(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
末端のアミノ基とアクリルアミド基又はメタクリルアミド基との間に炭素数が２以上のアルキレン鎖を有するアクリルアミドモノマー又はメタクリルアミドモノマーが重合して得られた親水性の高分子ゲルに水分子の存在下で金属イオンを介在させて、前記高分子ゲルのネットワーク空間内にて金属酸化物のナノ粒子を生成させる、
ことを特徴とする金属酸化物ナノ粒子の製造方法。
【請求項２】
炭素数が３以上の前記アルキレン鎖を有する前記アクリルアミドモノマー又は前記メタクリルアミドモノマーが重合して得られた前記高分子ゲルを用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法。
【請求項３】
前記金属イオンを含有する水溶液に乾燥された前記高分子ゲルを浸漬させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法。
【請求項４】
水素イオンよりも酸化還元電位が大きい前記金属イオンと水酸化物イオンよりも陰イオン化傾向が大きい陰イオンとの金属塩が溶解された前記水溶液に前記高分子ゲルを浸漬させる、
ことを特徴とする請求項３に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法。
【請求項５】
アクリルアミド系の架橋剤又はメタクリルアミド系の架橋剤と前記アクリルアミドモノマー又は前記メタクリルアミドモノマーとの共重合により得られた前記高分子ゲルを用い、
前記架橋剤に対して１．５モル以上の前記アクリルアミドモノマー又は前記メタクリルアミドモノマーを加える、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の金属酸化物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、金属酸化物ナノ粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物質の大きさがナノメートルオーダーになると、電気特性、光学特性、磁性特性などがバルク状態とは大きく異なってくる（量子サイズ効果）。この量子サイズ効果が現れるナノ粒子は、近年さまざまな分野での応用が期待されている。
【０００３】
ナノ粒子の合成法の多くは、ＣＶＤを中心とする気相法と、還元や熱分解を中心とする液相法に分類される。液相法は比較的均質な粒子が簡単な操作で得られることから広く用いられているが、生成した粒子の成長を制御することが困難という問題がある。気相法は純度の高い粒子が得られるが、生成した粒子の凝集、装置壁への付着などが問題になっている。
【０００４】
これらの方法に加え、近年では、高分子ゲルを金属酸化物ナノ粒子生成の場として用い、そのなかでナノ粒子を合成する方法が提案されている（非特許文献１）。この方法はｉｎ  ｓｉｔｕ法と呼ばれ、まず、乾燥した高分子ゲルを金属イオン溶液に浸漬させて、金属イオンを高分子ゲル中に取り込む。そして、金属イオンが取り込まれた高分子ゲルを塩基性溶液に浸漬させることで、高分子ゲル中に金属酸化物のナノ粒子を生成させている。
【０００５】
高分子ゲル中での金属酸化物ナノ粒子の合成は、有効細孔径が数ｎｍ程度のゲルネットワーク内部で行われるので、ネットワークが粒子の凝集・成長を妨げ、ネットワークの有効細孔径より大きな粒子は生成しにくいという利点がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】後藤健彦、迫原修治；高分子ゲルと金属ナノ粒子との複合体の合成；株式会社エヌ・ティー・エヌ，ゲルテクノロジーハンドブック  別刷り，ｐ４４８−ｐ４５３，２０１４年１０月２０日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１の合成方法では、一旦、高分子ゲルに金属イオン溶液に浸漬させて金属イオンを取り込ませ、その後、塩基性溶液に浸漬させる必要があるため、工程が多くなり操作が煩雑となるとともに、別途塩基性溶液を準備しなければならず製造コストが高くなる。
【０００８】
