(57)【要約】  金属含有コロイドは、約４．２５を超えるｐＨを有する混合物中で、複数の金属イオンおよび複数の有機作用剤分子を反応させて金属錯体を形成することにより製造される。金属錯体は、安定なコロイド状ナノ粒子を形成するために少なくとも０．５時間還元される。延長された還元時間は、短い還元時間と比較して、コロイド状粒子の安定性を改善する。コロイド状粒子の安定性は、高濃度の金属を持つコロイドの形成を可能にする。コロイド中の金属の濃度は、好ましくは、少なくとも約１５０重量ｐｐｍである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃縮金属コロイドの製造方法であって、
（ｉ）溶媒、複数の金属原子、および複数の有機作用剤分子を一緒に混合する工程であって、各有機作用剤分子が、金属原子と結合することのできる少なくとも１つの官能基を含む工程、
（ｉｉ）金属原子と有機作用剤分子とを反応させて、複数の錯化金属原子を含む混合物を形成する工程であって、混合物が少なくとも約４．２５のｐＨを有する工程、ならびに
（ｉｉｉ）混合物中で錯化金属原子を少なくとも０．５時間の期間の間還元剤を使用して還元する工程であって、安定なコロイド状ナノ粒子が混合物中で形成する工程、
を含むことを特徴とする濃縮金属コロイドの製造方法。
【請求項２】
還元は、少なくとも約１時間の期間の間行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
還元は、少なくとも約６時間の期間の間行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
混合物のｐＨは約４．７５を超えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
混合物のｐＨは約５．０を超えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
金属原子は金属塩として与えられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
混合物中の金属の最終濃度は、約１５０重量ｐｐｍを超えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
最終濃度は、約２００重量ｐｐｍを超えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
最終濃度は、約３００重量ｐｐｍを超えることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
最終濃度を達成するために溶媒の一部を除去する工程を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
還元剤は水素ガスであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ナノ粒子のサイズは約１０ｎｍ未満であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法により製造されることを特徴とするナノ粒子のコロイド状懸濁液。
【請求項１４】
請求項１に記載のナノ粒子を触媒支持体材料上に堆積する工程を含むことを特徴とする、支持触媒の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４により製造されることを特徴とする支持触媒。
【請求項１６】
濃縮金属コロイドの製造方法であって、
（ｉ）溶媒、複数の金属原子、および金属原子と結合することのできる複数の官能基を有する有機ポリマーを一緒に混合する工程、
（ｉｉ）約４．２５から約７．０の範囲のｐＨを有する混合物中で金属原子を有機ポリマーと反応させて複数の錯化金属原子を形成する工程、ならびに
（ｉｉｉ）約０．５時間を超える期間の間、混合物に水素を通し、混合物中で安定なコロイド状ナノ粒子を形成させる工程、
を含むことを特徴とする濃縮金属コロイドの製造方法。
【請求項１７】
水素は、約１．０時間を超える期間の間混合物を通ることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
