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金属ナノ粒子複合体およびその製造方法 NEW

国内特許コード P180015562
整理番号 3823
掲載日 2018年11月21日
出願番号 特願2014-536867
登録番号 特許第6188700号
出願日 平成25年9月18日(2013.9.18)
登録日 平成29年8月10日(2017.8.10)
国際出願番号 JP2013075109
国際公開番号 WO2014046107
国際出願日 平成25年9月18日(2013.9.18)
国際公開日 平成26年3月27日(2014.3.27)
優先権データ
  • 特願2012-206494 (2012.9.20) JP
発明者
  • 北川 宏
  • 山田 鉄兵
  • 小林 浩和
  • 向吉 恵
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 金属ナノ粒子複合体およびその製造方法 NEW
発明の概要 本発明は、有機系構造体に金属ナノ粒子が分散した構造を有し、前記有機系構造体は金属及び金属を還元可能な多価配位子を含む多孔性配位高分子(Porous Coordination Polymer(PCP))又は金属-有機物構造体(Metal-Organic Framework(MOF))の構造とカーボンを含むことを特徴とする、金属ナノ粒子複合体を提供する。
従来技術、競合技術の概要


これまで多数のPCP/金属ナノ粒子複合体が開発されてきたが、複合体ならではの反応を効率よく実現するためには、金属ナノ粒子がPCP内部で直接接した複合体が必要である。また複合体の生産コストから、簡単かつ確実にPCP/金属ナノ粒子複合体を作製する方法が必要とされている。



PCP/金属ナノ粒子を作製するには金属ナノ粒子を合成しその周囲をPCPで被覆する、または合成したPCP内(あるいは外)で金属ナノ粒子の合成を行い、PCPに金属ナノ粒子を埋め込むという手法がとられてきた。



非特許文献1は、PCPを予め作製した後に金属ナノ粒子を複合化しているため、金属ナノ粒子はPCPの外部又は表面付近に付着した構造を有し、金属ナノ粒子とPCPの複合効果は限られたものであった。



非特許文献2は、酸化鉄の存在下に金属イオン(Al、Cu)と配位子(bpdc、btc)を作用させて金属イオンと配位子の複合体を形成させているが、この複合体は薬物の徐放性製剤などの用途に用いられるものであり、酸化鉄はその磁性により磁石を用いて目的の位置に輸送するためのものであり、酸化鉄ナノ粒子の表面の一部でPCPと一体化しているだけであり、酸化鉄粒子はPCPの内部に存在しない。



非特許文献3は、CVDを利用してルテニウムをMOFの内部で析出させる技術を開示しているが、この方法では、ルテニウムはMOFの表面で析出しやすく、表面付近に析出した金属のサイズが大きくなり、かつ、中心付近でのルテニウム金属の析出量が少なくなる問題がある。



非特許文献4は、メソポーラスMOFの内部にニッケルナノ粒子を有する複合体を開示しその還元触媒の活性をラネーニッケルと比較しているが、触媒活性はラネーニッケルと同程度であり、さらなる触媒活性の向上が求められていた。

産業上の利用分野


本発明は、金属ナノ粒子複合体とその製造方法に関する。



なお、本明細書において、MOFとPCPを総称して「PCP」と記載する場合がある。

特許請求の範囲 【請求項1】
有機系構造体に金属ナノ粒子が分散した構造を有し、前記有機系構造体は金属及び金属を還元可能な多価配位子を含む多孔性配位高分子(Porous Coordination Polymer(PCP))又は金属-有機物構造体(Metal-Organic Framework(MOF))の構造とカーボンを含むことを特徴とする、金属ナノ粒子複合体において、
金属ナノ粒子の金属が、金、白金、銀、銅、ルテニウム、スズ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ニッケル、またはコバルト、あるいはこれらから選ばれる2種以上の金属の合金である、複合体

【請求項2】
金属ナノ粒子の金属が、ニッケルまたはコバルト、あるいはこれらの合金である、請求項1に記載の複合体。

【請求項3】
有機系構造体が少なくとも部分的にカーボンを含む、請求項1または2に記載の複合体。

【請求項4】
前記カーボンが、グラッシーカーボン、グラファイト、カーボンオニオン、コークス、カーボンシャフト、カーボンナノウォール、カーボンナノコイル、カーボンナノチューブ、カーボンナノツイスト、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンナノロープ、カーボンブラックからなる群から選ばれる、請求項に記載の複合体。

【請求項5】
金属及び金属を還元可能な多価配位子を含む多孔性配位高分子(PCP)又は金属-有機物構造体(MOF)を加熱して金属ナノ粒子を析出させることを特徴とする、有機系構造体に金属ナノ粒子が分散した構造を有する請求項1~のいずれかに記載の金属ナノ粒子複合体の製造方法。

【請求項6】
前記加熱を真空下で行う、請求項に記載の方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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