ナノ酸化亜鉛粒子の製造方法

专利摘要:
亜鉛金属前駆体を溶媒に溶解させて、第一溶液を得る工程と、塩基をアルコールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程と、該アルカリ溶液を該第一溶液に所定時間にわたって添加して、溶液中にナノ酸化亜鉛粒子を得る工程とを含むナノ酸化亜鉛粒子の製造方法。
公开号:JP2011513190A
申请号:JP2010550332
申请日:2009-01-07
公开日:2011-04-28
发明作者:パラシャール サチン
申请人:タタ ケミカルズ リミテッド；
IPC主号:C01G9-02

专利说明:

[0001] 本発明は、ナノ粒子の製造方法に関する。本発明は、特に、ナノ酸化亜鉛粒子の製造方法に関する。]
背景技術

[0002] 酸化亜鉛は、種々の目的に使用され、例えば、白色顔料として、触媒として、ならびに抗菌皮膚保護軟膏、遮光剤および木材用ワニスの成分として、使用されている。酸化亜鉛は、ワイドバンドギャップ半導体としても既知であり、放射デバイスに好適である。紫外線遮断に使用される材料は、有害紫外線を遮断しながらも太陽放射線の可視部に透過性である必要があり、ナノ酸化亜鉛はこの点で好都合であると考えられる。「ナノ」または「ナノ粒子」という用語は、一般に、約１００ｎｍ未満の寸法を有する粒子を意味するのに用いられる。]
[0003] ナノ酸化亜鉛粒子の合成に関して、多くの方法が既知であるが、そのような方法は、効率的に規模変更できず、かつ、自由流動性のナノ酸化亜鉛粒子粉末を製造することができない。この欠点は、ナノ酸化亜鉛粒子の製品化において重大な障害となることが多い。]
[0004] ナノ酸化亜鉛の基本的合成方法は、亜鉛金属前駆体の塩基性アルコール加水分解であり、ほとんどの既知の方法は、反応媒体としてのアルコールまたはアルコール−水混合物中におけるナノ酸化亜鉛粒子の合成を記載している。そのような方法は、アルコールの加熱または沸騰による金属前駆体の溶解を含み、反応は高温で行なわれる。このような種類の前駆体は、アルコールに低溶解性であるので、該方法は、それらを高温、すなわちアルコールの場合は一般に沸点まで加熱する必要がある。そのような方法の例は、米国特許第６７１００９１号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２２２５８６号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１７２８４５号明細書、およびＫｏｃｈら、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８５年、第１２２巻、ｐ.５０７〜に見出される。]
[0005] 米国特許第６７１００９１号明細書
米国特許出願公開第２００６／０２２２５８６号明細書
米国特許出願公開第２００３／０１７２８４５号明細書]
先行技術

[0006] Ｋｏｃｈら、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８５年、第１２２巻、ｐ.５０７〜]
発明が解決しようとする課題

[0007] 自由流動性のナノ酸化亜鉛粒子を形成しうる方法であって、ナノ酸化亜鉛粒子の大規模製造を可能にするために規模変更しうる方法を見出すことが有用である。]
課題を解決するための手段

[0008] 本発明は、ナノ酸化亜鉛粒子の製造方法に関し、亜鉛金属前駆体を溶媒に溶解させて、第一溶液を得る工程と、塩基をアルコールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程、および、該アルカリ溶液を、該第一溶液に所定時間にわたって添加して、分散液中にナノ酸化亜鉛粒子を得る工程を含むナノ酸化亜鉛粒子の製造方法に関する。]
[0009] 本発明の一態様によれば、ナノ酸化亜鉛粒子を含有する前記分散液が、安定貯蔵のために冷蔵される。]
[0010] 本発明の一態様によれば、非溶媒が前記分散液に添加され、溶液中にナノ亜鉛粒子の沈殿が得られる。]
[0011] 本発明の一態様によれば、ナノ酸化亜鉛粒子の抽出のために、ナノ酸化亜鉛粒子を含有する溶液を、ナノ酸化亜鉛粒子の沈降のための分離手段に移す工程と、沈降ナノ酸化亜鉛粒子を分離手段から除去し、除去したナノ酸化亜鉛粒子を遠心分離し、乾燥して、乾燥ナノ酸化亜鉛粒子を得る工程とを含む処理が、前述のように非溶媒を添加することによって得られた前記溶液に対してさらに行われる。]
[0012] 本発明は、ナノ酸化亜鉛粒子の製造方法にも関し、酢酸亜鉛二水和物｛Ｚｎ（ＯＡｃ）２｝をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させて、第一溶液を得る工程、塩基をアルコールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程および該アルカリ溶液を、該第一溶液に所定時間にわたって添加して、ナノ酸化亜鉛粒子を得る工程を含むナノ酸化亜鉛粒子の製造方法に関する。]
[0013] 本発明の一態様によれば、前記塩基は水酸化ナトリウムであり、前記アルコールはエタノールである。]
[0014] 本発明の一態様によれば、遠心分離したナノ酸化亜鉛粒子を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させる。]
