(57)【要約】      （修正有）【課題】平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度で、かつ、従来よりも分散度の低い金属酸化物ナノ粒子を、高い生産性で製造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。【解決手段】金属アルコキシド及び水を含む原料からゾル−ゲル反応により金属酸化物ナノ粒子を製造する金属酸化物ナノ粒子の製造方法において、少なくとも水及び第１極性溶媒を含む母液並びに少なくとも金属アルコキシド及び第２極性溶媒を含む子液を準備する準備工程と、母液を撹拌しながら、母液中に注入孔を配置したノズルから子液を母液に注入することにより母液と子液とを混合する混合工程とを含むことを特徴とする金属酸化物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】
金属アルコキシド及び水を含む原料からゾル−ゲル反応により金属酸化物ナノ粒子を製造する金属酸化物ナノ粒子の製造方法であって、
少なくとも前記水及び第１極性溶媒を含む母液並びに少なくとも前記金属アルコキシド及び第２極性溶媒を含む子液を準備する準備工程と、
前記母液を撹拌しながら、前記母液中に注入孔を配置したノズルから前記子液を前記母液に注入することにより前記母液と前記子液とを混合する混合工程とを含む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】
請求項１に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法において、
前記金属酸化物ナノ粒子の幾何平均粒径は、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあ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３】
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において、
前記金属酸化物ナノ粒子の分散度は、２０％以下であ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４】
請求項１〜３のいずれかに記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法において、
前記第１極性溶媒及び前記第２極性溶媒は、炭素数１〜１０のアルコールからな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５】
請求項１〜４のいずれかに記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法において、
前記第１極性溶媒及び前記第２極性溶媒は、異なるアルコールからな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６】
請求項１〜５のいずれかに記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法において、
前記金属アルコキシドは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷ並びに希土類金属からなる群より選択される１の金属のアルコキシドであることを特徴とする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】
従来、ゾル−ゲル法を用いた金属酸化物ナノ粒子の製造方法が知られている（例えば、非特許文献１並びに特許文献１及び２参照。）。このうち、非特許文献１に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、塩基性触媒としてメチルアミンを用いてエタノール・アセトニトリル混合溶媒中でチタニウムテトライソプロポキシド（ＴＴＩＰ）を加水分解することにより、平均粒径が２００ｎｍ〜５５０ｎｍ程度の微小なチタニアナノ粒子を製造するというものである。また、特許文献１に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、加水分解率２０％〜７５％という水の少ない条件でチタニウムアルコキシドを加水分解することにより、平均粒径が１０ｎｍ〜４０ｎｍの微小なチタニアナノ粒子を得るというものである。さらにまた、特許文献２に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、界面活性剤を共存させてゾル−ゲル反応の反応性を低下させた条件で金属アルコキシドを加水分解することにより、平均粒径が１０ｎｍ以下の微小な金属酸化物ナノ粒子を得るというものである。
【０００３】
このため、これらの金属酸化物ナノ粒子の製造方法によれば、フォトニック結晶、太陽電池、光触媒、ポリマーへの添加剤、カラム充填剤などに好適に用いることが可能な微小な金属酸化物ナノ粒子を得ることができる。
【０００４】
ところで、これらの金属酸化物ナノ粒子をフォトニック結晶、太陽電池、光触媒、ポリマーへの添加剤などの光学的な用途に使用する際には、平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度で、かつ、従来よりも粒径が揃った（言い換えれば、従来よりも分散度の低い）金属酸化物ナノ粒子を使用したいというニーズがある。これは、透明性の観点からは平均粒径が小さいこと（例えば２００ｎｍ程度よりも小さいこと）が好ましい一方において、屈折率、誘電率、半導体特性などの観点からは平均粒径がある程度大きいこと（例えば５０ｎｍ程度よりも大きいこと）が好ましく、さらには、光干渉特性を制御する観点からは従来よりも粒径が揃ったものが好ましいことによる。なお、本明細書において、「分散度」とは「粒径の標準偏差の変動係数（Ｃｖ値）」のことをいう。
【０００５】
そこで、このようなニーズに応えることができる金属酸化物ナノ粒子の製造方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照。）。非特許文献２に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、同軸２重管構造を有するマイクロリアクターを用いるとともにチタニウムテトライソプロポキシドを低濃度で加水分解することにより、微小なチタニアナノ粒子を得るというものである。
