JP2002224576A - Method for manufacturing titanium oxide-coated fine hollow glass sphere - Google Patents

Method for manufacturing titanium oxide-coated fine hollow glass sphere

Info

Publication number
JP2002224576A
JP2002224576A JP2001022689A JP2001022689A JP2002224576A JP 2002224576 A JP2002224576 A JP 2002224576A JP 2001022689 A JP2001022689 A JP 2001022689A JP 2001022689 A JP2001022689 A JP 2001022689A JP 2002224576 A JP2002224576 A JP 2002224576A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium oxide
titanium
aluminum
powder
ions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001022689A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3600855B2 (en
Inventor
Kunio Kimura
邦夫 木村
Yoshitada Nemoto
吉忠 根本
Shigeru Kanamaru
茂 金丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASIA RIKAKI KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
ASIA RIKAKI KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASIA RIKAKI KK, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical ASIA RIKAKI KK
Priority to JP2001022689A priority Critical patent/JP3600855B2/en
Publication of JP2002224576A publication Critical patent/JP2002224576A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3600855B2 publication Critical patent/JP3600855B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/10Forming beads
    • C03B19/107Forming hollow beads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a titanium oxide-coated fine hollow glass sphere having a high strength, an excellent whiteness degree, and a good photocatalytic function, by expanding a volcanic vitreous deposit as a raw material and at the same time, denaturing coated titanium oxide hydrate to titanium oxide during a heat treatment, and controlling the crystal size to 10 nm or less. SOLUTION: After a volcanic vitreous deposit powder is dispersed in an aqueous acid solution containing titanium ions and aluminum ions so that the concentration of the powder is 5-40 mass%, an aqueous solution of hydrogen carbonate is added to the suspension to deposit titanium oxide hydrate and aluminum oxide hydrate on the powder surface. Subsequently, the powder is taken out to be washed and dried, and then heat-treated at 900-1100 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、火山ガラス質堆積
物を原料とし、高強度で、良好な白色度を有し、かつ被
覆酸化チタンの結晶サイズが10nm以下に制御された
光触媒機能の優れた酸化チタン被覆微細中空ガラス球状
体を効率よく製造する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a photocatalyst having high strength, good whiteness, and a crystal size of coated titanium oxide controlled to 10 nm or less, using a volcanic glassy deposit as a raw material. And a method for efficiently producing a titanium oxide-coated fine hollow glass sphere.

【0002】[0002]

【従来の技術】微細中空ガラス球状体は、比重が小さ
く、かつ耐熱性に優れていることから、各種金属、セラ
ミックス、コンクリート、プラスチックスなどの軽量化
充てん材として、また、酸化チタンは、塗料、プラスチ
ックスなどの光触媒機能を有する充てん材として用いら
れているが、最近酸化チタンを表面に担持させた微細中
空ガラス球状体が、軽量光触媒として注目されるように
なった。
2. Description of the Related Art Fine hollow glass spheres have a low specific gravity and are excellent in heat resistance, so they are used as lightweight fillers for various metals, ceramics, concrete, plastics and the like. Although it has been used as a filler having a photocatalytic function, such as plastics, a fine hollow glass sphere having titanium oxide supported on its surface has recently attracted attention as a lightweight photocatalyst.

【0003】これまで、火山ガラス質堆積物を原料とし
て、微細中空ガラス球状体を製造する方法としては、シ
ラスの微粒体を800〜1200℃の温度で10秒ない
し10分間焼成したのち、水中における比重分離又は空
気分級して微細中空ガラス球状体を製造する方法が知ら
れている(特公昭48−17645号公報)。一方、原
料の前処理として、火山ガラス質堆積物粉体を硫酸アル
ミニウムを含有する水溶液中に分散させ、室温下で沈殿
剤を滴下することにより、該粉体の粒子表面にアルミナ
水和物を被覆したのち加熱発泡させて、粒径が20μm
以下の超微細中空ガラス球状体を製造する方法が知られ
ている(特開平9−263425号公報)。
Hitherto, as a method for producing a fine hollow glass sphere from a volcanic vitreous sediment as a raw material, shirasu fine particles are fired at a temperature of 800 to 1200 ° C. for 10 seconds to 10 minutes and then fired in water A method for producing a fine hollow glass sphere by specific gravity separation or air classification is known (Japanese Patent Publication No. 48-17645). On the other hand, as a pretreatment of the raw material, volcanic glassy sediment powder is dispersed in an aqueous solution containing aluminum sulfate, and a precipitant is added dropwise at room temperature, whereby alumina hydrate is added to the particle surface of the powder. After coating, heat and foam, particle size is 20μm
A method for producing the following ultrafine hollow glass spheres is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-263425).

