單晶氧化鋅納米粒子的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于提供可穩(wěn)定地大量生產(chǎn)的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法。是通過使酸性物質(zhì)在至少含有醇的溶劑中均質(zhì)地混合了的氧化鋅析出溶劑、與將氧化鋅納米粒子原料在堿性溶劑中混合了的原料溶液或者通過將氧化鋅納米粒子原料在溶劑中混合、溶解而結(jié)果成為堿性的原料溶液在對向配設(shè)了的、可接近分離的相對地進行旋轉(zhuǎn)的處理用面間混合，將氧化鋅納米粒子析出了的混合流動體從處理用面間排出的氧化鋅納米粒子的制造方法。以混合流動體成為堿性的方式使氧化鋅析出溶劑和原料溶液在處理用面間混合，通過由酸性物質(zhì)與堿性溶劑的混合所引起的酸堿反應(yīng)，生成單晶氧化鋅納米粒子。
【專利說明】
單晶氧化鋅納米粒子的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及單晶氧化鋅納米粒子的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧化鋅納米粒子已在半導(dǎo)體、催化劑、光學(xué)設(shè)備、傳感器、顏料、化妝品、醫(yī)藥品等 的廣泛的范圍中使用。通過單晶化來使氧化鋅自身具有的特性顯著地表現(xiàn)，由此有效地利 用這些特性而期待在各種領(lǐng)域中的有效利用。
[0003] 就單晶的氧化鋅納米粒子的制造方法而言，已知使用濺射裝置的方法(專利文獻 1);將氧化鋅前體溶液向混合室噴霧、使其與脈沖燃燒氣體接觸的同時在高溫氣氛下對其 進行熱處理，由此得到單晶的氧化鋅納米粒子的方法(專利文獻2);將包含含有金屬的材料 的具有晶面的基板浸漬于氧化鋅可析出的反應(yīng)溶液中而使單晶氧化鋅析出，使析出了的單 晶氧化鋅從基板分離來制造氧化鋅粒子的方法(專利文獻3)。
[0004] 在專利文獻1、2中，是所謂采用氣相法的方法，納米粒子的單位時間的生成量少， 為了使原料蒸發(fā)，需要電子束、等離子體、激光、感應(yīng)加熱等的高能量裝置，另外收率也低， 因此在生產(chǎn)成本上不能說適合大量生產(chǎn)。并且通過這些氣相法所得到的納米粒子由于為純 粹物質(zhì)的微粒，因此容易凝聚、熔合，另外存在粒子的大小波動的問題。
[0005] 另外，在專利文獻3中，為了得到單晶納米粒子，需要用于將在基板上析出了的氧 化鋅結(jié)晶使用激光照射、振動、超聲波、納米切割刀從根上切斷、或者只將氧化鋅結(jié)晶析出 了的基板進彳丁溶解除去的后工序，制造效率差。
[0006] 另一方面，也已知在可接近分離的相對地進行旋轉(zhuǎn)的處理用面間使納米粒子析出 而由此得到單晶的生物體攝取物納米粒子(專利文獻4)。
[0007] 在專利文獻4中，對于如下這點進行了公開:在可接近分離的相對地進行旋轉(zhuǎn)的處 理用面間形成2種以上的被處理流動體的強制薄膜、在該強制薄膜中使單晶的生物體攝取 物微粒生成。但是，對于物性完全不同的氧化鋅納米粒子，在制造單晶的粒子時，不能應(yīng)用 專利文獻4中公開的發(fā)明。
[0008] 進而，在專利文獻5、專利文獻6中，公開了在可接近分離的相對地進行旋轉(zhuǎn)的處理 用面間形成2種以上的被處理流動體的強制薄膜、使含有納米粒子的流動體排出時，調(diào)節(jié)被 處理流動體的pH。但是，兩者都是調(diào)節(jié)混合前的流動體的pH，而不是調(diào)節(jié)混合后的流動體的 pH。因此，即使調(diào)節(jié)了混合前的流動體的pH，如果由于其他反應(yīng)條件而使混合后的流動體的 pH值偏離堿性，則不會使單晶氧化鋅納米粒子析出。
[0009] 在專利文獻7中公開了在對向配設(shè)了的、可接近·分離的、至少一方相對于另一方 進行旋轉(zhuǎn)的處理用面間使結(jié)晶性得到了控制的陶瓷微粒生成。
[0010] 該情況下，在處理用面間，首先，使含有將陶瓷原料在堿性溶劑中混合和/或溶解 了的陶瓷原料液的流體、與含有陶瓷微粒析出用溶劑的流體混合而使陶瓷微粒析出。而且， 示出了在下一工序中，利用通過將含有析出了的陶瓷微粒的流體與酸性物質(zhì)混合而產(chǎn)生的 反應(yīng)熱，對在最初的工序中析出了的陶瓷微粒的結(jié)晶性進行控制。
[0011] 但是，在專利文獻7中，沒有示出在微粒的析出時利用反應(yīng)熱，不能穩(wěn)定地制造單 晶的氧化鋅納米粒子。在專利文獻7的實施例中，如圖5中所示那樣，晶格條紋不清楚，不能 說是單晶。另外，就在專利文獻7的實施例2中記載的反應(yīng)條件而言，并不是在處理用面間越 生成單晶的氧化鋅納米粒子越投入大的能量。
[0012] 現(xiàn)有技術(shù)文獻 [0013]專利文獻
[0014] 專利文獻1:日本特開2010-120786號公報 [0015] 專利文獻2:日本特開2008-303111號公報 [0016] 專利文獻3:日本特開2011-84465號公報 [0017] 專利文獻4:國際公開第W02009/008391號小冊子 [0018] 專利文獻5:日本特開2009-82902號公報 [0019] 專利文獻6:國際公開第W02009/008392號小冊子 [0020] 專利文獻7:國際公開第W02012/127669號小冊子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 發(fā)明要解決的課題
[0022] 從在對向配設(shè)了的、可接近?分離的、至少一方相對于另一方相對地進行旋轉(zhuǎn)的 至少2個處理用面之間形成的薄膜流體使單晶氧化鋅納米粒子析出、由此提供穩(wěn)定地適合 大量生產(chǎn)的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法。
[0023]用于解決課題的手段
[0024]本申請發(fā)明提供單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其為以下的單晶氧化鋅納米粒 子的制造方法:通過使酸性物質(zhì)在至少含有醇的溶劑中均質(zhì)地混合而制備氧化鋅析出溶 劑、使上述制備了的氧化鋅析出溶劑、和將氧化鋅納米粒子原料在堿性溶劑中混合了的原 料溶液或者通過將氧化鋅納米粒子原料在溶劑中混合、溶解而結(jié)果成為堿性的原料溶液在 對向配設(shè)了的、可接近分離的相對地進行旋轉(zhuǎn)的處理用面間混合、使氧化鋅納米粒子析出 了的混合流動體從上述處理用面間排出；以上述混合流動體成為堿性的方式將上述氧化鋅 析出溶劑與上述原料溶液在上述處理用面間混合、通過由上述酸性物質(zhì)和上述堿性溶劑的 混合所引起的酸堿反應(yīng)，生成氧化鋅納米粒子。
[0025]應(yīng)予說明，在本發(fā)明中，所謂納米粒子是指100nm量級以下的微小的粒子。對其形 狀并無特別限定，例如可以是大致球狀、大致圓盤狀、大致三棱柱狀、大致四棱柱狀、大致多 面體狀、橢圓球狀、大致圓柱狀等。
[0026]另外，本申請發(fā)明可以設(shè)為如下來實施:作為上述混合流動體的pH為8.6以上且14 以下、優(yōu)選地pH為12以上且14以下。
[0027] 另外，本申請發(fā)明可以設(shè)為如下來實施:上述氧化鋅析出溶劑的pH為不到1、且上 述原料溶液的pH超過14。
