(57)【要約】【課題】Ｆｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を得ることが可能な製造方法を提供する。【解決手段】粒径１〜１００ｎｍのＰｄナノ粒子を、界面活性剤、Ｆｅの塩、及び還元剤と混合し、この混合物を加熱してＦｅの塩を構成するＦｅイオンを還元してＰｄナノ粒子上で析出させることを含む、Ｐｄ相をコアとし、Ｆｅ相をシェルとするＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐｄ相をコアとし、Ｆｅ相をシェルとするＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子の製造方法であって、粒径１〜１００ｎｍのＰｄナノ粒子を、界面活性剤、Ｆｅの塩、及び還元剤と混合し、この混合物を加熱してＦｅの塩を構成するＦｅイオンを還元してＰｄナノ粒子上で析出させることを含む方法。
【請求項２】
前記還元剤が、一価アルコール、ポリオール、又は無水ヒドラジンである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
Ｆｅの塩が鉄アセチルアセトナートである、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記界面活性剤が、オレイン酸、オレイルアミン、又はこれらの混合物である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
粒径１〜１００ｎｍのＰｄナノ粒子を、界面活性剤、Ｆｅの塩、及び還元剤と混合し、この混合物を加熱してＦｅの塩を構成するＦｅイオンを還元してＰｄナノ粒子上で析出させてＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を形成し、次いでこのナノ粒子を水素雰囲気下で熱処理することを含む、磁性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、高密度磁気記録媒体、永久磁石等として使用することのできるＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体用材料には、安定した記録保持のために高い保磁力が要求される。このような高い保磁力を有する金属磁性材料として、Ｆｅ／Ｐｔ複合金属磁性粒子が知られている。
【０００３】
このＦｅ／Ｐｔ複合金属磁性粒子は、テトラエチレングリコールに鉄アセチルアセトナートと白金アセチルアセトナートを添加し、窒素ガスを吹き込んで高温下で反応させた後、凝集したＦｅ／Ｐｔ粒子を含む懸濁液に、分散剤としてオレイン酸とオレイルアミンを加え、さらにシクロヘキサン、オレイン酸及びオレイルアミンの混合液を加え、振とうすることによって単分散したＦｅ／Ｐｔ複合ナノ粒子として得られることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４８２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、近年、新たな材料としてＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子が提案されているが、その合成技術は確立されていない。上記のＦｅ／Ｐｔ複合ナノ粒子の合成法に準じて、鉄アセチルアセトナートとパラジウムアセチルアセトナートを用い、還元することによって合成することが考えられるが、ＦｅはＰｄと複合する速度に比べ、反応系中に存在している酸素と結合する速度が速いため、γ−Ｆｅ2Ｏ3又はＦｅ3Ｏ4が生成するため、満足な結果が得られないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解消し、Ｆｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を得ることが可能な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために本発明によれば、粒径１〜１００ｎｍのＰｄナノ粒子を、界面活性剤、Ｆｅの塩、及び還元剤と混合し、この混合物を加熱してＦｅの塩を構成するＦｅイオンを還元してＰｄナノ粒子上で析出させることを含む、Ｐｄ相をコアとし、Ｆｅ相をシェルとするＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子の製造方法が提供される。
【０００８】
２番目の発明によれば、粒径１〜１００ｎｍのＰｄナノ粒子を、界面活性剤、Ｆｅの塩、及び還元剤と混合し、この混合物を加熱してＦｅの塩を構成するＦｅイオンを還元してＰｄナノ粒子上で析出させてＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を形成し、次いでこのナノ粒子を水素雰囲気下で熱処理することを含む、磁性ナノ粒子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｐｄナノ粒子を核とし、このＰｄナノ粒子の表面上にＦｅを析出させ、Ｆｅのシェルを形成することにより、ナノスケールオーダーで複合したＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を得ることができる。またこのＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を水素雰囲気下で熱処理することにより、Ｌ１0ＦｅＰｄコアＦｅシェル型複合ナノ粒子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子の製造方法を詳細に説明する。本発明のＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子の製造方法においては、まずＰｄナノ粒子を、界面活性剤、Ｆｅの塩、及び還元剤と混合する。混合順序は問題ではないが、Ｐｄナノ粒子の分散性を高めるため、界面活性剤を含む溶媒中にＰｄナノ粒子を加え、次いでＦｅの塩、及び還元剤を加えることが好ましい。
