(57)【要約】【課題】粒子の大きさ及び形状の制御が容易で、大量生産の際により簡単な工程で高歩留まりのニッケルナノ粒子を得ることができる、ニッケルナノ粒子の製造方法が提案される。【解決手段】本発明によるニッケルナノ粒子の製造方法ではニッケル前駆物質及び有機アミンを混合して混合物を用意し、混合物を加熱してニッケルナノ粒子を製造する。【選択図】図１
2010037647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル前駆物質、有機アミン及び還元剤を混合して混合物を用意する段階と、
前記混合物を加熱する段階と、
を含む、ニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項２】
前記混合物には有機溶媒がさらに混合されることを特徴とする、請求項１に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項３】
前記ニッケル前駆物質は、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ４）、酢酸ニッケル（Ｎｉ（ＯＣＯＣＨ３）２）、ニッケルアセチルアセトネート（Ｎｉ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２）、ハロゲン化ニッケル（ＮｉＸ２、ここで、ＸはＦ、Ｂｒ、またはＩ）、炭酸ニッケル（ＮｉＣＯ３）、ニッケルシクロヘキサンブチレート（［Ｃ６Ｈ１１（ＣＨ２）３ＣＯ２］２Ｎｉ）、硝酸ニッケル（Ｎｉ（ＮＯ３）２）、シュウ酸ニッケル（ＮｉＣ２Ｏ４）、ステアリン酸ニッケル（Ｎｉ（Ｈ３Ｃ（ＣＨ２）１６ＣＯ２）２）、オクタン酸ニッケル（［ＣＨ３（ＣＨ２）６ＣＯ２］２Ｎｉ）及びこれらの水和物からなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項４】
前記有機アミンは、ＣｎＮＨ２（ここで、ｎは４≦ｎ≦３０）で表されることを特徴とする、請求項１に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項５】
前記有機アミンは、オレイルアミン、ドデシルアミン、ラウリルアミン、オクチルアミン、トリオクチルアミン、ジオクチルアミン及びヘキサデシルアミンからなる群から選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項６】
前記還元剤は、ホウ化水素ナトリウム（ＮａＢＨ４）、テトラブチルアンモニウムホウ化水素（（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）４Ｎ（ＢＨ４））、水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ４）、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、ボラン−ジメチルアミン錯体（（ＣＨ３）２ＮＨ・ＢＨ３）、及びアルカンジオール（ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ、ここで、ｎは５≦ｎ≦３０）からなる群から選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項７】
前記有機溶媒は、エーテル系有機溶媒（ＣｎＯＣｎ、ここで、ｎは４≦ｎ≦３０）、飽和炭化水素系有機溶媒（ＣｎＨ２ｎ+２、ここで、ｎは７≦ｎ≦３０）、不飽和炭化水素系有機溶媒（ＣｎＨ２ｎ、ここで、ｎは７≦ｎ≦３０）、及び有機酸系有機溶媒（ＣｎＣＯＯＨ、ここで、ｎは５≦ｎ≦３０）からなる群から選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項２に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項８】
前記エーテル系有機溶媒は、トリオクチルホスフィンオキシド、アルキルホスフィン、オクチルエーテル、ベンジルエーテル、及びフェニルエーテルからなる群から選ばれるいずれか一つであることを特徴とする、請求項７に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項９】
前記飽和炭化水素系有機溶媒は、ヘキサデカン、ヘプタデカン及びオクタデカンからなる群から選ばれるいずれか一つであることを特徴とする、請求項７に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項１０】