[0028] 另外，本申請發(fā)明可以如下來實施:上述酸性物質(zhì)使用選自鹽酸、硝酸、硫酸中的 任一種;可以設(shè)為如下來實施:上述醇使用選自甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇中的任一種。 [0029]另外，本申請發(fā)明可以在50 °C以上制備上述原料溶液。
[0030]另外，本申請發(fā)明可以如下來實施:上述堿性溶劑形成為將堿性氫氧化物在溶劑 中混合和/或溶解了的溶劑;可以如下來實施:上述堿性氫氧化物為堿金屬氫氧化物，作為 上述堿金屬氫氧化物，使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰的任一種。
[0031]另外，本申請發(fā)明可以如下來實施:上述氧化鋅納米粒子原料形成為在上述堿性 溶劑中可溶的鋅化合物;可以如下來實施:作為上述鋅化合物，使用選自氧化鋅、氯化鋅、硝 酸鋅、氫氧化鋅、硫酸鋅中的至少任一種。
[0032] 另外，本申請發(fā)明可以作為如下來實施:上述原料溶液一邊形成薄膜流體一邊通 過上述處理用面間，上述氧化鋅析出溶劑經(jīng)過與將上述原料溶液導(dǎo)入上述處理用面間的流 路獨立的另外的導(dǎo)入路而從在上述處理用面的至少任一方形成了的開口部被導(dǎo)入上述處 理用面間，將上述氧化鋅析出溶劑與上述原料溶液在上述處理用面間混合。另外，也可相反 地作為如下來實施:上述氧化鋅析出溶劑一邊形成薄膜流體一邊通過上述處理用面間，上 述原料溶液經(jīng)過與將上述氧化鋅析出溶劑導(dǎo)入上述處理用面間的流路獨立的另外的導(dǎo)入 路而從在上述處理用面的至少任一方形成了的開口部被導(dǎo)入上述處理用面間，將上述氧化 鋅析出溶劑與上述原料溶液在上述處理用面間混合。
[0033] 另外，本申請發(fā)明可以作為如下來實施:使用旋轉(zhuǎn)式分散機使上述酸性物質(zhì)在至 少含有上述醇的溶劑中均質(zhì)地混合，上述旋轉(zhuǎn)式分散機具有:具有多個葉片的轉(zhuǎn)子、和在上 述轉(zhuǎn)子的周圍敷設(shè)且具有多個狹縫的篩網(wǎng)，上述轉(zhuǎn)子與上述篩網(wǎng)通過相對地進行旋轉(zhuǎn)而在 含有狹縫的篩網(wǎng)的內(nèi)壁與葉片之間的微小的間隙中進行流體的剪切，且流體通過上述狹縫 而形成斷續(xù)射流從篩網(wǎng)的內(nèi)側(cè)被排出到外側(cè)。
[0034] 另外，可以通過上述氧化鋅析出溶劑的制備溫度來控制上述生成的氧化鋅納米粒 子的單晶比率，可以通過上述氧化鋅析出溶劑的制備時所投入的攪拌能量來控制上述生成 的氧化鋅納米粒子的單晶比率。其中，所謂單晶比率，通過用電子顯微鏡來觀察生成了的氧 化鋅納米粒子、由觀察到的氧化鋅納米粒子的數(shù)A (個)和其中作為單晶所觀察到的氧化鋅 納米粒子的數(shù)B(個）、根據(jù)單晶比率= B/AX100(%)而算出。
[0035]而且，可以使得在40°C以上制備上述氧化鋅析出溶劑，可以使上述氧化鋅析出溶 劑的制備時間為20分鐘以上。
[0036]發(fā)明的效果
[0037]本申請發(fā)明能夠提供不需要用于使原料蒸發(fā)的電子束、等離子體、激光、感應(yīng)加熱 等的高能量裝置而穩(wěn)定地適于大量生產(chǎn)的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法。
【附圖說明】
[0038]圖1為表示該流體處理方法的實施中使用的旋轉(zhuǎn)式分散機的使用狀態(tài)的正視圖。
[0039] 圖2為該旋轉(zhuǎn)式分散機的主要部分放大縱剖面圖。
[0040] 圖3為本發(fā)明的實施方式涉及的流體處理方法的實施中使用的流體處理裝置的簡 要剖面圖。
[0041] 圖4的(A)為圖3中所示的流體處理裝置的第1處理用面的簡要俯視圖，（B)為該裝 置的處理用面的主要部分放大圖。
[0042] 圖5的(A)為該裝置的第2導(dǎo)入部的剖面圖，（B)為用于說明該第2導(dǎo)入部的處理用 面的主要部分放大圖。
[0043] 圖6的(A)~(C)為實施例1中制作了的氧化鋅納米粒子的TEM像。
[0044]圖7為實施例1中制作了的氧化鋅納米粒子的STEM像。
[0045]圖8為實施例1中制作了的氧化鋅納米粒子的XRD測定結(jié)果。
[0046]圖9為實施例2中制作了的氧化鋅納米粒子的STEM像。
[0047]圖10為實施例3中制作了的氧化鋅納米粒子的STEM像。
[0048] 圖11為表示原料溶液的制備溫度與單晶比率的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
【具體實施方式】
[0049] 以下，基于附圖列舉本申請發(fā)明的實施方式的一例來進行說明。
[0050] (酸性物質(zhì)）
[0051] 作為酸性物質(zhì)，可以舉出王水、鹽酸、硝酸、發(fā)煙硝酸、硫酸、發(fā)煙硫酸等的無機酸， 或甲酸、醋酸、氯醋酸、二氯醋酸、草酸、三氟醋酸、三氯醋酸等的有機酸。
[0052](至少含有醇的溶劑）
[0053]為了制備氧化鋅析出溶劑，使上述酸性物質(zhì)在至少含有醇的溶劑中均質(zhì)地混合。 [0054] 作為醇，例如可舉出甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇等的直鏈醇、異丙醇、2-丁醇、叔丁 醇、1-甲氧基-2-丙醇等的分支狀醇、乙二醇、二甘醇等的多元醇等。
[0055](氧化鋅析出溶劑）
[0056]氧化鋅析出溶劑可以在至少含有上述醇的溶劑中均質(zhì)地混合酸性物質(zhì)來實施。予 以說明，對于用于通過在至少含有上述醇的溶劑中均質(zhì)地混合酸性物質(zhì)來制備氧化鋅析出 溶劑的工序（以下，制備工序），后述。此時，優(yōu)選在40 °C以上制備氧化鋅析出溶劑，優(yōu)選使氧 化鋅析出溶劑的制備時間為20分鐘以上。另外，氧化鋅析出溶劑的pH優(yōu)選為不到1。
[0057](氧化鋅納米粒子原料）
[0058] 對氧化鋅納米粒子原料并無特別限定，可以使用鋅單質(zhì)、其化合物。作為一例，可 列舉鋅的氧化物、氮化物、硫化物、鹽(硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽、碳酸鹽等）、氫氧化 物、絡(luò)合物、它們的水合物、有機溶劑合物等，優(yōu)選在后述的堿性溶劑中可溶的鋅化合物，優(yōu) 選使用氧化鋅、氯化鋅、硝酸鋅、氫氧化鋅、硝酸鋅、它們的水合物。這些氧化鋅納米粒子原 料可單獨使用，也可將2種以上并用。
[0059] (堿性溶劑）
[0060] 作為堿性溶劑，優(yōu)選使以下的堿性物質(zhì)溶解于溶劑中來實施本發(fā)明。
[0061] 作為堿性物質(zhì)，可舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀等的金屬氫氧化物、甲醇鈉、異丙醇鈉 這樣的金屬醇鹽、進而三乙胺、二乙基氨基乙醇、二乙胺等的胺系化合物等。