【0004】しかしながら、酸化チタン被覆微細中空ガ
ラス球状体を製造するには、これらの方法により得られ
た微細中空ガラス球状体に酸化チタンの被覆処理を行っ
たのち、再度加熱処理して固定化処理を行う必要がある
ため、効率が低くなるのを免れない。このような欠点を
改善するために、本発明者らは、先に火山ガラス質堆積
物を原料とし、高強度で白色度の優れた光触媒機能を有
する酸化チタン被覆微細中空ガラス球状体を、1回の加
熱処理で発泡と同時に被覆酸化チタン水和物の酸化チタ
ンへの変性を行って、効率よく製造する方法を提案した
(特開2000−86292号公報)。
[0004] However, in order to produce a titanium oxide-coated fine hollow glass sphere, the fine hollow glass sphere obtained by these methods is coated with titanium oxide and then heat-treated again for fixing. Need to be performed, the efficiency is inevitably reduced. In order to remedy such drawbacks, the present inventors have previously prepared a titanium oxide-coated fine hollow glass sphere having a photocatalytic function of high strength and excellent whiteness using a volcanic glassy deposit as a raw material. A method has been proposed in which the coated titanium oxide hydrate is modified into titanium oxide at the same time as the foaming is performed by a single heat treatment to efficiently produce the titanium oxide (JP-A-2000-86292).

【0005】ところで、酸化チタンが光触媒として有効
に作用するには、酸化チタンの結晶サイズは10nm以
下が望ましいが、この方法では、光触媒として重要な酸
化チタンの結晶サイズの制御がむずかしく、10nmよ
りも小さい結晶サイズの酸化チタンを得ることはできな
かった。
By the way, in order for titanium oxide to effectively act as a photocatalyst, the crystal size of titanium oxide is desirably 10 nm or less. However, in this method, it is difficult to control the crystal size of titanium oxide which is important as a photocatalyst. No titanium oxide with a small crystal size could be obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、火山ガラス質堆積物を原料とし、1回の
加熱処理で発泡と同時に被覆酸化チタン水和物の酸化チ
タンへの変性を行うとともに、その結晶サイズを10n
m以下に制御し、高強度で白色度に優れ、かつ良好な光
触媒機能を有する酸化チタン被覆微細中空ガラス球状体
を効率よく製造する方法を提供することを目的としてな
されたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Under such circumstances, the present invention uses a volcanic glassy sediment as a raw material to form a titanium oxide of a coated titanium oxide hydrate simultaneously with foaming by a single heat treatment. And the crystal size is reduced to 10n.
The purpose of the present invention is to provide a method for efficiently producing a titanium oxide-coated fine hollow glass sphere having a high strength, excellent whiteness, and a good photocatalytic function, which is controlled to not more than m.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、火山ガラ
ス質堆積物を原料として、光触媒機能を有する酸化チタ
ン被覆微細中空ガラス球状体を製造する方法について鋭
意研究を重ねた結果、チタニウムイオン及びアルミニウ
ムイオンを含有する酸水溶液に火山ガラス質堆積物粉体
を分散させたのち、これを沈殿剤により沈殿させれば、
粉体粒子表面で酸化チタン水和物と酸化アルミニウム水
和物との混合水和物が析出することを見出し、この知見
に基づいて本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on a method for producing a titanium oxide-coated fine hollow glass sphere having a photocatalytic function from a volcanic glassy deposit as a raw material. And after dispersing the volcanic glassy sediment powder in an acid aqueous solution containing aluminum ions, and then precipitating this with a precipitant,
It has been found that a mixed hydrate of titanium oxide hydrate and aluminum oxide hydrate precipitates on the surface of the powder particles, and the present invention has been completed based on this finding.

【0008】すなわち、本発明は、チタニウムイオン及
びアルミニウムイオンを含有する酸水溶液に、火山ガラ
ス質堆積物粉体を、その濃度が5〜40質量%になるよ
うに分散させたのち、この懸濁液に炭酸水素塩水溶液を
添加して、粉体表面に酸化チタン水和物及び酸化アルミ
ニウム水和物を析出させ、次いで粉体を取り出し、洗
浄、乾燥後、900〜1100℃の温度において熱処理
することを特徴とする酸化チタン被覆微細中空ガラス球
状体の製造方法を提供するものである。
That is, according to the present invention, a volcanic glassy sediment powder is dispersed in an aqueous acid solution containing titanium ions and aluminum ions so that the concentration thereof becomes 5 to 40% by mass, and then the suspension is prepared. A bicarbonate aqueous solution is added to the liquid to precipitate titanium oxide hydrate and aluminum oxide hydrate on the powder surface, and then the powder is taken out, washed, dried, and then heat-treated at a temperature of 900 to 1100 ° C. Another object of the present invention is to provide a method for producing a titanium oxide-coated fine hollow glass sphere.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明方法において、原料として
用いる火山ガラス質堆積物は、シラス、黒曜岩、真珠
岩、松脂岩などとして天然に産出する鉱物であって、こ
れらは通常SiO2、Al23、Fe23、CaO、M
gO、Na2O及びK2Oから構成され、水分3〜10質
量%を含んでいる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the method of the present invention, a volcanic glassy deposit used as a raw material is a mineral that naturally occurs as shirasu, obsidian, perlite, pine stone, etc., which are usually SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, M
gO, consists Na 2 O and K 2 O, it contains 3-10 wt% moisture.

【0010】本発明方法においては、これらの火山ガラ
ス質堆積物を粉砕あるいは解砕したのち、乾式分級や湿
式分級などにより、通常粒径50μm以下の画分を分級
して用いる。
In the method of the present invention, these volcanic glassy deposits are pulverized or crushed, and a fraction having a particle size of usually 50 μm or less is classified and used by dry classification or wet classification.

