高分子ハイブリッド化による粒径精密制御した金属超微粒子の調製と配列制御

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微細で粒径の揃った金属超微粒子を調製するため、高分子保護剤の配位子が粒径や粒径分布に及ぼす影響を検討し、さらに、調製した単分散超微粒子を基板上に配列させるため電気泳動法を用いた結果、以下の成果を得た。1.高分子ハイブリッド化金属超微粒子の粒径精密制御(1)保護高分子としてポリ(N-ビニル-2-ピロリドン)(PVP)およびポリアクリル酸ナトリウム(PAA)存在下でPd超微粒子を調製した。PVPを用いた場合には、PAAよりも、粒径やその分布が全体的に小さく、粒径の極小値を与えるエタノール/水比も両保護高分子で異なり、その作用機構に大きな差異が認められた。(2)PVP存在下、還元力の強いKBH_4を過剰量用いると、HAuCl_4からAu超微粒子が調製できた。金原子と親和力の大きいポリアクリロニトリル(PAN)を保護剤に用いると一層微細(28Å)で単分散Au超微粒子が調製できた。(3)希土類イオン存在下でのPd超微粒子のアクリル酸に対する水素化触媒活性は、PAAを保護剤とすると増大したが、PVPではそのような効果は発現しなかった。(4)ESRにて粒径がマジックナンバーから若干異なるPVP保護単分散Pd超微粒子の電子状態を測定した結果、PVP保護高分子が存在してもPd超微粒子の特殊な電子状態が保持されることが判った。2.高分子ハイブリッド化金属超微粒子の配列制御(1)PVP保護Pt超微粒子は、粒径の大きい微粒子程、陽極上へ配列し易い傾向にあった。(2)電場印加が強い(〜3V)時程、印加時間が長い(〜20分)場合程、PVP保護Pt超微粒子は陽極上へ密に折出した。特に、溶液のPt超微粒子濃度が高いと最密充填に近い形で配列することが判った。