本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、塩基性溶液を必要とせずに、高分子ゲルネットワーク内部に金属酸化物ナノ粒子を合成することが可能な金属酸化物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】
【０００９】
本発明に係る金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、
末端のアミノ基とアクリルアミド基又はメタクリルアミド基との間に炭素数が２以上のアルキレン鎖を有するアクリルアミドモノマー又はメタクリルアミドモノマーが重合して得られた親水性の高分子ゲルに水分子の存在下で金属イオンを介在させて、前記高分子ゲルのネットワーク空間内にて金属酸化物のナノ粒子を生成させる、
ことを特徴とする。
【００１０】
また、炭素数が３以上の前記アルキレン鎖を有する前記アクリルアミドモノマー又は前記メタクリルアミドモノマーが重合して得られた前記高分子ゲルを用いることが好ましい。
【００１１】
また、前記金属イオンを含有する水溶液に乾燥された前記高分子ゲルを浸漬させてもよい。
【００１２】
また、水素イオンよりも酸化還元電位が大きい前記金属イオンと水酸化物イオンよりも陰イオン化傾向が大きい陰イオンとの金属塩が溶解された前記水溶液に前記高分子ゲルを浸漬させることが好ましい。
【００１３】
また、アクリルアミド系の架橋剤又はメタクリルアミド系の架橋剤と前記アクリルアミドモノマー又は前記メタクリルアミドモノマーとの共重合により得られた前記高分子ゲルを用い、
前記架橋剤に対して１．５モル以上の前記アクリルアミドモノマー又は前記メタクリルアミドモノマーを加えてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る金属酸化物ナノ粒子の製造方法では、水分子の解離によって生じる水素イオンがアミノ基に引き付けられ、一方の水酸化物イオンは高分子ゲルの外部に拡散しないので、高分子ゲル内が塩基性に保たれる。この塩基性環境下にて金属イオンから金属酸化物ナノ粒子が合成されるので、塩基性溶液を別途必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における高分子ゲル複合体のＸＲＤ測定結果を示す図である。
【図２】実施例１における高分子ゲル複合体の写真である。
【図３】実施例２における高分子ゲル複合体のＸＲＤ測定結果を示す図である。
【図４】実施例２における高分子ゲル複合体の写真である。
【図５】実施例３における粒子含有率の結果を示すグラフである。
【図６】実施例３における膨潤度の結果を示すグラフである。
【図７】実施例４における高分子ゲル複合体のＸＲＤ測定結果を示す図である。
【図８】実施例４における高分子ゲル複合体のＴＥＭ写真である。
【図９】実施例５における高分子ゲル複合体の写真である。
【図１０】図１０（Ａ）〜（Ｇ）は、実施例６における高分子ゲル複合体の写真である。
【図１１】実施例７における砒素吸着量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、金属酸化物ナノ粒子の合成の場として、末端のアミノ基とアクリルアミド基又はメタクリルアミド基との間に炭素数が２以上のアルキレン鎖を有するアクリルアミドモノマー又はメタクリルアミドモノマー（以下、主モノマーと記す）が重合して得られた親水性の高分子ゲルを用いる。そして、水分子の存在下でこの高分子ゲルと金属イオンを介在させることにより、高分子ゲルのネットワーク空間内にて金属酸化物のナノ粒子を生成させることができる。
【００１７】
例えば、金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、高分子ゲルの乾燥体を、金属イオンを含有する水溶液（水に金属塩を溶解させて得られた水溶液）に浸漬させることにより行うことができる。
【００１８】
主モノマーとして、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドを重合して得られ、乾燥させた高分子ゲルを硫酸銅水溶液に浸漬させて酸化銅のナノ粒子を合成する例をもってメカニズムについて説明する。