【０００６】
このため、非特許文献２に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法によれば、金属アルコキシドと水とを、層流反応空間中で従来よりも均一に混合することが可能となるため、反応初期における一次粒子の生成密度が所定の値になるように反応条件を制御することにより、平均粒径が４０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度で、かつ、従来よりも分散度の低い金属酸化物ナノ粒子を得ることが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２２８８６号公報
【特許文献２】特開２００７−５１０５３号公報
【非特許文献１】峯英一、外２名，「ゾル−ゲル法による球状単分散チタニア粒子およびチタニアカプセル化シリカ粒子の合成」，ケミカル・エンジニヤリング，化学工業社，２００４年１１月号，第４９巻，１１号，１８（８３４）頁〜２３（８３９）頁
【非特許文献２】前一廣、外３名，「同軸２重管を用いた新型マイクロリアクタを用いたチタニアナノ粒子の製造」，ケミカル・エンジニアリング・ジャーナル，第１０１巻（２００４年），２６９〜２７６頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献２に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法においては、マイクロリアクタの大きさが極めて小さいうえ、得られる金属酸化物ナノ粒子の濃度が極めて低いため、金属酸化物ナノ粒子を製造するうえでの生産性が低いという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度で、かつ、従来よりも分散度の低い金属酸化物ナノ粒子を、高い生産性で製造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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、金属アルコキシド及び水を含む原料からゾル−ゲル反応により金属酸化物ナノ粒子を製造する金属酸化物ナノ粒子の製造方法であって、少なくとも前記水及び第１極性溶媒を含む母液並びに少なくとも前記金属アルコキシド及び第２極性溶媒を含む子液を準備する準備工程と、前記母液を撹拌しながら、前記母液中に注入孔を配置したノズルから前記子液を前記母液に注入することにより前記母液と前記子液とを混合する混合工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
このため、本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法によれば、金属アルコキシドと水とを、第１極性溶媒と第２極性溶媒との界面に生成される反応空間中で従来よりも均一に混合することが可能となるため、反応初期における一次粒子の生成密度が所定の値になるように反応条件を制御することにより、平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度で、かつ、従来よりも分散度の低い金属酸化物ナノ粒子を製造することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法によれば、非特許文献２に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法におけるマイクロリアクタよりも大きな反応槽を使用することが可能となるうえ、非特許文献２に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法の場合よりも生成する金属酸化物ナノ粒子の濃度を高くすることが可能となるため、金属酸化物ナノ粒子を高い生産性で製造することが可能となる。
【００１３】
従って、本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法によれば、幾何平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にある金属酸化物ナノ粒子を、高い生産性で製造することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法によれば、分散度が２０％以下の金属酸化物ナノ粒子を高い生産性をもって製造することが可能となる。
【００１５】
なお、本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法においては、前記第１極性溶媒及び前記第２極性溶媒は、炭素数１〜１０のアルコールからなることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法においては、前記第１極性溶媒及び前記第２極性溶媒は、異なるアルコールからなることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法においては、前記金属アルコキシドは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷ並びに希土類金属からなる群より選択される１の金属のアルコキシドであることが好ましい。
【００１８】
このような方法とすることにより、平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度で、かつ、従来よりも分散度の低い金属酸化物ナノ粒子を、高い生産性で製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に基づいて、本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法をさらに詳細に説明する。但し、いうまでもなく、本発明の技術的範囲は、以下の実施形態の記載に限定されるものではない。
【００２０】
［実施形態］