[0015] 本発明は、ナノ酸化亜鉛粒子の製造方法に関し、酢酸亜鉛二水和物｛Ｚｎ（ＯＡｃ）２｝をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させて、第一溶液を得る工程と、水酸化ナトリウムをエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程と、該アルカリ溶液を、該第一溶液に所定時間にわたって添加して、分散液中にナノ酸化亜鉛粒子を得る工程と、アセトンを該分散液に添加して、ナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させる工程と、ナノ酸化亜鉛粒子を含有する溶液を分離手段に移して、ナノ酸化亜鉛粒子を沈降させる工程と、沈降したナノ酸化亜鉛粒子を、分離手段から取り出す工程と、分離手段から取り出したナノ酸化亜鉛粒子に存在する過剰溶液をデカントする工程と、ナノ酸化亜鉛粒子を遠心分離する工程とを含むナノ酸化亜鉛粒子の製造方法に関する。]
[0016] 本発明は、キャップドナノ酸化亜鉛粒子の製造方法に関し、亜鉛前駆体を溶媒に溶解させて、第一溶液を得る工程と、キャッピング剤を該第一溶液に添加する工程と、塩基をアルコールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程と、該アルカリ溶液を、該第一溶液に所定時間にわたって添加して、キャップドナノ酸化亜鉛粒子を得る工程であって、添加される前記アルカリ溶液の量が、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量の少なくとも５％過剰である工程を含むキャップドナノ酸化亜鉛粒子の製造方法に関する。]
[0017] 一態様によれば、添加される前記アルカリ溶液の量は、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量の５％〜４０％過剰である。]
[0018] 添付の図面は本発明の好ましい実施形態を示し、以下の詳細な説明とともに本発明の原理を説明する。]
図面の簡単な説明

[0019] 本発明の、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の添加によって形成されたナノ酸化亜鉛粒子試料についての、太陽スペクトルの種々の波長における透過率を示す図である。
本発明の、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の添加によって形成されたオクチルアミンキャップドナノ酸化亜鉛粒子試料についての、太陽スペクトルの種々の波長における透過率を示す図である。
本発明の、モル反応に必要とされる量より５％過剰のアルカリ溶液の添加によって形成されたオクチルアミンキャップドナノ酸化亜鉛粒子試料についての、太陽スペクトルの種々の波長における透過率を示す図である。
本発明の、モル反応に必要とされる量より１０％過剰のアルカリ溶液の添加によって形成されたオクチルアミンキャップドナノ酸化亜鉛粒子試料についての、太陽スペクトルの種々の波長における透過率を示す図である。]
実施例

[0020] 本発明の原理の理解を深めるために、記載されている実施形態に言及し、特定の用語をその説明に使用する。しかし、本発明の範囲はそれによって限定されるものではなく、本発明の方法における変更およびさらなる改変、ならびに本発明の原理のさらなる適用も、当業者が通常思い着くものであると考えられる。]
[0021] 前記の一般的な説明、および下記の詳細な説明は、本発明を例示し説明するものであって、本発明を限定するものではない。]
[0022] 単一相有機媒体中で、ナノ酸化亜鉛粒子を合成する方法を開示する。本発明の原理による方法は、亜鉛金属前駆体を溶媒に溶解させ、次に、塩基性アルコール溶液を添加して、ナノ酸化亜鉛粒子を得ることを含むのが好ましい。特に、該方法は、亜鉛金属前駆体を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）のような溶媒に溶解させて第一溶液を得、塩基をアルコールに溶解させてアルカリ溶液を得、該アルカリ溶液を該第一溶液に添加してナノ酸化亜鉛粒子を得ることを含む。]
[0023] 以下の説明は、本発明の原理を説明するために、ある特定の化合物、例えば、アルコール、塩基、溶媒および非溶媒に言及する。しかし、本発明はそのような化合物に限定されず、任意の同等化合物を使用して、本発明によって教示される所望の最終結果を得ることができる。]
[0024] 以下の説明において、酢酸亜鉛二水和物を亜鉛源として使用し、使用される溶媒はＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）である。酢酸亜鉛二水和物をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させて、第一透明溶液を得る。第二溶液は、水酸化ナトリウムをエタノールに溶解させてアルカリ溶液を得ることによって別に調製される。ナノ酸化亜鉛粒子だけが形成されることを確実にするために、該アルカリ溶液を該酢酸亜鉛溶液に所定時間にわたって制御された形で添加する。]
