鎳納米粒子的制造方法技術

本發明專利技術提供一種鎳納米粒子的制造方法，其具有以下工序：將除COOH基以外的部分的碳原子數為1~12的羧酸鎳及伯胺的混合物進行加熱而得到生成了鎳絡合物的絡合反應液的第一工序；和用微波將絡合反應液進行加熱而得到鎳納米粒子漿料的第二工序。在第一工序中，優選在105~175℃的溫度下加熱15分鐘以上。在第二工序中，優選在180℃以上的溫度下進行加熱。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及。
技術介紹
鎳納米粒子由于比銀納米粒子等貴金屬納米粒子廉價,且化學上比貴金屬納米粒子穩定，因此其在例如催化劑、磁性材料、層疊陶瓷電容器中的電極等中的利用令人期待。以往，鎳納米粒子通過固相反應或液相反應來獲得。作為固相反應，已知有氯化鎳的化學氣相蒸鍍、甲酸鎳鹽的熱分解等。作為液相反應，已知有用硼氫化鈉等強力的還原劑將氯化鎳等鎳鹽直接還原的方法、在NaOH存在下添加肼等還原劑而形成前體[Ni (H2NNH2)2JSO4 ·2Η20后進行熱分解的方法、將氯化鎳等鎳鹽或含有有機配位基的鎳絡合物與溶劑一起加入到壓力容器中進行水熱合成的方法等。 為了使鎳納米粒子適合供于上述催化劑、磁性材料、電極等用途中，需要將其粒徑減小至例如低于150nm左右且將粒徑控制為均勻的粒徑。但是，在固相反應中，當為利用化學氣相蒸鍍的方法時，粒子從亞微米增大至微米級。另外，當為利用熱分解的方法時，由于反應溫度高，因此粒子會凝集。此外，這些利用固相反應的制造方法與利用液相反應的制造方法相比，鎳納米粒子的制造成本容易變得昂蟲貝ο另一方面，在液相反應中，當為使用強力的還原劑的方法時，由于鎳立即被還原，因此為了得到所需的粒徑的粒子而對反應進行控制是困難的。另外，當為經由前體的方法時，由于前體形成凝膠狀，其后的還原反應會變得不均勻，當為水熱合成時，由于反應溫度高，因此均不能避免凝集。關于液相反應的技術，公開了一種，其包括以下工序在多元醇溶液中添加還原劑、分散劑及鎳鹽來制造混合溶液的工序；將混合溶液進行攪拌及加熱的工序；以及使混合溶液發生反應而生成鎳納米粒子的工序(專利文獻I)。然而，根據該制造方法，并不一定能夠適當地得到分散性高度優異的鎳納米粒子。另外，當在鎳納米粒子中還原劑成分作為雜質殘留時，根據鎳納米粒子的用途，還要考慮到對產品品質造成影響的情況。另外，還公開了一種通過將鎳前體物質、有機胺及還原劑混合后進行加熱來得到鎳納米粒子的技術(專利文獻2)。然而，根據該制造方法，當使用強力的還原劑時，難以控制還原反應，并不一定能夠適當地得到分散性高度優異的鎳納米粒子。而當使用還原力弱的還原劑時，為了將氧化還原電位為負電位的鎳金屬還原，需要加熱至高溫，從而需要隨之產生的反應控制。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2009-024254號公報專利文獻2 :日本特開2010-037647號公報
技術實現思路
專利技術要解決的技術問題本專利技術的目的在于提供一種在液相反應中用簡易的方法即可實現所得的鎳納米粒子的粒徑的大小和分布及形狀的最佳化的。用于解決技術問題的手段本專利技術的具有下述工序將包含除COOH基以外的部分的碳原子數為f 12的羧酸鎳及伯胺的混合物進行加熱而得到生成了鎳絡合物的絡合反應液的第一工序；和用微波將上述絡合反應液進行加熱而得到鎳納米粒子漿料的第二工序。本專利技術的中，在上述第一工序中可以在105°C以上 175°C以下的范圍內的溫度下進行加熱。另外，本專利技術的中，在第二工序中可以在180°C以上的溫度下進行加熱。 另外，本專利技術的中，上述羧酸鎳的除COOH基以外的部分的碳原子數可以為廣8。另外，本專利技術的中，上述伯胺可以為脂肪族胺。另外，本專利技術的中，上述脂肪族胺可以為油胺或十二胺。另外，本專利技術的中，可以在上述第一工序中使用除COOH基以外的部分的碳原子數為I或2的直鏈羧酸鎳，且在上述第一工序與上述第二工序之間包含在上述絡合反應液中添加選自鈀鹽、銀鹽、鉬鹽及金鹽中的I種或2種以上的金屬鹽的工序。此時，在上述添加金屬鹽的工序中，相對于上述羧酸鎳中含有的金屬換算的鎳100質量份，可以添加以金屬換算計為O. 01質量份以上的上述金屬鹽。本專利技術的中，在上述第二工序中，可以以在上述絡合反應液中存在有元數為3以上的多元羧酸的狀態來進行加熱。此時，可以最遲在上述第二工序中進行加熱前的、制備上述混合物的階段、上述混合物的階段、或上述絡合反應液的階段中的任一階段配合上述多元羧酸。此時，上述多元羧酸可以為非環式羧酸。