実施形態に係る金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、金属アルコキシド及び水を含む原料からゾル−ゲル反応により金属酸化物ナノ粒子を製造する金属酸化物ナノ粒子の製造方法であって、少なくとも水及び第１極性溶媒を含む母液並びに少なくとも金属アルコキシド及び第２極性溶媒を含む子液を準備する準備工程と、母液を撹拌しながら、母液中に注入孔を配置したノズルから子液を母液に注入することにより母液と子液とを混合する混合工程とを含む金属酸化物ナノ粒子の製造方法である。
以下、工程順に、実施形態に係る金属酸化物ナノ粒子の製造方法を説明する。
【００２１】
１．準備工程
準備工程は、少なくとも水及び第１極性溶媒を含む母液並びに少なくとも金属アルコキシド及び第２極性溶媒を含む子液を準備する工程である。
【００２２】
第１極性溶媒及び第２極性溶媒としては、例えば、炭素数１〜１０のアルコールを用いることが好ましい。また、第１極性溶媒及び第２極性溶媒としては、異なるアルコールを用いることが好ましい。これにより、第１極性溶媒と第２極性溶媒との相互溶解性を適度に抑制することが可能となり、その結果、後の混合工程において、第１極性溶媒と第２極性溶媒との界面に生成される反応空間中で第１極性溶媒と第２極性溶媒とを従来よりも均一に混合することが可能となり、さらには、反応初期における一次粒子の生成密度が所定の値になるように反応条件を制御することも可能となる。
【００２３】
なお、母液には、水及び第１極性溶媒のほか、アンモニア、メチルアミン（ＭＡ）、ジメチルアミン（ＤＭＡ）などの塩基性触媒が含まれていてもよい。
【００２４】
また、子液には、金属アルコキシド及び第２極性溶媒のほか、金属アルコキシドを安定化させる配位性化合物（例えば、β−ジケトン、アミノアルコール、カルボン酸など。）が含まれていてもよい。
【００２５】
２．混合工程
混合工程は、母液を撹拌しながら、母液中に注入孔を配置したノズルから子液を母液に注入することにより母液と子液とを混合する工程である。
【００２６】
混合工程を実施することにより、金属アルコキシドが水により加水分解されて金属水酸化物になり、それに続いて当該金属水酸化物が脱水縮合反応を起こして、金属酸化物ナノ粒子となる。このようにして、金属酸化物ナノ粒子を製造することができる。
【００２７】
実施形態に係る金属酸化物ナノ粒子の製造方法によれば、上記混合工程において、金属アルコキシドと水とを、第１極性溶媒と第２極性溶媒との界面に生成される反応空間中で従来よりも均一に混合することが可能となるため、反応初期における一次粒子の生成密度が所定の値になるように反応条件を制御することにより、平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度で、かつ、従来よりも分散度の低い金属酸化物ナノ粒子を製造することが可能となる。
【００２８】
また、実施形態に係る金属酸化物ナノ粒子の製造方法によれば、上記混合工程において、非特許文献２に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法におけるマイクロリアクタよりも大きな反応槽を使用することが可能となるうえ、非特許文献２に記載の金属酸化物ナノ粒子の製造方法の場合よりも生成する金属酸化物ナノ粒子の濃度を高くすることが可能となるため、金属酸化物ナノ粒子を高い生産性で製造することが可能となる。
【００２９】
すなわち、実施形態に係る金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度で、かつ、従来よりも分散度の低い金属酸化物ナノ粒子を、高い生産性で製造することが可能な金属酸化物ナノ粒子の製造方法となる。
【００３０】
以下、実施例を参照しながら、実施形態に係る金属酸化物ナノ粒子の製造方法をさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例においては、チタニアナノ粒子の製造方法を例にとって、本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法を説明する。
【００３１】
［実施例１］
実施例１（及び比較例１）は、母液と子液との混合方法を変えたときのチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を確認するための実施例である。なお、実施例１の混合方法は、いわゆる液中注入混合方法により母液と子液とを混合する混合方法であり、比較例１の混合方法は、いわゆる瞬間添加混合方法により母液と子液とを混合する混合方法である。
【００３２】
実施例１及び比較例１においては、以下の準備工程と混合工程とを順次実施することにより、チタニアナノ粒子を製造する。そして、製造したチタニアナノ粒子を回収後、当該チタニアナノ粒子について走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行い、当該チタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を算出する。
【００３３】
１．準備工程
表１に示す仕込み表に従って母液２００ｍｌ及び子液１０ｍｌを準備する。なお、表１において、「ＩＰＡ」は、イソプロパノールを示し、「ＴＴＩＰ」は、チタニウムテトライソプロポキシドを示す。また、各成分の濃度は、母液と子液とを混合して得られる混合溶液中のモル濃度を示す。子液に含まれるＴＴＩＰの濃度は、４ｖｏｌ％である。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
２．混合工程
図１は、実施例１及び比較例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法に用いる実験系１１０，１１０ａを説明するために示す図である。図１（ａ）は実施例１における実験系１１０を示す図であり、図１（ｂ）は比較例１における実験系１１０ａを示す図である。
【００３６】