[0025] ナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させるかまたは沈降させるために、非溶媒、例えば、アセトン、ヘキサン、ヘプタンおよびトルエン、またはそれらに類似な任意の化合物、もしくはそれらの任意の組合せを反応混合物に添加するのが好ましい。非溶媒の添加後に、ナノ酸化亜鉛粒子は最終的に沈降する。]
[0026] 第一溶液へのアルカリ溶液の添加方法は、一度に加えるのではなく、アルカリ溶液の添加後に形成される水酸化亜鉛を脱水するのに適した時間にわたって添加し、それによって分散液中にナノ酸化亜鉛粒子を得るのが好ましい。好ましくは、そのような方法は、約１％アルカリ／分の速度でアルカリを連続的に添加することによって行なってもよく、または所定量のアルカリを所定の間隔を開けて、例えば５〜１０分間の間隔を開けて、各間隔ごとに５％〜１０％のアルカリを添加することによって行なってもよい。従って、添加工程は、適切な粒子の大きさおよび収量を得るために必要とされる反応終了のパーセンテージに応じて、５０〜１００分間にわたりうる。]
[0027] アルカリ溶液の製造に使用される塩基は、任意のＯＨ−またはＮＨ−基含有塩基性化合物、特にアルカリ金属化合物、例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、水酸化テトラメチルアンモニウム、または類似の群の任意の化合物、好ましくは水酸化ナトリウムであってよい。]
[0028] アルコールは、モノアルコールまたはポリアルコール、特に、エタノール、メタノール、プロパノール、またはアルコール群の任意の化合物、好ましくはエタノールであってよい。]
[0029] 該方法に含まれる反応は、以下のように要約しうる。
Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ−）２＋２ＮａＯＨ → Ｚｎ（ＯＨ）２＋２ＣＨ３ＣＯＯＮａ （１）
Ｚｎ（ＯＨ）２ → ＺｎＯ＋Ｈ２Ｏ （２）]
[0030] 反応式１に示されているように、酢酸亜鉛は水酸化ナトリウムと反応して、水酸化亜鉛および酢酸ナトリウムを生じる。該水酸化亜鉛は脱水されて、ナノ酸化亜鉛および水を生じる。]
[0031] 本発明の一態様に従って、工業規模でのナノ酸化亜鉛粒子の抽出方法を開示する。ナノ粒子を沈殿させるための非溶媒の使用により、高収量で粒子を抽出する簡単な方法を得られる。該方法は、沈降、次に、デカンテーション、遠心分離、および最後に真空乾燥器中、五酸化燐上でのナノ粒子の乾燥を含む。]
[0032] ナノ粒子は、該方法の初期の段階で、分散物として得られる。ナノ酸化亜鉛粒子を乾燥粉末として得るために、この分散物に次の処理が行なわれる。ナノ酸化亜鉛粒子を含有する、そのようにして得られた分散物は、冷蔵下で極めて安定である。ある態様によれば、その分散物は、ガラス、金属、木材等への耐紫外線コーティングのための塗布応用することができる。その分散物は、薄いコーティングとしてガラスに直接的に適用することができる。その分散物は透明なので、ガラスに塗布された膜も透明である。さらに、ＤＭＦのような溶媒中の分散物は極めて安定であり、分散物を製造する方法は、経済的であり、それに続くガラス被覆において極めて好都合である。]
[0033] 一態様によれば、そのように製造された分散物を、冷蔵下でガラス製造施設に移すこともでき、またはガラス製造施設で製造することもできる。]
[0034] 冷蔵温度は、好ましくは０℃〜４℃またはそれ以下に維持しうる。]
[0035] 一態様によれば、酢酸亜鉛溶液へのアルカリ溶液の添加の終了時に、反応混合物を撹拌して、反応を確実に終了させ、酢酸亜鉛の全量をナノ酸化亜鉛に変換させるのが好ましい。ナノ酸化亜鉛粒子の形成は、中間紫外可視分光法を行なうことによってモニターすることができる。]
[0036] 一態様によれば、ナノ酸化亜鉛粒子を含有する溶液を分離手段に移して、ナノ酸化亜鉛粒子を沈降させ、沈降したナノ酸化亜鉛粒子を分離手段から取り出し、分離手段から取り出したナノ酸化亜鉛粒子に存在する余剰溶液をデカントし、ナノ酸化亜鉛粒子を遠心分離する。]
[0037] 分離手段は、例えば、分液漏斗であってもよい。遠心分離したナノ酸化亜鉛粒子を、五酸化燐上で真空乾燥させてもよい。]
[0038] 図１は、反応が終了したことを確認する一つの方法を示している。反応混合物の分析は、約３６０ｎｍより短波長では透過率が２０％未満であることを示している。これにより、１００％反応が終了したと推定される。] 図１
[0039] ある実施形態によれば、前記方法は、キャップドナノ酸化亜鉛粒子粉末を得るのに使用しうる。キャッピング剤は、アルカリ溶液の添加前に、酢酸亜鉛溶液のような金属前駆体に添加するのが好ましく、それによって、ナノ酸化亜鉛粒子が形成されるとすぐにナノ酸化亜鉛粒子をキャッピングすることができる。例えば、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミンといったアルキルアミンや、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、アルカンチオール、カルボン酸、ホスフィン、置換ホスフィン、酸化ホスフィン、置換酸化ホスフィンを含む任意の既知の有機および無機分子を、ナノ酸化亜鉛粒子のキャッピングに使用しうる。該方法は、ナノ酸化亜鉛粒子の基本的製造方法にいかなる変更も改変も必要とせずに、キャッピング剤の導入を可能にする。]
