レイリー分裂を利用した噴霧熱分解法によるナノ粒子合成

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サイズが揃ったナノサイズの酸化物あるいは金属などの超微粒子を簡便に作製する方法を開発することを目的とした。申請者等はこれまで、噴霧熱分解法にレイリー分裂(Rayleigh fission)を導入して液滴の分裂を制御し、5-20nm程度の粒度がそろったナノサイズの超微粒子を作製する方法を予備的に検討してきた。そこで本研究では特にこの方法によって、サイズと形状の揃ったナノ粒子を作製する方法を開発すると共に、その分裂の過程を調べ、生成する粒子形状とサイズを制御するための指針を明らかにすることを目的とした。金超微粒子を噴霧熱分解法により作製した。噴霧溶液の調製、反応温度、反応圧力、噴霧流量など多くのパラメータを考慮する必要があったが、とくに噴霧溶液については金の前駆体の検討を行った。その結果、ジメチル金アセチルアセトナートがもっとも金超微粒子を作製しやすいことを見出した。また、反応温度は523Kとした。得られた金超微粒子を透過型電子顕微鏡を用いて測定し、その粒度分布と噴霧溶液内の金錯体の濃度との相関性を調べた。金錯体の濃度が低くなるにつれて、より小さな粒子を得られることが分かったが、狭い粒度分布を有した金超微粒子を得ることはできなかった。リチウムイオン二次電池に用いられる酸化物については、同様の方法で狭い粒度分布を有する酸化物微粒子を得ることができた。従って、今後は上述の検討すべき多くのパラメータをより詳細に検討することにより、粒度分布の均一な金超微粒子の作製を検討する。