【００１９】
乾燥した高分子ゲルを硫酸銅水溶液に浸漬させると、高分子ゲルが水を吸収して膨潤する。そして、下式１に示すように、水分子の解離により生じる水素イオンがアミノ基（−Ｎ（ＣＨ３）２）に引き付けられ、アミノ基がプロトン化される。一方の水酸化物イオンは、イオン化した高分子鎖のアミノ基とのイオン性相互作用により、高分子ゲルの外部に拡散しない（Ｄｏｎｎａｎ平衡）。このため、高分子ゲル内部が塩基性に保たれる。
【００２０】
【化１】
0006399656.tif 000002
【００２１】
この性質により、塩基性となった高分子ゲル内にて、下式２に示すように、金属イオンと水酸化物イオンとの反応により、水酸化物が形成される。更に、式３に示すように、水酸化物が分解されて金属酸化物のナノ粒子が合成されると考えられる。
【００２２】
【化２】
0006399656.tif 000003
【００２３】
このように、本実施の形態に係る金属酸化物ナノ粒子の製造方法では、水分子の解離によって生じた水酸化物イオンによって塩基性となった高分子ゲル内部にて、金属イオンが水酸化物を経由して、金属酸化物ナノ粒子の合成が行われるため、引用文献１のように塩基性溶液を必要としない。したがって、高分子ゲルに金属イオンを取り込んだ後に、塩基性溶液に浸漬させる工程が不要であり、製造コストの低下にもつながる。
【００２４】
また、高分子ゲルの３次元網目構造により、金属酸化物ナノ粒子の成長や凝集が制限されるため、金属酸化物ナノ粒子の粒径制御が可能になる。
【００２５】
上述した主モノマーとして、式４、式５で表される化合物が用いられる。
【００２６】
【化３】
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【００２７】
式４及び式５中のｎは２以上、より好ましくは３以上である。高分子ゲルにおけるアミノ基のプロトン化は、アミノ基（−Ｎ（ＣＨ３）２）の窒素原子の孤立電子対をプロトン（Ｈ＋）と共有することによって起こる。この孤立電子対は、ｓｐ３混成軌道に入っており、窒素の原子核からの引力がｓｐ軌道、ｓｐ２混成軌道より弱いので、カルボニル基が近くにあるとＨ＋はカルボニル基に流れ込みやすい。そのため、アルキレン鎖（−（ＣＨ２）ｎ−）の長さが短いと（ｎ＝０，１）、ＮがＮＨ＋になりにくい。ｎが２以上の場合であり、溶液が酸性でＨ＋が豊富に介在する場合では、Ｈ＋がアミノ基の窒素に作用しやすくなりアミノ基のプロトン化が可能になる。更に、ｎが３以上であれば、水などの中性溶液においてもアミノ基のプロトン化が生じる。
【００２８】
金属イオンを含有する水溶液として、金属塩を水に溶解した水溶液が用いられる。金属塩として、水素イオンよりも酸化還元電位の高い金属イオンと水酸化物イオンよりも陰イオン化傾向が大きい陰イオンとの塩であることが好ましい。
【００２９】
水酸化物イオンよりも陰イオン化傾向が小さい陰イオンが介在した場合、金属イオンと水酸化物イオンとの反応が進行しない結果、金属酸化物のナノ粒子が生成されないためである。また、金属イオンは、水素イオンよりも酸化還元電位が大きい金属イオンであれば、金属酸化物のナノ粒子が合成されやすい。
【００３０】
また、高分子ゲルとして、上記の主モノマーとアクリルアミド系の架橋剤又はメタクリルアミド系の架橋剤とを共重合させて得られたものを用いてもよい。この場合、主モノマーと架橋剤との配合比が６：４〜１０：０であることが好ましい。架橋剤が多い場合、後述の実施例に示すように、金属イオンと陰イオンが結晶として析出しやすくなり、金属酸化物のナノ粒子が合成されにくくなるためである。アクリルアミド系の架橋剤として、メチレンビスアクリルアミド等、メタクリルアミド系の架橋剤としてエチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。
【実施例】
【００３１】
（実施例１：主モノマー濃度が金属酸化物ナノ粒子の合成に及ぼす影響）
【００３２】
（高分子ゲルの合成）