[0040] 図２に示されているように、キャップドナノ酸化亜鉛粒子の形成の間に、１００％反応が終了しないことが観測され、ここで、３６０ｎｍ未満のある波長における透過率が２０％より高く、ある波長においてほぼ５０％に達していることが観測される。これは、部分的に反応が終了したことを示している。] 図２
[0041] 単一相有機媒体中におけるキャップドナノ酸化亜鉛粒子の合成方法を開示する。本発明の原理による方法は、亜鉛金属前駆体を溶媒に溶解させて亜鉛金属前駆体溶液を得、該亜鉛金属前駆体溶液にキャッピング剤を添加した後に、塩基性アルコール溶液を添加して、キャップドナノ酸化亜鉛粒子を得ることを含み、金属前駆体溶液に添加される塩基性アルコール溶液の量は、モル反応に必要とされる量より多い。]
[0042] 特に、該方法は、亜鉛金属前駆体をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）のような溶媒に溶解させて、第一溶液を得、キャッピング剤を該第一溶液に添加し、塩基をアルコールに溶解させてアルカリ溶液を得、該アルカリ溶液を該第一溶液に添加して、キャップドナノ酸化亜鉛粒子を得る工程を含み、該第一溶液に添加される該アルカリ溶液の量は、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量の少なくとも５％過剰である。]
[0043] 以下の説明において、酢酸亜鉛二水和物｛Ｚｎ（ＯＡｃ）２｝を亜鉛源として使用し、使用される溶媒はＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）である。酢酸亜鉛二水和物をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させて、第一透明溶液を得る。該第一透明溶液に、キャッピング剤を添加する。第二溶液は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）をエタノールに溶解させてアルカリ溶液を得ることによって、別に調製する。キャップドナノ酸化亜鉛粒子だけが形成されることを確実にするために、該アルカリ溶液を該酢酸亜鉛溶液に制御された形で所定時間にわたって添加する。酢酸亜鉛溶液に添加される前記アルカリ溶液の量は、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量の少なくとも５％過剰である。]
[0044] ある実施形態によれば、形成されたキャップドナノ酸化亜鉛粒子が、反応の進行と共に、ゆっくり沈殿する。そのような反応において、キャッピング剤は、沈殿剤および表面修飾剤として作用する。]
[0045] 別の実施形態によれば、キャップドナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させるかまたは沈降させるために、非溶媒、例えば、アセトン、ヘキサン、ヘプタンおよびトルエン、またはそれらに類似な任意の化合物、またはそれらの任意の組合せを、反応混合物に添加するのが好ましい。非溶媒を添加した際に、キャップドナノ酸化亜鉛粒子が最終的に沈降する。]
[0046] 亜鉛金属前駆体溶液に添加されるアルカリ溶液の量は、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量より多い。ある態様によれば、過剰に添加されるアルカリ溶液の量は、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量の５〜４０％である。]
[0047] 正確モル法（ｅｘａｃｔｌｙ ｍｏｌａｒ ｐｒｏｃｅｓｓ）は、ナノ酸化亜鉛粒子の連続製造を可能にし、これにより、ナノ酸化亜鉛粒子の大規模製造を可能にする。]
[0048] ＤＭＦへの亜鉛金属前駆体の溶解は、反応混合物の加熱の必要がないこと、高濃度用に容易に規模変更可能なこと、高収量および狭い粒度分布での乾燥ナノ酸化亜鉛粒子の製造といった重要な利点を与える。]
[0049] 室温におけるＤＭＦへの亜鉛金属前駆体の高溶解性は、ナノ酸化亜鉛粒子の高製造速度を可能にする。]
[0050] 得られるナノ酸化亜鉛粒子は、完全に乾燥した粉末であり、このことは前記方法の重要な利点である。さらに、最終生成物は、無臭、白色の自由流動性のナノ酸化亜鉛粒子粉末である。乾燥粉末形態の最終生成物についての紫外可視分光法は、全ての粉末が可視照射に透過性であり、紫外線照射を遮断することを示した。粉末についてのＴＥＭは、粒度が、濃度および反応終了に応じて５ｎｍ〜５０ｎｍであることを示した。前記合成方法の全体が室温で行なわれる。]
[0051] 前記方法の簡略さ、特に、いかなる加熱の必要もないこと、および完全モル反応（撹拌およびデカンテーション操作を含む）は、前記方法を、任意の量に容易に規模拡大することを可能にする。]
[0052] 例えば、本明細書に記載の方法によって得たナノ酸化亜鉛粒子は、白色顔料の製造のために、触媒として、抗菌皮膚保護軟膏の成分として、日焼け止めローションの製造のために、ワニスにおいて、またはガラスの耐紫外線コーティングのために、使用しうる。]