前記不飽和炭化水素系有機溶媒は、オクテン、ヘプタデセン及びオクタデセンからなる群から選ばれるいずれか一つであることを特徴とする、請求項７に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項１１】
前記有機酸系有機溶媒は、オレイン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、ミステリン酸及びヘキサデカン酸からなる群から選ばれるいずれか一つであることを特徴とする、請求項７に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項１２】
前記加熱する段階は、５０℃ないし４５０℃に加熱することを特徴とする、請求項１に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。  
【請求項１３】
前記加熱する段階は、１分ないし８時間行われることを特徴とする、請求項１に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項１４】
加熱された前記混合物からニッケルナノ粒子を分離する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【請求項１５】
前記分離する段階は、加熱された前記混合物にエタノールまたはアセトンを添加してニッケルナノ粒子を沈殿させる段階を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のニッケルナノ粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はニッケルナノ粒子の製造方法に関するもので、より詳しくは、ニッケルナノ粒子の粒子の大きさ及び形状の制御が容易で、大量生産の際に、より簡単な工程で高歩留まりのニッケルナノ粒子を得ることができるニッケルナノ粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケルは電極材料であって、または燃料電池の触媒、水素化反応での触媒または種々の化学反応での触媒のように多様な分野に応用可能である。例えばニッケルは積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）の内部電極材料または充填率の向上のための物質として使用されている。また、ニッケルは燃料電池及び有機合成の触媒として使用されており、最近は白金のような貴金属物質の代替材料としてニッケル粒子に対する研究が活発に行われている。積層セラミックコンデンサの場合、最近の薄型化・小型化・高容量化の傾向によって内部に使用されるニッケル粒子の大きさも減っており、ニッケル粒子をナノサイズに製造するため試みられている。
【０００３】
ニッケルナノ粒子は、液相法、気相法、プラズマ及びレーザを用いて製造されることができる。種々の方法のうち、製造コストの安い液相からナノ粒子を製造する方法が最近多く開発された。
【０００４】
水溶液相においてニッケルナノ粒子を製造する方法のうち、塩化ニッケル水和物と還元剤のヒドラジンが含まれた混合液に水酸化ナトリウムを添加してニッケル粒子を製造する方法がある（Ｃｈｏｉ．Ｊ．−Ｙ．ｅｔ  ａｌ、Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．２００５、ｖｏｌ．８８、ｐ．３０２０）。この方法は塩化ニッケルとヒドラジンが反応して錯化合物を形成した後、水酸化ナトリウムによりニッケル粒子が形成される過程で構成されている。特に、塩化ニッケル／ヒドラジン／水酸化ナトリウムの比率によってニッケル粒子の大きさを８７ｎｍないし２０３ｎｍまで制御することができる。しかし、このような方法から得られたニッケル粒子の場合、粒子同士に連結（ｎｅｃｋｉｎｇ）された状態であるため分散が難しく、粒子表面も滑らかではなく粗いという短所がある。
【０００５】
一方、水溶液相においてヒドラジンを還元剤に用いてニッケル粒子を製造する種々の方法のうち、コバルトを微量添加してニッケル粒子の大きさを制御する方法がある（Ｋｉｍ、Ｋ．−Ｍ．ｅｔ  ａｌ、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｅｒａｍ．２００６、ｖｏｌ．１７、ｐ．３３９．）。この方法では塩化ニッケルや酢酸ニッケル水和物をニッケル前駆物質として使用した。ニッケル前駆物質とヒドラジンを混合した後、水酸化ナトリウムを混合液に添加してニッケル粒子を製造した。ニッケル前駆物質とヒドラジン混合液に塩化コバルトを微量添加してニッケル粒子の大きさを制御することができる。この方法で合成されたニッケル粒子の大きさは１５０ｎｍないし４５０ｎｍであり、添加したコバルトの量が多いほどニッケル粒子の大きさは減少する。コバルトの添加で核の生成数を増加させ、粒子の大きさを制御することができるが、得られた粒子の表面との連結（ｎｅｃｋｉｎｇ）現象は依然として先の方式と類似する。
