(57)【要約】【課題】プラズマ照射による金属微粒子の肥大化等の問題が抑制された金属微粒子の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】アルカリ金属塩化物を含有する第１の金属溶融塩にプラズマを照射してアルカリ金属イオンを還元してアルカリ金属を生成させ、アルカリ金属が分散した第２の金属溶融塩を調製する工程、及び、第２の金属溶融塩と目的金属イオンを含有する第３の金属溶融塩とを混合して目的金属イオンの金属微粒子を生成させ、目的金属の微粒子を含有する第４の金属溶融塩を調製する工程、を包含する金属微粒子の製造方法。アルカリ金属の作用によって、微粒子化のターゲットとなる金属イオンが還元されて金属微粒子となる。【効果】目的金属イオンにプラズマを照射する必要がないため、生成した金属微粒子のプラズマ照射による肥大化が防止できる。【選択図】図１
2008291340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属溶融塩中の金属イオンを金属微粒子化する金属微粒子の製造方法であって、
アルカリ金属塩化物を含有する第１の金属溶融塩にプラズマを照射してアルカリ金属イオンを還元してアルカリ金属を生成させ、アルカリ金属が分散した第２の金属溶融塩を調製する工程、及び
第２の金属溶融塩と目的金属イオンを含有する第３の金属溶融塩とを混合して目的金属イオンの金属微粒子を生成させ、目的金属の微粒子を含有する第４の金属溶融塩を調製する工程、
を包含する金属微粒子の製造方法。
【請求項２】
さらに、第４の金属溶融塩を急冷する工程を包含する請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記アルカリ金属塩化物がLiCl、NaCl及びKClからなる群から選択される少なくとも１種であり、第３の金属溶融塩がIA、IIA又はIIB属に属する金属のハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩及び脂肪酸塩からなる群から選択される少なくとも１種の金属塩を含む溶融塩である請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
第２の金属溶融塩と第３の金属溶融塩との混合が回転羽根及び超音波の少なくとも１種による撹拌である請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
第４の金属溶融塩を急冷する工程が、第４の金属溶融塩を回転円盤又は回転円筒表面に滴下するものである請求項２〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
第１及び第３の金属溶融塩が該金属溶融塩を構成する金属塩の粉体を熱溶融して調製されるものである請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記工程の一つ又は二つ以上が不活性ガス雰囲気下で行われるものである請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
アルカリ金属塩化物を含有する第１の金属溶融塩及び第１の金属溶融塩にプラズマ照射して生成するアルカリ金属を含有する第２の金属溶融塩を収容するための第１の容器、
第１の容器に収容された第１の金属溶融塩にプラズマ照射可能に設置されたプラズマ照射装置、目的金属イオンを含有する第３の金属溶融塩を収容するための第２の容器、
第２の金属溶融塩及び第３の金属溶融塩を混合し第４の金属溶融塩とするための第３の容器、
第１の容器に収容された第２の金属溶融塩を第３の容器に供給するための第１の流路、
第２の容器に収容された第３の金属溶融塩を第３の容器に供給するための第２の流路、
第３の容器に収容された第４の金属溶融塩を冷却装置に供給するための第３の流路、及び
第４の金属溶融塩を冷却するための冷却装置、
を含む金属微粒子製造システム。
【請求項９】
第３の容器が回転羽根及び超音波の少なくとも１種である撹拌装置を備えた容器である請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
冷却装置が回転円盤又は回転円筒であって、第３の流路から供給される第４の金属溶融塩が該回転円盤又は回転円筒上に落下する構成である請求項８又は９に記載のシステム。
【請求項１１】
プラズマ照射装置が、第１の容器と第１の流路との接合部近傍にある第１の容器に収容された金属溶融塩を照射可能に設置された請求項８〜１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
