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。
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。
基本情報
開放特許情報
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登録者情報
その他の情報