水素は、約６．０時間を超える期間の間混合物を通ることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
複数の金属原子は、白金族金属から選択される１つまたは複数の金属を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
金属原子の濃度は約１５０重量ｐｐｍを超えることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
金属イオンは、約１５％未満を有する１つまたは複数の溶液として与えられ、その他の無機酸は反応混合物へ実質的に添加されないことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
金属イオンは、約１５％未満を有する１つまたは複数の溶液として与えられ、その他の無機酸は反応混合物へ実質的に添加されないことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
水素および酸素を、請求項１６に記載の方法により形成される触媒の存在下で反応させる工程を含むことを特徴とする、過酸化水素の製造方法。
【請求項２４】
溶媒；溶媒に懸濁して、これにより少なくとも２４時間安定であるコロイド状組成物を形成する複数のナノ粒子を含み、各ナノ粒子は、複数の金属原子を含みかつ金属原子の少なくとも一部へ結合した複数の有機分散剤分子を有し、金属原子が約１５０重量ｐｐｍを超える濃度を有することを特徴とする、濃縮コロイド状金属組成物。
【請求項２５】
金属原子の濃度は、約２００重量ｐｐｍを超えることを特徴とする、請求項２４に記載の濃縮コロイド状金属組成物。
【請求項２６】
金属原子の濃度は、約３００重量ｐｐｍを超えることを特徴とする、請求項２４に記載の濃縮コロイド状金属組成物。
【請求項２７】
約４．２５を超えるｐＨを有することを特徴とする、請求項２４に記載の濃縮コロイド状金属組成物。
【請求項２８】
約５を超えるｐＨを有することを特徴とする、請求項２４に記載の濃縮コロイド状金属組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒を製造するために使用されるコロイド状ナノ粒子の製造に関する。更に具体的に言えば、本発明は安定な濃縮コロイドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒状触媒は、多数の工業用途、例えば、精製、有機合成、精密化学品製造、および多数のその他の工業方法等の重要な成分である。これらの触媒化反応の多くは、貴金属、例えば、白金およびパラジウム等の使用を必要とする。使用される貴金属の所定量に対する製品収率を改善する高性能触媒を作製するために多くの努力が為されている。
【０００３】
高性能触媒を作製するための１つの技術は、金属塩および有機分散剤を使用して溶液中で粒子を形成することである。金属塩は溶媒に溶解され、有機作用剤と反応し、次いで、還元されて、溶媒中に分散したナノ粒子の形成を引き起こす。粒子は非常に小さく、例えば、１ミクロン未満であるので、分散した粒子はコロイドを形成する。コロイド状粒子は、一般的に、触媒支持体上に堆積される。
【０００４】
コロイド方法により触媒を作製する際の１つの問題は、金属の沈殿および凝集を防ぐために金属の濃度を低く保たねばならない点である。公知の製造技術を使用して濃縮コロイドを作製しようとすると、貴金属粒子の損失を招く。コロイドを濃縮すると粒子が不安定化し、粒子が凝集および／または沈殿を引き起こす。沈殿する粒子は高性能触媒として使用するには適さず、および／または支持体材料上に容易に堆積させることができない。
【０００５】