第１の容器に第１の金属溶融塩を構成する金属塩粉末を供給可能に設置された金属塩粉末収容用の第１０の容器、及び
第２の容器に第３の金属溶融塩を構成する金属塩粉末を供給可能に設置された金属塩粉末収容用の第１１の容器、
を備えた請求項８〜１１のいずれかに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子化のターゲットとなる金属イオンを含有する金属溶融塩とアルカリ金属粒子を含有する金属溶融塩を混合することによってターゲット金属の微粒子を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、微粒子化を予定した目的金属のハロゲン化物を含む溶融塩にプラズマ照射を行うことによって、放電電子により目的金属のイオンが還元されてミクロン〜ナノサイズの目的金属の微粒子を得る方法（プラズマ誘起電解）が知られている（例えば、非特許文献１、２）。このプラズマ誘起電解により生成した金属微粒子は、溶融塩浴中に放電終了までの長時間保持され、放電終了後に溶融塩を冷却固化し、その後、蒸留水で繰り返し洗浄され、真空乾燥を経て、乾燥粉末として回収されていた。この方法では、プラズマ照射初期に溶融塩中に生成した目的金属の微粒子はプラズマ照射と該照射に起因する高温条件にさらされ、徐々に粒子径が大きくなる。プラズマ照射は一般的にルツボ中の所定金属のイオン当量に等しい電気量まで継続されるので、照射時間が長時間となり、照射初期に生成した金属微粒子は時間の経過とともに成長し、大きくなってしまう。このため、よりサイズの小さい金属微粒子の比率を高くすることが求められていた。
【０００３】
このため、プラズマ誘起電解では、溶融塩をルツボより連続的に定量オーバーフローさせ、オーバーフロー中の目的金属イオン量に匹敵する電流値でプラズマ照射を行うことにより、金属微粒子に対するプラズマ照射を減じ、金属微粒子の肥大化を抑制する、連続製造法が試みられている。連続製造法は、生成微粒子の放電場滞留時間が短いため、50ナノメートル前後の微粒子が得られるとされている。しかしながら、放電場では、プラズマによるアルカリ金属の還元反応、生成アルカリ金属による所定金属イオンの還元反応、プラズマの熱効果による溶融塩の対流、沸騰などが同時に起こり、3000℃にも達するプラズマ炎が存在し、金属に対し激しい腐食性を示すなど、状況の計測、観察、制御などが極めて困難であった。このような環境では、生成金属粒子の一部が容器やラインに付着し、結果としてさらなるプラズマ照射を受けて成長することとなり、金属粒子肥大化の結果としてオーバーフローラインの閉塞がおこる。このため、連続製造法では、長時間の安定的な金属微粒子製造が困難であり、さらにまた、製造装置に付着した金属粒子の除去等のメンテナンスも大変であり、現実的ではなかった。
【非特許文献１】溶融塩化物系での放電電解によるＮｉ微粒子の形成、河村博行、森谷公一、伊藤靖彦、粉体及び粉末冶金、第４５巻、第１２号、ｐ１１４２、１９９８
【非特許文献２】Discharge electrolysis in molten chloride: formation of fine silver particles, H. Kawamura, K. Moritani and T. Ito, Plasmas & Ions, 1, p29, 1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、プラズマ照射による金属微粒子の肥大化が抑制された金属微粒子の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、微粒子化を目的とした金属のイオンを含有する金属溶融塩とアルカリ金属の分散した金属溶融塩とを混合することによって、アルカリ金属の作用によって目的金属イオンが還元されて金属微粒子となることを見出し、本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明は下記の金属微粒子の製造方法及び製造システムを提供するものである。
項１．金属溶融塩中の金属イオンを金属微粒子化する金属微粒子の製造方法であって、
アルカリ金属塩化物を含有する第１の金属溶融塩にプラズマを照射してアルカリ金属イオンを還元してアルカリ金属を生成させ、アルカリ金属が分散した第２の金属溶融塩を調製する工程、及び
第２の金属溶融塩と目的金属イオンを含有する第３の金属溶融塩とを混合して目的金属イオンの金属微粒子を生成させ、目的金属の微粒子を含有する第４の金属溶融塩を調製する工程、
