2012 Fiscal Year Annual Research Report
溶液中からのコモンメタル・ナノ微粒子の合成・形態デザインとその応用研究
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21246116
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
興戸 正純 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (50126843)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒田 健介 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 准教授 (00283408)
市野 良一 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (70223104)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 金属ナノ粒子 / 銅微粒子 / 銅ワイヤ / 化学還元法 / 水溶液合成 / 反応プロセス解析 / 電気化学 |
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| Research Abstract |
液相還元法による銅，ニッケル微粒子の生成粒径への過飽和度の異なる還元剤の効果金属前駆体種の効果を検討するとともに金属微粒子合成時の反応機構を電気化学的に調査した．
微粒子合成時の過飽和度を還元剤の酸化電位と金属イオンの還元電位の差による駆動力から考察した．水素化ホウ素ナトリウム，硫酸チタン，次亜リン酸，アスコルビン酸という還元剤において，駆動力が大きいものほど合成される銅微粒子の粒径が減少することを定量的に示した．また，還元剤の安定なpH域と酸化電位を電位－pH図上で考察した．弱い還元剤のアスコルビン酸による銅の還元反応では2価の銅前駆体はpH 3ではイオン，pH 5～pH 7では水酸化第二銅，pH 9以上では酸化第二銅でありpH 5以上での銅の還元過程は酸化第一銅微粒子を経由して進行することを明らかにした．反応の進行とともに，水酸化第二銅前駆体粒子表面に酸化第一銅粒子が不均一核生成しその後銅微粒子に変化した．球状に析出する酸化第一銅粒子の大きさが銅粒子のサイズに影響することがわかった．溶液の酸化還元電位とpHの変化を計測し，これを銅の電位－pH図上で議論することで，反応生成物や反応終点が予測できることを示した．アスコルビン酸は駆動力が弱く銅微粒子は比較的大きく粒径は200 nm 程度であった．一方強い還元剤である水素化ホウ素ナトリウムでは，銅還元反応の駆動力が大きく粒径は70 nm程度まで減少した．前駆体を水酸化第二銅固体からアンミン錯体に変化させると反応時間は短縮され粒径も減少した．
一方ニッケルの還元では水酸化ニッケルをアンミン錯体にすることでニッケルの核発生の速度は増加し30 nm径のニッケル微粒子が得られた．金属微粒子のミクロ観察，XRD解析および反応過程の酸化還元電位測定，電気化学反応インピーダンス測定により，反応速度，反応電位と反応過程の相関を明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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