[0062] 作為用于使堿性物質(zhì)混合、溶解的溶劑，可舉出例如水、有機溶劑、或者由這些的 多種組成的混合溶劑。作為上述水，可舉出自來水、離子交換水、純水、超純水、R0水等，作為 有機溶劑，可舉出醇化合物溶劑、酰胺化合物溶劑、酮化合物溶劑、醚化合物溶劑、芳香族化 合物溶劑、二硫化碳、脂肪族化合物溶劑、腈化合物溶劑、亞砜化合物溶劑、鹵素化合物溶 劑、酯化合物溶劑、離子性液體、羧酸化合物、磺酸化合物等。上述的溶劑可各自單獨地使 用，或者也可將多種以上混合使用。
[0063] 作為堿性溶劑，可以是將上述的堿性物質(zhì)在上述的溶劑中混合、溶解而成為堿性 溶劑，即使通過將氧化鋅納米粒子原料在上述的溶劑中混合、溶解而結(jié)果原料溶液成為堿 性的情況下也可以實施，作為堿性溶劑，優(yōu)選將堿金屬的氫氧化物、堿土金屬的氫氧化物等 的堿性氫氧化物在上述的溶劑中混合、溶解。而且，作為堿性氫氧化物，優(yōu)選堿金屬氫氧化 物，更優(yōu)選為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋰。
[0064] (原料溶液）
[0065] 優(yōu)選將氧化鋅納米粒子原料溶解于堿性溶劑而形成原料溶液。予以說明，混合、溶 解時，與氧化鋅析出溶劑同樣地，通過后述的制備步驟使兩者均質(zhì)地混合。此時，優(yōu)選在50 °C以上制備原料溶液，進而，更優(yōu)選在75°C以上制備。另外，原料溶液的pH優(yōu)選超過14。
[0066] (分散劑等）
[0067] 在本發(fā)明中，可以根據(jù)目的或需要使用各種的分散劑、表面活性劑。作為表面活性 劑及分散劑，沒有特別限定，可以使用一般使用的各種市售品、制品或新合成了的產(chǎn)物等。 作為一個例子，可以舉出陰離子性表面活性劑、陽離子性表面活性劑、非離子性表面活性 劑、各種聚合物等的分散劑等。這些可以單獨使用，也可以并用兩種以上。
[0068] 上述的表面活性劑及分散劑也可以包含于原料流體和氧化鋅析出溶劑的任一種、 或兩者中。另外，上述的表面活性劑及分散劑也可以包含于與原料流體和氧化鋅析出溶劑 均不同的第3流體中。
[0069] (制備步驟）
[0070] 用于制備氧化鋅析出溶劑的制備步驟優(yōu)選使用以下所示的旋轉(zhuǎn)式分散機來使酸 性物質(zhì)在至少含有醇的溶劑中均質(zhì)地混合。通過使用旋轉(zhuǎn)式分散機，可容易地進行均質(zhì)的 混合。
[0071] 旋轉(zhuǎn)式分散機優(yōu)選使用在槽內(nèi)使棒狀、板狀、螺旋槳狀等的各種形狀的攪拌子旋 轉(zhuǎn)的分散機、具有相對于攪拌子相對地進行旋轉(zhuǎn)的篩網(wǎng)的分散機等對流體施加剪切力等、 實現(xiàn)均質(zhì)的混合的分散機。作為旋轉(zhuǎn)式分散機的優(yōu)選的例子，可以應(yīng)用日本專利第5147091 號中公開了的攪拌機。
[0072] 另外，旋轉(zhuǎn)式分散機可以采用間歇式進行，也可采用連續(xù)式進行。在采用連續(xù)式進 行的情況下，可以連續(xù)地進行對于攪拌槽的流體的供給和排出，也可不使用攪拌槽而使用 連續(xù)式的混合機進行。
[0073](圖1、圖2的說明）
[0074]如圖1及圖2中所示那樣，在該實施方式涉及的旋轉(zhuǎn)式分散機100的流體容器104 中，收容有作為被處理流動體的、酸性物質(zhì)與至少含有醇的溶劑的混合物。另外，旋轉(zhuǎn)式分 散機100具有在被處理流動體中配置的處理部101、和在處理部101內(nèi)配置的轉(zhuǎn)子102。
[0075]處理部101為中空的殼體，通過被支承管103支承而配置于收容被處理流動體的流 體容器104。在該例中，示出了將處理部101設(shè)置在支承管103的前端、從流體容器104的上部 向內(nèi)部下方插入的情形，但并不限定于該例，即使以從流體容器104的底面向上方突出的方 式支承處理部101，也可以實施。
[0076] 處理部101具備：具有將被處理流動體從外部吸入到內(nèi)部的吸入口 105的吸入室 106、和與吸入室106導(dǎo)通的攪拌室107。就攪拌室107而言，通過具有多個作為排出口的狹縫 108的篩網(wǎng)109而限定其外周。
[0077] 所謂該吸入室106和攪拌室107,被作為兩室106、107間的劃分部的隔壁110劃分， 且經(jīng)由設(shè)置于隔壁110的導(dǎo)入用的開口部111而導(dǎo)通。
[0078] 應(yīng)予說明，在圖2的例中，將吸入室106的基端（圖的上端)螺紋連接(螺合)至支承 管103的前端（圖的下端），將攪拌室107(篩網(wǎng)109)的基端螺紋連接至吸入室106的前端，隔 壁110在吸入室106的下端一體地形成，這些構(gòu)件的構(gòu)成、結(jié)合狀態(tài)可以進行各種改變而實 施。
[0079]上述轉(zhuǎn)子102為在周向具備多張攪拌葉片112的旋轉(zhuǎn)體，在攪拌葉片112與篩網(wǎng)109 之間保持微小的間隙，且進行旋轉(zhuǎn)。使轉(zhuǎn)子102旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)中可以采用各種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)造， 但在該例中，在旋轉(zhuǎn)軸113的前端設(shè)置轉(zhuǎn)子102，可旋轉(zhuǎn)地收容于攪拌室107內(nèi)。更詳細(xì)地，將 旋轉(zhuǎn)軸113插通到支承管103的內(nèi)部。進而，以從吸入室106、通過隔壁110的開口部111到達 攪拌室107的方式配設(shè)旋轉(zhuǎn)軸113,在其前端（圖中下端)安裝有轉(zhuǎn)子102。因此，該旋轉(zhuǎn)軸113 成為將開口部111貫通的貫通部。
[0080]將旋轉(zhuǎn)軸113的基端連接至馬達114等的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。馬達114優(yōu)選使用具有數(shù) 值控制等的控制系統(tǒng)的馬達或置于計算機的控制下的馬達。
[0081 ]就該旋轉(zhuǎn)式分散機100而言，通過轉(zhuǎn)子102進行旋轉(zhuǎn)，在進行旋轉(zhuǎn)的攪拌葉片112通 過篩網(wǎng)109的內(nèi)壁面時，通過對在兩者間存在的被處理流動體施加的剪切力，進行混合。與 此同時，通過轉(zhuǎn)子102的旋轉(zhuǎn)，對被處理流動體給予運動能量，通過該被處理流動體通過狹 縫108,進一步被加速，一邊形成斷續(xù)射流一邊流出到攪拌室107的外部。也通過該斷續(xù)射流 而在速度界面產(chǎn)生液-液的剪切力，由此進行更為均勻的分散或混合的處理。
[0082]詳細(xì)的機理不清楚，但在制備氧化鋅析出溶劑時，如果不使酸性物質(zhì)在至少含有 醇的溶劑中均質(zhì)地混合，則使非單晶的氧化鋅納米粒子析出。
[0083](析出步驟）
[0084] 在本申請發(fā)明中，通過實行下述工序（以下稱為析出步驟)來制造單晶的氧化鋅納 米粒子:通過具有對向配設(shè)了的、可接近分離的相對地進行旋轉(zhuǎn)的處理用面的流體處理裝 置使制備了的氧化鋅析出溶劑和原料溶液混合，使單晶氧化鋅納米粒子析出。以下，對于實 行析出步驟時可以適用的上述的流體處理裝置的實施方式進行說明。
[0085] 圖3~圖5中所示的流體處理裝置，為與專利文獻4中所記載的裝置同樣。在圖3中， U表示上方，S表示下方，在本發(fā)明中上下前后左右僅限于表示相對的位置關(guān)系，并不特別指 定絕對的位置。在圖4(A)、圖5(B)中R表示旋轉(zhuǎn)方向。在圖5(B)中C表示離心力方向（半徑方 向）。