を包含する金属微粒子の製造方法。
項２．さらに、第４の金属溶融塩を急冷する工程を包含する項１に記載の製造方法。
項３．前記アルカリ金属塩化物がLiCl、NaCl及びKClからなる群から選択される少なくとも１種であり、第３の金属溶融塩がIA、IIA又はIIB属に属する金属のハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩及び脂肪酸塩からなる群から選択される少なくとも１種の金属塩を含む溶融塩である項１又は２に記載の製造方法。
項４．第２の金属溶融塩と第３の金属溶融塩との混合が回転羽根及び超音波の少なくとも１種による撹拌である項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
項５．第４の金属溶融塩を急冷する工程が、第４の金属溶融塩を回転円盤又は回転円筒表面に滴下するものである項２〜４のいずれかに記載の製造方法。
項６．第１及び第３の金属溶融塩が該金属溶融塩を構成する金属塩の粉体を熱溶融して調製されるものである項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
項７．前記工程の一つ又は二つ以上が不活性ガス雰囲気下で行われるものである項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
項８．
アルカリ金属塩化物を含有する第１の金属溶融塩及び第１の金属溶融塩にプラズマ照射して生成するアルカリ金属を含有する第２の金属溶融塩を収容するための第１の容器、
第１の容器に収容された第１の金属溶融塩にプラズマ照射可能に設置されたプラズマ照射装置、目的金属イオンを含有する第３の金属溶融塩を収容するための第２の容器、
第２の金属溶融塩及び第３の金属溶融塩を混合し第４の金属溶融塩とするための第３の容器、
第１の容器に収容された第２の金属溶融塩を第３の容器に供給するための第１の流路、
第２の容器に収容された第３の金属溶融塩を第３の容器に供給するための第２の流路、
第３の容器に収容された第４の金属溶融塩を冷却装置に供給するための第３の流路、及び
第４の金属溶融塩を冷却するための冷却装置、
を含む金属微粒子製造システム。
項９．第３の容器が回転羽根及び超音波の少なくとも１種である撹拌装置を備えた容器である項８に記載のシステム。
項１０．冷却装置が回転円盤又は回転円筒であって、第３の流路から供給される第４の金属溶融塩が該回転円盤又は回転円筒上に落下する構成である項８又は９に記載のシステム。
項１１．プラズマ照射装置が、第１の容器と第１の流路との接合部近傍にある第１の容器に収容された金属溶融塩を照射可能に設置された項８〜１０のいずれかに記載のシステム。
項１２．第１の容器に第１の金属溶融塩を構成する金属塩粉末を供給可能に設置された金属塩粉末収容用の第１０の容器、及び
第２の容器に第３の金属溶融塩を構成する金属塩粉末を供給可能に設置された金属塩粉末収容用の第１１の容器、
を備えた項８〜１１のいずれかに記載のシステム。
【０００７】
本発明によれば、目的金属イオンにプラズマを照射する必要がないため、生成した金属微粒子のプラズマ照射による肥大化が防止できる。一方、従来のプラズマ誘起電解では、目的金属イオン或いは生成した金属微粒子にプラズマ照射していたため、金属微粒子が肥大化していた。さらに、プラズマ照射による高温条件によって、生成した金属微粒子が凝結し、さらには溶融塩が飛び散り金属微粒子が装置内に付着していた。本発明ではこれらの問題点が抑制される。
【０００８】
本発明者は、アルカリ金属溶融塩に対するプラズマ照射により生成したアルカリ金属は溶融塩中で非常に小さい液滴（ミスト）の形態となり、このアルカリ金属を含有する溶融塩を目的金属のイオンを含有する溶融塩と混合することによって、アルカリ金属が目的金属のイオンに作用し、目的金属の微粒子を生成させると考えている。また、プラズマ照射によって生じるアルカリ金属はその融点（例えば100℃以下）が溶融塩の融点（例えば350℃）よりも低いことから、液滴（ミスト）の形態となって液体としての挙動を示すため、従来法のプラズマ照射による固体粒子の肥大化に起因する流路の閉塞等の問題を抑制できる。
【０００９】
以下、図１を参照して、本発明をより詳細に説明する。