実施例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法においては、図１（ａ）に示す実験系１１０を用いて、チタニアナノ粒子を製造する。まず、母液Ａ２００ｍｌを反応槽１２０に入れた後、直径６０ｍｍのプロペラ１２６を用いて母液Ａを１０００ｒｐｍで攪拌しながら、注射器１３０の針（ノズル）から１０ｍｌ／ｍｉｎの注入速度で子液Ｂ１０ｍｌを母液Ａに注入することにより、母液Ａと子液Ｂとを混合する。注射器１３０の針の内径は０．９ｍｍである。また、注射器１３０の針の先端とプロペラ１２６の先端部分とが最近接したときの距離は７ｍｍ〜１０ｍｍである。
【００３７】
一方、比較例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法においては、図１（ｂ）に示す実験系１１０ａを用いて、チタニアナノ粒子を製造する。まず、母液Ａ２００ｍｌを反応槽１２０に入れた後、直径６０ｍｍのプロペラ１２６を用いて母液Ａを１０００ｒｐｍで攪拌しながら、ビーカー１３２から子液Ｂ１０ｍｌを一挙に母液Ａに注入することにより、母液Ａと子液Ｂとを混合する。
【００３８】
その後、実施例１においても比較例１においても、母液Ａと子液Ｂとの混合溶液をそのまま３０分間攪拌することにより、チタニアナノ粒子を含有するコロイド溶液を作製する。
【００３９】
３．ＳＥＭ写真撮影用の試料作製工程
その後、上記コロイド溶液を導電性カーボン両面テープ（応研商事株式会社製）に数滴載せて常温で乾燥させ、ＳＥＭ写真撮影用の試料とする。
【００４０】
４．ＳＥＭ観察工程
その後、上記試料に担持されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真を撮影し、当該撮影画像を画像解析ソフト（三谷商事株式会社製、Ｗｉｎ  ＲＯＯＦ）を用いて解析して、チタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を算出する。
【００４１】
図２は、実施例１及び比較例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真である。図２（ａ）は実施例１に係るチタニアナノ粒子により製造されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真であり、図２（ｂ）は比較例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真である。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）においては、チタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度の値をＳＥＭ写真の右側に併記した。
【００４２】
図２から分かるように、実施例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子も比較例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子もともに、幾何平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあることが確認できた。また、実施例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子も比較例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子もともに、分散度が小さいことが確認できた。また、実施例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子の分散度（１８．９％）は、比較例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子の分散度（２３．１％）よりも小さく、実施例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子の方が比較例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子よりも、粒径が揃っていることが確認できた。
【００４３】
［実施例２〜５］
実施例２〜５は、塩基触媒の種類を変えたときや塩基触媒そのものを添加しなかったときのチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を確認するための実施例である。
【００４４】
実施例２〜５に係るチタニアナノ粒子の製造方法においては、基本的には実施例１の場合と同様の工程を実施してチタニアナノ粒子を含有するコロイド溶液を作製する。但し、表２に示す仕込み表に従って準備工程を実施する点で、実施例１の場合とは異なる。なお、表２の塩基触媒の各欄において、上側は塩基触媒の種類を示し、下側は塩基触媒の濃度を示す。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
表２の仕込み表に従って準備工程及び混合工程を行った後、実施例１の場合と同様に、作製したコロイド溶液からＳＥＭ写真撮影用の試料を作成し、当該試料に担持されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真を撮影し、当該撮影画像を解析して、チタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を算出する。
【００４７】
図３は、実施例２〜５に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造したチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真である。図３（ａ）は実施例２に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造したチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真であり、図３（ｂ）は実施例３に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造したチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真であり、図３（ｃ）は実施例４に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造したチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真であり、図３（ｄ）は実施例５に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造したチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真である。なお、図３（ａ）〜図３（ｄ）においては、チタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度の値をＳＥＭ写真の右側に併記した。