メスフラスコ内に主モノマーであるＮ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド（N,N-dimethylaminopropyl acrylamid（ＤＭＡＰＡＡ））、架橋材のＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド（N,N’-methylenbisacrylamid（ＭＢＡＡ））、重合促進剤としてテトラメチルエチレンジアミン（N,N,N’,N’-tetraethylmethylendiamine（ＴＥＭＥＤ））を加え、蒸留水で所定の濃度に調整した。
【００３３】
別のメスフラスコ内に開始剤の過硫酸アンモニウム（Ammonium peroxodisulfate（ＡＰＳ））を加えた水溶液を調製した。
【００３４】
両水溶液をそれぞれ１時間室温で窒素曝気したのち窒素雰囲気下で素早く混合し、内径６ｍｍのポリプロピレン管に注入して、パラフィルムで密閉した。
【００３５】
このポリプロピレン管を温度７℃の恒温水槽で４時間保持し重合を行った。重合により得られたゲルをポリプロピレン管から取り出し、長さ３ｍｍに切断して円柱状の金属酸化物ナノ粒子担持用高分子ゲル（高分子ゲル１〜６）を合成した。合成した高分子ゲル１〜６の合成に用いた原料を表１に記す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
（高分子ゲルとナノ粒子の複合体の作製）
高分子ゲル１〜６の乾燥体をそれぞれ、０．０１ｍｏｌ／Ｌの銅イオン溶液（０．０１ｍｏｌ／Ｌ ＣｕＳＯ４水溶液）中に浸漬させ（２０℃、２４時間）、高分子ゲル１〜６内部に酸化銅のナノ粒子を合成させ、酸化銅のナノ粒子を含有する高分子ゲル複合体（高分子複合体１〜６）を得た。酸化銅のナノ粒子の生成はＸＲＤ測定により確認した。
【００３８】
図１に、高分子ゲル複合体１，３，６のＸＲＤ測定結果を示す。また、図２に、高分子ゲル複合体１〜６の写真を示す。
【００３９】
図１をみると、高分子ゲル複合体６では、ＣｕＯの生成を表すピーク（３３°、３６°）に現れており、ＣｕＯが合成されていることがわかる。また、高分子ゲル３では、ＣｕＯの生成を表すピークのほか、Ｃｕ（ＯＨ）２の生成を表すピークが現れている。また、高分子ゲル１では、ＣｕＯ、Ｃｕ（ＯＨ）２の生成を表すピークはいずれも現れなかった。
【００４０】
また、図２をみると、高分子ゲル４〜６では、高分子ゲル複合体は黒色であり、ＣｕＯが合成されていることがわかった。一方、高分子ゲル２，３では、高分子ゲル複合体は薄青色であり、水酸化銅が生成していることを確認した。また、高分子ゲル複合体１の色は変化がなく、ＣｕＯ、Ｃｕ（ＯＨ）２のいずれも生成されておらず、水溶液中の銅イオンはそのままであることを確認した。
【００４１】
この結果から、架橋剤を用いて得られた高分子ゲルを利用する場合、架橋剤に対し、主モノマーを１．５モル以上加えて得られた高分子ゲルであれば、これを用いて酸化銅のナノ粒子を合成できることがわかった。
【００４２】
（実施例２：水溶液中の銅イオン濃度が金属酸化物ナノ粒子の合成に及ぼす影響１）
実施例１と同様の手法で、高分子ゲル７を合成した。高分子ゲル７の合成で用いた原料を表２に示す。
【００４３】
【表２】
0006399656.tif 000006
【００４４】
銅イオン濃度０．０１ｍｏｌ／Ｌ、０．１０ｍｏｌ／Ｌの硫酸銅水溶液に、高分子ゲル７をそれぞれ浸漬（２０℃、２４時間）させて、酸化銅ナノ粒子を高分子ゲル７内部で合成させ、酸化銅のナノ粒子を含有する高分子ゲル複合体を得た。そして、酸化銅のナノ粒子の生成をＸＲＤ測定により確認した。
【００４５】
０．１ｍｏｌ／Ｌ水溶液、０．０１ｍｏｌ／Ｌ水溶液を用いて得られた高分子ゲル複合体のＸＲＤ測定結果を図３に、写真を図４に示す。
【００４６】
０．０１ｍｏｌ／Ｌ水溶液では、ＣｕＯの生成を示すピークが見られ、ＣｕＯの純度が高いことがわかる。一方、０．１ｍｏｌ／Ｌ水溶液では、ＣｕＯの生成を示すピークのほか、Ｃｕ（ＯＨ）２の生成を示すピークが見られた。
【００４７】
高分子ゲル７を用いた場合、硫酸銅水溶液の濃度は、０．１ｍｏｌ／Ｌよりも０．０１ｍｏｌ／Ｌの方が酸化銅のナノ粒子を得られる結果となった。
【００４８】
（実施例３：水溶液中の銅イオン濃度が金属酸化物ナノ粒子の合成に及ぼす影響２）
実施例１と同様の手順で、高分子ゲル８を合成した。高分子ゲル８の合成で用いた原料を表３に示す。