【0011】本発明方法においては、まずこのようにし
て得られた火山ガラス質堆積物粉体を、チタニウムイオ
ン及びアルミニウムイオンを含有する酸水溶液に、上記
粉体濃度が5〜40質量%になるように分散させて懸濁
液を調製する。該粉体濃度が上記範囲を逸脱すると、本
発明の効果が十分に発揮されない。好ましい該粉体の濃
度は、10〜30質量%の範囲である。
In the method of the present invention, first, the volcanic glassy sediment powder thus obtained is added to an aqueous acid solution containing titanium ions and aluminum ions so that the powder concentration becomes 5 to 40% by mass. To prepare a suspension. If the powder concentration is outside the above range, the effects of the present invention will not be sufficiently exhibited. The preferred concentration of the powder is in the range of 10 to 30% by mass.

【0012】この際使用する上記水溶液中のチタニウム
イオン濃度は、0.01モル/リットル以上、特に0.
05〜0.2モル/リットルの範囲が好ましい。また、
アルミニウムイオン濃度は、0.005モル/リットル
以上、特に0.01〜0.2モル/リットルの範囲が好
ましい。一方、酸水溶液の濃度は、0.02モル/リッ
トル以上、特に0.1〜3モル/リットルの範囲が好ま
しい。
The concentration of titanium ions in the aqueous solution used at this time is not less than 0.01 mol / liter, especially 0.1 mol / l.
The range is preferably from 0.5 to 0.2 mol / liter. Also,
The aluminum ion concentration is preferably at least 0.005 mol / l, and particularly preferably in the range of 0.01 to 0.2 mol / l. On the other hand, the concentration of the aqueous acid solution is preferably at least 0.02 mol / l, particularly preferably in the range of 0.1 to 3 mol / l.

【0013】この水溶液の調製に用いられるチタニウム
イオンの供給源としては、水溶性のチタン化合物が用い
られる。このような化合物としては、例えば塩化チタ
ン、硫酸チタン、硝酸チタンなどが挙げられる。また、
アルミニウムイオンの供給源としては、水溶性のアルミ
ニウム化合物が用いられる。このような化合物として
は、例えば塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸
アルミニウムなどが挙げられる。一方、酸水溶液として
は、例えば塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸の水溶液が用い
られる。
A water-soluble titanium compound is used as a source of titanium ions used for preparing the aqueous solution. Examples of such a compound include titanium chloride, titanium sulfate, and titanium nitrate. Also,
As a supply source of aluminum ions, a water-soluble aluminum compound is used. Examples of such a compound include aluminum chloride, aluminum sulfate, and aluminum nitrate. On the other hand, as the acid aqueous solution, for example, an aqueous solution of a mineral acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid is used.

【0014】本発明方法において、上記酸水溶液の調製
に用いられるチタニウムイオン供給源、アルミニウムイ
オン供給源の好ましい組合せとしては、例えば塩化チタ
ンと塩化アルミニウム又は硫酸チタンと硫酸アルミニウ
ムを挙げることができる。そして、塩化物の組合せを用
いる場合は酸として塩酸を、また硫酸塩の組合せを用い
る場合は、酸として硫酸を選ぶのが好ましい。
In the method of the present invention, a preferable combination of a titanium ion supply source and an aluminum ion supply source used for preparing the acid aqueous solution includes, for example, titanium chloride and aluminum chloride or titanium sulfate and aluminum sulfate. When using a combination of chlorides, it is preferable to select hydrochloric acid as the acid, and when using a combination of sulfates, it is preferable to select sulfuric acid as the acid.

【0015】本発明においては、このようにして調製さ
れたチタニウムイオン及びアルミニウムイオンを含有す
る酸水溶液中に火山ガラス質堆積物粉体を分散させた懸
濁液をかきまぜながら、これに沈殿剤として炭酸水素塩
水溶液を徐々に添加して、該粉体の粒子表面に酸化チタ
ン水和物及び酸化アルミニウム水和物からなる混合水和
物を析出させる。上記炭酸水素塩水溶液としては、例え
ば炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リ
チウム、炭酸水素アンモニウムなどを1種又は2種以上
を含む水溶液が挙げられるが、取り扱いやすく、かつ収
率が高いという点から炭酸水素アンモニウムを含む水溶
液が好ましい。
In the present invention, while stirring the suspension prepared by dispersing the volcanic glassy sediment powder in the acid aqueous solution containing titanium ion and aluminum ion prepared as described above, this is used as a precipitant. An aqueous solution of bicarbonate is gradually added to precipitate a mixed hydrate composed of titanium oxide hydrate and aluminum oxide hydrate on the particle surfaces of the powder. Examples of the bicarbonate aqueous solution include an aqueous solution containing one or more of sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, lithium bicarbonate, ammonium bicarbonate and the like, but are easy to handle and high in yield. And an aqueous solution containing ammonium hydrogen carbonate.