[0086] 該流體處理裝置具備對向的第1及第2的2個處理用部10、20,至少一方的處理用部 進行旋轉(zhuǎn)。兩處理用部1〇、20的對向的面分別成為處理用面。第1處理用部10具備第1處理用 面1，第2處理用部20具備第2處理用面2。
[0087]兩處理用面1、2與被處理流動體的流路連接，構(gòu)成被處理流動體的流路的一部分。 該兩處理用面1、2間的間隔可以適宜改變而進行實施，通常調(diào)整為1mm以下、例如0. Ιμπι至50 μπι左右的微小間隔。由此，通過該兩處理用面1、2間的被處理流動體成為由兩處理用面1、2 所強制的強制薄膜流體。
[0088]在使用該裝置來處理多個被處理流動體的情況下，該裝置與第1被處理流動體的 流路連接，形成該第1被處理流動體的流路的一部分。進而該裝置形成與第1被處理流動體 不同的第2被處理流動體的流路的一部分。而且，該裝置進行如下流體的處理:使兩流路合 流，在處理用面1、2間，混合兩被處理流動體，使其反應(yīng)而進行微粒的析出。
[0089]如果具體地進行說明，該裝置具備:保持上述第1處理用部10的第1托架11、保持第 2處理用部20的第2托架21、接面壓力賦予機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、第1導(dǎo)入部dl、第2導(dǎo)入部d2 和流體壓力賦予機構(gòu)P。
[0090] 如圖4(A)中所示，在該實施方式中，第1處理用部10為環(huán)狀體，更詳細(xì)而言，為圈狀 的圓盤。另外，第2處理用部20也為圈狀的圓盤。第1、第2處理用部10、20的材質(zhì)除金屬之外， 可以采用對碳、陶瓷或燒結(jié)金屬、耐磨耗鋼、藍(lán)寶石、其它金屬實施了硬化處理的材料、將硬 質(zhì)材料實施了加襯、涂層、鍍敷等的材料。在該實施方式中，兩處理用部10、20的相互對向的 第1、第2處理用面1、2被鏡面研磨，算術(shù)平均粗糙度不受特別限定，但優(yōu)選為0.01~Ι.Ομπι， 更優(yōu)選為〇 · 03~0 · 3μηι。
[0091] 第1托架11、第2托架21中，至少一方的托架可以通過電動機等的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(未 圖示)相對于另一方的托架相對地進行旋轉(zhuǎn)。
[0092] 在該實施方式中，將第2托架21固定于裝置，在同樣地固定于裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu) 的旋轉(zhuǎn)軸50安裝了的第1托架11進行旋轉(zhuǎn)，被該第1托架11所支承的第1處理用部10相對于 第2處理用部20進行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，也可使第2處理用部20旋轉(zhuǎn)，還可使雙方旋轉(zhuǎn)。
[0093] 在該實施方式中，相對于第1處理用部10,第2處理用部20與旋轉(zhuǎn)軸50的方向接 近?分離，在設(shè)置于第2托架21的收容部41可出沒地收容第2處理用部20的處理用面2側(cè)的 相反側(cè)的部位。但是也可以與其相反地、第1處理用部10相對于第2處理用部20來接近?分 離，也可以兩處理用部10、20相互接近·分離。
[0094]該收容部41為第2處理用部20的、收容處理用面2側(cè)的相反側(cè)的部位的凹部，為形 成為環(huán)狀的槽。該收容部41具有可以使第2處理用部20的處理用面2側(cè)的相反側(cè)的部位出沒 的充分的間隙，收容第2處理用部20。予以說明，第2處理用部20以在軸方向可以僅進行平行 移動的方式配置，但通過增大上述間隙，第2處理用部20也可以以消除與上述收容部41的軸 方向平行的關(guān)系的方式使處理用部20的中心線相對于收容部41傾斜而位移，進而，可以以 第2處理用部20的中心線和收容部41的中心線在半徑方向偏離的方式進行位移。這樣，優(yōu)選 通過3維且可以位移地保持的浮動機構(gòu)來保持第2處理用部20。
[0095]就上述的被處理流動體而言，在通過由后述的栗、位置能量等構(gòu)成的流體壓力賦 予機構(gòu)Ρ賦予壓力的狀態(tài)下，從第1導(dǎo)入部dl和第2導(dǎo)入部d2導(dǎo)入兩處理用面1、2間。在該實 施方式中，第1導(dǎo)入部dl為設(shè)置在環(huán)狀的第2托架21的中央的流體的通路，其一端從環(huán)狀的 兩處理用部10、20的內(nèi)側(cè)被導(dǎo)入兩處理用面1、2間。第2導(dǎo)入部d2向處理用面1、2供給與第1 被處理流動體進行反應(yīng)的第2被處理流動體。在該實施方式中，第2導(dǎo)入部d2為設(shè)置于第2處 理用部20的內(nèi)部的通路，其一端為形成于第2處理用面的開口部d20。
[0096]通過流體壓力賦予機構(gòu)ρ所加壓了的第1被處理流動體從第1導(dǎo)入部dl被導(dǎo)入兩處 理用部10、20的內(nèi)側(cè)的空間，通過第1處理用面1和第2處理用面2之間，在兩處理用部10、20 的外側(cè)穿過。
[0097]在這些處理用面1、2間，從第2導(dǎo)入部d2供給通過流體壓力賦予機構(gòu)ρ所加壓的第2 被處理流動體，與第1被處理流動體合流，通過與兩被處理流動體混合了時的堿反應(yīng)，含有 氧化鋅納米粒子的流動體從兩處理用面1、2排出至兩處理用部10、20的外側(cè)。予以說明，也 可以通過減壓栗使兩處理用部10、20的外側(cè)的環(huán)境為負(fù)壓。
[0098]上述的接面壓力賦予機構(gòu)將作用于使第1處理用面1和第2處理用面2接近的方向 的力賦予處理用部。在該實施方式中，接面壓力賦予機構(gòu)設(shè)置于第2托架21，將第2處理用部 20向第1處理用部10靠上。
[0099] 上述的接面壓力賦予機構(gòu)，為用于產(chǎn)生第1處理用部10的第1處理用面1和第2處理 用部20的第2處理用面2壓在進行接近的方向的力（以下稱為接面壓力）的機構(gòu)，通過該接面 壓力和由流體壓力所引起的使兩處理用面1、2間分離的力的均衡，產(chǎn)生將兩處理用面1、2間 的間隔保持在規(guī)定的微小間隔、具有nm單位至μπι單位的微小的膜厚的薄膜流體。
[0100] 在圖3中所示的實施方式中，接面壓力賦予機構(gòu)配位于上述的收容部41和第2處理 用部20之間。
[0101] 具體而言，通過其一端被鎖定于第2托架21的孔部、另一端被鎖定于第2處理用部 的孔部的彈簧43的彈性力，使第2處理用部20向接近第1處理用部10的方向靠上，且通過向 靠上用流體導(dǎo)入部44導(dǎo)入了的空氣、油等的靠上用流體的壓力，在使第2處理用部20向接近 第1處理用部10的方向靠上，產(chǎn)生上述的接面壓力。所謂彈簧43所引起的彈性力和上述靠上 用流體的流體壓力，賦予任一方即可，也可為磁力、重力等的其他的力。
[0102] 抵抗該接面壓力賦予機構(gòu)的靠上力，由于通過流體壓力賦予機構(gòu)Ρ而被加壓了的 被處理流動體的壓力、粘性等所產(chǎn)生的分離力，由此第2處理用部20遠(yuǎn)離第1處理用部10,在 兩處理用面間打開微小的間隔。這樣，通過該接面壓力和分離力的平衡，以μπι單位的精度設(shè) 定第1處理用面1和第2處理用面2的間隔。
