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公開番号2025064229
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023173820
出願日2023-10-05
発明の名称酸化第一銅粒子の製造方法、及び触媒担持電極の製造方法
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C01G 3/02 20060101AFI20250410BHJP(無機化学)
要約【課題】結晶面、及び径が制御された酸化第一銅粒子を、高い収率で、かつ、簡便に製造することができる、酸化第一銅粒子の製造方法を提供する。
【解決手段】酸化第一銅粒子の製造方法であって、
溶媒に溶解しているヒドラジン化合物と、前記溶媒中に銅カルボキシル化合物の固相、及び液相が共存する該銅カルボキシル化合物と、を反応させることにより、酸化第一銅粒子を作製する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
酸化第一銅粒子の製造方法であって、
溶媒に溶解しているヒドラジン化合物と、前記溶媒中に銅カルボキシル化合物の固相、及び液相が共存する該銅カルボキシル化合物と、を反応させることにより、酸化第一銅粒子を作製する、
酸化第一銅粒子の製造方法。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
（１００）面を含む前記酸化第一銅粒子を作製する、請求項１に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
【請求項３】
（１００）面と（１１０）面を含む前記酸化第一銅粒子を作製する、請求項１に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
【請求項４】
平均一次粒子径が１～１００ｎｍの前記酸化第一銅粒子を作製する、請求項１に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
【請求項５】
前記溶媒が、水、及びプロピレングリコールの混合溶媒である、請求項１に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
【請求項６】
前記溶媒に投入する前記銅カルボキシル化合物のモル数と、前記溶媒に投入する前記ヒドラジン化合物のモル数と、の比（前記ヒドラジン化合物のモル数／前記銅カルボキシル化合物のモル数）が、０．２５～３．０である、請求項１に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
【請求項７】
前記ヒドラジン化合物が吸着している前記酸化第一銅粒子を作製する、請求項１に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか１項に記載の方法によって製造された前記酸化第一銅を含む、分散体を作製する工程と、
前記分散体を電極基材に塗布し、そして触媒担持電極を製造する工程と、
を含む、触媒担持電極の製造方法。
【請求項９】
前記触媒担持電極は、基材、酸化銅粒子、及び還元剤を含み、かつ、
下記式（１）：
０．０００１≦（前記還元剤の質量／前記酸化銅粒子の質量）≦０．１０（１）を満たす、請求項８に記載の触媒担持電極の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化第一銅粒子の製造方法、及び触媒担持電極の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素を原料に、銅を触媒として、低炭素数化合物｛炭素原子を１～３個含む化合物であり、例えば、炭素原子を１個含む化合物（一般に、「Ｃ１化合物」と称される。）、炭素原子を２個含む化合物（一般に、「Ｃ２化合物」と称される。）、及び炭素原子を３個含む化合物（一般に、「Ｃ３化合物」と称される。）である｝等を製造する技術が知られている。かかる技術により、例えば、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）、メタノール（ＣＨ
３
ＯＨ）、メタン（ＣＨ
４
）、酢酸（ＣＨ
３
ＣＯＯＨ）、エタノール（Ｃ
２
Ｈ
５
ＯＨ）、エタン（Ｃ
２
Ｈ
６
）、エチレン（Ｃ
２
Ｈ
４
）等が得られる（例えば、非特許文献１、及び２参照）。
非特許文献１、及び２は、酸化第一銅が触媒として高い活性を示す旨を報告している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
ＮａｔｕｒｅＥｎｅｒｇｙ，２０１９，４，９５７
Ａｄｖ．Ｓｃｉ．２０２０，７，１９０２８２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、触媒性能は、銅粒子の結晶面、及び／又は径に依存するところ、非特許文献１、及び２は、結晶面、及び径が制御された酸化第一銅粒子を、高い収率で、かつ、簡便に製造する手法を開示していなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、結晶面、及び径が制御された酸化第一銅粒子を、高い収率で、かつ、簡便に製造することができる、酸化第一銅粒子の製造方法、及び触媒担持電極の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、以下のとおりである。
［１］
酸化第一銅粒子の製造方法であって、
溶媒に溶解しているヒドラジン化合物と、前記溶媒中に銅カルボキシル化合物の固相、及び液相が共存する該銅カルボキシル化合物と、を反応させることにより、酸化第一銅粒子を作製する、
酸化第一銅粒子の製造方法。
［２］
（１００）面を含む前記酸化第一銅粒子を作製する、項目１に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
［３］
（１００）面と（１１０）面を含む前記酸化第一銅粒子を作製する、項目１又は２に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
［４］
平均一次粒子径が１～１００ｎｍの前記酸化第一銅粒子を作製する、項目１～３のいずれか１項に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
［５］
前記溶媒が、水、及びプロピレングリコールの混合溶媒である、項目１～４のいずれか１項に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
［６］
前記溶媒に投入する前記銅カルボキシル化合物のモル数と、前記溶媒に投入する前記ヒドラジン化合物のモル数と、の比（前記ヒドラジン化合物のモル数／前記銅カルボキシル化合物のモル数）が、０．２５～３．０である、項目１～５のいずれか１項に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
［７］
前記ヒドラジン化合物が吸着している前記酸化第一銅粒子を作製する、項目１～６のいずれか１項に記載の酸化第一銅粒子の製造方法。
［８］
項目１～７のいずれか１項に記載の方法によって製造された前記酸化第一銅を含む、分散体を作製する工程と、
前記分散体を電極基材に塗布し、そして触媒担持電極を製造する工程と、
を含む、触媒担持電極の製造方法。
［９］
前記触媒担持電極は、基材、酸化銅粒子、及び還元剤を含み、かつ、
下記式（１）：
０．０００１≦（前記還元剤の質量／前記酸化銅粒子の質量）≦０．１０（１）を満たす、項目８に記載の触媒担持電極の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、結晶面、及び径が制御された酸化第一銅粒子を、高い収率で、かつ、簡便に製造することができる、酸化第一銅粒子の製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、上記製造方法によって製造される酸化第一銅粒子を用いた、触媒担持電極の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本実施形態に関連する電解セルの構成例を示す、概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態について説明する。本発明は、本実施形態のみに限定されず、その要旨の範囲内で種々変形して実施可能である。
本明細書中、各種の測定は、特に断りがない限り、実施例に記載の手法に基づいて行われる。本明細書中、段階的な記載の数値範囲における上限値又は下限値は、対応する他の段階的な記載の数値範囲における上限値又は下限値に置き換わってよく、更に、実施例に記載の、対応する値に置き換わってよい。また、本明細書中、「工程」について、独立した工程である場合のみならず、他の工程と明確に区別できない場合でも、その工程の機能が達成されれば本用語に含まれる。図面に示される内容において、縮尺、形状及び長さは、明確性を更に図るために、誇張して示されている場合がある。
【００１０】
［実施形態１］
〈酸化第一銅の製造方法〉
本実施形態の一態様は、酸化第一銅の製造方法である。
かかる製造方法では、
溶媒に溶解しているヒドラジン化合物と、前記溶媒中に銅カルボキシル化合物の固相、及び液相が共存する該銅カルボキシル化合物と、を反応させることにより、酸化第一銅粒子を作製する。
これによれば、結晶面、及び径が制御された酸化第一銅粒子を、高い収率で、かつ、簡便に製造することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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