【0016】この炭酸水素塩水溶液の濃度は、3モル/
リットル以下が好ましく、特に0.5〜2モル/リット
ルの範囲が好適である。この炭酸水素塩水溶液の添加量
としては、通常チタニウムイオン及びアルミニウムイオ
ンを含有する酸水溶液を中和するのに必要な化学量論的
量が用いられる。また、この炭酸水素塩水溶液を添加す
る際の懸濁液の温度は、通常室温が用いられるが、必要
ならば適当に加温してもよい。
The concentration of the aqueous hydrogen carbonate solution is 3 mol /
Liter or less, and particularly preferably in the range of 0.5 to 2 mol / liter. As the addition amount of the aqueous hydrogencarbonate solution, a stoichiometric amount necessary for neutralizing the aqueous acid solution containing titanium ions and aluminum ions is usually used. In addition, the temperature of the suspension at the time of adding the bicarbonate aqueous solution is usually room temperature, but may be appropriately heated if necessary.

【0017】このような処理により、火山ガラス質堆積
物粉体の表面で酸化チタン水和物及び酸化アルミニウム
水和物からなる混合水和物が析出し、被覆を形成するこ
とにより粒子内部の水が確保される。
By such a treatment, a mixed hydrate composed of titanium oxide hydrate and aluminum oxide hydrate precipitates on the surface of the volcanic glassy sediment powder and forms a coating, thereby forming water inside the particles. Is secured.

【0018】次に、懸濁液を固液分離するが、これは例
えば、ろ過、遠心分離、デカンテーションなどの公知の
手段により行うことができる。このようにして分離され
た固形分は、水洗などにより十分洗浄したのち、乾燥処
理する。次いでこの乾燥粉体を900〜1100℃の範
囲の温度において熱処理して発泡させる。この熱処理に
より、発泡粒子表面が酸化チタン及び酸化アルミニウム
で被覆されるので、粒子間の融着も効果的に防止され
る。この熱処理時間は、処理条件により異なるが通常1
〜60秒間の範囲である。
Next, the suspension is subjected to solid-liquid separation, which can be performed by known means such as filtration, centrifugation, decantation and the like. The solid separated in this manner is sufficiently washed by washing with water or the like, and then dried. Next, the dried powder is heat-treated at a temperature in the range of 900 to 1100 ° C. to foam. By this heat treatment, the surface of the foamed particles is covered with titanium oxide and aluminum oxide, so that fusion between the particles is effectively prevented. This heat treatment time varies depending on the processing conditions, but is usually 1 hour.
6060 seconds.

【0019】熱処理温度が900℃未満では十分に発泡
しないし、1100℃を超えると粒子間の融着を生じ
る。また、熱処理時間が少ないと十分に発泡しないし、
あまり長すぎると粒子間の融着を生じるので、適宜調整
される。
If the heat treatment temperature is lower than 900 ° C., foaming does not occur sufficiently, and if it exceeds 1100 ° C., fusion between particles occurs. Also, if the heat treatment time is short, it will not foam enough,
If the length is too long, fusion between the particles occurs, so that the length is appropriately adjusted.

【0020】このようにして加熱発泡したものは軽量の
中空体であるが、さらに、比重差分別、例えば水ひや空
気分級することにより、より軽量の中空体を回収するこ
ともできる。
The thus heat-foamed is a light-weight hollow body, but a lighter-weight hollow body can be recovered by a specific gravity difference, for example, by classification with water or air.

【0021】このような方法によると、粒径50μm以
下、粒子密度1g/cm3以下の光触媒機能を有する酸
化チタン被覆微細中空ガラス球状体を得ることができ
る。被覆された酸化チタンは、通常光触媒機能の高い結
晶サイズが10nm以下のアナターゼ型となる。
According to such a method, a titanium oxide-coated fine hollow glass sphere having a photocatalytic function having a particle diameter of 50 μm or less and a particle density of 1 g / cm 3 or less can be obtained. The coated titanium oxide usually has an anatase type having a high photocatalytic function and a crystal size of 10 nm or less.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によると、火山ガラス質堆積物微
粉体を用い、高強度で白色度が優れ、結晶サイズが10
nm以下に制御された酸化チタン被覆微細中空ガラス球
状体を効率よく製造することができる。本発明方法で得
られた酸化チタン被覆微細中空ガラス球状体は、従来か
ら利用されているセラミックス、コンクリート、プラス
チックスなどの軽量化充てん材として有用であり、しか
も、主に結晶サイズが10nm以下に制御されたアナタ
ーゼからなる酸化チタンで被覆されているので、それ自
体で、太陽光によるNO xの分解や水上に浮遊している
油の分解などに有効に利用できるほか、塗料その他の材
料に光触媒機能を付与する充てん材として利用すること
ができる。この塗料は壁面に塗布して、光触媒機能を有
する環境浄化壁などを形成させることができる。また、
本発明者らが先に開発した汚染流体の浄化方法及び装置
(特願平11−365264号)に充てんすれば、さら
に効率の良い汚染流体の浄化が可能になる。
According to the present invention, volcanic glassy sediment fines
Using powder, high strength, excellent whiteness, crystal size of 10
Titanium oxide coated fine hollow glass spheres controlled to below nm
The shape can be efficiently produced. Obtained by the method of the present invention.
The titanium oxide coated fine hollow glass spheres
Ceramics, concrete, plus
It is useful as a lightweight filler such as Chicks.
In addition, you mainly controlled the crystal size to 10 nm or less.
Coated with titanium oxide
NO by sunlight xDecomposed or floating on water
It can be used effectively to decompose oil, paint and other materials
To be used as a filler to give a photocatalytic function to the filler
Can be. This paint is applied to the wall and has a photocatalytic function.
An environmental purification wall can be formed. Also,
Method and apparatus for purifying a contaminated fluid developed earlier by the present inventors
(Japanese Patent Application No. 11-365264)
It is possible to efficiently purify the contaminated fluid.

