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貴金属ナノシートの製造方法 NEW コモンズ

国内特許コード P180015715
整理番号 DP1780
掲載日 2018年11月29日
出願番号 特願2016-162840
公開番号 特開2018-031042
出願日 平成28年8月23日(2016.8.23)
公開日 平成30年3月1日(2018.3.1)
発明者
  • 竹中 壮
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 貴金属ナノシートの製造方法 NEW コモンズ
発明の概要 【課題】グラフェンをテンプレートに利用した貴金属ナノシート(特に白金ナノシート)の製造方法を提供する。
【解決手段】親水性の貴金属塩を、親水性溶媒に溶解させて溶液を調製する工程Aと、当該溶液を、疎水性溶媒に滴下して液滴状の状態とした後、前記疎水性溶媒に酸化グラフェンを添加して撹拌を行う工程Bと、疎水性溶媒中に残存する酸化グラフェンを取り除いた後、オートクレーブ中で150~190℃の温度にて加熱を行う工程Cを含む。上記工程Cで得られた生成物にアルコール中で超音波を照射すると、箔状の貴金属ナノシートが当該アルコール中で分散され、箔状の貴金属ナノシートを取り出すことができる(工程D)。貴金属塩としては、白金塩、パラジウム塩、ロジウム塩が挙げられ、親水性溶媒としては、水、多価アルコールが挙げられ、疎水性溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼンが挙げられる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要 高価な貴金属は触媒に利用されるが、触媒反応は触媒表面で起こるため、数原子層厚さの貴金属ナノシートを触媒に利用できれば、貴金属の使用量を大幅に低減することができる。2次元物質である金属ナノシートは、通常、厚さが極めて薄く、ナノメートルオーダーであるのに対して、面方向の大きさがその数十倍から数百倍以上という高い異方性を有しており、触媒、電極材料、センサーなどへの応用が進められている。
金属ナノシートについては、一般に層状の金属酸化物の剥離と還元によるトップダウン法および界面活性剤を鋳型に用いたボトムアップ法による製造法が検討されているが(例えば、下記の特許文献1及び2)、剥離を利用した方法の場合には、出発物質として層状化合物が必要であること、又、界面活性剤を利用した方法の場合には、金属ナノシートから界面活性剤を除去するのが困難であるという問題があった。

又、下記の非特許文献1には、グラフェンの酸化体である酸化グラフェンを鋳型(テンプレート)に利用して、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化スズ等の金属酸化物ナノシートを製造する方法が提案されているが、酸化グラフェンを鋳型に利用した貴金属ナノシートの製造例は報告されていない。
産業上の利用分野 本発明は、貴金属ナノシートの製造方法、特に白金ナノシートの製造方法に関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】
親水性の貴金属塩を、親水性溶媒に溶解させて溶液を調製する工程Aと、
前記工程Aで得られた溶液を、疎水性溶媒に滴下して液滴状の状態とし、その後、前記疎水性溶媒に酸化グラフェンを添加して撹拌を行う工程Bと、
前記疎水性溶媒中に残存する酸化グラフェンを取り除いた後、オートクレーブ中で150~190℃の温度にて加熱を行う工程C
を含むことを特徴とする貴金属ナノシートの製造方法。

【請求項2】
更に、前記工程Cで得られた生成物にアルコール中で超音波を照射して、箔状の貴金属ナノシートが当該アルコール中に分散した状態とした後、当該貴金属ナノシートを取り出す工程Dを含むことを特徴とする請求項1に記載の貴金属ナノシートの製造方法。

【請求項3】
前記工程Aにおける親水性の貴金属塩が、白金の塩、パラジウムの塩及び、ロジウムの塩からなる群より選ばれたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の貴金属ナノシートの製造方法。

【請求項4】
前記工程Bにおける疎水性溶媒が、ヘキサン、シクロヘキサン及びベンゼンからなる群より選ばれたものであることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の貴金属ナノシートの製造方法。

【請求項5】
前記工程Cにおける加熱が、160~180℃の温度で、3時間以上行われることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の貴金属ナノシートの製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016162840thum.jpg
出願権利状態 公開
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