【００４８】
図３から分かるように、実施例２〜５に係るチタニアナノ粒子の製造方法によれば、幾何平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあるチタニアナノ粒子を製造可能であることが確認できた。また、実施例２〜５に係るチタニアナノ粒子の製造方法によれば、合成条件を選べば、分散度が２０％以下の粒径の揃ったチタニアナノ粒子を製造可能であることが確認できた。
【００４９】
［実施例６〜１０］
実施例６〜１０は、第２極性溶媒としてのアルコールの種類を変えたときのチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を確認するための実施例である。
【００５０】
実施例６〜１０に係るチタニアナノ粒子の製造方法においては、基本的には実施例１の場合と同様の工程を実施してチタニアナノ粒子を製造する。但し、表３に示す仕込み表に従って準備工程を実施する点で、実施例１の場合とは異なる。
【００５１】
【表３】
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【００５２】
表３の仕込み表に従って準備工程及び混合工程を行った後、実施例１の場合と同様に、作製したコロイド溶液からＳＥＭ写真撮影用の試料を作成し、当該試料に担持されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真を撮影し、当該撮影画像を解析して、チタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を算出する。
【００５３】
図４は、実施例６〜１０に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を示すグラフである。図４から分かるように、実施例７〜１０に係るチタニアナノ粒子の製造方法によれば、幾何平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあるチタニアナノ粒子を製造可能であることが確認できた。また、実施例６〜１０に係るチタニアナノ粒子の製造方法によれば、合成条件を選べば、分散度が２０％以下の粒径の揃ったチタニアナノ粒子を製造可能であることが確認できた。
【００５４】
［実施例１１〜１７］
実施例１１〜１７は、母液中の水の濃度を変化させたときのチタニアナノ粒子の平均粒径及び分散度を確認するための実施例である。
【００５５】
実施例１１〜１７に係るチタニアナノ粒子の製造方法においては、基本的には実施例１の場合と同様の工程を実施してチタニアナノ粒子を製造する。但し、表４に示す仕込み表に従って準備工程を実施する点で、実施例１の場合とは異なる。なお、実施例１１における水の濃度は２０ｖｏｌ％であり、実施例１２における水の濃度は３４ｖｏｌ％であり、実施例１３における水の濃度は５０ｖｏｌ％であり、実施例１４における水の濃度は６０ｖｏｌ％であり、実施例１５における水の濃度は７０ｖｏｌ％であり、実施例１６における水の濃度は８０ｖｏｌ％であり、実施例１７における水の濃度は９０ｖｏｌ％である。
【００５６】
【表４】
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【００５７】
表４の仕込み表に従って準備工程及び混合工程を行った後、実施例１の場合と同様に、作製したコロイド溶液からＳＥＭ写真撮影用の試料を作成し、当該試料に担持されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真を撮影し、当該撮影画像を解析して、チタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を算出する。
【００５８】
図５は、実施例１１〜１７に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造したチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を示すグラフである。図５から分かるように、実施例１１〜１７に係るチタニアナノ粒子の製造方法によれば、幾何平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあるチタニアナノ粒子を製造可能であることが確認できた。また、実施例１１〜１７に係るチタニアナノ粒子の製造方法によれば、合成条件を選べば、分散度が２０％以下の粒径の揃ったチタニアナノ粒子を製造可能であることが確認できた。
【００５９】
［実施例１８〜２２］
実施例１８〜２２は、子液中のチタニウムテトライソプロポキシド（ＴＴＩＰ）の濃度を変化させたときのチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を確認するための実施例である。
【００６０】
実施例１８〜２２に係るチタニアナノ粒子の製造方法においては、基本的には実施例１の場合と同様の工程を実施してチタニアナノ粒子を製造する。但し、表５に示す仕込み表に従って準備工程を実施する点で、実施例１の場合とは異なる。なお、実施例１８におけるＴＴＩＰの濃度は４ｖｏｌ％であり、実施例１９におけるＴＴＩＰの濃度は６ｖｏｌ％であり、実施例２０におけるＴＴＩＰの濃度は８ｖｏｌ％であり、実施例２１におけるＴＴＩＰの濃度は１５ｖｏｌ％であり、実施例２２におけるＴＴＩＰの濃度は３０ｖｏｌ％である。
【００６１】
【表５】
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【００６２】