図１は、本発明の製造システムの好適な一例の概略図を示すものである。本システムの概要は次のとおりである。第１の原料サイロＳ１は粉体供給装置（図示せず）を備え、該サイロ中の原料粉体を加熱装置（図示せず）を備えた第１の容器Ｖ１に供給可能に設置される。同様に、第２の原料サイロＳ２も粉体供給装置（図示せず）を備え、該サイロ中の原料粉体を加熱装置（図示せず）を備えた第２の容器Ｖ２に供給可能に設置される。また、第１及び第２の容器には各々第１の流路Ｆ１及び第２の流路Ｆ２が接合されている。第１及び第２の容器に収容される液体が一定量以上となるとオーバーフローにより（或いは容器を傾けることにより）、該液体が、各々第１及び２の流路により、加熱装置（図示せず）及び撹拌羽根ＭＸ１を備えた第３の容器Ｖ３に供給される。第１の容器Ｖ１の上部にはプラズマ照射装置Ｐ１が設置され、該照射装置Ｐ１は第１の容器の第１の流路Ｆ１との接合部近傍に存在する収容液体を照射可能となっている。第３の容器Ｖ３には第３の流路Ｆ３が接合されている。第３の容器Ｖ３に収容される液体が一定量以上となるとオーバーフローにより（或いは容器を傾けることにより）、該液体が第３の流路Ｆ３により、冷却器Ｃ１に供給される。
【００１０】
第１の原料サイロＳ１からは金属塩粉末が第１の容器Ｖ１に供給される。供給された金属塩粉末は第１の容器において加熱溶融され第１の金属溶融塩ＭＳ１となる。第１の金属溶融塩ＭＳ１は、アルカリ金属塩化物を含有する溶融塩であればよく、アルカリ金属塩化物の溶融塩のみであっても、アルカリ金属塩化物と他の金属塩の溶融塩であってもよい。したがって、第１の原料サイロＳ１は、第１の金属溶融塩ＭＳ１を構成する金属塩粉末を収容するものであることが好適である。アルカリ金属塩化物としては、LiCl、NaCl、KCl又はこれらの組み合わせが好ましい。第１の金属溶融塩を構成する他の金属塩としては、プラズマ誘起電解の分野で利用される金属塩が広く利用でき、例えばKF，NaF，CaCl2が挙げられる。第１の金属溶融塩ＭＳ１がアルカリ金属塩化物及び他の金属塩とから構成される場合、第１の金属溶融塩ＭＳ１中におけるアルカリ金属塩化物の含有量は、後述の第３の金属溶融塩ＭＳ３に混合された際に目的金属のイオンを金属微粒子化できる量であれば特に制限されない。通常、上記塩化物及び該塩化物の混合物が使用される。
【００１１】
第１の金属溶融塩ＭＳ１はプラズマ照射装置Ｐ１によりプラズマ照射される。プラズマ照射によって、第１の金属溶融塩ＭＳ１中のアルカリ金属イオンは還元されて液滴（ミスト）状のアルカリ金属となる。このアルカリ金属を含有する金属溶融塩を第２の金属溶融塩ＭＳ２と称する。第２の金属溶融塩ＭＳ２は、第１の金属溶融塩ＭＳ１のうちプラズマ照射される部分に多く存在し、図１では第１の流路Ｆ１への入り口近傍に第２の金属溶融塩ＭＳ２が多く存在することとなる。第２の金属溶融塩ＭＳ２はプラズマ照射されてアルカリ金属を生成後、直ちに第１の流路Ｆ１を経て第３の容器Ｖ３に供給されることが好ましい。第２の金属溶融塩ＭＳ２が第１の容器Ｖ１内に長時間存在し、プラズマ照射時間が長時間となると、生成するアルカリ金属ミストのサイズが大きくなり、また、金属ミスト同士が衝突してミストサイズが大きくなることがある。さらに、プラズマ照射による高温条件によってアルカリ金属が酸化、蒸散する可能性もある。アルカリ金属ミストのサイズが小さいと表面積が大きく、均一分散性に優れるため、第３の容器Ｖ３内で目的金属のイオンを微粒子化する作用に優れ、微細な粒子が得られることとなる。
【００１２】
また、第２の原料サイロＳ２からは金属塩粉末が第２の容器Ｖ２に供給される。供給された金属塩粉末は第２の容器において加熱溶融され第３の金属溶融塩ＭＳ３となる。したがって、第２の原料サイロＳ２は、第３の金属溶融塩ＭＳ３を構成する金属塩粉末を収容するものであることが好適である。
【００１３】
第３の金属溶融塩ＭＳ３は、後に微粒子化される金属イオン（目的金属イオン）を含有する。目的金属としては、第２の金属溶融塩中のアルカリ金属ミストによって微粒子化されるものであれば良く、所望の金属を選択でき、特に限定されない。例えばAu，Ptなどの貴金属類、Ag，Cu などのアルカリ土属類、Fe，Ni，Co などの遷移金属類が挙げられ、これら１種単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。これらの目的金属は通常、塩の形態で溶融塩に添加される。塩としては、ハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、脂肪酸塩（例えば酢酸塩、シュウ酸塩、コハク酸塩等の炭素数１〜６の有機酸塩）等が例示される。第３の金属溶融塩ＭＳ３における目的金属イオンの含有量は、第２の金属溶融塩ＭＳ２に混合された際にアルカリ金属ミストによって微粒子化される量であれば特に制限されないが、通常ＭＳ３の0.1〜10mol％、好ましくは 0.5〜3 mol％である。
