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METHOD FOR PRODUCING METAL NANOPARTICLE meetings

Patent code P180014781
File No. S2017-0840-N0
Posted date Jan 16, 2018
Application number P2017-129793
Publication number P2019-011499A
Date of filing Jun 30, 2017
Date of publication of application Jan 24, 2019
Inventor
  • (In Japanese)浪平 隆男
  • (In Japanese)志田 賢二
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人熊本大学
Title METHOD FOR PRODUCING METAL NANOPARTICLE meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a metal nanoparticle allowing for producing a metal nanoparticle having a desired particle size and crystallinity easily and at low cost.
SOLUTION: A method for producing a metal nanoparticle in the present invention is a method for producing a metal nanoparticle consisting of a metal element and a non-metal element, and has a step of generating a pulse arc discharge in a state that an atmosphere gas containing a non-metal element is introduced between two electrodes 102A, 102B containing a metal element. In the pulse arc discharge, an arc-current value is given 100A or higher and an arc-discharge generation time is given 1 μs or shorter.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

金属ナノ粒子は、その粒径を小さくすることにより、高比表面積、高化学活性、高硬度、高強度、低温焼結、新規電子状態など、多くのメリットが見込まれており、特に十nm以下の粒径とした場合には多くの新規応用展開をもたらすと考えられている。例えばZnO(酸化亜鉛)からなる金属ナノ粒子は、紫外線の遮蔽機能に優れており、抗菌性や小修整、高い透明性を持ち合わせている。そのため、医薬品、化粧品、光触媒、プラスティック等の様々な分野で応用されており、今や生活に欠かせない存在となっている。

従来の金属ナノ粒子の製造は、破砕法、液相法、パルスワイヤ放電法等を用いて行われているが、いずれの方法もデメリットを有している。すなわち、破砕法は、高圧ガスを用いて噴出された物質を、ターゲット部材に衝突させ、これを破砕することによって目的の微粒子を得る方法であるが、得られる微粒子の粒径は3μm程度である。また、液相法は、液体中に存在するイオンや分子を析出させることによって目的の微粒子を得る方法であり、析出させるプロセスは多数存在するが、いずれも複雑であり、電気炉やタンク等の装置を必要とすることから、コストが高くなる。また、パルスワイヤ放電法は、パルス大電流を流して加熱した金属細線を蒸発、プラズマ化させ、冷却することによって、目的の微粒子を得る方法であるが、1回に生成される微粒子の量が少なく、所望の量を生成することによってコストが高くなる。

非特許文献1、2では、パルスアーク放電を用いて、粒径が数十nmのZnOの微粒子が得られたいくつかの例について報告されている。ただし、これらの例では、ZnOとともにZnOの前駆体が高い割合で生成されており、それらが混合した状態となっているため、所望の結晶性が得られていない。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、金属ナノ粒子の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
金属元素と非金属元素とからなる金属ナノ粒子の製造方法であって、
前記金属元素を含む2つの電極の間に、前記非金属元素を含む雰囲気ガスが導入された状態で、パルスアーク放電を発生させる工程を有し、
前記パルスアーク放電において、アーク電流値を100A以上とし、アーク放電発生時間を1μs以下とすることを特徴とする金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項2】
 
前記パルスアーク放電を、ブルームライン放電回路を用いて発生させることを特徴とする請求項1に記載の金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項3】
 
前記ブルームライン放電回路において、一方の前記電極とブルームライン線路とが、電気抵抗が1kΩ以下の整合抵抗素子を介して接続されていることを特徴とする請求項2に記載の金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項4】
 
前記ブルームライン放電回路において、ブルームライン線路の長さが0.1m以上であることを特徴とする請求項2または3のいずれかに記載の金属ナノ粒子の製造方法。

【請求項5】
 
前記雰囲気ガスを、所定の方向に流れ続けるフロー状態とすることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2017129793thum.jpg
State of application right Published
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