表５の仕込み表に従って準備工程及び混合工程を行った後、実施例１の場合と同様に、作製したコロイド溶液からＳＥＭ写真撮影用の試料を作成し、当該試料に担持されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真を撮影し、当該撮影画像を解析して、チタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を算出する。
【００６３】
図６は、実施例１８〜２２に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造したチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を示すグラフである。図６から分かるように、実施例１８〜２２に係るチタニアナノ粒子の製造方法によれば、幾何平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあるチタニアナノ粒子を製造可能であることが確認できた。また、実施例１８〜２２に係るチタニアナノ粒子の製造方法によれば、合成条件を選べば、分散度が２０％以下の粒径の揃ったチタニアナノ粒子を製造可能であることが確認できた。
【００６４】
［実施例２３〜２５］
実施例２３〜２５は、注射器１３０（図１参照。）の針の内径を変化させたときに、チタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度がどうなるかを確認するための実施例である。
【００６５】
実施例２３〜２５に係るチタニアナノ粒子の製造方法においては、基本的には実施例１の場合と同様の工程を実施してチタニアナノ粒子を製造する。但し、「表６に示す仕込み表に従って準備工程を実施する点」、「注射器の内径を変化させて混合工程を実施する点」及び「注射器１３２の針先端部における子液の線速度が一定となるように子液を母液中に注入する点」で、実施例１の場合とは異なる。実施例２３の場合においては、注射器の針の内径を０．３０ｍｍとし、実施例２４の場合においては、注射器の針の内径を０．７０ｍｍとし、実施例２５の場合においては、注射器の針の内径を１．１０ｍｍとする。
【００６６】
【表６】
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【００６７】
表６の仕込み表に従って準備工程及び混合工程を行った後、実施例１の場合と同様に、作製したコロイド溶液からＳＥＭ写真撮影用の試料を作成し、当該試料に担持されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真を撮影し、当該撮影画像を解析して、チタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を算出する。
【００６８】
図７は、実施例２３〜２５に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造したチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を示すグラフである。図７から分かるように、実施例２３〜２５に係るチタニアナノ粒子の製造方法によれば、幾何平均粒径が５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあるチタニアナノ粒子を製造可能であることが確認できた。また、実施例２３〜２５に係るチタニアナノ粒子の製造方法によれば、合成条件を選べば、分散度が２０％以下の粒径の揃ったチタニアナノ粒子を製造可能であることが確認できた。
【００６９】
以上、本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００７０】
上記各実施例においては、チタニアナノ粒子の製造方法を例にとって本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の金属酸化物ナノ粒子の製造方法は、チタニアナノ粒子以外の金属酸化物ナノ粒子の製造方法にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施例１及び比較例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法に用いる実験系１１０，１１０ａを説明するために示す図である。
【図２】実施例１及び比較例１に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真である。
【図３】実施例２〜５に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子のＳＥＭ写真である。
【図４】実施例６〜１０に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を示すグラフである。
【図５】実施例１１〜１７に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を示すグラフである。
【図６】実施例１８〜２２に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を示すグラフである。
【図７】実施例２３〜２５に係るチタニアナノ粒子の製造方法により製造されたチタニアナノ粒子の幾何平均粒径及び分散度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１１０，１１０ａ…実験系、１２０…母液槽、１２２…モーター、１２４…軸、１２６…プロペラ、１３０…注射器、１３２…ビーカー
【図１】
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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２】
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【図３】
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