【００１４】
第３の金属溶融塩ＭＳ３を構成するその他の金属溶融塩は、プラズマ誘起電解の分野で利用される金属塩が広く利用でき、アルカリ金属塩であっても良い。その他の金属溶融塩は、目的金属イオンの溶解性、融点や、金属溶融塩の流動性、安定性などを考慮して適宜選択することができる。例えばIA、IIA又はIIB属に属する金属のハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、脂肪酸塩等が挙げられる。好ましくは、ＭＳ１と同一の金属塩、アルカリ金属の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩が挙げられ、これら１種単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。好適な金属塩は、目的金属種を考慮して適宜選択できる。
【００１５】
第３の金属溶融塩ＭＳ３は、第２の流路Ｆ２を経て第３の容器Ｖ３に供給される。第３の容器Ｖ３では、第１の流路Ｆ１を経て供給された第２の金属溶融塩ＭＳ２と第２の流路Ｆ２を経て供給された第３の金属溶融塩ＭＳ３とが混合される。混合された金属溶融塩は第４の金属溶融塩ＭＳ４と称する。第２の金属溶融塩ＭＳ２と第３の金属溶融塩ＭＳ３の混合比は、アルカリ金属ミストの平均径、量、目的金属イオン量等に応じて適宜選択することができるが、目的金属イオン量がアルカリ金属当量より僅かに少なめとすることが好ましい。本システムでは、撹拌羽根により混合するが、超音波照射、気泡撹拌などの公知の手段により混合することももちろん可能である。第３の金属溶融塩ＭＳ３中に含まれる目的金属イオンは、第２の金属溶融塩ＭＳ２中に含まれるアルカリ金属ミストの作用により、微粒子化される。したがって、第４の金属溶融塩ＭＳ４は目的金属の微粒子を含有する。目的金属の微粒子は非常に微細であることから、酸化されやすいため、本システムは不活性ガス存在下で行うことが好ましい。また、この酸化を抑制するため、目的金属の微粒子を含有する第４の金属溶融塩ＭＳ４は、第３の流路Ｆ３を経て直ちに冷却器Ｃ１に供給されることが好ましい。冷却器Ｃ１は公知の金属溶融塩を冷却する手段を広く利用できる。好ましくは、冷却された金属製円盤又は円筒体を回転させた回転円盤、回転円筒体である。また、金属溶融塩を水中に供給することにより冷却する方法なども利用できる。冷却器Ｃ１に供給された第４の金属溶融塩は、直ちに固化し、金属微粒子の酸化が抑制されることとなる。固化した金属溶融塩から金属微粒子を精製する方法は、従来のプラズマ誘起電解による金属微粒子製造方法において固化溶融塩から金属微粒子を分離又は精製する手段を広く利用できる。例えば、固化したＭＳ４を水中に投じ、金属微粒子以外のものを溶解し、遠心分離器により粒子−液を分離する方法である。また、各流路には必要に応じて加熱手段を備えさせることもできる。
【００１６】
また、図２の概略図に示されるように、本発明の別のシステムもまた好適である。本システムは、第１の流路Ｆ１により供給される第２の金属溶融塩ＭＳ２と第２の流路Ｆ２により供給される第３の金属溶融塩ＭＳ３とを混合しつつ流すための、必要に応じて加熱装置（図示せず）を備えた混合流路ＦＭ１を設け、本混合流路ＦＭ１中で第４の金属溶融塩ＭＳ４となし、金属微粒子を生成させ、混合流路ＦＭ１の出口に必要に応じて第４の流路Ｆ４を設け、混合流路ＦＭ１から供給される第４の金属溶融塩を冷却器Ｃ１で固化するものである。混合流路ＦＭ１は第４の金属溶融塩が垂直に流れるものが好適である。
【００１７】
前記両システムは、目的金属とアルカリ金属との反応性の高低によって使い分ける。
【００１８】
本発明により得られる金属微粒子の平均粒子径は通常10〜150ｎｍである。また、第１〜４の金属溶融塩の温度は、溶融金属塩の種類、目的金属イオンの熱安定性などに応じて適宜、各々別個に選択できる。また、各種金属溶融塩に接する容器、流路、混合流路等は耐熱性、溶融塩に対する耐食性、塩素ガスに対する耐食性等を考慮し、シリカ、アルミナ、ジルコニアなどを含有するセラミックスが好適である。特に高密度アルミナがコスト、耐食性の面で好適である。
【００１９】
