JP-2026077187-A - 金属膜片形成材料およびその製造方法

Abstract

【課題】優れたアンモニア吸着効果を発揮することができ、溶媒液中への金属イオンの溶出量を増やすことができる金属膜片形成材料およびその製造方法を提供する。 【解決手段】金属錯体および金属塩からなる群から選ばれる少なくとも１種とアンモニアおよびアミンから選ばれる少なくとも１種との反応生成物を有する金属前駆体液と、有機還元剤と、が含有されてなる金属膜片形成用組成物に、基材を浸漬させた後、乾燥させることで、基材の表面に、金属膜片を形成してなり、当該金属膜片形成材料１５ｍｇを、アンモニア濃度８０ｐｐｍの窒素ガス１リットル中に投入した５分後のアンモニア濃度が、基材１５ｍｇを、アンモニア濃度８０ｐｐｍの窒素ガス１リットル中に投入した５分後のアンモニア濃度の、１／３以下となされた金属膜片形成材料。 【選択図】図１

Inventors

• 高宮 祥太
• 竹田 美咲
• 堂浦 剛
• 佐藤 光史
• 永井 裕己

Assignees

• 星和電機株式会社
• 学校法人 工学院大学

Dates

Publication Date

20260513

Application Date

20241025

Claims (6)

1. 金属錯体および金属塩からなる群から選ばれる少なくとも１種とアンモニアおよびアミンから選ばれる少なくとも１種との反応生成物を有する金属前駆体液と、有機還元剤と、が含有されてなる金属膜片形成用組成物に、基材を浸漬させた後、乾燥させることで、基材の表面に、金属膜片を形成して金属膜片形成材料が構成されてなり、 当該金属膜片形成材料１５ｍｇを、アンモニア濃度８０ｐｐｍの窒素ガス１リットル中に投入した５分後のアンモニア濃度が、 基材１５ｍｇを、アンモニア濃度８０ｐｐｍの窒素ガス１リットル中に投入した５分後のアンモニア濃度の、１／３以下となされたことを特徴とする金属膜片形成材料。
2. 金属錯体および金属塩からなる群から選ばれる少なくとも１種とアンモニアおよびアミンから選ばれる少なくとも１種との反応生成物を有する金属前駆体液と、有機還元剤と、が含有されてなる金属膜片形成用組成物に、基材を浸漬させた後、乾燥させることで、基材の表面に、金属膜片を形成して金属膜片形成材料が構成されてなり、 当該金属膜片形成材料０．１ｇを、１０ｍｌの水道水に投入して３０分静置し、１万回転で５分間の遠心分離した後の溶液中の金属イオン濃度が、 金属粉末０．１ｇを、１０ｍｌの水道水に投入して３０分静置し、１万回転で５分間遠心分離した後の溶液中の金属イオン濃度の２倍以上となされたことを特徴とする金属膜片形成材料。
3. 金属錯体および金属塩からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属が銅（Ｃｕ）となされた請求項１または２に記載の金属膜片形成材料。
4. 基材が比表面積３００ｍ ２ ／ｇ以上の多孔質材料となされた請求項１または２に記載の金属膜片形成材料。
5. 基材が活性炭となされた請求項４に記載の金属膜片形成材料。
6. 請求項１または２に記載の金属膜片形成材料を製造する方法であって、 金属錯体および金属塩からなる群から選ばれる少なくとも１種とアンモニアおよびアミンから選ばれる少なくとも１種との反応生成物を有する金属前駆体液と、有機還元剤と、が含有されてなる金属膜片形成用組成物に、基材を入れ、撹拌しながら２４時間かけて浸漬させた後、７０℃で２４時間乾燥させて得られることを特徴とする金属膜片形成材料の製造方法。