本專利技術的中，可以以相對于上述羧酸鎳中含有的金屬換算的鎳100質量份為3質量份以上的比率來使用上述多元羧酸。本專利技術的中，可以最遲在照射微波前的、制備上述混合物的階段、上述混合物的階段、或上述絡合反應液的階段中的任一階段配合具有鎳熔點以上的熔點的高熔點金屬的鹽，然后利用上述微波進行加熱。此時，可以在上述第一工序中，將上述高熔點金屬的鹽與上述羧酸鎳及伯胺一起混合來制備上述混合物。本專利技術的中，上述高熔點金屬的鹽可以是選自鎢鹽、鑰鹽、釩鹽及鈮鹽中的I種或2種以上的混合物。本專利技術的中，可以相對于以金屬換算計的上述羧酸鎳中的鎳100質量份，在以高熔點金屬計為廣30質量份的范圍內配合上述高熔點金屬的鹽。本專利技術的中，還可以進一步具有下述工序在上述第二工序中得到的上述鎳納米粒子漿料中配合具有鎳熔點以上的熔點的高熔點金屬的鹽后，利用微波進行加熱，使上述高熔點金屬與上述鎳納米粒子復合。本專利技術的中，可以在上述第二工序中將利用微波照射的加熱溫度設定為240°C以上，使存在于生成的鎳納米粒子的表面上的有機物碳化。本專利技術的中，還可以進一步具有下述工序將上述第二工序中得到的鎳納米粒子再加熱至240°C以上，使存在于該鎳納米粒子的表面上的有機物碳化。此時，可以在伯胺的存在下將上述鎳納米粒子進行再加熱。本專利技術的中，可以與上述除COOH基以外的部分的碳原子數為廣12的羧酸鎳一起并用相對于全部羧酸鎳為5 50摩爾％的范圍內的配合量的甲酸鎳。專利技術效果本專利技術的在液相反應中用簡易的方法即可實現所得的鎳 納米粒子的粒徑的大小和分布及形狀的最佳化。附圖說明圖I是表示各醋酸鎳絡合物的結構的圖，(a)表示二嚙配位，(b)表示單嚙配位，(C)表示在外圈存在有羧酸離子的狀態。圖2是表示實施例1-1中得到的鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖3是表示實施例1-2中得到的鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖4是表示實施例1-3中得到的鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖5是表示實施例1-4中得到的鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖6是表示實施例1-6中得到的鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖7是表示實施例1-11中得到的碳化鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖8是表示實施例1-11中得到的碳化鎳納米粒子的XRD的圖。圖9是表示實施例1-12中得到的碳化鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖10是表示實施例1-12中得到的碳化鎳納米粒子的XRD的圖。圖11是表示參考例1-1中得到的碳化鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖12是表示參考例1-1中得到的碳化鎳納米粒子的XRD的圖。圖13是表示實施例1-13中得到的碳化鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖14是表示實施例1-13中得到的碳化鎳納米粒子的XRD的圖。圖15是表示實施例1-14中得到的碳化鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖16是表示實施例1-14中得到的碳化鎳納米粒子的XRD的圖。圖17是表示實施例2-1中得到的鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖18是表示實施例3-1中得到的鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖19是表示實施例3-2中得到的鎳納米粒子的SEM照片的圖。圖20是表示實施例4-1中得到的鎳/鎢復合納米粒子的SEM照片的圖。圖21是表示實施例4-1中得到的鎳/鎢復合納米粒子的XRD的圖。圖22是表示實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：山田勝弘，井上修治，野本英朗，山內智央，和田雄二，塚原保德，
申請(專利權)人：新日鐵化學株式會社，國立大學法人大阪大學，巖谷產業株式會社，
類型：
國別省市：