金属錯体の均一熱分解を利用した超単分散金属ナノ微粒子の創製

利用金属配合物的均匀热分解制备超单分散金属纳米颗粒

基本信息

批准号：
19655017
负责人：
栗原正人
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

銀ナノ微粒子は、その融点効果を利用した「printed electronics」材料として注目を集めている。ことに、100℃以下で低温焼結性を示す銀ナノ微粒子の創製は、耐熱性の脆弱なフレキシブル樹脂基板上への微細金属配線を実現するために重要である。インクジェットなど最近の印刷技術を応用した金属ナノ微粒子の微細パターニングには、その金属ナノ微粒子が溶媒に安定に分散した"ナノ微粒子インク"の開発が求められる。一般に、長期保存性を有す銀ナノ微粒子を得るためには、安定な表面保護分子でその表面を覆う必要がある。反面、その保護分子の除去温度が高温になってしまう。アルキルアミン系保護分子は、貴金属ナノ微粒子に対してはその表面安定化が弱いため低温焼結には最適であるが、逆に、ナノ微粒子の高効率・大量合成はこれまで困難であった。本研究では、銀オレイルアミン錯体を前駆体として用い、オレイルアミン保護銀ナノ微粒子の高効率・大量合成法に成功した。シュウ酸銀とオレイルアミンの化学量論反応により、シュウ酸架橋銀オレイルアミン錯体が生成することを見出した。オレイルアミンは銀(I)イオンに対する配位能力が高いため、銀シュウ酸塩の無限連結構造を切断し、溶媒に可溶なシュウ酸架橋銀二核錯体を与えた。この二核錯体を加熱すると、脱炭酸を伴う自己熱分解が進み、銀イオンが還元される。還元された銀原子の凝集は進むが、周辺にはオレイルアミンが存在しているため、その凝集による結晶成長はナノサイズで抑制されることが分かった。本手法はオレイルアミンに対して他のアルキルアミンを添加した場合でも、100%に近い収率で銀超微粒子を得ることができるようになった。パラジウムシュウ酸錯体を活性炭に担持し、これを空気下で熱分解することでも、パラジウムナノ微粒子を得ることができるようになった。

银纳米颗粒吸引了使用熔点效应的“印刷电子”材料。特别是，在100°C下表现出低温烧结特性的银纳米颗粒的创建对于在具有耐热性的柔性柔性树脂基板上实现细金属接线很重要。为了使用最近的印刷技术（例如喷墨）对金属纳米颗粒进行细微构图，有必要开发“纳米粉状粒子油墨”，其中金属纳米颗粒稳定地分散在溶剂中。通常，为了获得具有长期存储特性的银纳米颗粒，有必要用稳定的表面保护分子覆盖表面。另一方面，去除保护性分子的温度变高。基于烷基胺的保护分子是低温烧结的理想选择，因为它们的表面稳定化对于贵金属纳米颗粒而言较弱，但另一方面，纳米颗粒的高效率和质量合成很难到目前为止。在这项研究中，将银油胺复合物用作成功合成高效，大规模合成油基胺受保护的银纳米颗粒的先驱。已经发现，通过黄油和油胺的化学计量反应形成了切开的银油胺配合物。由于油基胺具有高的银（i）离子的高配位能力，因此它裂解了黄油银的无限连接结构，从而产生了溶剂可溶剂的交联十银粘膜络合物。当这种双核复合物加热时，脱羧的自我分类会进展，并减少银离子。尽管降低的银原子聚集进展，但发现由于周围存在油基胺，因此由纳米大小抑制了聚集引起的晶体生长。这种方法使得即使将其他烷基胺添加到油基胺中，也可以获得接近100％的超细银颗粒。在活性碳上支持草原酸配合物，并在空气下进行热解，现在可以获得钯纳米颗粒。