【０００６】
核の生成を制御して粒子の大きさを制御するさらに他の従来技術として、ニッケル前駆物質と界面活性剤が含まれた溶液に核の生成を促進するパラジウムまたは銀イオンを添加した後、還元剤のヒドラジンとアンモニアを注入してニッケル粒子を製造する方法がある（Ｃｈｏｕ、Ｋ．−Ｓ．ｅｔ  ａｌ、Ｊ．Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｒｅｓ．２００１、ｖｏｌ．３、ｐ．１２７．）。このような方法で製造されたニッケル粒子の大きさは１０ｎｍないし２５ｎｍと既存の方法よりニッケル粒子の大きさが画期的に減っている。しかし、合成されたニッケル粒子は純粋なニッケルだけでなく水酸化ニッケルが一部含まれており、反応濃度も非常に低いため大量にニッケル粒子を製造することができないという短所がある。
【０００７】
ニッケル前駆物質と還元剤のヒドラジンを使用してニッケル粒子を製造する方法の他にニッケルアルコキシド前駆物質を熱分解させニッケル粒子を製造する技術も知られている。この方法ではニッケル−アミノアルコキシ金属錯化合物を合成した後、トルエンのような有機溶媒に該錯化合物を溶かし加熱して錯化合物を熱分解させニッケル粒子を製造する方法である。ここで合成されたニッケル粒子の大きさは３ｎｍないし５ｎｍと非常に小さいが、粒子の形が球形の他に棒のような多様な種類の模様が混在しており、粒子が相互固まっている。このような製造方法は金属錯化合物を別途に製造する追加工程が必要で、金属錯化合物を大量に合成することが難しく、セラミックコンデンサの内部電極物質として使用するには粒子の大きさが小さ過ぎるという短所がある。
【０００８】
従って、より低コストで簡単かつ大量にニッケルナノ粒子を製造することができ、またニッケルナノ粒子の大きさ及び形状の制御がより容易な製造方法の開発が求め続けられてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述の問題を解決するためのもので、本発明の目的は、ニッケルナノ粒子の粒子の大きさ及び形状の制御が容易で、大量生産の際に、より簡単な工程で高歩留まりのニッケルナノ粒子を得ることができるニッケルナノ粒子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上のような目的を達成すべく、本発明の一側面によるニッケルナノ粒子の製造方法は、ニッケル前駆物質、有機アミン、及び還元剤を混合して混合物を用意する段階と、混合物を加熱する段階とを含む。混合物には、有機溶媒がさらに混合されることができる。
【００１１】
ニッケル前駆物質は、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ４）、酢酸ニッケル（Ｎｉ（ＯＣＯＣＨ３）２）、ニッケルアセチルアセトネート（Ｎｉ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２）、ハロゲン化ニッケル（ＮｉＸ２、ここで、ＸはＦ、Ｂｒ、またはＩ）、炭酸ニッケル（ＮｉＣＯ３）、ニッケルシクロヘキサンブチレート（［Ｃ６Ｈ１１（ＣＨ２）３ＣＯ２］２Ｎｉ）、硝酸ニッケル（Ｎｉ（ＮＯ３）２）、シュウ酸ニッケル（ＮｉＣ２Ｏ４）、ステアリン酸ニッケル（Ｎｉ（Ｈ３Ｃ（ＣＨ２）１６ＣＯ２）２）、オクタン酸ニッケル（［ＣＨ３（ＣＨ２）６ＣＯ２］２Ｎｉ）及びこれらの水和物の少なくとも一つであることができる。
【００１２】
有機アミンはＣｎＮＨ２（ここで、ｎは４≦ｎ≦３０）で表現され得るが、例えば、有機アミンはオレイルアミン（ｏｌｅｙｌ  ａｍｉｎｅ）、ドデシルアミン（ｄｏｄｅｃｙｌ  ａｍｉｎｅ）、ラウリルアミン（ｌａｕｒｙｌ  ａｍｉｎｅ）、オクチルアミン（ｏｃｔｙｌ  ａｍｉｎｅ）、トリオクチルアミン（ｔｒｉｏｃｔｙｌ  ａｍｉｎｅ）、ジオクチルアミン（ｄｉｏｃｔｙｌ  ａｍｉｎｅ）及びヘキサデシルアミン（ｈｅｘａｄｅｃｙｌ  ａｍｉｎｅ）の一つであることができる。
【００１３】
還元剤は、例えば、ホウ化水素ナトリウム（ＮａＢＨ４）、テトラブチルアンモニウムホウ化水素（（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）４Ｎ（ＢＨ４））、水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ４）、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、ボラン−ジメチルアミン錯体（（ＣＨ３）２ＮＨ・ＢＨ３）、及びアルカンジオール（ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ、ここで、ｎは５≦ｎ≦３０）の少なくとも一つであることができる。
