JP2000226259A - セリウム・バナジウム酸化物化合物からなる電気伝導材料 - Google Patents
セリウム・バナジウム酸化物化合物からなる電気伝導材料Info
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 一般式ＣｅＶＯ4 で示される正方晶系の構造
を有するセリウム・バナジウム酸化物化合物からなるこ
とを特徴とする電気伝導材料。一般式ＣｅＶＯ4で示さ
れるＣｅＶＯ4 酸化物化合物は、同一の結晶構造を有す
るＬｎＶＯ4 と異なって、６０℃の低温度でも電気伝導
度が１０-5Ｓｃｍ-1で、実用に値する良好な電気伝導性
材料であることを見出した。
を有するセリウム・バナジウム酸化物化合物からなるこ
とを特徴とする電気伝導材料。一般式ＣｅＶＯ4で示さ
れるＣｅＶＯ4 酸化物化合物は、同一の結晶構造を有す
るＬｎＶＯ4 と異なって、６０℃の低温度でも電気伝導
度が１０-5Ｓｃｍ-1で、実用に値する良好な電気伝導性
材料であることを見出した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正方晶系の構造を
有する一般式ＣｅＶＯ4 で示されるセリウム・バナジウ
ム酸化物化合物からなる電気伝導材料に関する。
有する一般式ＣｅＶＯ4 で示されるセリウム・バナジウ
ム酸化物化合物からなる電気伝導材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、セリウム・バナジウム酸化物化合
物（ＣｅＶＯ4 ）は、セリウムの酸化状態が＋３である
ことから、合成原料である酸化物のセリア（ＣｅＯ2 ）
を還元する必要があり、真空中または水素気流中での五
酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）との固相反応法、あるいは
酸化状態が＋３のセリウムを含む化合物（ＣｅＣｌ
3 等）を溶解した液相からの沈澱法で合成されたものが
知られている。また、セリアと五酸化バナジウムをモル
比で２：１に混合した出発原料を、空気中で固相反応さ
せたＣｅＶＯ4 も知られている。
物（ＣｅＶＯ4 ）は、セリウムの酸化状態が＋３である
ことから、合成原料である酸化物のセリア（ＣｅＯ2 ）
を還元する必要があり、真空中または水素気流中での五
酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）との固相反応法、あるいは
酸化状態が＋３のセリウムを含む化合物（ＣｅＣｌ
3 等）を溶解した液相からの沈澱法で合成されたものが
知られている。また、セリアと五酸化バナジウムをモル
比で２：１に混合した出発原料を、空気中で固相反応さ
せたＣｅＶＯ4 も知られている。
【０００３】しかし、セリウム・バナジウム酸化物化合
物（ＣｅＶＯ4 ）は、図４に示されるようなジルコン
（ＺｒＳｉＯ4 ，ａ＝６．６１６４オングストローム，
ｃ＝６．０１５０オングストローム）型と称される正方
晶系の結晶構造を有するものであり、これと同一の構造
をもつ希土類・バナジウム酸化物化合物（ＬｎＶＯ4 、
ここで、Ｌｎは、Ｐｒ〜Ｌｕ，Ｙ）は、電気絶縁体であ
り、ＣｅＶＯ4 もこれらと類似の物性を有するものと従
来考えられていた。
物（ＣｅＶＯ4 ）は、図４に示されるようなジルコン
（ＺｒＳｉＯ4 ，ａ＝６．６１６４オングストローム，
ｃ＝６．０１５０オングストローム）型と称される正方
晶系の結晶構造を有するものであり、これと同一の構造
をもつ希土類・バナジウム酸化物化合物（ＬｎＶＯ4 、
ここで、Ｌｎは、Ｐｒ〜Ｌｕ，Ｙ）は、電気絶縁体であ
り、ＣｅＶＯ4 もこれらと類似の物性を有するものと従
来考えられていた。
【０００４】
【発明の構成】本発明者は、従来のセリウム・バナジウ
ム酸化物化合物の種々の合成法について再検討し、適正
な合成条件により得られた正方晶系の結晶構造を有する
ＣｅＶＯ4 の物性について検討するなかで、意外にも、
一般式ＣｅＶＯ4 で示されるＣｅＶＯ4 酸化物化合物
が、同一の結晶構造を有するＬｎＶＯ4 と異なって、良
好な電気伝導性を有することを発見した。
ム酸化物化合物の種々の合成法について再検討し、適正
な合成条件により得られた正方晶系の結晶構造を有する
ＣｅＶＯ4 の物性について検討するなかで、意外にも、
一般式ＣｅＶＯ4 で示されるＣｅＶＯ4 酸化物化合物
が、同一の結晶構造を有するＬｎＶＯ4 と異なって、良
好な電気伝導性を有することを発見した。
【０００５】すなわち、本発明は、一般式ＣｅＶＯ4 で
示される正方晶系の構造を有するセリウム・バナジウム
酸化物化合物からなることを特徴とする電気伝導材料で
ある。本発明のセリウム・バナジウム酸化物化合物から
なる電気伝導材料は、１６０℃における電気伝導度が１
０-5Ｓｃｍ-1であり、図１に示されるように半導体特性
を有している。本発明のセリウム・バナジウム酸化物化
合物からなる電気伝導材料は、良好な電気伝導性を示す
ことから、電極、センサー、触媒等の材料としての用途
を有する。
