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様々な機能性ナノ粒子の創製

溶融塩中での置換反応を利用した合金粒子の生成

(特許第5065948号)

別項目で述べましたプラズマ誘起カソード電解では、溶融塩中に複数種類の金属イオンを加え、これらを同時に還元することで、多元系合金のナノ粒子を直接形成することができます。一方で、溶融塩中での置換反応を利用して合金粒子を形成することも可能です。例えば、Snナノ粒子とCuイオンとを溶融塩中で反応させることにより、Sn-Cu系の合金ナノ粒子を形成することができます。
このようなSn系やSi系の合金ナノ粒子は、リチウムイオン二次電池の負極材料として期待されています。この他にも、優れた磁気特性を有するFePtナノ粒子等、さまざまな合金ナノ粒子の形成に成功しています。
組成制御が容易で、簡便かつ低コストでの合金粒子製造が可能になることから、従来のメカニカルアロイング法などを超える新技術として高いポテンシャルを有しており、早期実用化が期待されます。

金属Aと金属B(BはAよりも貴)の合金粒子を形成する場合

金属Aと金属B(BはAよりも貴)の合金粒子を形成する場合

画像の説明


プラズマ誘起アノード電解法による金属化合物粒子の形成


プラズマ誘起アノード電解法では、陽極が電解浴面より上に設置されており、原料となるアニオンを含む溶融塩との間でアノード電解を行うことにより、様々な化合物粒子を形成させることができます。例えば、陽極にチタンを用い、酸化物イオン(O2-)を含む溶融塩に対して電解を行うと、酸化チタンのナノ粒子を形成させることができます。
(例) 陽極:Ti + n O2- → TiOn + 2n e-

プラズマ誘起アノード電解法の原理 略図
           図 プラズマ誘起アノード電解法の原理(一例);
           (対象とする化合物によって反応のメカニズムは異なる)



酸化チタン 硫化モリブデン 電解法による金属化合物の例