【００１４】
有機溶媒は、エーテル系有機溶媒（ＣｎＯＣｎ、ここで、ｎは４≦ｎ≦３０）、飽和炭化水素系有機溶媒（ＣｎＨ２ｎ＋２、ここで、ｎは７≦ｎ≦３０）、不飽和炭化水素系有機溶媒（ＣｎＨ２ｎ、ここで、ｎは７≦ｎ≦３０）、及び有機酸系有機溶媒（ＣｎＣＯＯＨ、ここでｎは５≦ｎ≦３０）の少なくとも一つを含むことができるが、エーテル系有機溶媒は、例えば、トリオクチルホスフィンオキシド、アルキルホスフィン、オクチルエーテル、ベンジルエーテル、及びフェニルエーテルのいずれか一つであることができ、飽和炭化水素系有機溶媒はヘキサデカン、ヘプタデカン及びオクタデカンのいずれか一つであることができる。また、不飽和炭化水素系有機溶媒は、オクテン（ｏｃｔｅｎｅ）、ヘプタデセン（ｈｅｐｔａｄｅｃｅｎｅ）及びオクタデセン（ｏｃｔａｄｅｃｅｎｅ）のいずれか一つであることができ、有機酸系有機溶媒は、オレイン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、ミステリン酸及びヘキサデカン酸のいずれか一つであることができる。
【００１５】
混合物を加熱する段階において、混合物は５０℃ないし４５０℃に加熱することができるが、その加熱時間は１分ないし８時間行われることができる。
【００１６】
本発明によるニッケルナノ粒子の製造方法において混合物を加熱する段階の後に、加熱された混合物からニッケルナノ粒子を分離する段階をさらに含むことができる。分離する段階は、加熱された混合物にエタノールまたはアセトンを添加してニッケルナノ粒子を沈殿させ、これを分離して行われることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるニッケルナノ粒子の製造方法を用いてニッケルナノ粒子を製造すると、ニッケルナノ粒子の粒子の大きさ及び形状の制御が容易で、大きさの分布が均一な１００ｎｍ以下のニッケルナノ粒子を高歩留まりで大量生産できる効果がある。
【００１８】
本発明によると、有機アミンを使用してニッケルナノ粒子を製造することにより製造されたニッケルナノ粒子は有機アミンでコーティングされており、これによりニッケルナノ粒子の使用時に他の有機溶媒に分散性に優れる。従って、ニッケルナノ粒子を適用するとき、他の溶媒に分散させるための追加工程が不要で、工程が単純になる効果がある。
【００１９】
また、ニッケル前駆物質の濃度、還元剤の濃度及び種類、反応温度によってニッケルナノ粒子の大きさを制御して製造することができ、より効率的にニッケルナノ粒子を所望の大きさを有するよう製造できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、具体的な実施例及び添付の図面を参照に本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態は当業界において通常の知識を有した者に本発明をより完全に説明するため提供される。
【００２１】
本発明によるニッケルナノ粒子の製造方法では、先ず、ニッケル前駆物質及び有機アミンを混合してニッケル前駆物質の混合物を用意し、これを加熱して熱分解してニッケルナノ粒子を製造する。
【００２２】
本発明で使用できるニッケル前駆物質は、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２）、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ４）、酢酸ニッケル（Ｎｉ（ＯＣＯＣＨ３）２）、ニッケルアセチルアセトネート（Ｎｉ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２）、ハロゲン化ニッケル（ＮｉＸ２、ここで、ＸはＦ、Ｂｒ、またはＩ）、炭酸ニッケル（ＮｉＣＯ３）、ニッケルシクロヘキサンブチレート（［Ｃ６Ｈ１１（ＣＨ２）３ＣＯ２］２Ｎｉ）、硝酸ニッケル（Ｎｉ（ＮＯ３）２）、シュウ酸ニッケル（ＮｉＣ２Ｏ４）、ステアリン酸ニッケル（Ｎｉ（Ｈ３Ｃ（ＣＨ２）１６ＣＯ２）２）、オクタン酸ニッケル（［ＣＨ３（ＣＨ２）６ＣＯ２］２Ｎｉ）及びこれらの水和物で構成された群から選択された少なくとも一つであることができるが、必ずこれに限定されるのではなく、ニッケルの源泉物質（ｓｏｕｒｃｅ）として使用できる化合物であれば如何なるものも本発明のニッケルナノ粒子の製造方法でニッケル前駆物質として使用されることができる。