したがって、支持ナノ粒子触媒を製造するための現行方法は、金属粒子の希釈濃度を有する金属コロイドを使用する。低濃度金属コロイドは、相対的に多量の溶媒の必要性のために使用することがいささか難しい。このコロイドが船で輸送される場合、溶媒の過剰重量および容量は輸送コストを著しく増加させる。更に、過剰の溶媒は除去されねばならないので粒子を支持体材料へ適用するのが更に難しく、費用が掛かる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、金属ナノ粒子を含む安定な濃縮コロイドの製造方法を提供する。安定化濃縮コロイドは、金属イオンおよび有機作用剤から製造される。金属イオンおよび有機作用剤との間で形成する錯体は、次いで、還元剤を使用して還元される。還元剤は、金属原子を還元し、混合物中で形成されるナノ粒子の安定性を改善するために少なくとも３０分間反応混合物へ適用される。好ましくは、反応混合物のｐＨは、初めは少なくとも約４．２５である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のナノ粒子の製造方法は、一般的に、（ｉ）複数の触媒金属原子を用意する工程、（ｉｉ）複数の有機作用剤分子を用意する工程であって、各有機作用剤分子が、金属原子と結合することのできる少なくとも１つの官能基を含む工程、（ｉｉｉ）溶媒中で金属原子と有機作用剤分子とを反応させて、複数の錯化金属原子を含み、少なくとも約４．２５のｐＨを有する混合物を形成する工程、および（ｉｖ）混合物中で錯化金属原子を少なくとも３０分を超える期間の間還元剤を使用して還元し、混合物中で安定なコロイド状ナノ粒子を形成する工程を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
有機分散剤は、触媒原子へ結合することのできる少なくとも１つの官能基を含む。有機分散剤は、また、支持体材料と結合するための１つまたは複数の官能基を含むこともできる。触媒原子および／または支持体材料と結合するための適当な官能基の例としては、ヒドロキシル、カルボキシル、カルボニル、アミン、アミド、ニトリル、遊離した孤立電子対を持つ窒素、アミノ酸、チオール、スルホン酸、ハロゲン化スルホニル、およびハロゲン化アシルの１つまたは複数が挙げられる。好ましい実施形態では、有機分散剤はポリアクリル酸またはポリアクリレート塩である。
【０００９】
延長された期間で錯化金属イオンを還元することによりもたらされるコロイドの安定化は、還元が２０分以内で完了することが予想されるので驚くべきことであり、予期せぬことである。３０分を超える期間で金属原子を還元することは、凝集の原因となることができる部分的に還元された金属原子（即ち、カチオン金属原子）を除去することにより、反応中に形成される金属粒子を安定化することができるものと考えられる。約４．２５を超え、更に好ましくは、４．７５を超え、最も好ましくは、５．０を超えるｐＨ水準で、３０分以上の間還元剤で処理された錯化金属原子は凝集する傾向がなく、それによって金属原子および／またはナノ触媒粒子の沈殿を減少させる。
【００１０】
コロイドの安定性は、更に濃縮された形態でのコロイドを製造する能力にプラス効果を有する。粒子形成はプロトンを発生するので、金属原子の更に濃縮された混合物は低ｐＨを持つコロイドを生じる。金属の希釈溶液では、溶媒は、プロトン濃度の増加を更に容易に緩衝することができる。しかしながら、本発明による延長された還元期間で金属原子を安定化することにより、低ｐＨ水準で安定なコロイドが達成できる。
【００１１】
本発明のこれらのおよびその他の利点および特徴は、以下の説明および以降で示される添付の特許請求の範囲から更に完全に明らかとなる。
【００１２】
Ｉ．序論
本発明は、金属ナノ粒子を含む金属コロイド、このコロイドの製造方法、およびこれらから製造される支持ナノ触媒に関する。金属含有コロイドの製造方法は、一般的に、溶液中で複数の金属イオンおよび複数の有機作用剤分子を反応させて、約４．２５を超えるｐＨを有する混合物中で金属錯体を形成する工程を含む。金属錯体は少なくとも３０分間還元されて安定なコロイド状ナノ粒子を形成する。延長された還元時間は、短い還元時間と比較して、コロイド状粒子の安定性を改善する。コロイド状粒子の安定性は、高濃度の金属を持つコロイドを可能にする。
【００１３】
本発明の目的に対して、「粒径」という用語は平均粒径を意味し、「ナノ粒子」とは、約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの粒径を有する粒子を意味する。
【００１４】
ＩＩ．金属含有コロイドおよび支持触媒を作製するために使用される成分