【００４９】
【表３】
0006399656.tif 000007
【００５０】
高分子ゲル８の乾燥体と実施例２で合成した高分子ゲル７の乾燥体を、それぞれ各種濃度の銅イオン水溶液（ＣｕＳＯ４水溶液）に浸漬させて（２０℃，２４時間）、酸化銅ナノ粒子を高分子ゲル７、８内部で合成させ、酸化銅のナノ粒子を含有する高分子ゲル複合体（高分子ゲル複合体７，８）を得た。
【００５１】
そして、高分子ゲル複合体７，８中の粒子含有率を熱量測定により求め、高分子ゲルの膨潤度を下式６に基づいて算出した。
【００５２】
【数１】
0006399656.tif 000008
【００５３】
粒子含有率の結果を図５に、膨潤度の結果を図６にそれぞれ示す。高分子ゲル７では、水溶液中の銅イオン濃度が高くなるにつれて粒子含有率が高くなっているが、０．１ｍｏｌ／Ｌあたりで頭打ちになっている。一方の、高分子ゲル８についても、銅イオン濃度が高くなるにつれて粒子含有率が高くなっているが、０．０７ｍｏｌ／Ｌあたりで頭打ちになっている。
【００５４】
図６を見ると、粒子含有率が頭打ちになっている点の銅イオン濃度と膨潤度が低下する点の銅イオン濃度が凡そ一致していることがわかる。銅イオン濃度が濃くなると高分子ゲルが膨潤しなくなり、高分子ゲルが銅イオンを取り込みにくくなるため、粒子含有率が頭打ちになったと考えられる。
【００５５】
実施例２、３から、高分子ゲル内の粒子含有率を向上させるためには、銅イオン濃度が高くても膨潤する高分子ゲルを用いるとよく、高分子ゲルを合成する際の主モノマー濃度及び膨潤度に応じ、水溶液の銅イオン濃度を設定する必要がある。
【００５６】
（実施例４：種々の銅イオン溶液が金属酸化物ナノ粒子の合成に及ぼす影響）
実施例２で合成した高分子ゲル７を、酢酸銅（Ｃｕ（ＣＨ３ＣＯＯ）２）水溶液、塩化銅（ＣｕＣｌ２）水溶液、硫酸銅（ＣｕＳＯ４）水溶液にそれぞれ浸漬させて（２０℃，２４時間）、酸化銅ナノ粒子を高分子ゲル７内部で合成させ、酸化銅のナノ粒子を含有する高分子ゲル複合体を得た。なお、それぞれの水溶液の銅イオン濃度は０．１ｍｏｌ／Ｌである。
【００５７】
そして、それぞれの高分子ゲル複合体中の粒子含有率を熱量測定により求めた。また、粒子の結晶子サイズを下式７に基づいて算出した。
【００５８】
【数２】
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【００５９】
図７に、それぞれのＸＲＤ測定結果を示す。また、表４に結晶子サイズ及び粒子含有率を示す。また、図８に、酢酸銅水溶液に浸漬させて得られた高分子ゲル複合体のＴＥＭ画像を示す。
【００６０】
【表４】
0006399656.tif 000010
【００６１】
酢酸銅水溶液及び硫酸銅水溶液に高分子ゲル７を浸漬させると、ＣｕＯの生成を示すピークが見られ、酸化銅のナノ粒子が合成された。また、硫酸銅水溶液よりも酢酸銅水溶液の方が、小さな粒子が得られるとともに、粒子含有率も高い結果であった。
【００６２】
一方で、塩化銅水溶液に浸漬させた場合、ＣｕＯの生成を示すピークがみられず、酸化銅は合成されなかった。
【００６３】
陰イオン化傾向は、ＣＨ３ＣＯＯ−＞ＳＯ４２−＞ＯＨ−＞Ｃｌ−であることから、陰イオン化傾向がＯＨ−よりも小さい塩化物イオンと銅イオンの金属塩の水溶液では、塩化物イオンが銅イオンと結合し、塩化銅として結晶化していると考えられる。一方、陰イオン化傾向がＯＨ−よりも大きい陰イオンと銅イオンの金属塩の水溶液の場合では、酸化銅ナノ粒子が合成されることがわかった。
【００６４】
（実施例５：種々の金属イオン溶液が金属酸化物ナノ粒子の合成に及ぼす影響）
【００６５】
主モノマーとしてＤＭＡＰＡＡＮ、架橋剤としてイソプロピルアクリルアミド（N-Isopropylacrylamide：ＮＩＰＡ）を用い、実施例１と同様の手法で高分子ゲル（高分子ゲル９）を合成した。高分子ゲル９の合成で用いた原料を表５示す。
【００６６】
【表５】
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【００６７】
この高分子ゲル９と実施例１で合成した高分子ゲル１の乾燥体を、各種硝酸塩水溶液に浸漬（２０℃，２４時間）させて、各種金属酸化物ナノ粒子を高分子ゲル内部で合成させ、金属酸化物ナノ粒子を含有する高分子ゲル複合体を得た。