【００２３】
本発明によるニッケルナノ粒子の製造方法では、従来のニッケルナノ粒子の製造方法とは異なって有機アミンを添加する。有機アミンは有機溶媒および／または還元剤として作用することができる。有機アミンが添加されるためニッケルナノ粒子との混合物に溶媒が別途に追加で使用される場合、水溶性溶媒ではなく有機溶媒が使用されることができる。
【００２４】
本発明によると、有機アミンを使用してニッケルナノ粒子を製造することにより、製造されたニッケルナノ粒子は有機アミンでコーティングされていることができ、これによりニッケルナノ粒子の使用の際に他の有機溶媒に分散性に優れる。従って、ニッケルナノ粒子を例えば、積層セラミックコンデンサの内部電極として使用するとき有機溶媒に分散させて使用する場合、分散による追加工程が不要という長所がある。
【００２５】
有機アミンはＣｎＮＨ２（ここで、ｎは４≦ｎ≦３０）で表現されることができる。本発明において使用できる有機アミンは、例えば、オレイルアミン（ｏｌｅｙｌ  ａｍｉｎｅ）、ドデシルアミン（ｄｏｄｅｃｙｌ  ａｍｉｎｅ）、ラウリルアミン（ｌａｕｒｙｌ  ａｍｉｎｅ）、オクチルアミン（ｏｃｔｙｌ  ａｍｉｎｅ）、トリオクチルアミン（ｔｒｉｏｃｔｙｌ  ａｍｉｎｅ）、ジオクチルアミン（ｄｉｏｃｔｙｌ  ａｍｉｎｅ）またはヘキサデシルアミン（ｈｅｘａｄｅｃｙｌ  ａｍｉｎｅ）があるが、必ずこれに限定されるものではない。
【００２６】
ニッケル前駆物質混合物において、有機アミン以外に溶媒をさらに使用する場合、有機溶媒をさらに使用することができる。
【００２７】
有機溶媒としては、エーテル系有機溶媒（ＣｎＯＣｎ、ここで、ｎは４≦ｎ≦３０）、飽和炭化水素系有機溶媒（ＣｎＨ２ｎ+２、ここで、ｎは７≦ｎ≦３０）、不飽和炭化水素系有機溶媒（ＣｎＨ２ｎ、ここで、ｎは７≦ｎ≦３０）、または有機酸系有機溶媒（ＣｎＣＯＯＨ、ここで、ｎは５≦ｎ≦３０）を一つまたはそれ以上使用することができる。
【００２８】
本発明において使用できるエーテル系有機溶媒は、例えば、トリオクチルホスフィンオキシド（Ｔｒｉｏｃｔｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ、ＴＯＰＯ）、アルキルホスフィン（ａｌｋｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）、オクチルエーテル（ｏｃｔｙｌ  ｅｔｈｅｒ）、ベンジルエーテル（ｂｅｎｚｙｌ  ｅｔｈｅｒ）、及びフェニルエーテル（ｐｈｅｎｙｌ  ｅｔｈｅｒ）のいずれか一つであることができるが、必ずこれに限定されるものではない。
【００２９】
本発明に使用できるエーテル系有機溶媒は、例えば、飽和炭化水素系有機溶媒は、ヘキサデカン、ヘプタデカン及びオクタデカンのいずれか一つであることができるが、必ずこれに限定されるものではない。また、不飽和炭化水素系有機溶媒は、オクテン（ｏｃｔｅｎｅ）、ヘプタデセン（ｈｅｐｔａｄｅｃｅｎｅ）及びオクタデセン（ｏｃｔａｄｅｃｅｎｅ）のいずれか一つであることができるが、必ずこれに限定されるものではない。
【００３０】
本発明に使用できる有機酸系有機溶媒は、オレイン酸（ｏｌｅｉｃ  ａｃｉｄ）、ラウリン酸（ｌａｕｒｉｃ  ａｃｉｄ）、ステアリン酸（ｓｔｅａｒｉｃ  ａｃｉｄ）、ミステリン酸（ｍｙｓｔｅｒｉｃ  ａｃｉｄ）及びヘキサデカン酸（ｈｅｘａｄｅｃａｎｏｉｃ  ａｃｉｄ）のいずれか一つであることができるが、必ずこれに限定されるものではない。
【００３１】
ニッケル前駆物質混合物には、還元剤が混合される。本発明に使用できる還元剤は、例えば、ホウ素水素ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ  ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ、ＮａＢＨ４）、テトラブチルアンモニウムホウ化水素（Ｔｅｔｒａｂｕｔｙａｍｍｏｎｉｕｍ  ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ、ＴＢＡＢ）（（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）４Ｎ（ＢＨ４））、水素化アルミニウムリチウム（Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｈｙｄｒｉｄｅ、ＬｉＡｌＨ４）、水素化ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ  ｈｙｄｒｉｄｅ、ＮａＨ）、ボラン−ジメチルアミン錯体（Ｂｏｒａｎｅ  ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ  ｃｏｍｐｌｅｘ、（ＣＨ３）２ＮＨ・ＢＨ３）、及びアルカンジオール（Ａｌｋａｎｅｄｉｏｌ、ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ、ここで、ｎは５≦ｎ≦３０）のいずれか一つであることができるが、必ずこれに限定されるものではない。
