用した排ガス浄化システムを搭載している。この三元触媒コンバータは、一酸化炭素(CO)、チッソ酸化物(NOx)、未燃焼の炭化水素を、二酸化炭素、チッソ、水に変換して、ガソリンエンジンからの排ガスを浄化する。

触媒コンバータは、基本構造としてハニカム(モノリス)構造を有しており、ハニカム構造体の表面には触媒コーティングが施されている。触媒コーティングを行う際は、まず、ウォッシュコート(触媒担体保持材)の薄膜でハニカムの表面を被覆し、そのウォッシュコート上に触媒を被覆する。触媒としては、例えば、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)などの白金族金属(PGM:Platinum Group Metals)を含む貴金属系微粒子が用いられる。

従来の貴金属系微粒子を用いた排ガス浄化用触媒の製造方法としては、例えば、貴金属系微粒子を含有するコロイド溶液等を混合し、高温で加熱(焼成)する方法が知られている(例えば、特許文献1:特開2011-143339号公報)。しかし、このような方法は、工程数が多く煩雑であり、加熱のために多くのエネルギーを消費し、高温に耐え得る特別な設備が必要であるといった問題があった。

また、アスコルビン酸等の化学薬品を用いて二金属ナノ粒子(例えば、Pdからなる核の表面にPtが析出してなるコアーシェル構造の金属ナノ粒子)を合成する方法が幾つか報告されている(例えば、非特許文献1:Byungkwon Lim et al.,Pd-Pt Bimetallic Nanodendrites with High Activity for Oxygen Reduction,Science,324,1302,2009年)。しかし、この方法も工程数が多く煩雑であるという問題があった。

一方で、嫌気性雰囲気で白金族元素と電子供与体等を含む溶液中に鉄還元細菌を添加すると、鉄還元細菌の金属イオン還元力により、鉄還元細菌の微生物細胞表面に単一種の白金族元素からなるナノ粒子が析出することが知られている(例えば、特許文献2:特開2010-162442号公報、特許文献3:特開2011-113788号公報)。しかしながら、鉄還元細菌等の微生物を用いて、1つの粒子中に複数種の貴金属を含むナノ粒子(複合貴金属ナノ粒子)を製造する方法については、これまで知られていなかった。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、合金ナノ粒子の製造方法、それを用いて製造された合金ナノ粒子、および、それを含む触媒に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
白金、パラジウム、ロジウムおよび金から選択される複数種の貴金属のイオンを含有する原料溶液中に、金属イオン還元細菌および電子供与体を添加し、
前記貴金属のイオンを金属イオン還元細菌によって還元することで、
1つの粒子中に複数種の前記貴金属を含有する合金ナノ粒子を析出させるバイオ還元工程を含み、
前記金属イオン還元細菌は、シワネラ アルゲ(Shwanell algae)およびシワネラ オネイデンシス(Shwanell Oneidensis)の少なくともいずれかであり、
前記電子供与体はギ酸塩であり、前記電子供与体の初期濃度は100~200mMである、合金ナノ粒子の製造方法。

【請求項2】
 
前記バイオ還元工程の温度は5~35℃である、請求項1に記載の製造方法。

【請求項3】
 
前記バイオ還元工程の後に、
超音波破壊または化学的破壊で菌体を破壊することにより、前記金属イオン還元細菌と前記合金ナノ粒子とを分離する、分離工程を含む、請求項1または2に記載の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015540437thum.jpg
State of application right Registered
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