特許ウォッチ

公開番号2025091644
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023207021
出願日2023-12-07
発明の名称金属ナノ粒子の製造方法
出願人名古屋市,国立大学法人東海国立大学機構
代理人個人
主分類B22F 9/24 20060101AFI20250612BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】平均粒子径が小さく、粒子径のばらつきが少ない金属ナノ粒子を容易に、かつ、効率よく製造できる技術を提供する。
【解決手段】金属ナノ粒子の製造方法は、親水性を有する、目的金属の金属抽出試薬と、ノニオン界面活性剤とを混合することにより、前記ノニオン界面活性剤のミセルを含む透明なベース液を準備する工程と、前記ベース液と前記目的金属のイオンを含む金属溶液とを接触させて、前記目的金属のイオンを内部に含むミセルが分散しているマイクロエマルション液を生成する工程と、を備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
金属ナノ粒子の製造方法であって、
親水性を有する、目的金属の金属抽出試薬と、ノニオン界面活性剤とを混合することにより、前記ノニオン界面活性剤のミセルを含む透明なベース液を準備する工程と、
前記ベース液と前記目的金属のイオンを含む金属溶液とを接触させて、前記目的金属のイオンを内部に含むミセルが分散しているマイクロエマルション液を生成する工程と、
を備える、製造方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１記載の製造方法であって、
前記ノニオン界面活性剤のエチレンオキシド平均鎖長は７より大きく２５以下である、製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の製造方法であって、
前記マイクロエマルション溶液の前記ミセルは、平均粒径が３０ｎｍ以下であり、単分散で分散している、製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の製造方法であって、
前記ベース液および前記マイクロエマルション液は、暗所にて光を照射したときにチンダル現象が生じる、製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の製造方法であって、
前記マイクロエマルション液を生成する工程は、
（ｉ）分離塔内において、下方に貯留された前記ベース液の液層から連続的に前記ベース液の泡沫を生成させることにより、前記泡沫が下方からから上方へと次々に移動していく泡沫層を形成する工程と、
（ｉｉ）前記泡沫層に、前記金属溶液と前記ベース液とを供給することにより、上昇する前記泡沫の表面において前記マイクロエマルション液を生成させ、前記泡沫とともに前記分離塔の上方から流出させて回収するとともに、夾雑物を含む前記ベース液を下方の前記液層へと流す工程と、を含む、製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の製造方法であって、
前記ノニオン界面活性剤は、ポリオキシエチレン・オクチルフェニルエーテル（ＰＯＯＰＥ）、または、ポリオキシエチレン・ノニルフェニルエーテル（ＰＯＮＰＥ）である、製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の製造方法であって、
前記目的金属はパラジウムであり、前記金属抽出試薬は、チオジグリコールアミドである、製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の製造方法であって、
前記ベース液における前記金属抽出試薬の濃度は、０．０５ｇ／Ｌ以上５．００ｇ／Ｌ以下であり、前記ノニオン界面活性剤の濃度は、０．５０ｇ／Ｌ以上１０．００ｇ／Ｌ以下であり、
前記金属溶液における前記目的金属の濃度は、１０００ｐｐｍ以下である、製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の製造方法であって、さらに、
前記マイクロエマルション溶液を乾燥させることにより、前記目的金属のナノ粒子を生成する工程を備える、製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の製造方法であって、さらに、
母材粒子と前記マイクロエマルション溶液とを混合し、攪拌して乾燥させた後、焼成することによって前記目的金属のナノ粒子を前記母材粒子に担持させた担持体を生成する工程を備える、製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、金属ナノ粒子の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、金属ナノ粒子は、様々な用途に多岐にわたって用いられている。例えば、パラジウム（Ｐｄ）や白金（Ｐｔ）等の貴金属のナノ粒子は、自動車排ガス浄化触媒や、水素吸蔵合金、固体高分子型燃料電池の電極触媒、メモリ等の電子部品、バイオセンサー、医療材料等に用いられている。
【０００３】
金属ナノ粒子の製造技術としては、例えば、非特許文献１に開示されている気相成長法や、非特許文献２に開示されている噴霧熱分解法、非特許文献３に開示されている連続向流泡沫分離法等が知られている。その他にも、金属ナノ粒子の製造技術として様々な技術が提案されている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１では、貴金属を吸着する酵母を利用する技術が提案されている。下記の特許文献２では、デンドリマー分子を利用してパラジウムサブナノ粒子を製造する技術が提案されてる。また、下記の特許文献３には、水相と油相と界面活性剤とを含む混合溶液を攪拌して得られる逆ミセルを利用して白金族ナノ粒子を生成する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
Ｐ．Ｓｉｖａｋｕｍａｒ，ｅｔａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，５０，ｐｐ．３３１２－３３１９，（２００５）
Ｘ．Ｘｕｅ，ｅｔａｌ．，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１５３，ｐｐ．Ｅ７９－８４，（２００６）
木下武彦、分離技術、５０（１）、ｐｐ．４２－４８，（２０２０）
Ｍ．Ｈａｔｔｏｒｉ，ｅｔａｌ．，Ｍａｒｔｅｒ．Ｌｅｔｔ．，２８４，ｐｐ．１２８９２２－１２８９２５，（２０２１）
特開２０２３－４０７９号公報
特開２００９－１９１３２０号公報
特開２０１４－２２１６９４号公報
特許第４５９９９１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の非特許文献１，２の気相成長法や噴霧熱分解法では、製造プロセスにおいて高温処理を伴うため、装置が大型化したり、消費エネルギーが増大したりするという問題がある。また、上記の特許文献１の酵母を利用する技術では、得られる金属ナノ粒子の粒子径にばらつきが生じやすいという課題や、金属ナノ粒子を構成する金属の原料からの回収率を高くすることが容易ではないという課題がある。
【０００７】
上記の特許文献２のデンドリマー分子を利用する技術の場合には、有機溶媒を使用するため、製造コストや環境負荷の低減が容易ではないという課題がある。また、上記の特許文献３の技術の逆ミセルを利用する技術については、有機溶媒を使用するため、上記特許文献２の技術と同様な課題がある。また、原料から白金族ナノ粒子として回収される白金の回収率が５０％程度であり、決して高くはないという課題もある。
【０００８】
このように、金属ナノ粒子の製造技術においては、環境負荷を低減しつつ、その製造を容易化し、製造効率を高めることについて依然として改良の余地がある。また、金属ナノ粒子の製造技術においては、金属ナノ粒子の平均粒子径を縮小化することや、平均粒子径のばらつきを抑制することについても依然として改良の余地がある。
【０００９】
本発明は、平均粒子径が小さく、粒子径のばらつきが少ない金属ナノ粒子を容易に、かつ、効率よく製造できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許