示される正方晶系の構造を有するセリウム・バナジウム
酸化物化合物からなることを特徴とする電気伝導材料で
ある。本発明のセリウム・バナジウム酸化物化合物から
なる電気伝導材料は、１６０℃における電気伝導度が１
０-5Ｓｃｍ-1であり、図１に示されるように半導体特性
を有している。本発明のセリウム・バナジウム酸化物化
合物からなる電気伝導材料は、良好な電気伝導性を示す
ことから、電極、センサー、触媒等の材料としての用途
を有する。
【０００６】本発明のセリウム・バナジウム酸化物化合
物からなる電気伝導材料は、従来公知の方法によって製
造することができ、例えば、セリア（ＣｅＯ2 ）と五酸
化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）のモル比２：１の混合物を５
００℃以上の温度で固相反応させることにより得られ
る。
物からなる電気伝導材料は、従来公知の方法によって製
造することができ、例えば、セリア（ＣｅＯ2 ）と五酸
化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）のモル比２：１の混合物を５
００℃以上の温度で固相反応させることにより得られ
る。
【０００７】均一な組成のＣｅＶＯ4 セラミックス粉末
を合成するためには、上記の混合物を空気中で６５０℃
で加熱した後、再度粉砕・混合し、８００〜１０００℃
で再加熱することが望ましい。
を合成するためには、上記の混合物を空気中で６５０℃
で加熱した後、再度粉砕・混合し、８００〜１０００℃
で再加熱することが望ましい。
【０００８】上記のＣｅＶＯ4セラミックス合成粉末を
圧粉成形し、空気中で８５０℃〜１０００℃程度で加熱
することにより多結晶焼結体を製造することができる
他、単結晶、厚膜、薄膜などとしても製造し得る。単結
晶を製造する場合は、例えば、Ｖ2 Ｏ5 を融液としたフ
ラックス法で育成できる。厚膜は、例えばドクターブレ
ード法により、薄膜は例えば、スパッタリング法で製造
することができる。
圧粉成形し、空気中で８５０℃〜１０００℃程度で加熱
することにより多結晶焼結体を製造することができる
他、単結晶、厚膜、薄膜などとしても製造し得る。単結
晶を製造する場合は、例えば、Ｖ2 Ｏ5 を融液としたフ
ラックス法で育成できる。厚膜は、例えばドクターブレ
ード法により、薄膜は例えば、スパッタリング法で製造
することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、一般式ＣｅＶＯ4で示さ
れる正方晶系の構造を有するセリウム・バナジウム酸化
物化合物を得るための空気中での固相反応の条件と反応
生成物の物性の測定結果について説明する。
れる正方晶系の構造を有するセリウム・バナジウム酸化
物化合物を得るための空気中での固相反応の条件と反応
生成物の物性の測定結果について説明する。
【００１０】まず、セリア（ＣｅＯ2 ）と五酸化バナジ
ウム（Ｖ2 Ｏ5 ）を２：１のモル比で秤量し、混合した
出発原料を、空気中で加熱し、昇温した。固相反応過程
の測定には、示差熱・熱天秤同時測定法を用いた。図２
は、測定の結果を示すグラフである。点線は、示差熱曲
線を、実線は、熱天秤曲線を示す。
ウム（Ｖ2 Ｏ5 ）を２：１のモル比で秤量し、混合した
出発原料を、空気中で加熱し、昇温した。固相反応過程
の測定には、示差熱・熱天秤同時測定法を用いた。図２
は、測定の結果を示すグラフである。点線は、示差熱曲
線を、実線は、熱天秤曲線を示す。
【００１１】その結果は、図２に示すように、混合原料
は、加熱されると、示差熱分析では５１８℃で、熱天秤
では５４０℃で変化が生じている。さらに、示差熱分析
の６６６℃の吸熱ピークは、五酸化バナジウムの融点
（文献値、６９０℃）に対応している。また、この吸熱
ピーク終了と共に、混合原料の熱変化も終了しているこ
とが、熱天秤曲線の結果から明瞭である。
は、加熱されると、示差熱分析では５１８℃で、熱天秤
では５４０℃で変化が生じている。さらに、示差熱分析
の６６６℃の吸熱ピークは、五酸化バナジウムの融点
（文献値、６９０℃）に対応している。また、この吸熱
ピーク終了と共に、混合原料の熱変化も終了しているこ
とが、熱天秤曲線の結果から明瞭である。
【００１２】測定終了後の試料を粉末Ｘ線回折で検討し
た結果は、図３に示すようなパターンを呈し、これは、
ジルコン型の正方晶系の結晶構造に由来するものであ
り、目的のＣｅＶＯ4 が生成されたことを表している。
た結果は、図３に示すようなパターンを呈し、これは、
ジルコン型の正方晶系の結晶構造に由来するものであ
り、目的のＣｅＶＯ4 が生成されたことを表している。
【００１３】図２に示された熱天秤曲線から得られる混
合原料の重量減量率３．０９％は、下記の化学反応式で
の酸素の放出（計算値、３．０４％）に対応している。 ２ＣｅＯ2 ＋Ｖ2 Ｏ5 →２ＣｅＶＯ4 ＋（１／２）Ｏ2 したがって、一般式ＣｅＶＯ4 で示される正方晶系の構
造を有するセリウム・バナジウム酸化物化合物は、セリ