[0103] 予以說明，作為分離力，可以舉出除了被處理流動體的流體壓、粘性外的處理用部 的旋轉(zhuǎn)所形成的離心力、對靠上用流體導(dǎo)入部44施加負(fù)壓時的該負(fù)壓、將彈簧43形成為拉 伸彈簧時的彈性力等。該接面壓力賦予機構(gòu)也可以不是設(shè)置于第2處理用部20而設(shè)置于第1 處理用部10,也可以設(shè)置于兩者。
[0104] 進而，在第2處理用部20的內(nèi)側(cè)，在第2處理用面2具備鄰接的分離用調(diào)整面23。分 離用調(diào)整面23構(gòu)成為反圓錐面形狀，從第1導(dǎo)入部dl導(dǎo)入了的被處理流動體的壓力作用于 分離用調(diào)整面23而產(chǎn)生向使第2處理用部20從第1處理用部10分離的方向的力。
[0105]另一方面，在第2處理用部20的內(nèi)側(cè)，在第2處理用面2的相反側(cè)具備接近用調(diào)整面 24。接近用調(diào)整面24也構(gòu)成為反圓錐面形狀，從第1導(dǎo)入部dl導(dǎo)入了的被處理流動體的壓力 作用于接近用調(diào)整面24而產(chǎn)上向使第2處理用部20向第1處理用部10接近的方向的力。
[0106] 通過調(diào)整接近用調(diào)整面24的面積，調(diào)整向使第2處理用部20向第1處理用部10接近 的方向的力、由此使處理用面1、2間為希望的微小間隙量，形成由被處理流動體形成的流動 體膜。
[0107] 予以說明，雖然省略圖示，也可以將近接用調(diào)整面24形成具有比分離用調(diào)整面23 還大的面積來實施。
[0108] 被處理流動體成為通過保持上述的微小的間隙的兩處理用面1、2而被強制的薄膜 流體，移動至環(huán)狀的兩處理用面1、2的外側(cè)。但是，由于第1處理用部10旋轉(zhuǎn)，因此被混合了 的被處理流動體不會從環(huán)狀的兩處理用面1、2的內(nèi)側(cè)向外側(cè)直線地移動，向環(huán)狀的半徑方 向的移動向量和向周向的移動向量的合成向量作用于被處理流動體，從內(nèi)側(cè)向外側(cè)大致漩 渦狀地移動。
[0109] 予以說明，旋轉(zhuǎn)軸50并不限定于垂直配置的旋轉(zhuǎn)軸，可以為在水平方向配位的旋 轉(zhuǎn)軸，也可以為傾斜配位的旋轉(zhuǎn)軸。這是因為被處理流動體在兩處理用面1、2間的微細(xì)的間 隔進行處理，實質(zhì)上可以排除或者減輕重力的影響。另外，該接面壓力賦予機構(gòu)通過與可位 移地保持上述的第2處理用部20的浮動機構(gòu)并用，也作為微振動、旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)的緩沖機構(gòu)起作 用。
[0110] 如圖4中所示，可以在第1處理用部10的第1處理用面1形成從第1處理用部10的中 心側(cè)向外側(cè)、即在徑方向伸長的槽狀的凹部13來實施。該凹部13的平面形狀，如圖4(B)所 示，可以為將第1處理用面1上彎曲或漩渦狀地伸長的形狀、雖然沒有圖示、但也可以為筆直 地向外方向伸長的形狀、L字狀等地屈曲或彎曲而成的形狀、連續(xù)的形狀、斷續(xù)的形狀、分支 的形狀。另外，該凹部13也可作為形成于第2處理用面2的凹部來實施，也可作為形成于第1 及第2處理用面1、2的兩者的凹部來實施。通過形成這樣的凹部13可得到微栗效果，具有可 在第1及第2處理用面1、2間抽吸被處理流動體的效果。
[0111] 優(yōu)選該凹部13的基端達到第1處理用部10的內(nèi)周。該凹部13的前端向第1處理用部 面1的外周面?zhèn)壬扉L，形成為其深度(橫截面積)伴隨從基端向前端而逐漸減少。
[0112] 在該凹部13的前端和第1處理用面1的外周面之間設(shè)有沒有凹部13的平坦面16。
[0113] 上述的開口部d20優(yōu)選設(shè)于與第1處理用面1的平坦面16對向的位置。
[0114] 特別優(yōu)選設(shè)置于以下位置：即與在通過微栗效果而導(dǎo)入時的流動方向以在處理用 面間形成的螺旋狀變換為層流的流動方向的點相比的下游側(cè)(在該例子中外側(cè)）的與平坦 面16對向的位置。具體而言，在圖4(B)中，優(yōu)選將從設(shè)于第1處理用面1的凹部13的前端向半 徑方向的距離η設(shè)為約0.5mm以上。由此，可在層流條件下進行多種被處理流動體的混合和 微粒的析出。
[0115] 就開口部d20的形狀而言，如在圖4(B)、圖5(B)中所示為圓形狀，也可以如在圖4 (B)中以虛線所示地為將作為環(huán)狀圓盤的處理用面2的中央的開口進行卷繞的同心圓狀的 圓環(huán)形狀。
[0116] 該第2導(dǎo)入部d2可以具有方向性。例如，如圖5(A)所示，來自上述的第2處理用面2 的開口部d20的導(dǎo)入方向相對于第2處理用面2以規(guī)定的仰角（Θ1)傾斜。該仰角（Θ1)設(shè)為超 過0度且小于90度，進而，在反應(yīng)速度快的反應(yīng)的情況下，優(yōu)選以1度以上且45度以下設(shè)置。
[0117] 另外，如圖5(B)中所示，來自上述第2處理用面2的開口部d20的導(dǎo)入方向在沿上述 第2處理用面2的平面具有方向性。就該第2流體的導(dǎo)入方向而言，在處理用面的半徑方向的 成分的情況下為遠(yuǎn)離中心的外方向，且在相對于進行旋轉(zhuǎn)的處理用面間中的流體的旋轉(zhuǎn)方 向的成分的情況下為正向。換言之，以通過開口部d20的半徑方向即外方向的線段為基準(zhǔn)線 g，具有從該基準(zhǔn)線g向旋轉(zhuǎn)方向R的規(guī)定的角度(Θ2)。關(guān)于該角度(Θ2)，也優(yōu)選設(shè)為超過0度 且低于90度。
[0118]該角度(Θ2)可以根據(jù)流體的種類、反應(yīng)速度、粘度、處理用面的旋轉(zhuǎn)速度等的各種 的條件進行改變而實施。另外，也可以使第2導(dǎo)入部d2完全不具有方向性。
[0119]上述的被處理流體的種類和其流路的數(shù)在圖3的例中設(shè)為2個，但也可以為3個以 上。在圖3的例中，從第2導(dǎo)入部d2在處理用面1、2間導(dǎo)入第2流體，但該導(dǎo)入部可以設(shè)置于第 1處理用部10,也可以設(shè)置于兩者。另外，可以對一種被處理流體準(zhǔn)備多個導(dǎo)入部。另外，對 設(shè)置于各處理用部的導(dǎo)入用的開口部而言，其形狀、大小、數(shù)量沒有特別限制，可以適宜改 變而實施。另外，可以就在上述第1及第2處理用面間1、2之前或更上游側(cè)設(shè)置導(dǎo)入用的開口 部。
[0120] 應(yīng)予說明，只要能夠在處理用面1、2間進行上述處理即可，因此可以與上述相反 地，從第1導(dǎo)入部dl導(dǎo)入第2被處理流動體，從第2導(dǎo)入部d2導(dǎo)入第1被處理流動體。即，各流 體中的第1、第2的表示只不過具有為存在多個的流體的第η號這樣的用于識別的含義，也可 存在第3以上的流體。