【0023】[0023]

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0024】実施例1 表1に示す組成をもつ火山ガラス質堆積物(福島県福島
市飯坂町中野産出、通称中野白土)を解砕し、粉末原料
を調製した。
Example 1 A volcanic glassy sediment having a composition shown in Table 1 (from Nakano, Iizaka-cho, Fukushima-shi, Fukushima Prefecture, commonly known as Nakano Shirato) was crushed to prepare a powder raw material.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】ヘキサメタリン酸ナトリウム0.1質量%
水溶液中に前記の粉末原料を投入し、水ひにより、分離
粒度10μmで分級した。次いで、水道水を用いて分離
粒度30μmで分級した。分級粒子中に含まれる粒径3
0μmを超える粒子の割合、粒径10μm未満の粒子の
割合は、いずれの場合も10質量%以下であった。
Sodium hexametaphosphate 0.1% by mass
The above-mentioned powdery raw material was put into an aqueous solution, and classified with a water filter at a separation particle size of 10 μm. Next, classification was performed using tap water at a separation particle size of 30 μm. Particle size 3 contained in classified particles
The ratio of particles exceeding 0 μm and the ratio of particles having a particle size of less than 10 μm were 10% by mass or less in each case.

【0027】次に、この分級した粉末38質量部を、塩
化チタン0.10モル/リットル及び塩化アルミニウム
0.01モル/リットルを含む0.25モル/リットル
濃度の塩酸水溶液250質量部に添加し、室温下でかき
まぜながら1.05モル/リットル濃度の炭酸水素アン
モニウム水溶液を2時間で塩化チタン、塩化アルミニウ
ム及び塩酸が中和する当量となるように滴下した。その
後、被覆処理を行った固形物をろ過、水洗、乾燥した。
この乾燥粉末を、最高温度を1000℃とした加熱発泡
装置に供給し、装置内を約3秒で通過させて発泡させた
のち回収し、粒子密度が0.65g/cm3の酸化チタ
ン被覆微細中空ガラス球状体を得た。
Next, 38 parts by mass of the classified powder are added to 250 parts by mass of a 0.25 mol / l hydrochloric acid aqueous solution containing 0.10 mol / l of titanium chloride and 0.01 mol / l of aluminum chloride. While stirring at room temperature, an aqueous solution of ammonium hydrogencarbonate having a concentration of 1.05 mol / liter was added dropwise over 2 hours so that titanium chloride, aluminum chloride and hydrochloric acid had an equivalent amount for neutralization. Thereafter, the coated solid was filtered, washed with water, and dried.
The dried powder is supplied to a heating and foaming apparatus having a maximum temperature of 1000 ° C., and is passed through the apparatus in about 3 seconds to foam and then collected. The titanium oxide-coated fine particles having a particle density of 0.65 g / cm 3 are collected. A hollow glass sphere was obtained.

【0028】実施例2 実施例1で用いた粉末38質量部を、塩化チタン0.1
0モル/リットル及び塩化アルミニウム0.10モル/
リットルを含む0.25モル/リットル濃度の塩酸水溶
液250質量部に添加し、室温下でかきまぜながら1.
50モル/リットル濃度の炭酸水素アンモニウム水溶液
を2時間で塩化チタン、塩化アルミニウム及び塩酸が中
和する当量となるように滴下した。その後、被覆処理を
行った固形物をろ過、水洗、乾燥した。この乾燥粉末
を、最高温度を1000℃とした加熱発泡装置に供給
し、装置内を約3秒で通過させて発泡させたのち回収
し、粒子密度が0.63g/cm3の酸化チタン被覆微
細中空ガラス球状体を得た。
Example 2 38 parts by mass of the powder used in Example 1 was mixed with 0.1 parts of titanium chloride.
0 mol / l and aluminum chloride 0.10 mol /
The mixture was added to 250 parts by mass of a 0.25 mol / liter hydrochloric acid aqueous solution containing 1 liter and stirred at room temperature.
An aqueous solution of ammonium bicarbonate having a concentration of 50 mol / liter was added dropwise over 2 hours such that titanium chloride, aluminum chloride and hydrochloric acid had an equivalent amount for neutralization. Thereafter, the coated solid was filtered, washed with water, and dried. The dried powder is supplied to a heating and foaming apparatus having a maximum temperature of 1000 ° C., and is passed through the apparatus in about 3 seconds to foam and then collected. The titanium oxide-coated fine particles having a particle density of 0.63 g / cm 3 are collected. A hollow glass sphere was obtained.