[0053] 一態様によれば、本明細書に記載の方法によって得たナノ酸化亜鉛粒子は、エチレングリコールおよび水中の分散物として安定である。]
[0054] 以下の実施例は、本発明方法の特定の好ましい実施形態を説明し例示するものである。]
[0055] （実施例１）
６５．８４７ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、３ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。１２ｇのＮａＯＨを１．５Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。ナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、１．２Ｌのアルカリ溶液を第一溶液にゆっくり添加した。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。ナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させるために、このナノ酸化亜鉛粒子の溶液に１８Ｌのアセトンを添加した。アセトンを添加した際に、溶液は乳白色になった。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。次に、これらの沈降粒子を漏斗から取り出した。取り出した粒子からの過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。]
[0056] （実施例２）
５４．８７ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、２．５ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。１６ｇのＮａＯＨを２Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。ナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、１．８７５Ｌのアルカリ溶液を第一溶液にゆっくり添加した。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。ナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させるために、このナノ酸化亜鉛粒子の溶液に１７．５Ｌのアセトンを添加した。アセトンを添加した際に、溶液は乳白色になった。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。次に、これらの沈降粒子を分液漏斗から取り出した。取り出した粒子から過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。]
[0057] （実施例３）
５４．８７ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、２．５ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。１６ｇのＮａＯＨを２Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。ナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、１．８７５Ｌのアルカリ溶液を第一溶液にゆっくり添加した。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。ナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させるために、このナノ酸化亜鉛粒子の溶液に６．５６Ｌのアセトンを添加した。アセトンを添加した際に、溶液は乳白色になった。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。次に、これらの沈降粒子を分液漏斗から取り出した。取り出した粒子から過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。]
[0058] （実施例４）
５４．８７ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、２．５ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。２０ｇのＮａＯＨを２．５Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。ナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、２．２５０Ｌのアルカリ溶液を第一溶液にゆっくり添加した。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。ナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させるために、このナノ酸化亜鉛粒子の溶液に７．１２５Ｌのアセトンを添加した。アセトンを添加した際に、溶液は乳白色になった。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。次に、これらの沈降粒子を分液漏斗から取り出した。取り出した粒子から過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。]