[0121] 認(rèn)為:在上述裝置中，通過在圖3中所示的處理用面1、2之間將氧化鋅析出溶劑與 原料溶液強制地進行混合，由于對在處理用面間析出了的氧化鋅納米粒子瞬間投入酸堿反 應(yīng)所產(chǎn)生的大的能量，因此生成單晶氧化鋅納米粒子。因此，優(yōu)選氧化鋅析出溶劑為強酸 性、且原料溶液為強堿性，進而，更優(yōu)選氧化鋅析出溶劑的pH為不到1，且原料溶液的pH超過 14〇
[0122] 就上述裝置而言，兩處理用部10、20的對向的第1處理用面1和第2處理用面2都為 環(huán)狀，由此兩處理用面1、2間構(gòu)成環(huán)狀的空間。但是，也可只使一方(例如只是第2處理用面 2)為環(huán)狀、使另一方(例如第1處理用面1)為平板狀等。另外，就第1被處理流動體而言，以兩 處理用面1、2間的環(huán)狀的空間的內(nèi)側(cè)作為第1導(dǎo)入部dl而被導(dǎo)入、被導(dǎo)入了的第1被處理流 動體以第1導(dǎo)入部dl作為上游、以環(huán)狀的外側(cè)作為下游而流動，但也可與其相反地，以環(huán)狀 的外側(cè)作為上游、以環(huán)狀的內(nèi)側(cè)作為下游而流動。同樣地，將第2被處理流動體從第2導(dǎo)入部 d2的開口部d20導(dǎo)入而以環(huán)狀的外側(cè)作為下游來流動，但也可與其相反地，以環(huán)狀的內(nèi)側(cè)作 為下游而流動。
[0123] 使用上述流體處理裝置將原料流體與氧化鋅析出溶劑混合后的混合流動體為堿 性，優(yōu)選為PH8 · 6~14，更優(yōu)選為pHl 2~14。
[0124] 另外，在將原料流體與氧化鋅析出溶劑混合后的混合流動體的pH比8.6大的情況 下，與氧化鋅不同的鋅化合物(硫酸鋅、氫氧化鋅等)析出的情況變少。
[0125] 特別地，在混合流動體的pH為12以上且14以下的情況下，使得到的氧化鋅納米粒 子的全部單晶化，優(yōu)選。
[0126]另外，對于混合流動體的pH的調(diào)節(jié)方法并無特別限定。為了使混合流動體的pH成 為上述范圍，可以通過調(diào)節(jié)氧化鋅析出溶劑和/或原料溶液的配方、改變向流體處理裝置的 導(dǎo)入流量、導(dǎo)入溫度、流體處理裝置的運轉(zhuǎn)條件來實施。
[0127] 本發(fā)明中，需要通過使酸性物質(zhì)在至少含有醇的溶劑中均質(zhì)地混合來制備氧化鋅 析出溶劑。就均質(zhì)的混合而言，通過使用了旋轉(zhuǎn)式分散機的攪拌來進行，一般攪拌能量由式 1定義。
[0128] 攪拌能量=Νρ · ρ · η3 · d5 · t(式 1)
[0129] Np:動力系數(shù)（由實驗數(shù)據(jù)算出的無量綱的常數(shù)）
[0130] P:氧化鋅析出溶劑的密度
[0131] η:轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)
[0132] d:轉(zhuǎn)子直徑
[0133] t:攪拌時間
[0134] 可以通過改變式1的參數(shù)p、n、d、t的至少任一個來控制所生成的氧化鋅納米粒子 的單晶比率。
[0135] 實施例
[0136] 以下列舉實施例對本發(fā)明進一步具體地說明。但是，本發(fā)明并不限定于下述的實 施例。
[0137] 以下的實施例中，所謂A液是指從圖3中所示的裝置的第1導(dǎo)入部dl導(dǎo)入的第1被處 理流動體，所謂B液是指同樣地從裝置的第2導(dǎo)入部d2導(dǎo)入的第2被處理流動體。
[0138] (實施例1)
[0139] 作為圖1中所示的旋轉(zhuǎn)分散機100,使用夕(工Λ ·テク二ック制造），制 備氧化鋅析出溶劑和原料溶液。
[0140] 具體地，基于表1的實施例1中所示的氧化鋅析出溶劑的配方，將酸性物質(zhì)和醇投 入夕只，在氮氣氛中，在制備溫度50°C、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)lOOOOrpm下攪拌30分鐘，由此 均質(zhì)地混合、制備氧化鋅析出溶劑。
[0141] 另外，基于表1的實施例1中所示的原料溶液的配方，將氧化鋅納米粒子原料和堿 性溶劑投入夕只，在氮氣氛中，在表1中所示的制備溫度下，以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù) 20000rpm攪拌30分鐘，由此均質(zhì)地混合、使氧化鋅納米粒子原料在堿性溶劑中溶解而制備 原料溶液。
[0142] 應(yīng)予說明，就表1的表中的縮寫符號而言，ZnO為氧化鋅，ZnCl2為氯化鋅，MeOH為甲 醇，EtOH為乙醇，IPA為異丙醇，Κ0Η為氫氧化鉀，NaOH為氫氧化鈉 ，Li (0H)2為氫氧化鋰，H2S〇4 為硫酸，HN〇3為硝酸，HC1為鹽酸。
[0143]
[0144] 接著，將制備了的氧化鋅析出溶劑與制備了的原料溶液使用圖3中所示的流體處 理裝置進行了混合。具體地，一邊在處理用部1 〇的轉(zhuǎn)數(shù)1700rpm、背面壓0.02MPaG下使流體 處理裝置運轉(zhuǎn)一邊將作為第1被處理流動體的氧化鋅析出溶劑和作為第2被處理流動體的 原料溶液導(dǎo)入處理用面1、2間，在薄膜流體中混合。將含有氧化鋅納米粒子的排出液（以下 稱為氧化鋅納米粒子分散液)從流體處理裝置的處理用面1、2間排出。
[0145] 應(yīng)予說明，就第1被處理流動體以及第2被處理流動體的導(dǎo)入溫度而言，在處理裝 置導(dǎo)入前即刻(更詳細(xì)地，導(dǎo)入處理用面1、2間前即刻)對各自的溫度進行了測定。
[0146] 另外，由于測定原料流體與氧化鋅析出溶劑的混合后即刻的混合流動體的pH困 難，因此測定從流體處理裝置的處理用面1、2間排出了的氧化鋅納米粒子分散液的pH、以排 出液的pH成為堿性的方式進行了制備。
[0147] 在pH測定中使用了H0RIBA制造的型號D-51的pH計。將各被處理流動體導(dǎo)入流體處 理裝置前，在室溫下對該被處理流動體的pH進行了測定。另外，在室溫下測定了從同裝置中 排出了的氧化鋅納米粒子分散液的pH。
[0148] 由從流體處理裝置排出了的氧化鋅納米粒子分散液制作干燥粉體和濕餅樣品。制 作方法根據(jù)這種處理的常規(guī)方法進行，將排出了的氧化鋅納米粒子分散液回收、進行利用 鋪有硬質(zhì)濾紙的吸濾器的過濾，然后，通過將清洗和過濾反復(fù)進行7次而進行分離，使一者 干燥而形成干燥粉體。另一者在進行了 MeOH置換后用鋪有硬質(zhì)濾紙的吸濾器過濾，形成了 濕餅樣品。
[0149] (TEM觀察用試樣制作和TEM觀察結(jié)果）
[0150]使實施例中得到了的清洗處理后的氧化鋅納米粒子濕餅在乙二醇中分散、進而用 甲基乙基酮(MEK)稀釋為100倍。將得到的稀釋液滴到膠棉膜，使其干燥，形成TEM觀察用試 樣。
[0151] (STEM觀察用試樣制作和TEM觀察結(jié)果）
[0152]將使實施例中得到了的清洗處理后的氧化鋅納米粒子濕餅分散于乙二醇中的分 散液滴到微細(xì)網(wǎng)眼（7 Y夕口)，進行干燥，形成STEM觀察用試樣。
[0153]在圖6(A)~(C)中示出實施例1中所制作的氧化鋅納米粒子的TEM像，在圖7中示出 實施例1中所制作的氧化鋅納米粒子的STEM像。TEM、STEM觀察的結(jié)果為看到了一次粒徑為3 ~8nm左右的氧化鋅納米粒子。
[0154](透射電子顯微鏡）
[0155] 在透射電子顯微鏡(TEM)觀察中使用了透射型電子顯微鏡、JEM-2100(JE0L制造）。 作為觀察條件，使加速電壓為80kV。