Ａ．触媒的金属イオン
有機作用剤分子を伴う錯体を形成するために反応することのできる任意の金属または金属の群は、本発明によるコロイドを形成するために使用することができる。触媒的金属は、主要な触媒活性を示すことができ、または促進剤もしくは調整剤として使用することができる。例示的金属としては、貴金属、基本遷移金属、および希土類金属が挙げられる。
【００１５】
触媒活性を示すことができる基本遷移金属の例としては、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム、モリブデン、スズ、アンチモン、タングステン等が挙げられるがこれらに限定されない。これらは、単独で、互いに種々の組合せで、またはその他の元素、例えば、貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、または非金属等との組合せで使用されてもよい。
【００１６】
触媒活性を示す、白金族とも称される貴金属の例としては、白金、パラジウム、イリジウム、金、オスミウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム等が挙げられる。これらは、単独で、互いに種々の組合せで、またはその他の元素、例えば、基本遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、または非金属等との組合せで使用されてもよい。
【００１７】
触媒活性を示す希土類金属の例としては、ランタンおよびセリウムが挙げられるがこれらに限定されない。これらは、単独で、互いに種々の組合せで、またはその他の元素、例えば、基本遷移金属、貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または非金属等との組合せで使用されてもよい。
【００１８】
場合により、非遷移金属を、また、一般的に、促進剤または調整剤として含むこともできる。適当な非遷移金属としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属、例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム等、ならびにリン、硫黄、酸素、およびハロゲン化物等の非金属が挙げられる。
【００１９】
Ｂ．有機分散剤および有機分散剤分子
分散剤または有機作用剤とも称される有機分散剤は、所望のサイズ、安定性、および／または均一性を有するナノ触媒粒子の形成を促進するために選択される。分散剤分子は金属イオンと反応して、金属イオンと錯化したリガンドを形成する。
【００２０】
金属イオンを結合するのに適した分散剤としては、種々の小さな有機分子、ポリマーおよびオリゴマーが挙げられる。分散剤は相互に作用して、適当な溶媒またはキャリヤー内で溶解したまたは分散した金属イオンと結合する。結合は、イオン結合、共有結合、ファンデルワールス相互作用／結合、孤立電子対結合、または水素結合を含めた、種々の適当なメカニズムを介して起こすことができる。
【００２１】
分散剤分子および金属イオンとの間の結合を与えるために、分散剤分子は１つまたは複数の適当な官能基を含む。１つの実施形態では、官能基は、炭素よりも更に電気陰性で、１つまたは複数の電子を提供して金属イオンとの結合または引力を形成することのできる少なくとも１つの、電子に富む原子に結合した炭素原子を含む。好ましい分散剤は、金属イオンを錯化するために使用することのできる電荷あるいは１つまたは複数の孤立電子対を有する官能基を含む。これらの官能基は、分散剤が金属イオンと強力な結合相互作用を持つことを可能にする。
【００２２】
例示的実施形態では、分散剤の官能基は、ヒドロキシル、カルボキシル、カルボニル、アミン、アミド、ニトリル、遊離した孤立電子対を持つ窒素、アミノ酸、チオール、スルホン酸、ハロゲン化スルホニル、およびハロゲン化アシルの群から選択される１つまたは複数のメンバーを含む。分散剤は、１官能、２官能、または多官能であることができる。
【００２３】