【００６８】
用いた硝酸塩水溶液は、硝酸銅（Ｃｕ（ＮＯ３）２）水溶液、硝酸銀（ＡｇＮＯ３）水溶液、硝酸鉛（Ｐｂ（ＮＯ３）２）水溶液、硝酸ニッケル（Ｎｉ（ＮＯ３）２）水溶液であり、それぞれついて、０．１ｍｏｌ／Ｌ、１．０ｍｏｌ／Ｌ、５ｍｏｌ／Ｌに調製して用いた。
【００６９】
それぞれの高分子ゲル複合体の写真を図９に示す。硝酸銅水溶液、硝酸銀水溶液の場合は、高分子ゲル複合体は着色されており、高分子ゲル内に微粒子が生成している様子が確認できた。一方、硝酸鉛水溶液、硝酸ニッケル水溶液の場合は、高分子ゲル複合体は着色されておらず、肉眼では微粒子の生成は確認できなかった。
【００７０】
酸化還元電位は、Ｆｅ＜Ｎｉ＜Ｐｂ＜Ｈ＜Ｃｕ＜Ｈｇ＜Ａｇ＜Ａｕであり、式１に示した高分子ゲルの反応機構から、水素イオンより酸化還元電位の大きい金属イオンの場合は、イオン状態のままとどまり、微粒子化しにくく、水素イオンより酸化還元電位の大きい金属イオンの場合は、イオン化により生じた水酸化物イオン（ＯＨ−）と反応し、水酸化物を形成した後、金属酸化物として微粒子化しやすいことがわかった。
【００７１】
（実施例６：種々の金属塩の溶液が金属酸化物ナノ粒子の合成に及ぼす影響）
【００７２】
ＡｇＣｌ水溶液（９．２６ｍｍｏｌ／Ｌ）、ＣｕＮＯ３水溶液（１５．７ｍｍｏｌ／Ｌ）、ＰｂＣｌ２水溶液（４．８２ｍｍｏｌ／Ｌ）、ＳｎＣｌ２水溶液（８．４２ｍｍｏｌ／Ｌ）、ＮｉＣｌ２水溶液（１７．０ｍｍｏｌ／Ｌ）、ＣｄＮＯ３水溶液（８．８９ｍｍｏｌ／Ｌ）、ＭｎＳＯ４水溶液（１８．２ｍｍｏｌ／Ｌ）
の各種金属塩を水に溶解した水溶液を調製した。
【００７３】
実施例２で合成した高分子ゲル７の乾燥体を、上記の各種金属塩を水に溶解した水溶液に浸漬（２０℃，２４時間）させて、各種金属酸化物ナノ粒子を高分子ゲル内部で合成させ、金属酸化物ナノ粒子を含有する高分子ゲル複合体を得た。
【００７４】
高分子ゲル複合体の写真を図１０に示す。図１０（Ａ）がＡｇＣｌ水溶液、図１０（Ｂ）がＣｕＮＯ３水溶液、図１０（Ｃ）がＰｂＣｌ２水溶液、図１０（Ｄ）がＳｎＣｌ２水溶液、図１０（Ｅ）がＮｉＣｌ２水溶液、図１０（Ｆ）がＣｄＮＯ３水溶液、図１０（Ｇ）がＭｎＳＯ４水溶液に浸漬させた結果である。
【００７５】
水素イオンより酸化還元電位の大きい金属イオンが溶解しているＡｇＣｌ水溶液、ＣｕＮＯ３水溶液に加え、水素イオンより酸化還元電位の小さい金属イオンが溶解しているＭｎＳＯ４水溶液においても、金属酸化物ナノ粒子の形成が見られた。この結果から、水素イオンより酸化還元電位の小さい金属イオンであっても、高分子ゲル中に形成される弱塩基性場で、水酸化物イオンと反応して水酸化物を形成するもので、この水酸化物が熱的に不安定なものであれば、分解、脱水により金属酸化物のナノ粒子が形成されるものと考えられる。
【００７６】
（実施例７：高分子ゲル複合体中にて酸化銅ナノ粒子が分散して形成されていることの検証）
【００７７】
Ｎａ２ＨＡｓＯ４・７Ｈ２Ｏを使用し、砒素濃度が２０，３０，４０，８０ｐｐｍの水溶液を調製した。この水溶液に、実施例２で得られた高分子ゲル複合体７（０．１ｇ）を添加し、室温で２４時間、砒素の吸着を行った。比較例１として、高分子ゲル７のみ（０．１ｇ）、比較例として高分子ゲル複合体７（０．１ｇ）に含まれるのと同量の酸化銅ナノ粒子のみを用い、上記と同様の実験を行った。
【００７８】
その結果を図１１に示す。比較例１（高分子ゲル７のみ）、比較例２（酸化銅微粒子のみ）のそれぞれの砒素の吸着量を合わせたよりも、高分子ゲル複合体７の砒素の吸着量が大きく上回っていることがわかる。これは、酸化銅ナノ粒子が高分子ゲル７内部で分散して形成されており、比表面積が著しく増加したために、吸着量が増加したことを示していると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
塗料や吸着剤等、金属酸化物ナノ粒子が利用され得る種々の分野に利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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