一般に溶融塩を扱う装置には、信頼できるポンプ、バルブ、制御・計測機器等があまり知られていない。このため、上記の好適な製造システムは、原料金属溶融塩（第１及び３金属溶融塩）を金属塩粉末から調製し、金属溶融塩の移動には重力を用い、ポンプレス、バルブレスなシステムを実現している。しかしながら、金属溶融塩の使用に耐えるポンプ、バルブ、制御・計測機器等が利用可能であれば、これらを使用したシステムとすることももちろん可能である、そのような態様も本発明に包含される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、金属微粒子を連続的に製造できる。また、従来のプラズマ誘起電解による金属微粒子製造方法に比べ、安定的に長時間の運転が可能となる。また、第１及び２の金属溶融塩と、第３の金属溶融塩、第４の金属溶融塩を各々独立して温度制御できるため、熱安定性の低い金属塩（例えば KTaF6）を使用すること、高融点金属（例えばMo, W, V）の微粒子を製造することが容易となる。また、第２の金属溶融塩と第３の金属溶融塩との混合比率を適宜変更することが可能であることから、金属微粒子の粒子径を制御することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施例にて、より詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【実施例】
【００２２】
図３に概略図として示されたシステムを使用して参考例及び実施例を行った。
【００２３】
＜参考例１＞
MS１としてKCl及びLiClの等モル混合溶融塩を用いて、プラズマ放電量を様々に変化させてＶ１から排出されるＭＳ２をＦ１で採取し、これを冷却固化した。生じたフレーク状固体を純水に溶解し、１Ｎ塩酸で滴定し、ＭＳ２のフレーク状固体中のアルカリ金属量を分析し、プラズマ放電量との相関を求めた。結果を図４に示す。なお、ＭＳ１供給速度は２０ｍｏｌ／ｈであり、ＭＳ１温度は４２３℃である。
図４に示されたように、ＭＳ１にプラズマを照射する場合、７０％前後の効率でＭＳ２中に分散したアルカリ金属が採取出来ることが明らかになった。なお、電流効率は次式により求めた。
電流効率(%)＝（1秒間のアルカリ金属生成モル数×96500／放電電流値）×100
【００２４】
＜実施例１＞
KCl及びLiClの等モル混合溶融塩をＭＳ１とし、別途、KCl及びLiClの等モル混合溶融塩に目的金属イオンをNiCl3の形で添加した混合溶融塩をＭＳ３とし、図３のシステムに供した（ＭＳ１フィード量：１５mol/h、ＭＳ３フィード量：５mol/h、ＭＳ３中の目的金属イオン濃度：5mol%）。ＭＳ４を冷却器Ｃ１（ここでは回転円盤を使用した）にて急冷固化し、固化物を適量の純水に溶解し、若干量の界面活性剤（AOT）を添加した後、キシレンを添加し、ニッケル微粒子をキシレン相に抽出した。キシレン相中のニッケル微粒子を定量分析した。結果を図５に示す。また、プラズマ放電量を図５に示された所定量に変化させて同様にニッケル微粒子を定量分析した。プラズマ放電量とフィードした金属塩化物との比率から電流効率を求めた。結果を図５に示した。
さらに、目的金属イオンをCoCl3の形で添加した混合溶融塩をＭＳ３として使用し同様にしてコバルト微粒子を定量分析し、結果を図５に示した。
本システムにより、４０％以上の電流収率で金属ナノ粒子が得られることがわかる。
さらに、得られたコバルト微粒子のBET比表面積から微粒子の平均粒子径を求めたところ、放電電流５Ａの場合において28nmであった。また、同様にして求めたニッケル微粒子の平均粒子径は45nmであった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のシステムを表す概略図である。
【図２】本発明のシステムを表す概略図である。
【図３】本発明のシステムを表す概略図である。
【図４】参考例１により得られた結果を示すグラフである。■は電流効率、▲は回収アルカリ金属量（ｍｏｌ／ｈ）を表す。
【図５】実施例例１により得られた結果を示すグラフである。■はニッケル、▲はコバルトを表す。
【符号の説明】
【００２６】
Ｓ１  第１の原料サイロ
Ｓ２  第２の原料サイロ
Ｖ１  第１の容器
Ｖ２  第２の容器
Ｖ３  第３の容器
Ｐ１  プラズマ照射装置
Ｆ１  第１の流路
Ｆ２  第２の流路
Ｆ３  第３の流路
Ｃ１  冷却器
ＭＳ１  第１の金属溶融塩
ＭＳ２  第２の金属溶融塩
ＭＳ３  第３の金属溶融塩
ＭＳ４  第４の金属溶融塩
ＭＸ１  撹拌羽根
ＦＭ１  混合流路
【図１】
2008291340.tif 000003
【図２】
2008291340.tif 000004
【図３】
2008291340.tif 000005
【図４】
2008291340.tif 000006
【図５】
2008291340.tif 000007