適当な１官能分散剤の例としては、アルコール、例えば、エタノールおよびプロパノール等、およびカルボン酸、例えば、ギ酸および酢酸等が挙げられる。有用な２官能分散剤としては、シュウ酸、リンゴ酸、マロン酸、マレイン酸、琥珀酸等の二酸；エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール等の二価アルコール；グリコール酸、乳酸等のヒドロキシ酸が挙げられる。有用な多官能分散剤としては、グルコース等の糖類、クエン酸、ＥＤＴＡ、ペクチン、セルロース等の多官能カルボン酸が挙げられる。その他の有用な分散剤としては、エタノールアミン、メルカプトエタノール、２−メルカプトアセテート、アミノ酸、例えば、グリシン等、およびスルホン酸、例えば、スルホベンジルアルコール、スルホ安息香酸、スルホベンジルチオール、およびスルホベンジルアミン等が挙げられる。分散剤は更に無機成分（例えば、ケイ素を基にしたもの）を含んでもよい。
【００２４】
本発明の範囲内の適当なポリマーおよびオリゴマーとしては、ポリアクリレート、ポリビニルベンゾエート、ポリビニルスルフェート、スルホン化スチレンを含めたポリビニルスルホネート、ポリビスフェノールカーボネート、ポリベンズイミダゾール、ポリピリジン、スルホン化ポリエチレンテレフタレートが挙げられるがこれらに限定されない。その他の適当なポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。
【００２５】
分散剤の特徴に加えて、また、触媒懸濁液中の分散剤対触媒原子のモル比を調節することが有利であり得る。更に有用な測定は、分散剤官能基および触媒原子間のモル比である。例えば、二価金属イオンの場合、１価官能基の２モル当量が、理論的化学量論比を与えるために必要である。一般的に、分散剤官能基対触媒原子のモル比は、好ましくは、約０．００１：１から約５０：１の範囲である。過酸化水素触媒では、この比は、約０．５：１から約４０：１の範囲、更に好ましくは、約１：１から約３５：１の範囲、最も好ましくは、約３：１から約３０：１の範囲が有利である。
【００２６】
分散剤の使用は、非常に小さくて均一なナノ粒子の形成を可能にする。一般的に、分散剤の存在下で形成されるナノ触媒粒子は、好ましくは、大きさで約２０ｎｍ未満である。幾つかの場合では、ナノ触媒粒子は原子的に分散されてもよい。ナノ触媒粒子は、更に好ましくは、約１５ｎｍ未満、最も好ましくは、約１０ｎｍ未満の平均粒径を有する。
【００２７】
最後に、支持体材料上のナノ触媒粒子の所望の安定性によって、分散剤は、支持体材料と結合して（例えば、共有結合）、支持体材料へナノ触媒粒子および／または原子をしっかりと固定する、または拘束するために選択することができる。分散剤は固定化の不存在下でナノ触媒粒子の凝集を阻害する能力を有するが、ナノ触媒粒子を、リガンドを介して支持体材料へ化学的に結合することは、凝集を防ぐために特に有効なメカニズムである。
【００２８】
支持体と結合するための適当な官能基は、金属イオンへ結合するのに適しているものと同じタイプの官能基である。しかしながら、分散剤分子は、支持体への結合およびまた金属イオンへの結合のための異なる官能基を有することもできる。
【００２９】
Ｃ．溶媒および化学的調整剤
金属イオンは、触媒支持体材料に適用できる溶液中で調製される。溶液は、水および有機溶媒を含めて種々の溶媒を含むことができる。溶媒は、金属イオンおよび分散剤分子の相互作用のための溶液を用意することにより触媒形成に関与する。適当な溶媒としては、水、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロピルアルコール、アセトニトリル、アセトン、テトラヒドロフラン、エチレングリコール、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、塩化メチレンおよびこれらの混合物等が挙げられる。
【００３０】
その他の化学的調整剤は、また、液体混合物に含まれてもよい。例えば、酸および塩基は、混合物のｐＨを調整するために添加されてもよい。また、固体材料として酸および塩基を添加することも可能である。例えば、塩基または酸官能基を有するイオン交換樹脂が使用できる。固体材料は、遠心分離および濾過等の簡単な技術を使用して最終コロイドから容易に分離することができる。界面活性剤は混合物の表面張力を調整するため、またはナノ粒子を安定化するために添加されてもよい。