[0156] 應(yīng)予說明，表1中記載的粒徑表示通過TEM觀察對于100個粒子測定粒徑的結(jié)果的 平均值。
[0157](掃描透射型電子顯微觀察）
[0158] 在掃描透射型電子顯微觀察（STEM)觀察中使用了掃描透射型電子顯微鏡JEM-ARM200F(UHR)、日本電子制造。觀察條件為在加速電壓80kV下進行觀察。應(yīng)予說明，圖7(實 施例1)中以TEM模式進行觀察，圖9(實施例2)、圖10(實施例3)中以暗視場測定模式進行觀 察。
[0159] (X射線衍射測定）
[0160]在X射線衍射(XRD)測定中使用了粉末X射線衍射測定裝置X'Pert PRO MPD(XM^ X々H^PANalyt ical事業(yè)部制造）。測定條件為測定范圍：1O_1OO[°20]Cu對陰極、管電壓 45kV、管電流40mA、掃描速度1.6° /min。
[0161] (XRD測定結(jié)果）
[0162] 使用各實施例中得到的氧化鋅納米粒子的干燥粉體進行了 XRD測定。將實施例1的 XRD測定結(jié)果示于圖8中。由XRD測定的結(jié)果發(fā)現(xiàn)與氧化鋅一致的峰，確認(rèn)制作了氧化鋅。另 外，使用得到的47°附近的峰，由使用了硅多晶板的測定結(jié)果的シ二歹一的式子算出了微晶 直徑。
[0163] (為單晶的評價）
[0164] 作為對由實施例所得到了的氧化鋅納米粒子為單晶進行評價的方法，可舉出利用 透射型電子顯微鏡(TEM)、掃描型電子顯微鏡(SEM)的電子顯微鏡觀察、將由TEM觀察得到了 的粒徑與使用了 XRD的微晶的測定結(jié)果進行比較的方法等，在此，通過STEM來觀察得到了的 氧化鋅納米粒子，由觀察的氧化鋅納米粒子的數(shù)A (個)和其中作為單晶而觀察的氧化鋅納 米粒子的數(shù)B(個）、根據(jù)單晶比率= B/AX 100( % )來算出，對其比率進行了評價。
[0165] 予以說明，電子顯微鏡觀察時，各個粒子是否為單晶的判斷基準(zhǔn)為將在一方向上 觀測到晶格條紋(結(jié)晶中的原子排列）的粒子認(rèn)定為單晶，將晶格條紋紊亂、發(fā)現(xiàn)了晶粒間 界的粒子認(rèn)定為不是單晶。
[0166] (實施例2~10、比較例1~2)
[0167] 與實施例1同樣地，以表1中記載的氧化鋅析出溶劑和原料溶液的各配方、導(dǎo)入流 量、導(dǎo)入溫度來實施，從由流體處理裝置排出了的氧化鋅納米粒子分散液制作干燥粉體和 濕餅樣品，以與實施例1同樣的程序作成試樣，觀察、測定，結(jié)果得到了表1中記載那樣的結(jié) 果。應(yīng)予說明，對于表1中沒有記載的條件，與實施例1同樣。
[0168] 如表1中所示那樣，在排出液為堿性的實施例2~10中，明確了在排出了的氧化鋅 納米粒子分散液中含有單晶氧化鋅納米粒子。即，實施例2~10中生成了單晶氧化鋅納米粒 子。
[0169] 另一方面，如比較例1、比較例2中所示那樣，在排出液不為堿性的情況下，在排出 了的氧化鋅納米粒子分散液中不含單晶氧化鋅納米粒子。
[0170] 在各實施例中，發(fā)現(xiàn)排出液的pH越升高、單晶比率越升高的傾向，如在實施例1、實 施例2、實施例3、實施例4、實施例6、實施例8中所看到那樣，在排出液的pH為8.6以上的情況 下，單晶化比率變得比較高。
[0171] 特別地，如在實施例1、實施例2、實施例3、實施例6中看到那樣，在排出液的pH為12 以上的情況下，觀察到的氧化鋅納米粒子全部為單晶。
[0172] 另外，原料溶液的制備溫度與單晶比率的關(guān)系如圖11所示，在原料溶液的制備溫 度為50°C以上的情況下，單晶比率提高，在原料溶液的制備溫度為75°C的情況下，單晶比率 進一步提高。予以說明，圖11中記載的數(shù)字表示表1的實施例序號。
[0173](氧化鋅析出溶劑的制備）
[0174] 在本發(fā)明中，需要通過使酸性物質(zhì)在至少含有醇的溶劑中均質(zhì)地混合來制備氧化 鋅析出溶劑，關(guān)于這點，以下詳述。
[0175] 關(guān)于氧化鋅析出溶劑和原料溶液的各配方、原料溶液的制備、向流體處理裝置的 導(dǎo)入流量、導(dǎo)入溫度、流體處理裝置的運轉(zhuǎn)條件，設(shè)為與前述的實施例1相同的條件，在氧化 鋅析出溶劑的制備條件中只使制備時間與制備溫度變化來使納米粒子析出，與實施例1~ 10同樣地算出單晶比率，結(jié)果如表2中所示那樣，得到了從Rankl到Rank4的結(jié)果。應(yīng)予說明， 在表2中，在制備時間30分鐘且制備溫度50°C的條件下得到了的氧化鋅納米粒子為表1中的 實施例1。
[0176] [表 2]
[0177]
[0178] Rank 1:單晶比率100 % (觀察的氧化鋅納米粒子全部為單晶）
[0179] 1^吐2:70%彡單晶比率〈100%
[0180] Rank3:0%〈單晶比率〈70%
[0181] Rank4:單晶比率0% (沒有觀察到單晶氧化鋅納米粒子）
[0182] 由表2的結(jié)果得知:通過使氧化鋅析出溶劑的制備時間為20分鐘以上或者使制備 溫度為40°C以上，使酸性物質(zhì)在至少含有醇的溶劑中均勻地混合，其結(jié)果，有助于單晶氧化 鋅納米粒子的生成。另外，在使制備時間為25分鐘且使制備溫度為70°C的情況下單晶比率 成為70%以上，在使制備時間為30分鐘以上且使制備溫度為50°C以上的情況下，得到的氧 化鋅納米粒子全部成為了單晶。這樣確認(rèn)了氧化鋅析出溶劑的制備有助于單晶氧化鋅納米 粒子的生成。
[0183] 如以上所述那樣，在制備氧化鋅析出溶劑時，通過使酸性物質(zhì)在至少含有醇的溶 劑中均質(zhì)地混合，可以使單晶氧化鋅納米粒子析出。雖然其詳細(xì)的機理不清楚，但從上述表 2的實施例(Rankl、Rank2、Rank3)及比較例(Rank4)及其考察可知在處理用面間所導(dǎo)入的氧 化鋅析出溶劑的狀態(tài)在單晶氧化鋅納米粒子的析出時產(chǎn)生大的影響。
[0184] 上述表2為通過制備時間t使攪拌能量增減的一例。如由表2可知那樣，可以通過在 氧化鋅析出溶劑的制備時所投入的攪拌能量的量來控制得到了的單晶氧化鋅納米粒子的 單晶比率。應(yīng)予說明，其中，使全部為單晶的氧化鋅納米粒子析出、換言之單晶比率為100% 這樣的情況也是上述控制的一例。
[0185] 接著，示出控制的另外的例子。在實施例1中，為了形成單晶比率100%，雖然通過 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)l〇〇〇〇rpm、30分鐘的攪拌來制備了氧化鋅析出溶劑，但是例如在將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù) 設(shè)定為實施例1的一半即5000rpm而制備的情況下，根據(jù)式1，通過將制備時間設(shè)定為2 3 = 8 倍的240分鐘，或者使轉(zhuǎn)子直徑為25/3 = 3.17倍，氧化鋅析出溶劑的制備時所投入的攪拌能 量變得相等，獲得與實施例1相同的結(jié)果。應(yīng)予說明，只要滿足式1，當(dāng)然可以對制備時間和 轉(zhuǎn)子直徑這兩者進行設(shè)定。
[0186] 應(yīng)予說明，在式1中，顯然不包含制備溫度，也由此得知:在控制單晶比率時，制備 溫度需要與上述的式1的參數(shù)P、n、d、t獨立地進行設(shè)定。