【００１１】
Ｐｄナノ粒子は、粒径が１〜１００ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍである粒子である。このＰｄナノ粒子は常法によって形成することができ、例えばＰｄの塩を溶媒中で還元することによってＰｄ粒子を析出させることによって形成する。
【００１２】
界面活性剤としては、オレイルアミン、オレイン酸、テトラエチレングリコール、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、フェニルホスホン酸、ミリスチル酸、ドデカンチオール、ドデシルアミン等を用いることができる。この界面活性剤の添加量はＦｅの塩の３０倍モルとすることが好ましい。
【００１３】
界面活性剤としてオレイルアミン又はオレイン酸を用いる場合、これらは溶媒としても機能するが、必要に応じて溶媒を添加してもよい。この溶媒としては、Ｆｅ粒子の析出反応において加熱するため、沸点の高い、かつ安定であるものが好ましく、例えば１−オクタノール、オクチルエーテル、オクタデセン、スクアレン、テトラエチレングリコール、トリフェニルメタン等を用いることができる。
【００１４】
Ｆｅの塩としては、有機配位子を有する金属錯体であることが好ましく、例えばアセチルアセトナート塩、酢酸塩、塩化物等が挙げられる。具体的には、鉄(II)アセチルアセトナート、鉄(III)アセチルアセトナート等を用いることができる。このＦｅの塩の添加量はＰｄの３倍モル程度とすることが好ましい。
【００１５】
還元剤としては、一価アルコール、ポリオール（多価アルコール）、又はジフェニルシランを用いることが好ましい。一価アルコールとしては、特に限定されないが、例えば１−オクタノール、１−デカノール、１−ドデカノール等を用いることができ、還元を行う反応温度より高い沸点を有するものが好ましい。ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば１，２−オクタンジオール、１，２−ドデカンジオール、１，２−テトラデカンジオール、１，２−ヘキサデカンジオール等を用いることができ、還元を行う反応温度より高い沸点を有するものが好ましい。この還元剤の添加量は、Ｆｅの塩の１０倍モル以上とすることが好ましい。
【００１６】
還元を行う反応温度は、通常１５０℃以上、好ましくは１８０℃以上である。また反応時間は、反応温度や用いる材料等によって異なるが、通常は数分〜数時間である。
【００１７】
以上のようにしてＰｄナノ粒子が分散して存在する溶媒中でＦｅ粒子を析出させることにより、Ｐｄ粒子をコアとし、ＦｅをシェルとしたＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を得ることができる。この粒子の大きさは通常１〜２０ｎｍである。
【００１８】
こうして得られたＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子表面には、一部Ｆｅ3Ｏ4が存在することがあり、この場合、熱処理することにより、Ｆｅ3Ｏ4が還元されながらＰｄと混ざり、ＦｅＰｄ（部分的に規則化が進行したＬ１0ＦｅＰｄ）を形成するため、磁気特性を高めることができる。熱処理条件としては４％Ｈ2／Ａｒ下５００℃で３時間とすることが好ましい。
【実施例】
【００１９】
パラジウムアセチルアセトナート（Ｐｄ(acac)2）0.17mmol、ＴＯＰ1.1mmol及びオレイルアミン1.1mmolを混合し、250℃までゆっくり昇温させ、250℃にて３０分間保持し、精製することによって粒径５ｎｍのＰｄナノ粒子を得た。
【００２０】
このＰｄナノ粒子0.085mmolを三口フラスコに入れ、オクタノール10mL、鉄アセチルアセトナート（Ｆｅ(acac)3）0.22mmol、オレイルアミン3.4mmol及びオレイン酸3.4mmolを加えた。反応容器内に攪拌子を入れ、マグネチックスターラーを用いて攪拌を行い、マントルヒーターで加熱した。溶液中の不純物や溶存酸素を取り除くため、反応容器内を減圧状態に、溶液を攪拌しながら１１０℃まで加熱し、１時間保持した。その後、反応容器内を窒素置換し、昇温速度２℃／分で１８０℃まで上温させ、１８０℃で１時間保持し反応させた。次いで、貧溶媒であるエタノールを10mL加え、遠心分離することによって反応物を沈殿させ、余分な有機物を取り除く精製処理を行った。
【００２１】
この溶液中に分散しているＦｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子を合成石英基板上及びＴＥＭグリッド上に滴下し、イメージ炉内にて４％Ｈ2／Ａｒフロー下（流量４００ｍＬ／分）、５００℃（昇温速度１０℃／分）で１時間及び３時間処理した。
【００２２】
この粒子の熱処理前後のＴＥＭ像を図１に示す。酸化鉄相及び鉄相は融合しているが、コア部のＰｄ（もしくはＦｅＰｄ）ナノ粒子部分の融合は確認されていない。また、この粒子の熱処理前後のＸＲＤパターンを図２に示す。図２より、熱処理によりＦｅ3Ｏ4が還元されながらＰｄと混ざり、ＦｅＰｄ（部分的に規則化が進行したＬ１0ＦｅＰｄ）を形成していることが確認された。これらのことから、Ｐｄナノ粒子の粒径が顕著に変わることなく、ＦｅＰｄ（部分的Ｌ１0ＦｅＰｄ）が形成され、その周囲をα−Ｆｅが覆った構造をとっていることが予想される。加えて、反応時間を長くすることにより、規則化の促進を行うことが可能であると予想される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】Ｆｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子の熱処理前後のＴＥＭ写真である。
【図２】Ｆｅ／Ｐｄ複合ナノ粒子の熱処理前後のＸＲＤパターンを示すグラフである。
【図２】
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【図１】
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