ア（ＣｅＯ2 ）と五酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5）を２：
１のモル比で秤量し、混合した出発原料を、空気中で固
相反応させることにより合成できる。
合原料の重量減量率３．０９％は、下記の化学反応式で
の酸素の放出（計算値、３．０４％）に対応している。 ２ＣｅＯ2 ＋Ｖ2 Ｏ5 →２ＣｅＶＯ4 ＋（１／２）Ｏ2 したがって、一般式ＣｅＶＯ4 で示される正方晶系の構
造を有するセリウム・バナジウム酸化物化合物は、セリ
ア（ＣｅＯ2 ）と五酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5）を２：
１のモル比で秤量し、混合した出発原料を、空気中で固
相反応させることにより合成できる。
【００１４】得られたＣｅＶＯ4 酸化物化合物の電気伝
導度を測定するために、円盤状の圧粉焼結体を形成し
て、直流２端子法で１６０℃から８００℃まで昇温し、
測定したところ、図１に示すとおりの電気伝導度の温度
変化が見られた。この結果から、このＣｅＶＯ4 酸化物
化合物は、半導体であることが判り、１６０℃の低温度
でも電気伝導度が１０-5Ｓｃｍ-1で、実用に値する良好
な電気伝導性材料であることが確認された。
導度を測定するために、円盤状の圧粉焼結体を形成し
て、直流２端子法で１６０℃から８００℃まで昇温し、
測定したところ、図１に示すとおりの電気伝導度の温度
変化が見られた。この結果から、このＣｅＶＯ4 酸化物
化合物は、半導体であることが判り、１６０℃の低温度
でも電気伝導度が１０-5Ｓｃｍ-1で、実用に値する良好
な電気伝導性材料であることが確認された。
【００１５】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。純度が９９．９
％以上の酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）と純度が９９．９％
以上の五酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）の粉末を、モル比
でＣｅＯ2 ：Ｖ2 Ｏ5 が２：１となるように秤量し、メ
ノウ乳鉢中で十分に混合した。この混合物を白金ルツボ
に充填し、カンタル線発熱体電気炉に移し、室温から加
熱し始め、６５５℃で１５６時間保った後、ルツボを当
該電気炉から取り出した。
％以上の酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）と純度が９９．９％
以上の五酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）の粉末を、モル比
でＣｅＯ2 ：Ｖ2 Ｏ5 が２：１となるように秤量し、メ
ノウ乳鉢中で十分に混合した。この混合物を白金ルツボ
に充填し、カンタル線発熱体電気炉に移し、室温から加
熱し始め、６５５℃で１５６時間保った後、ルツボを当
該電気炉から取り出した。
【００１６】生成物は、メノウ乳鉢中で再度粉砕、混合
した後、８００℃で５７時間、同様に白金ルツボ中で再
加熱し、均一な組成のＣｅＶＯ4 セラミックス粉末を得
た。その粉末Ｘ線回折パターンは、図３と同一であり、
ピーク回折角度から求めた正方晶系の格子定数は、ａ＝
７．４０１６オングストローム、ｃ＝６．４９８０オン
グトロームであった。
した後、８００℃で５７時間、同様に白金ルツボ中で再
加熱し、均一な組成のＣｅＶＯ4 セラミックス粉末を得
た。その粉末Ｘ線回折パターンは、図３と同一であり、
ピーク回折角度から求めた正方晶系の格子定数は、ａ＝
７．４０１６オングストローム、ｃ＝６．４９８０オン
グトロームであった。
【００１７】電気伝導度測定用試料として、合成された
ＣｅＶＯ4 セラミックス粉末を直径１６ｍｍの金型を使
用して厚さ３ｍｍの圧粉円盤体を作製し、その圧粉体を
さらに９０ＭＰａの静水圧で等方的に圧縮した後、電気
炉中で８５０℃で１２時間加熱焼結した。この焼結体の
両面に白金ペーストを塗布して電極とし、直流２端子法
の電気伝導度測定用試料とした。電気炉中に設置した試
料の電気抵抗を１６０℃から８００℃まで測定した。そ
の結果は、図１に示すように良好な半導性電気伝導度を
示した。
ＣｅＶＯ4 セラミックス粉末を直径１６ｍｍの金型を使
用して厚さ３ｍｍの圧粉円盤体を作製し、その圧粉体を
さらに９０ＭＰａの静水圧で等方的に圧縮した後、電気
炉中で８５０℃で１２時間加熱焼結した。この焼結体の
両面に白金ペーストを塗布して電極とし、直流２端子法
の電気伝導度測定用試料とした。電気炉中に設置した試
料の電気抵抗を１６０℃から８００℃まで測定した。そ
の結果は、図１に示すように良好な半導性電気伝導度を
示した。
【００１８】一般式ＣｅＶＯ4 で示される正方晶系の構
造を有するセリウム・バナジウム酸化物化合物は、実施
例に一例を示したような製造方法により製造して電気伝
導材料として各種の用途に使用できる。
造を有するセリウム・バナジウム酸化物化合物は、実施
例に一例を示したような製造方法により製造して電気伝