【００３２】
ニッケル前駆物質混合物は加熱して熱分解される。ニッケル前駆物質混合物を加熱する温度は５０℃ないし４５０℃であることができ、好ましくは６０℃ないし４００℃、より好ましくは８０℃ないし３５０℃であることができる。加熱時間は１分ないし８時間行われることができる。
【００３３】
本発明によるニッケルナノ粒子の製造方法において、ニッケル前駆物質混合物を加熱して熱分解するとニッケルナノ粒子が製造される。製造されたニッケルナノ粒子は、例えば、加熱されたニッケル前駆物質混合物にエタノールまたはアセトンを添加してニッケルナノ粒子を沈殿させた後、遠心分離機を用いて分離することができる。
【００３４】
本発明によると、製造されたニッケルナノ粒子の大きさは、反応条件によってより効果的に制御されることができる。以下の実施例では、このようなニッケルナノ粒子の大きさを制御することができるようニッケル前駆物質の濃度、還元剤の濃度及び種類、または反応温度をそれぞれ異なるようにしてニッケルナノ粒子を製造する。
【００３５】
以下、本発明による実施例を参照して本発明をより詳しく説明する。実施例１ないし８では本発明によってニッケルナノ粒子を製造した。
【００３６】
実施例１：ニッケルナノ粒子の製造
アルゴン雰囲気下でニッケル前駆物質として１３ｇの塩化ニッケルと、有機アミンとして２００ｍＬのオレイルアミン、及び還元剤として０．５ｇのテトラブチルアンモニウムホウ化水素（ＴＢＡＢ）をフラスコに入れて混合した後１００℃に加熱した。この温度で１時間維持する。混合液を１６０℃に昇温した後１時間以上維持する。１時間以上過ぎた後、フラスコを常温に冷却させ３００ｍＬのエタノールを添加してナノ粒子を沈殿させ、遠心分離機で沈殿されたナノ粒子６．１ｇを回収する。反応歩留まりは９９％以上である。
【００３７】
このように合成されたニッケルナノ粒子１０ｍｇをアルコールまたはトルエンのような溶媒に分散させる。ニッケルナノ粒子が含まれた溶液２０μｌを炭素膜がコーティングされたＴＥＭ  ｇｒｉｄ（Ｔｅｄ  Ｐｅｌｌａ  Ｉｎｃ．社製）に落として約２０分間乾燥させた後、透過電子顕微鏡（ＨＲＴＥＭ、Ｐｈｉｌｉｐｓ社製、加速電圧２００ｋＶ）で観察した。図１は実施例１によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。図１を参照すると、本実施例によって製造されたニッケルナノ粒子は、その大きさが均一で粒子形状が丸い形状を表すことが分かる。透過電子顕微鏡で観察された粒子の大きさを測定して、その分布を図２に示した。ニッケルナノ粒子の平均粒径は５０．８±１０ｎｍであった。
【００３８】
また、粒子の結晶構造を透過電子顕微鏡の電子回折分析（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）を利用して観察した。図３は実施例１によって製造されたニッケルナノ粒子の電子回折分析結果を表した図面である。観察結果得られたニッケルナノ粒子は、正方晶（ｃｕｂｉｃ）の結晶構造を有していることが確認された。尚、Ｘ線回折分析機（Ｒｉｋａｇｕ社製）を用いてニッケルナノ粒子の結晶構造を分析した。図４は実施例１によって製造されたニッケルナノ粒子のＸ線回折パターン分析結果を表した図面である。Ｘ線回折分析結果もニッケルナノ粒子の構造が電子回折分析結果と同様に正方晶の結晶構造であることが分かる。
【００３９】
実施例２
ニッケル前駆物質の量を調節すべく、塩化ニッケルの量を６．５ｇ使用したことを除き、実施例１と同じ方法でニッケルナノ粒子を製造した。図５は実施例２によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。ニッケルナノ粒子の大きさは３８．３±１１ｎｍと実施例１によるニッケルナノ粒子の大きさより小さくなったことが分かる。
【００４０】
実施例３
ニッケル前駆物質の量を調節すべく、塩化ニッケルの量を２６ｇ使用したことを除き、実施例１と同じ方法でニッケルナノ粒子を製造した。図６は実施例３によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。ニッケルナノ粒子の大きさは９４±２２ｎｍと実施例１によるニッケルナノ粒子より大きくなったことが分かる。