【００３１】
Ｄ．還元剤
還元剤は金属イオンを低酸化状態へ還元するために使用される。金属イオンを還元することのできる任意の化合物が使用できる。好ましい実施形態では、還元剤は水素である。その他の適した還元剤としては、小さな有機分子、例えば、ホルムアルデヒド、フマール酸、メタノール、エチレン、ならびに水素化リチウムアルミニウムおよび水素化ホウ素ナトリウム等の水素化物等が挙げられる。
【００３２】
Ｅ．支持体材料
ナノ触媒粒子は支持体材料上で堆積および／または形成される。支持体は有機または無機であってもよい。それは化学的に不活性であってもよく、またはナノ触媒に対して触媒官能補完的に役立ってもよい。支持体は種々の物理的形態で存在してもよい。それは多孔性または非多孔性であってもよい。それは、粉末、顆粒、錠剤または押出し物等の三次元構造であってもよい。支持体は、フィルム、膜、またはコーティング等の二次元構造であってもよい。それは、細い繊維等の一次元構造であってもよい。
【００３３】
支持体材料の１つの類としては、多孔性無機材料、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、キーゼルグール、珪藻土、ベントナイト、粘土、ジルコニア、マグネシア、金属酸化物、ゼオライト、および炭酸カルシウム等が挙げられる。支持体のその他の有用な類としては、炭素を基にした材料、例えば、カーボンブラック、活性炭、グラファイト、フッ素化炭素等が挙げられる。その他の支持体としては、ポリマーおよびその他の無機固体、金属、および金属合金が挙げられる。
【００３４】
ナノ触媒粒子は、支持体材料上で広範囲の負荷内で堆積することができる。負荷は支持ナノ触媒粒子の約０．０１重量％から約７０重量％の範囲、更に好ましくは、約０．１％から約２５％の範囲であることができる。支持体材料が多孔性である場合は、少なくとも約２０ｍ２／ｇの表面積が好ましく、更に好ましくは、少なくとも約５０ｍ２／ｇである。
【００３５】
ＩＩＩ．コロイドおよび支持ナノ触媒の作製方法
本発明によるコロイドの製造方法は、次の通り大まかに纏めることができる。初めに、触媒金属原子の１つまたは複数のタイプ（例えば、粉砕状態の金属またはイオン化金属塩の形態で）および分散剤分子の１つまたは複数のタイプ（例えば、カルボン酸塩の形態で）が選択される。金属原子および分散剤分子は溶媒に溶解され、反応して複数の錯化金属原子を形成する。溶媒、触媒金属原子、および分散剤分子は、得られる混合物が少なくとも約４．２５、更に好ましくは、少なくとも約４．７５、最も好ましくは、少なくとも約５．０のｐＨを有する様に選択される。代替実施形態では、ｐＨは約４．２５から約７．０、更に好ましくは、約５．５から約６．０の範囲である。
【００３６】
好ましい実施形態では、金属原子は、溶液中でハロゲン塩（例えば、塩化パラジウム）として与えられる。この実施形態では、金属ハロゲン塩の溶液は、好ましくは、低濃度の無機酸、例えば、ＨＣｌ等を有する。好ましくは、金属塩溶液中の酸の重量割合は約１５％未満、更に好ましくは、約１０％未満である。低い酸濃度を伴う貴金属塩の溶液は調製すること、あるいは市販品として購入することができる（例えば、７％ｗ／ｗ遊離酸（ＨＣｌとして）を伴うパラジウム溶液は、Ｃｏｌｏｎｉａｌ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｃｏ．から購入することができる）。ハロゲンは、過酸化水素の製造で使用される装置を腐食することがあるので、触媒混合物中のハロゲンイオンの量を最小限にすることもまた有利である。
【００３７】
金属原子が有機作用剤と一緒に錯化されると、錯化金属原子が還元剤で還元され、溶媒中に分散した複数のナノ触媒粒子を形成し、それによってコロイドを形成する。溶液は延長された期間の間（例えば、少なくとも３０分）還元剤に曝露され、著しい沈殿を引き起こすことなく更に濃縮することができる様にコロイドの安定性を改善する。好ましい実施形態では、還元は少なくとも１時間、更に好ましくは、少なくとも２時間、最も好ましくは、少なくとも６時間行われる。
【００３８】