導材料として各種の用途に使用できる。
【図１】本発明セリウム・バナジウム酸化物化合物から
なる電気伝導材料の電気伝導度の温度変化を示すグラ
フ。
なる電気伝導材料の電気伝導度の温度変化を示すグラ
フ。
【図２】ＣｅＶＯ4 の固相反応合成中の示差熱・熱天秤
同時測定の結果を示すグラフ。
同時測定の結果を示すグラフ。
【図３】本発明のセリウム・バナジウム酸化物化合物か
らなる電気伝導材料の粉末Ｘ線回折結果を示すグラフ。
らなる電気伝導材料の粉末Ｘ線回折結果を示すグラフ。
【図４】ジルコンの結晶構造を示す模式図。
Claims (1)
- 【請求項１】 一般式ＣｅＶＯ4 で示される正方晶系の
構造を有するセリウム・バナジウム酸化物化合物からな
ることを特徴とする電気伝導材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11024863A JP2000226259A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | セリウム・バナジウム酸化物化合物からなる電気伝導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11024863A JP2000226259A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | セリウム・バナジウム酸化物化合物からなる電気伝導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000226259A true JP2000226259A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12150065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11024863A Pending JP2000226259A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | セリウム・バナジウム酸化物化合物からなる電気伝導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000226259A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104445399A (zh) * | 2014-11-30 | 2015-03-25 | 湘潭大学 | 一种六边形钒酸铈纳米盘的制备方法及其用途 |
| CN105126814A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-12-09 | 淮南师范学院 | 一种CeVO4微米球光催化剂的制备方法 |
| CN108585040A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-09-28 | 淮北师范大学 | 一种CeVO4功能材料的快速制备方法 |
| CN110026181A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-19 | 辽宁大学 | 一种新型Z型光催化剂CeO2/CeVO4/V2O5及其制备方法和应用 |
-
1999
- 1999-02-02 JP JP11024863A patent/JP2000226259A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105126814A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-12-09 | 淮南师范学院 | 一种CeVO4微米球光催化剂的制备方法 |
| CN105126814B (zh) * | 2013-12-31 | 2017-09-15 | 淮南师范学院 | 一种CeVO4微米球光催化剂的制备方法 |
| CN104445399A (zh) * | 2014-11-30 | 2015-03-25 | 湘潭大学 | 一种六边形钒酸铈纳米盘的制备方法及其用途 |
| CN108585040A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-09-28 | 淮北师范大学 | 一种CeVO4功能材料的快速制备方法 |
| CN110026181A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-19 | 辽宁大学 | 一种新型Z型光催化剂CeO2/CeVO4/V2O5及其制备方法和应用 |
| CN110026181B (zh) * | 2019-05-13 | 2022-04-05 | 辽宁大学 | 一种新型Z型光催化剂CeO2/CeVO4/V2O5及其制备方法和应用 |
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