【００４１】
実施例４
反応温度を調節すべく、ニッケルナノ粒子を１８０℃で製造したことを除き、実施例１と同じ方法でニッケルナノ粒子を製造した。図７は実施例４によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。ニッケルナノ粒子の大きさは、実施例１によるニッケルナノ粒子より大きくなったことが分かる。
【００４２】
実施例５
反応温度を調節すべく、ニッケルナノ粒子を２００℃で製造したことを除き、実施例１と同じ方法でニッケルナノ粒子を製造した。図８は実施例５によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。ニッケルナノ粒子の大きさは、実施例１によるニッケルナノ粒子より大きくなったことが分かる。
【００４３】
実施例６
還元剤の添加を調節すべく、ＴＢＡＢを使用しないことを除き、実施例１と同じ方法でニッケルナノ粒子を製造した。図９は実施例６によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。ニッケルナノ粒子の大きさは、実施例１によるニッケルナノ粒子より大きくなり、その形状が丸い形状ではない形状のニッケルナノ粒子も製造されたことが分かる。
【００４４】
実施例７
還元剤の添加量を調節すべく、ＴＢＡＢを０．２５ｇ使用したことを除き、実施例１と同じ方法でニッケルナノ粒子を製造した。図１０は実施例７によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。ニッケルナノ粒子の大きさは、実施例１によるニッケルナノ粒子より大きくなったことが分かる。
【００４５】
実施例８
ＴＢＡＢの代わりに１，２−ヘキサデカンジオール（１，２−ｈｅｘａｄｅｃａｎｅｄｉｏｌ）を２．６ｇ使用したことを除き、実施例１と同じ方法でニッケルナノ粒子を製造した。図１１は実施例８によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。ニッケルナノ粒子の大きさは、実施例１によるニッケルナノ粒子より大きくなったことが分かる。
【００４６】
実施例１ないし実施例８によって製造されたニッケルナノ粒子は、それぞれ反応条件及び還元剤の有無などの条件によって相互異なる粒子の大きさを表した。従って、本発明により、より簡単な方法でナノサイズを有する粒子の大きさ及び形状を制御してニッケルナノ粒子を製造することが可能だということが分かる。
【００４７】
本発明は上述の実施形態及び添付の図面により限定されず、添付の請求範囲により解釈されるべきである。また、本発明について請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能というのは当該技術分野の通常の知識を有している者には自明である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。
【図２】ニッケルナノ粒子の粒度分布を表した図面である。
【図３】ニッケルナノ粒子の電子回折分析結果を表した図面である。
【図４】ニッケルナノ粒子のＸ線回折パターン分析結果を表した図面である。
【図５】実施例２によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。
【図６】実施例３によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。
【図７】実施例４によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。
【図８】実施例５によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。
【図９】実施例６によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。
【図１０】実施例７によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。
【図１１】実施例８によって製造されたニッケルナノ粒子を透過電子顕微鏡で観察した結果を表した図面である。
【図２】
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【図４】
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【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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