【0029】比較例1 実施例1において、塩化アルミニウムを添加しないで、
炭酸水素アンモニウム水溶液の濃度を1.00モル/リ
ットルに置き換えた以外は、実施例1と同様に実施し、
粒子密度が0.71g/cm3の酸化チタン被覆微細中
空ガラス球状体を得た。
Comparative Example 1 In Example 1, without adding aluminum chloride,
Performed in the same manner as in Example 1, except that the concentration of the aqueous solution of ammonium hydrogen carbonate was replaced with 1.00 mol / L,
A titanium oxide-coated fine hollow glass sphere having a particle density of 0.71 g / cm 3 was obtained.

【0030】比較例2 実施例1において、塩化アルミニウムを塩化鉄に置き換
えた以外は、実施例1と同様に実施し、粒子密度が0.
67g/cm3の酸化チタン被覆微細中空ガラス球状体
を得た。
Comparative Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that the aluminum chloride was replaced with iron chloride.
A titanium oxide-coated fine hollow glass sphere of 67 g / cm 3 was obtained.

【0031】比較例3 実施例2において、塩化アルミニウムを塩化鉄に置き換
えた以外は、実施例2と同様に実施し、粒子密度が0.
64g/cm3の酸化チタン被覆微細中空ガラス球状体
を得た。
Comparative Example 3 The procedure of Example 2 was repeated, except that the aluminum chloride was replaced with iron chloride.
A titanium oxide-coated fine hollow glass sphere of 64 g / cm 3 was obtained.

【0032】なお、実施例1、2及び比較例1〜3の加
熱発泡前の粒子密度は、全て2.35g/cm3であっ
た。
The particle densities of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 before heating and foaming were all 2.35 g / cm 3 .

【0033】実施例3 実施例1と同じ分級した火山ガラス質堆積物粉末38質
量部を、硫酸チタン0.10モル/リットル及び硫酸ア
ルミニウム0.10モル/リットルを含む0.20モル
/リットル濃度の硫酸水溶液250質量部に添加し、室
温下でかきまぜながら2モル/リットル濃度の炭酸水素
アンモニウム水溶液を2時間で硫酸チタン、硫酸アルミ
ニウム及び硫酸が中和する当量となるように滴下した。
このようにして被覆処理を施した固形物をろ過、水洗、
乾燥した。この乾燥粉末を、最高温度を1000℃とし
た加熱発泡装置に供給し、装置内を約3秒で通過させて
発泡させたのち回収し、酸化チタン被覆微細中空ガラス
球状体を得た。この試料の粒子密度及び結晶の大きさ、
NOxの浄化能の全てにおいて、実施例2とほぼ同等の
結果が得られた。
Example 3 38 parts by mass of the same classified volcanic glassy sediment powder as in Example 1 were subjected to a concentration of 0.20 mol / l containing 0.10 mol / l of titanium sulfate and 0.10 mol / l of aluminum sulfate. And a 2 mol / liter aqueous ammonium bicarbonate solution was added dropwise over 2 hours while stirring at room temperature so that titanium sulfate, aluminum sulfate and sulfuric acid would have an equivalent amount to neutralize.
The solid material thus coated is filtered, washed with water,
Dried. The dried powder was supplied to a heating and foaming apparatus having a maximum temperature of 1000 ° C., passed through the apparatus for about 3 seconds, foamed, and then collected to obtain a titanium oxide-coated fine hollow glass spherical body. The particle density and crystal size of this sample,
In all of the NO x purification abilities, results almost equivalent to those of Example 2 were obtained.

【0034】参考例1 実施例1、2及び比較例1〜3で得られた酸化チタン被
覆微細中空ガラス球状体について粉末X線回折を行っ
た。その結果を図1に示す。この図から全ての試料で被
覆した酸化チタンがアナターゼであることを示してい
る。また、全ての試料で認められる20〜30゜にかけ
たなだらかなピークは微細中空ガラス球状体のガラスの
ハローである。
Reference Example 1 The titanium oxide-coated fine hollow glass spheres obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 were subjected to powder X-ray diffraction. The result is shown in FIG. This figure shows that the titanium oxide coated in all samples is anatase. In addition, the gentle peak of 20 to 30 ° observed in all the samples is a halo of fine hollow glass spheres.

【0035】図1において、25.3゜付近に認められ
るアナターゼの(101)面のピークを基に、シェラー
の式から算出される結晶の大きさは、実施例1が9.4
nm、実施例2が7.3nm、比較例1が13.3n
m、比較例2が12.9nm、比較例3が12.6nm
であった。この結果から、アルミニウムの添加が結晶サ
イズを10nm以下に制御されていることが分かる。ま
た、比較例2、3の鉄の添加は結晶サイズの制御に寄与
していないことが分かる。
In FIG. 1, the crystal size calculated from Scherrer's formula based on the peak of the (101) plane of anatase observed near 25.3 ° is 9.4 in Example 1.
nm, Example 2 is 7.3 nm, Comparative Example 1 is 13.3 n
m, Comparative Example 2 is 12.9 nm, Comparative Example 3 is 12.6 nm
Met. From this result, it can be seen that the addition of aluminum controls the crystal size to 10 nm or less. Further, it can be seen that the addition of iron in Comparative Examples 2 and 3 did not contribute to the control of the crystal size.

