溶液プラズマ反応装置及び該装置を使用したナノ材料の製造方法

開放特許情報番号
L2008004792
開放特許情報登録日
2008/9/5
最新更新日
2013/8/28

基本情報

出願番号 特願2006-250221
出願日 2006/9/15
出願人 国立大学法人長岡技術科学大学
公開番号 特開2008-071656
公開日 2008/3/27
登録番号 特許第5286517号
特許権者 国立大学法人長岡技術科学大学
発明の名称 溶液プラズマ反応装置及び該装置を使用したナノ材料の製造方法
技術分野 電気・電子、無機材料
機能 機械・部品の製造、材料・素材の製造
適用製品 溶液プラズマ反応装置及びこの装置を使用したナノ材料
目的 高周波電源を用いた溶液プラズマを利用することにより、低コストで有害廃棄物の発生を防止しながらナノ材料を効率良く製造する方法及びその装置を提供する。
効果 この装置では、高周波電源を用い、特異な電極構造を有するプラズマ発生電極を用いることで高いエネルギー密度から成るプラズマを発生させ、これを反応液中へ導入することにより溶液プラズマを効率良く発生させることができる。その際に、プラズマ発生電極の位置を垂直方向に移動させることにより、高いエネルギーを有するプラズマを直接又は離して反応液に導入することが出来る。
技術概要
図1及び図2は、溶液プラズマ反応装置を示す断面模式図である。この反応装置は、溶液反応槽1及び反応槽1内に配置されるプラズマ発生電極2を具備するもので、プラズマ発生電極2は、中心部に配置したガス導入管3及びその周囲に配置した円柱状の電極部4により構成される。プラズマ発生電極2は、プラズマ発生により高温に加熱されるため、電極部4の中心には冷却媒体導入部5が設置されており、空冷もしくは水冷等により冷却可能となっている。また、電極部4には高周波電源から高周波を印加する高周波入力端子6が、電極部4の外側から電極部4の中心部の空洞9に達するように設けられている。反応液8を収容した反応槽1内には、プラズマとともに照射する他のエネルギー発生源として、超音波発生装置7が設置されている。また、溶液プラズマ反応装置内で、原料化合物を溶媒に溶解又は分散した反応液にガス導入管からガスのプラズマを導入するナノ材料の製造方法である。また、反応液が、有機金属錯体、金属アルコキシド及び金属塩から選択された少なくとも1種の化合物を、水、油、アルコールから選択された溶媒に溶解又は分散した反応液であることが好ましい。
イメージ図
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

導入メリット 【改善】
改善効果1 電極の中心部に冷却媒体導入部を設けることによって、電極の加熱による損傷を防止することが出来る。さらに、装置の構成が簡単で低コスト化に寄与するほか、装置の自由度が高くなり、他のエネルギー照射源(レーザー、外部加熱、超音波、マイクロ波など)との併用が容易となる。
改善効果2 この製造方法では、その反応はプラズマから供給される放電、電磁波、熱、ラジカル、紫外線などによって完了するため、通常の溶液法で必要なpH調整剤や酸化剤、還元剤などが不要である。このために廃液の処理が容易となり、クリーンな方法となっている。そして、通常の気相法で必須とされている真空装置を必要とせず、また加熱温度による制約あるいは材料選択性の厳しい条件に拘束されることもなく、実質的にあらゆる原料からのシングルナノレベル材料を製造することが可能である。
改善効果3 また、溶液中でのプロセスであり、例えば水中においては本質的に温度は100度以下となるため、成膜に使用する基材として幅広い材質や形状を有するものを選択することが可能となる。従って、金属材料はもとより、エンジニアリングプラスチック、セラミックス誘電材料又は圧電材料、半導体材料、触媒等の製造にも適用できる。

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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