METAL NANOPARTICLE, ZEOLITE WITH DISPERSED METAL NANOPARTICLE AND METHOD FOR PRODUCING ZEOLITE WITH DISPERSED METAL NANOPARTICLE

• (In Japanese)松本 泰治
• (In Japanese)大森 和宏
• (In Japanese)後藤 義昭

• (In Japanese)栃木県

一般に、金属のナノサイズ微粒子（金属ナノ粒子）は、表面積が極めて大きいことに加え、バルク金属には無い電気的、光学的、触媒等の各種の有用な特性を発現することが知られている。このような特性の一つとしてプラズモン吸収が知られているが、これは例えば、金は赤、銀は黄色に発色し、この特性は古くからステンドグラスの着色に利用されている。また、金のナノ粒子は融点の低下と触媒機能の発現が知られている。さらには磁気粒子である鉄－白金合金（FePt）をシングルナノサイズまで微細化すると、テラビットクラスの超高密度磁気記録媒体となる可能性が期待されている。
ところで、従来の金属ナノ粒子の作製方法としては、乾式法と湿式法が知られている。乾式法には気相反応である金属蒸発法やスパッタリング法及び金属錯体や有機金属塩の熱分解法がある。これら乾式法は、粒径の均一化が困難である欠点がある。湿式法には液相中において金属イオン及び金属錯体に還元剤を作用させ金属粒子化する方法がある。この液相反応では、粒子のナノサイズ化（コロイド粒子化）を実現するためには金属濃度に限界があり、低濃度の分散液しか得られない欠点がある。また、乾式法、湿式法ともに、得られた金属ナノ粒子の凝集性が強いという問題がある。また、金属ナノ粒子は、表面積が膨大に増加することで、酸化が容易に進む欠点もある。
そこでこの凝集性と高酸化性の解決策として、金属ナノ粒子とポリマーの複合化、シリカゲルやゼオライトなどの多孔質物質中への金属ナノ粒子の分散担持などの方法が開発されている。

ゼオライトは、その細孔内にイオン交換法により金属イオンを容易に均一分散できることから、ゼオライト中の交換性陽イオンを、目的の金属イオンと交換後、水素等の還元ガス雰囲気熱処理、電子ビーム照射、光還元処理、電気化学還元処理などによる還元方法が次のとおり数多く報告されている。例えば、ゼオライト中の銀イオンを水素雰囲気加熱により還元する銀ナノ粒子の作製方法（非特許文献1参照）、ゼオライト中の銀イオンを水素雰囲気加熱により還元する銀ナノ粒子の作製方法（非特許文献2参照）、銀イオン交換ゼ才ライトを真空中で電子ビーム照射し銀を還元する方法（非特許文献3参照）、銀イオン交換したゼオライトに水中で可視光を照射して銀を還元し、ゼオライト表面に析出させる方法（非特許文献4参照）、白金上にゼオライト膜を形成したものに銀イオン交換した後、電流を通すことにより銀に還元し、銀ナノ粒子を作製する方法（非特許文献5参照）、メソポーラスシリカ中に含浸したニッケルを一酸化炭素ガスで還元するニッケルナノ粒子の作製方法（非特許文献6参照）、ゼオライトをコバルトイオン交換後、一酸化炭素ガス雰囲気で加熱することによりコバルトイオンを還元し、コバルトナノ粒子を作製する方法（非特許文献7参照）、アンモニウムイオン交換されたゼオライトにコバルト水溶液を含浸させ、乾燥後、水素還元処理することにより金属コバルト含有ゼオライトの作製方法（特許文献1参照）が知られている。
【非特許文献1】
C．N．Tan，F．R．Trouw，and L．E．Iton：J．Phys．Chem．A，108，4737－4743，（2004）
【非特許文献2】
T．Baba，N．Akinaka，M．Nomura，and Y．Ono：J．Chem．Soc．Commun，4，339－340，（1992）
【非特許文献3】
M．J．Edmonson，S．A．Siebar，L．P．jones，L．Gameson，P．A．Andersen，P．P．Edwards，and W．Zhou：Adv．Mater．，13，1608－1611，（2001）
【非特許文献4】
S．Leutwyler，and E．Schumacher：Chimia，31，475－478，（1977）
【非特許文献5】
Y．Zhang，F．Chen，J．Zhuang，Y．Tang，D．Wang，Y．Wang，A．Dong，and N．Ren：Chem．Commun．，23，2814－2815，（2002）
【非特許文献6】
E．R．Leite，N．L．V．Carreno，E．Longo，A．Va1entini，and L．F．D．Probst：J．nanosci．Nonotech．，2，89－94（2002）
【非特許文献7】
Q．Tang，Y．Wang，P．Wang，Q．Zhang，and H．Wan：Studies Sur．Sci．Catal．，147，325－330（2004）：
【特許文献1】
特開平9－75743号公報

本発明は、導電性ペースト、抗菌剤、触媒、磁性材料等に使用可能なゼオライトXに分散する金属ナノ粒子、金属ナノ粒子分散ゼオライトXおよび金属ナノ粒子分散ゼオライトXの製造方法の技術分野に関するものである。

• C01B  39/22      Type X
• B22F   9/22      using gaseous reductors

• 4G073BA40 Cobalt (Co)
• 4G073BA44 Nickel (Ni)
• 4G073BA49 Silver (Ag)
• 4G073CZ04 X
• 4G073CZ46 Ammonium type
• 4G073DZ09 Treatment compounds (e.g., acids, alkalis, and heating)
• 4G073DZ10 Others
• 4G073FB30 Zeolites (e.g., tuff) - CZ
• 4G073FD08 Ion-exchange
• 4G073FD24 Temperature and atmosphere
• 4G073FD30 Others
• 4G073UA01 Catalysts
• 4G073UB13 Conductive materials
• 4G073UB33 Sterilizing and antibacterial products (e.g., for home products) (Z)
• 4G073UB60 Others
• 4K017AA03 Single metal
• 4K017BA02 Copper, gold, or platinum
• 4K017BA03 Cobalt or nickel
• 4K017BA05 Copper
• 4K017BA06 Iron
• 4K017CA08 Ultrafine powder
• 4K017EH01 Drying
• 4K017EH15 Reduced compounds
• 4K017FB05 Gas