【0036】参考例2 実施例1、2及び比較例1〜3で得られた酸化チタン被
覆微細中空ガラス球状体について、下記の方法により、
NOxの浄化能を測定した。面積36cm2のろ過板の上
に、試料0.2gを均等に広げ、中心波長254nm、
強度0.44mW/cm2の紫外線ランプを照射しなが
ら、初期濃度5ppmのNOx濃度に調整した疑似汚染
空気をろ過板の下から0.5リットル/分の速度で通過
させたのちNOx濃度を測定した。通過後の浄化空気を
同速度で通過させたのち、NOx濃度を測定する作業を
10回繰り返した。繰り返し回数とNOx濃度との関係
を図2にグラフで示す。
Reference Example 2 The titanium oxide-coated fine hollow glass spheres obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 were obtained by the following method.
The NO x purification ability was measured. On a filter plate having an area of 36 cm 2 , 0.2 g of the sample was spread evenly, and the center wavelength was 254 nm.
While irradiating the ultraviolet lamp intensity 0.44 mW / cm 2, concentration of NO x after passed a rate of 0.5 liters / min from the bottom of the initial concentration 5ppm pseudo contaminated air adjusted to a concentration of NO x filtration plate Was measured. After the purified air passed through passed through at the same speed, it was repeated 10 times the task of measuring the concentration of NO x. The relationship between the number of repetitions and the concentration of NO x shown graphically in Figure 2.

【0037】図2から、アルミニウムの添加で酸化チタ
ンの結晶サイズを10nm以下に制御することにより、
NOxの浄化が飛躍的に向上していることが分かる。ま
た、比較例2、3の鉄の添加は結晶サイズの制御に寄与
していないことと、被覆した鉄により着色し、紫外線の
透過が阻害されたことにより、鉄を添加しない比較例1
よりもNOxの浄化が劣る結果となった。
As shown in FIG. 2, by controlling the crystal size of titanium oxide to 10 nm or less by adding aluminum,
It can be seen that the purification of NO x has been dramatically improved. Comparative Example 1 in which iron was not added due to the fact that the addition of iron in Comparative Examples 2 and 3 did not contribute to the control of the crystal size, and was colored by the coated iron and impeded the transmission of ultraviolet light.
As a result, purification of NO x was inferior.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例1、2、比較例1〜3で得られた酸化
チタン被覆微細中空ガラス球状体の粉末X線回折図。
FIG. 1 is a powder X-ray diffraction diagram of titanium oxide-coated fine hollow glass spheres obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3.

【図2】 実施例1、2、比較例1〜3で得られた酸化
チタン被覆微細中空ガラス球状体のNOxの浄化能を示
す図。
FIG. 2 is a graph showing the NO x purification ability of titanium oxide-coated fine hollow glass spheres obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年1月31日(2001.1.3
1)
[Submission date] January 31, 2001 (2001.1.3)
1)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 酸化チタン被覆微細中空ガラス球状体
の製造方法
Patent application title: Method for producing fine hollow glass spheres coated with titanium oxide

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C03C 17/23 B01D 53/36 102D (72)発明者 根本 吉忠 福岡県福岡市東区雁の巣2丁目24番47号 (72)発明者 金丸 茂 福岡県嘉穂郡稲築町大字鴨生589番地 Fターム(参考) 4D048 AA06 BA03X BA07X BA10X BA41X BB01 EA01 4G059 AA20 AB01 AB02 AB09 AC22 EA04 EA07 EB05 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA14A BA14B BA16C BA48A BB08C BB10C BC16C BC50C BD12C CA01 CA13 DA05 EA04X EA04Y EA30 EB18X EC22Y FA03 FB08 FC02 FC07 FC08 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) C03C 17/23 B01D 53/36 102D (72) Inventor Yoshitada Nemoto 2-24 Karanori, Higashi-ku, Fukuoka City, Fukuoka Prefecture No. 47 (72) Inventor Shigeru Kanamaru F-term (reference) 4D048 AA06 BA03X BA07X BA10X BA41X BB01 EA01 4G059 AA20 AB01 AB02 AB09 AC22 EA04 EA07 EB05 4G069 A14BA14B14A14B BB08C BB10C BC16C BC50C BD12C CA01 CA13 DA05 EA04X EA04Y EA30 EB18X EC22Y FA03 FB08 FC02 FC07 FC08

