[发明专利]金属类纳米颗粒、含有该金属类纳米颗粒的分散液及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属纳米颗粒(是指纳米尺寸的金属微颗粒)和金属化合物纳米颗粒(是指纳米尺寸的金属化合物微颗粒)、以及它们的分散液的制造方法。以下，将金属纳米颗粒和金属化合物纳米颗粒总称为“金属类纳米颗粒”。

背景技术

作为用于得到金属类纳米颗粒及其分散液的代表性方法，已知有利用含有金属离子或金属络合物的溶液的化学的还原反应而得到金属胶体溶液的方法(将其称为“化学还原法”。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-66861号公报

专利文献2：日本国际公开第2006-030605号

非专利文献

非专利文献1：Mituo Kawasaki et.al，″Laser-Induced Fragmentative Decomposition of Ketone-Suspended Ag2O Micropowders to Novel Self-StabilizedAg Nanopaticles″，J.Phys.Chem.C，2008，112，15647-15655.

发明内容

发明所要解决的课题

在化学还原法中，为了避免金属类纳米颗粒的凝集，必须使用表面活性剂、柠檬酸等，用大量的有机保护膜包覆金属类微颗粒表面。另外，为了制作高浓度的金属类纳米颗粒分散液，必须大量的还原剂。

此外，在本说明书中将表面活性剂、柠檬酸等这样的出于防止金属类纳米颗粒凝集的目的而使用的物质称为“凝集抑制物质”。并且，凝集抑制物质及其还原反应产物通常均由没有导电性的有机物构成，因此在将由化学还原法得到的金属类纳米颗粒的分散液应用于导电性的涂膜等时，将有机物及其还原反应产物(根据情况包括未反应的还原剂的还原反应副产物)除去而使其表现导电性的工序是必不可少的。

例如，已知有使柠檬酸等的有机物吸附在银纳米颗粒的表面从而维持分散性的银纳米颗粒的制造方法。但是，虽然是原本应该导电性高的银纳米颗粒，由该方法得到的银纳米颗粒由于有机物的吸附而丧失导电性。因此，在将所得到的银纳米颗粒应用于导电涂膜等时，为了除去有机物，不仅必须在150℃以上进行加热，还由于其虽然具有导电性但表面电阻极大，只能得到电特性的不充分的涂膜。

另外，最近，已知有通过对悬浊在水溶液中的金属粉或金属氧化物粉照射脉冲激光，而不需要表面活性剂或还原剂的金属类纳米颗粒的制造方法。

然而，该方法需要产生纳秒级的极短的脉冲宽度的昂贵的脉冲激光装置。虽然作为每单位激光输出功率的金属类纳米颗粒的生成效率可以得到比较高的值，但脉冲激光输出功率低，因此难以低成本且高效地生产金属类纳米颗粒。

本发明的技术性课题在于提供一种大量且低成本地制造稳定地分散于不含有凝集抑制物质或还原剂等的有机物的溶剂中的金属类纳米颗粒的方法。

用于解决课题的方法

本发明的发明人进行了反复深入的研究，结果发现，能够通过简便的方法实现上述目的，从而完成了本发明。即，本发明涉及金属类纳米颗粒、含有该金属类纳米颗粒的分散液及其制造方法。

本发明的金属类纳米颗粒分散液的特征在于，其是通过将金属化合物的粉末(在本发明中，有时也将其称为“原料粉末”。)悬浊在溶剂中，在非氧化性气体气氛下加热该悬浊液得到的，能够不含有表面活性剂等的凝集抑制物质地保持高的分散稳定性。

本发明的金属类纳米颗粒能够通过使原料粉末悬浊在溶剂中，在非氧化性气体气氛下加热该悬浊液这一简便的操作，作为其分散液而得到。在分散液中不需要为了抑制金属类纳米颗粒的凝集而含有凝集抑制物质。

本发明中所说的非氧化性气体是指氮、氩等不活泼气体或氢气等还原性的气体。

为了在非氧化性气体气氛下加热原料粉末悬浊液，通过边在容器内的原料粉末悬浊液内通入非氧化性气体(鼓泡)，边在装有原料粉末悬浊液的容器内通入非氧化性气体，或者，在容器中填充非氧化性气体和原料粉末悬浊液，进行加热等的方法，在不与空气、氧等氧化性气体接触的条件下加热原料粉末悬浊液。并且，该加热通过搅拌、振荡悬浊液等方法，边保持原料粉末的悬浊状态边实施。

加热温度通常在100℃～溶剂的沸点的范围。

根据本发明的方法，能够制造还原原料的金属化合物粉末(原料粉末)得到的金属类纳米颗粒。