[0059] （実施例５）
１０９．７４ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、２．５ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。４０ｇのＮａＯＨを２．５Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。ナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、２．２５０Ｌのアルカリ溶液を第一溶液にゆっくり添加した。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。ナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させるために、このナノ酸化亜鉛粒子の溶液に７．１２５Ｌのアセトンを添加した。アセトンを添加した際に、溶液は乳白色になった。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。次に、これらの沈降粒子を分液漏斗から取り出した。取り出した粒子から過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。]
[0060] （実施例６）
１６４．６１ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、２．５ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。６０ｇのＮａＯＨを２．５Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。ナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、２．２５０Ｌのアルカリ溶液を第一溶液にゆっくり添加した。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。ナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させるために、このナノ酸化亜鉛粒子の溶液に７．１２５Ｌのアセトンを添加した。アセトンを添加した際に、溶液は乳白色になった。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。次に、これらの沈降粒子を分液漏斗から取り出した。取り出した粒子から過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。]
[0061] （実施例７）
２１．９４ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、１．０ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。８ｇのＮａＯＨを１．０Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。３７．０７ｇのドデシルアミン（ＤＤＡ）を３００ｍＬのトルエンに添加し、この溶液を第一溶液に添加した。ナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、０．９Ｌのアルカリ溶液を、第一溶液にゆっくり添加した。塩基を添加した際に、ＤＤＡキャップドナノ酸化亜鉛粒子の形成および沈殿により、溶液が乳白色になった。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。次に、これらの沈降粒子を分液漏斗から取り出した。取り出した粒子から過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。]
[0062] （実施例８）
２１．９４ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、１．０ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。８ｇのＮａＯＨを１．０Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。２５．８ｇのオクチルアミン（ＯＡ）を第一溶液に添加した。ナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、０．９Ｌのアルカリ溶液を、第一溶液にゆっくり添加した。塩基を添加した際に、ＯＡキャップドナノ酸化亜鉛粒子の形成および沈殿により、溶液が乳白色になった。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。次に、これらの沈降粒子を分液漏斗から取り出した。取り出した粒子から、過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。]