本発明の最終コロイド中の金属の濃度は、延長された還元時間を使用して安定化されていないコロイドと比較して増加することができる。例示的実施形態では、本発明のコロイド中の金属の最終濃度は、好ましくは、約１５０重量ｐｐｍを超え、更に好ましくは、約２００重量ｐｐｍを超え、最も好ましくは、約３００重量ｐｐｍを超える。
【００３９】
コロイド中の金属の濃度は、溶媒対金属イオンの比の結果である。溶媒の量を増加すれば金属濃度は減少し、溶媒の量を減少すれば金属濃度は増加する。本発明の方法では、金属濃度は、所望の濃度比を与える金属対溶媒の初期比を選択することにより与えることができ、あるいはまた、金属対溶媒の比は、ナノ粒子が溶媒の一部を除去することによって形成された後に増加することができる。これらの実施形態の両方の組合せも実行することができる。
【００４０】
第一の実施形態では、コロイドは完全な濃度で（即ち、金属の濃度が最終濃度に近いか同じである）で調製される。金属原子、有機分散剤、溶媒、およびその他の成分は、コロイドが金属の所望の最終濃度（例えば、１５０重量ｐｐｍ）を有する様に、適当量の溶媒中で一緒に混合される。代替実施形態では、コロイド状粒子は低濃度で形成され、次いで、溶媒の一部が除去され（例えば、蒸発で）、所望の最終濃度まで金属濃度を増加することができる。濃縮形態でコロイドを調製することは、完全な濃度でコロイドを調製することが、コロイドを濃縮する費用を回避するので、粒子形成後にコロイドを濃縮するよりも有利であり得る。
【００４１】
ＩＶ．実施例
以下の実施例は、金属ナノ粒子を含む濃縮コロイドを作製するための配合を提供する。実施例での配合は、Ｐｄ２＋溶液、Ｐｔ４＋溶液、およびポリアクリレート溶液を使用して調製した。
【００４２】
７．１３％（ｗ／ｗ）の遊離酸（ＨＣｌとして）を含む、１４．３４％（ｗ／ｗ）パラジウム溶液を調製した。（この溶液は、また、Ｃｏｌｏｎｉａｌ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｃｏ．から直接購入することもできる）。０．２６１４ｇのＨ２ＰｔＣｌ６と１０００ｍｌの脱イオン水とを混合して、０．０１０重量％の白金溶液を調製した。１５ｇの４５重量％ポリアクリル酸ナトリウム塩溶液（ＭＷ、約１２００）を、脱イオン水で１００ｇの合計重量まで希釈して６．７５重量％のテンプレート剤を調製した。
【実施例１】
【００４３】
６１１ｐｐｍ濃縮コロイド
実施例１は、本発明による、６１１重量ｐｐｍの金属濃度を持つコロイドの作製方法を説明する。２．５０８ｇの１４．３４％パラジウム溶液、７２ｍｌの０．０１０％Ｐｔ溶液、および６０ｍｌの６．７５％ポリアクリル酸溶液を一緒に混合し、脱イオン水で６００ｍｌまで希釈した。溶液を、窒素で、１００ｍｌ／分で２時間、次いで、水素で一晩中（約１２時間）パージした。水素パージの約７分後に、混合物の色が暗い琥珀色から真黒へ変化する。混合物の表面に薄い鏡の様な膜が形成されたが、２０分〜１時間の還元を続けると消えてしまった。延長された還元後には、沈殿の目に見える兆候は全く存在せず、コロイドは、目に見える沈殿が全くないまま、１カ月を超える間放置された。コロイドのｐＨは５．８４であった。
【実施例２】
【００４４】
１２２２ｐｐｍ濃縮コロイド
実施例２は、本発明による、１２２２重量ｐｐｍの金属濃度を持つコロイドの作製方法を説明する。実施例２は、２．５０８ｇの１４．３４％パラジウム溶液、７２ｍｌの０．０１０％Ｐｔ溶液、および６０ｍｌの６．７５％ポリアクリル酸溶液を一緒に混合し、脱イオン水で３００ｍｌまで希釈した以外は、実施例１で説明した手順を使用して調製した。延長された還元後には、沈殿の目に見える兆候は全く存在せず、コロイドは、目に見える沈殿が全くないまま、１カ月を超える間放置された。コロイドのｐＨは５．７７であった。
【００４５】
本発明は、その精神または本質的特徴から逸脱することなくその他の特定の形態で具体化されてもよい。記載された実施形態は、全て、例示的であるが限定的ではないものとしてのみ考慮されるべきものである。本発明の範囲は、したがって、前述の説明によるよりもむしろ添付の特許請求の範囲により示される。特許請求の範囲の均等の意味および範囲内に入る全ての変化はこれらの範囲内に包含されるべきものである。
【国際調査報告】
2009530503.tif 000002