[0187] (附記）
[0188]以下附記本申請說明書中公開的發(fā)明。
[0189 ]權(quán)利要求1~16的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，在 40°C以上制備了上述氧化鋅析出溶劑。
[0190] 權(quán)利要求1~16的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，使 上述氧化鋅析出溶劑的制備時間為20分鐘以上。
[0191] 1第1處理用面
[0192] 2第2處理用面
[0193] 10第1處理用部
[0194] 11第1托架
[0195] 20第2處理用部
[0196] 21第2托架
[0197] dl第1導(dǎo)入部
[0198] d2第2導(dǎo)入部
[0199] d20 開口部
【主權(quán)項】
1. 一種單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，是以下的氧化鋅納米粒子的制造方法： 通過使酸性物質(zhì)在至少含有醇的溶劑中均質(zhì)地混合而制備氧化鋅析出溶劑、將所述制 備的氧化鋅析出溶劑、與將氧化鋅納米粒子原料在堿性溶劑中混合了的原料溶液或者通過 將氧化鋅納米粒子原料在溶劑中混合、溶解而結(jié)果成為堿性的原料溶液在對向配設(shè)了的、 可接近分離的相對地進行旋轉(zhuǎn)的處理用面間混合、將氧化鋅納米粒子析出了的混合流動體 從所述處理用面間排出， 其特征在于， 以所述混合流動體成為堿性的方式使所述氧化鋅析出溶劑和所述原料溶液在所述處 理用面間混合、通過由所述酸性物質(zhì)與所述堿性溶劑的混合引起的酸堿反應(yīng)而生成氧化鋅 納米粒子。2. 權(quán)利要求1所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所述混合流動體的 pH為8.6以上且14以下。3. 權(quán)利要求2所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所述混合流動體的 pH為12以上且14以下。4. 權(quán)利要求1~3的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所述 氧化鋅析出溶劑的pH為不到1，且所述原料溶液的pH超過14。5. 權(quán)利要求1~4的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所述 酸性物質(zhì)選自鹽酸、硝酸、硫酸中的任一種。6. 權(quán)利要求1~5的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所述 醇選自甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇中的任一種。7. 權(quán)利要求1~6的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所述 原料溶液在50°C以上制備。8. 權(quán)利要求1~7的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所述 堿性溶劑為將堿性氫氧化物在溶劑中混合和/或溶解的物質(zhì)。9. 權(quán)利要求8所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所述堿性氫氧化物 為堿金屬氫氧化物。10. 權(quán)利要求9所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所述堿金屬氫氧 化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰的任一種。11. 權(quán)利要求1~10的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所 述氧化鋅納米粒子原料為在所述堿性溶劑中可溶的鋅化合物。12. 權(quán)利要求11所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，所述鋅化合物選 自氧化鋅、氯化鋅、硝酸鋅、氫氧化鋅、硫酸鋅中的至少任一種。13. 權(quán)利要求1~12的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于， 所述氧化鋅析出溶劑與所述原料溶液的任一方一邊形成薄膜流體一邊通過所述處理 用面間， 所述氧化鋅析出溶劑與所述原料溶液的任一另一方經(jīng)過與所述氧化鋅析出溶劑和所 述原料溶液的任一方被導(dǎo)入所述處理用面間的流路獨立的另外的導(dǎo)入路，從在所述處理用 面的至少任一方形成了的開口部被導(dǎo)入所述處理用面間， 將所述氧化鋅析出溶劑和所述原料溶液在所述處理用面間混合。14. 權(quán)利要求1~13的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于， 使用旋轉(zhuǎn)式分散機使所述酸性物質(zhì)在至少含有所述醇的溶劑中均質(zhì)地混合， 所述旋轉(zhuǎn)式分散機具有:具備多個葉片的轉(zhuǎn)子、和在所述轉(zhuǎn)子的周圍敷設(shè)且具有多個 狹縫的篩網(wǎng)，所述轉(zhuǎn)子與所述篩網(wǎng)通過相對地進行旋轉(zhuǎn)而在含有狹縫的篩網(wǎng)的內(nèi)壁與葉片 之間的微小的間隙中進行流體的剪切，且通過所述狹縫而形成斷續(xù)射流，從篩網(wǎng)的內(nèi)側(cè)向 外側(cè)將流體排出。15. 權(quán)利要求1~14的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，通 過所述氧化鋅析出溶劑的制備溫度來控制所述生成的氧化鋅納米粒子的單晶比率。16. 權(quán)利要求1~15的任一項所述的單晶氧化鋅納米粒子的制造方法，其特征在于，通 過在所述氧化鋅析出溶劑的制備時所投入的攪拌能量來控制所述生成的氧化鋅納米粒子 的單晶比率。
【文檔編號】C30B29/16GK106068341SQ201580012139
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年7月14日 公開號201580012139.0, CN 106068341 A, CN 106068341A, CN 201580012139, CN-A-106068341, CN106068341 A, CN106068341A, CN201580012139, CN201580012139.0, PCT/2015/70105, PCT/JP/15/070105, PCT/JP/15/70105, PCT/JP/2015/070105, PCT/JP/2015/70105, PCT/JP15/070105, PCT/JP15/70105, PCT/JP15070105, PCT/JP1570105, PCT/JP2015/070105, PCT/JP2015/70105, PCT/JP2015070105, PCT/JP201570105
【發(fā)明人】榎村真一
【申請人】M技術(shù)株式會社