[0063] （実施例９）
４３．８９８ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、２．０ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。１７．６ｇのＮａＯＨを２．２Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。５１．７ｇのオクチルアミン（ＯＡ）を第一溶液に添加した。ナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、２．０Ｌのアルカリ溶液を、第一溶液にゆっくり添加した。塩基を添加した際に、ＯＡキャップドナノ酸化亜鉛粒子の形成および沈殿により、溶液が乳白色になった。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。次に、これらの沈降粒子を分液漏斗から取り出した。取り出した粒子から過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。]
[0064] （実施例１０）
２１９．４９ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、２．０ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。８８ｇのＮａＯＨを２．２Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。１２９．２５ｇのオクチルアミン（ＯＡ）を第一溶液に添加した。キャップドナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、２．１Ｌのアルカリ溶液を、第一溶液にゆっくり添加した。塩基を添加した際に、ＯＡキャップドナノ酸化亜鉛粒子の形成および沈殿により、溶液が乳白色になった。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。沈降粒子を分液漏斗から取り出した。取り出した粒子から過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。図３は、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量より５％過剰のアルカリ溶液の添加によって形成されたオクチルアミンキャップドナノ酸化亜鉛粒子の試料についての、太陽スペクトルの種々の波長における透過率を示す。] 図３
[0065] （実施例１１）
２１９．４９ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２を、２．０ＬのＤＭＦに溶解させて、第一溶液を得た。９６ｇのＮａＯＨを２．４Ｌのエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得た。１２９．２５ｇのオクチルアミン（ＯＡ）を第一溶液に添加した。キャップドナノ酸化亜鉛粒子を合成するために、２．２Ｌのアルカリ溶液を、第一溶液にゆっくり添加した。塩基を添加した際に、ＯＡキャップドナノ酸化亜鉛粒子の形成および沈殿により、溶液が乳白色になった。添加が終了した後に、反応混合物をしばらく撹拌した。次に、粒子を沈降させるために、この溶液を分液漏斗に移した。沈降粒子を漏斗から取り出した。取り出した粒子から過剰の溶媒をデカンテーションによって除去し、残留乳状溶液を遠心分離した。得られた湿潤固形物を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させた。図４は、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量より１０％過剰のアルカリ溶液の添加によって形成されたオクチルアミンキャップドナノ酸化亜鉛粒子の試料についての、太陽スペクトルの種々の波長における透過率を示す。] 図４

权利要求:

請求項1
亜鉛金属前駆体を溶媒に溶解させて、第一溶液を得る工程と、塩基をアルコールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程と、該アルカリ溶液を、該第一溶液に所定時間にわたって添加して、分散液中にナノ酸化亜鉛粒子を得る工程とを含むナノ酸化亜鉛粒子の製造方法。
請求項2
亜鉛金属前駆体を溶媒に溶解させて、第一溶液を得る工程と、キャッピング剤を該第一溶液に添加する工程と、塩基をアルコールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程と、該アルカリ溶液を、該第一溶液に所定時間にわたって添加して、分散液中にキャップドナノ酸化亜鉛粒子を得る工程とを含むナノ酸化亜鉛粒子の製造方法。
請求項3
前記ナノ酸化亜鉛粒子を含有する溶液を、安定貯蔵のために冷蔵する、請求項１または２に記載の方法。
請求項4
非溶媒を、前記第一溶液と前記アルカリ溶液との反応混合物に添加して、溶液中にナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
請求項5