Description

本発明は、基材の表面に、金属膜片を形成してなる金属膜片形成材料とその製造方法とに関するものである。 一般に、基材の表面に金属膜を形成する方法としては、スパッタリング法、化学気相成長法等の気相法によるものや、電解メッキ法、無電解メッキ法等の液相法によるものが知られている。しかしながら、気相法による場合は、製膜に大がかりな装置を必要としたり、製膜する基材のサイズに制限がかかってしまったりすることとなり、液相法による場合は、結晶改善のための熱処理が必要になる。 そこで、従来より、金属錯体溶液を基材に塗布し、光エネルギーや熱エネルギーによって処理することで、金属酸化皮膜を得る分子プレカーサ法による金属膜形成方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 特許第６９５３００６号公報 本発明に係る金属膜片形成材料および比較例に係る金属膜片形成材料を使用したアンモニアガスの経時的吸着試験結果を示すグラフである。本発明に係る金属膜片形成材料および比較例に係る金属膜片形成材料を使用した水への銅イオン溶出量の差異を示すグラフである。 ［実施例１、比較例１～３］ （１．銅錯体水溶液の調製） 純水１６０質量部に対して、金属塩であるギ酸銅四水和物１３．３８質量部と２５質量％アンモニア水２４．４７質量部とを加え、室温にて、撹拌子で５００ｒｐｍの条件で１時間撹拌し、金属前駆体液を得た。得られた金属前駆体の溶液は、目視による観察で深青色を呈していた。 （２．アスコルビン酸水溶液の調製） 純水１２４質量部に対して、有機還元剤としてのアスコルビン酸３１質量部を混合し、室温２４．０℃にて３０分間撹拌し、無色透明のアスコルビン酸水溶液を得た。 （３．金属膜片形成用組成物の調製） （１．）で得た金属前駆体液と、（２．）で得たアスコルビン酸水溶液とをそれぞれ２℃まで冷却し、アスコルビン酸水溶液１００質量部に対し、金属前駆体液が１２７．７４質量部となる比率で混合し、室温にて２０分間撹拌混合して金属膜片形成用組成物を得た。混合した直後は、混合液は深緑色を呈していたが、混合を継続したところ、２０分後には、得られた金属形成用組成物は黄色に変化した。 （４．金属膜片形成用組成物の基材への付与） プラスチック製のスクリュー管瓶に１２ｍｌの金属膜片形成用組成物を注入し、そこに基材として、平均粒径５μｍ、比表面積１６００ｍ２／ｇの活性炭０．２７ｇを投入し、室温にて、撹拌子で１４０ｒｐｍの条件で２４時間撹拌した。 その後、得られた液体を、メンブレンフィルターで濾過後、７０℃にて２４時間乾燥させ、表面に銅が付着された、０．４７ｇの金属膜片形成材料を得た。 ［銅の評価］ （１．アンモニア吸着試験） 窒素雰囲気中のアンモニア濃度が８０ｐｐｍとなされたアンモニアガス１リットルを、１リットルのサンプリングバッグに入れたものを用意した。 このサンプリングバッグに、上記で得た実施例１に係る金属膜片形成材料を、１５ｍｇ入れた。所定時間経過毎の、サンプリングバッグ内のアンモニア濃度を、検知管を利用して測定した。結果を図１に示す。 比較例１として、上記金属膜片形成材料を、平均粒径５μｍ、比表面積０．０６７ｍ２／ｇの銅粉末に変更し、それ以外は、上記実施例１と同様にしてサンプリングバッグ内のアンモニア濃度を測定した。結果を図１に示す。 比較例２として、上記金属膜片形成材料を、平均粒径５μｍ、比表面積１６００ｍ２／ｇの活性炭に変更し、それ以外は、上記実施例１と同様にしてサンプリングバッグ内のアンモニア濃度を測定した。結果を図１に示す。 比較例３として、サンプリングバッグ内になにも入れないものについて、当該サンプリングバッグ内のアンモニア濃度を測定した。結果を図１に示す。 図１の結果から、本発明に係る金属膜片形成材料は、活性炭や銅粉末と比較して、優れたアンモニアガス吸着力が発揮できることが確認できた。最初の測定を投入５分後に開始したが、この５分後の状況で、既に１０ｐｐｍまで低下し、比較例１に係る銅粉末の７０ｐｐｍ、比較例２に係る活性炭の６０ｐｐｍと比較して非常に優れたアンモニアの吸着効果が確認できた。 （２．銅イオン溶出試験） ガラス製容器に、１０ミリリットルの水道水を注入し、そこに上記実施例１に係る金属膜片形成材料０．１ｇを投入して３０分静置後、この金属膜片形成材料を、遠心分離（１００００ｒｐｍ５分）によりメンブレンフィルターで濾過した。 このようにして銅イオンが溶出した銅イオン溶出液を得た。銅イオン溶出液中の銅イオンの濃度を、紫外可視分光光度計（島野製作所社製ＵＶ－１２８０）によって測定した。測定は、上記紫外可視分光光度計の水質測定モードで銅（Ｃｕ）を設定し、石英セルに、銅を溶出していない液を入れ、ホルダにセットしてブランク測定を行う。ついで、銅を溶出させた試料を、パックテスト（ＷＡＫ－Ｃｕ）のチューブに吸い取り、振り混ぜ、チューブ内の試薬と反応させた後、石英セルに試料を注ぎ、ホルダにセットして測定を行った（パソクプロイン吸光光度法）。結果を図２に示す。 比較対象として、上記金属膜片形成材料を、銅粉末に変更し、それ以外は、上記実施例１と同様にして銅イオン溶出液中の銅イオンの濃度を測定した。結果を図２に示す。 図２の結果から、本発明に係る金属膜片形成材料は、銅粉末と比較して、優れた銅イオン溶出力を発揮できることが確認できた。３０分の静置で、本発明の２．７５ｐｐｍに対して銅粉末の０．２５ｐｐｍと、１０倍以上の銅イオン溶出力の差を確認することができた。 なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。