前記ナノ酸化亜鉛粒子を沈降させるために、該ナノ酸化亜鉛粒子を含有する前記溶液を分離手段に移す工程と、沈降した前記ナノ酸化亜鉛粒子を前記分離手段から取り出す工程と、取り出した前記ナノ酸化亜鉛粒子を遠心分離し乾燥させて、乾燥ナノ酸化亜鉛粒子を得る工程とを含む、請求項４に記載の方法。
請求項6
酢酸亜鉛二水和物を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させて、第一溶液を得る工程と、塩基をアルコールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程と、該アルカリ溶液を、前記第一溶液に所定時間にわたって添加して、ナノ酸化亜鉛粒子を得る工程とを含むナノ酸化亜鉛粒子の製造方法。
請求項7
前記塩基が水酸化ナトリウムである、請求項６に記載の方法。
請求項8
前記アルコールがエタノールである、請求項６に記載の方法。
請求項9
前記ナノ酸化亜鉛粒子を含有する溶液を、安定貯蔵のために冷蔵する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
請求項10
アセトンを、前記第一溶液と前記アルカリ溶液との反応混合物に添加して、溶液中に前記ナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させる工程を含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
請求項11
前記アルカリ溶液を前記第一溶液に添加する前に、キャッピング剤を前記第一溶液に添加する工程を含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
請求項12
前記ナノ酸化亜鉛粒子を含有する前記溶液を分離手段に移して、前記ナノ酸化亜鉛粒子を沈降させる工程と、沈降した前記ナノ酸化亜鉛粒子を、前記分離手段から取り出す工程と、前記分離手段から取り出した前記ナノ酸化亜鉛粒子に存在する過剰溶液をデカントする工程と、前記ナノ酸化亜鉛粒子を遠心分離する工程とをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
請求項13
遠心分離した前記ナノ酸化亜鉛粒子を、真空乾燥器中、五酸化燐上で乾燥させる、請求項１０に記載の方法。
請求項14
酢酸亜鉛二水和物をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させて、第一溶液を得る工程と、水酸化ナトリウムをエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程と、該アルカリ溶液を、該第一溶液に所定時間にわたって添加して、溶液中にナノ酸化亜鉛粒子を得る工程と、アセトンを該溶液に添加して、ナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させる工程と、ナノ酸化亜鉛粒子を含有する溶液を分離手段に移して、ナノ酸化亜鉛粒子を沈降させる工程と、沈降したナノ酸化亜鉛粒子を、分離手段から取り出す工程と、分離手段から取り出したナノ酸化亜鉛粒子に存在する過剰溶液をデカントする工程と、ナノ酸化亜鉛粒子を遠心分離する工程とを含むナノ酸化亜鉛粒子の製造方法。
請求項15
亜鉛前駆体を溶媒に溶解させて、第一溶液を得る工程と、キャッピング剤を該第一溶液に添加する工程と、塩基をアルコールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程と、 該アルカリ溶液を、該第一溶液に所定時間にわたって添加して、キャップドナノ酸化亜鉛粒子を得る工程であって、添加される前記アルカリ溶液の量が、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量の少なくとも５％過剰である工程とを含むキャップドナノ酸化亜鉛粒子の製造方法。
請求項16
添加される前記アルカリ溶液の量が、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量の５％〜４０％過剰である、請求項１５に記載の方法。
請求項17
請求項１５に記載のキャップドナノ酸化亜鉛粒子の製造方法であって、酢酸亜鉛二水和物をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させて、第一溶液を得る工程と、オクチルアミンを該第一溶液に添加する工程と、水酸化ナトリウムをエタノールに溶解させて、アルカリ溶液を得る工程と、該アルカリ溶液を、該第一溶液に所定時間にわたって添加して、キャップドナノ酸化亜鉛粒子を得る工程であって、添加される前記アルカリ溶液の量が、モル反応に必要とされるアルカリ溶液の量の少なくとも５％過剰である工程と、アセトンを該溶液に添加して、キャップドナノ酸化亜鉛粒子を沈殿させる工程と、キャップドナノ酸化亜鉛粒子を含有する溶液を分離手段に移して、キャップドナノ酸化亜鉛粒子を沈降させる工程と、沈降したキャップドナノ酸化亜鉛粒子を、分離手段から取り出す工程と、分離手段から取り出したキャップドナノ酸化亜鉛粒子に存在する過剰溶液をデカントする工程と、キャップドナノ酸化亜鉛粒子を遠心分離する工程とを含む方法。
請求項18
実質的に、本明細書において添付の図面を参照して説明され、それによって例示されている、ナノ酸化亜鉛粒子の製造方法。