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チタニウムイオン及びアルミニウムイオ
ンを含有する酸水溶液に、火山ガラス質堆積物粉体を、
その濃度が5〜40質量%になるように分散させたの
ち、この懸濁液に炭酸水素塩水溶液を添加して、粉体表
面に酸化チタン水和物及び酸化アルミニウム水和物を析
出させ、次いで粉体を取り出し、洗浄、乾燥後、900
〜1100℃の温度において熱処理することを特徴とす
る酸化チタン被覆微細中空ガラス球状体の製造方法。
A volcanic glassy sediment powder is added to an aqueous acid solution containing titanium ions and aluminum ions.
After dispersing so that the concentration becomes 5 to 40% by mass, an aqueous hydrogen carbonate solution is added to this suspension to precipitate titanium oxide hydrate and aluminum oxide hydrate on the powder surface, Next, the powder is taken out, washed and dried, and then 900
A method for producing a titanium oxide-coated fine hollow glass sphere, wherein the heat treatment is performed at a temperature of from 1 to 1100C.
【請求項2】 チタニウムイオン及びアルミニウムイオ
ンが、塩化チタン及び塩化アルミニウムにより供給され
る請求項1記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the titanium ions and the aluminum ions are supplied by titanium chloride and aluminum chloride.
【請求項3】 チタニウムイオン及びアルミニウムイオ
ンが、硫酸チタン及び硫酸アルミニウムにより供給され
る請求項1記載の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the titanium ions and the aluminum ions are supplied by titanium sulfate and aluminum sulfate.
【請求項4】 チタニウムイオン及びアルミニウムイオ
ンを含有する酸水溶液が、チタニウムイオン濃度0.0
1モル/リットル以上、アルミニウムイオン濃度0.0
05モル/リットル以上及び酸濃度0.02モル/リッ
トル以上のものである請求項1、2又は3記載の製造方
法。
4. An aqueous acid solution containing titanium ions and aluminum ions has a titanium ion concentration of 0.0
1 mol / liter or more, aluminum ion concentration 0.0
4. The production method according to claim 1, wherein the acid concentration is at least 05 mol / l and the acid concentration is at least 0.02 mol / l.
【請求項5】 炭酸水素塩水溶液が、炭酸水素アンモニ
ウム水溶液である請求項1ないし4のいずれかに記載の
製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the aqueous hydrogen carbonate solution is an aqueous ammonium hydrogen carbonate solution.
【請求項6】 被覆酸化チタンの結晶サイズが10nm
以下である請求項1ないし5のいずれかに記載の製造方
法。
6. The coated titanium oxide has a crystal size of 10 nm.
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein
JP2001022689A 2001-01-31 2001-01-31 Method for producing fine hollow glass spheres coated with titanium oxide Expired - Lifetime JP3600855B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001022689A JP3600855B2 (en) 2001-01-31 2001-01-31 Method for producing fine hollow glass spheres coated with titanium oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001022689A JP3600855B2 (en) 2001-01-31 2001-01-31 Method for producing fine hollow glass spheres coated with titanium oxide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002224576A true JP2002224576A (en) 2002-08-13
JP3600855B2 JP3600855B2 (en) 2004-12-15

Family

ID=18888068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001022689A Expired - Lifetime JP3600855B2 (en) 2001-01-31 2001-01-31 Method for producing fine hollow glass spheres coated with titanium oxide

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3600855B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005199261A (en) * 2003-12-17 2005-07-28 Fujikura Kasei Co Ltd Photocatalyst composite material, coating composition comprising photocatalyst and self-cleaning type coating film
JP2006298967A (en) * 2005-04-15 2006-11-02 Ohbayashi Corp Coating and coated article
CN103450712A (en) * 2013-08-22 2013-12-18 丹东亿龙高科技材料有限公司 Illite-based composite titanium dioxide and preparation method thereof
CN114316701A (en) * 2021-12-03 2022-04-12 天一科技有限公司 Self-cleaning solar cell panel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005199261A (en) * 2003-12-17 2005-07-28 Fujikura Kasei Co Ltd Photocatalyst composite material, coating composition comprising photocatalyst and self-cleaning type coating film
JP2006298967A (en) * 2005-04-15 2006-11-02 Ohbayashi Corp Coating and coated article
CN103450712A (en) * 2013-08-22 2013-12-18 丹东亿龙高科技材料有限公司 Illite-based composite titanium dioxide and preparation method thereof
CN114316701A (en) * 2021-12-03 2022-04-12 天一科技有限公司 Self-cleaning solar cell panel

Also Published As

Publication number Publication date
JP3600855B2 (en) 2004-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3094093B2 (en) Method for immobilizing CO2 with alkaline earth silicate
JPH09502688A (en) Method for producing spherical silica from olivine
US6110528A (en) Method for the preparation of fine hollow glass spheres coated with titanium oxide
KR0148886B1 (en) Method for preparation of ceramic powder
JP3910495B2 (en) Basic magnesium carbonate and method for producing the same, and composition or structure containing the basic magnesium carbonate
CN106423045B (en) A kind of modified montmorillonoid sorbent preparation method of Treatment of Zinc-containing Wastewater
JPS6029643B2 (en) Calcium silicate and its manufacturing method
US20210347648A1 (en) Systems and methods to treat flue gas desulfurization and metal-bearing waste streams to recover value-added materials
JP2022513266A (en) Zeolites and their manufacturing methods
JP3234893B2 (en) Method for producing fine hollow glass spheres coated with titanium oxide
CN108745272A (en) A kind of method that flyash directly prepares Jie's microporous adsorbent material
JP3600855B2 (en) Method for producing fine hollow glass spheres coated with titanium oxide
CN105498683A (en) Preparation method of modified clay mineral material for purification of fluorine-containing sewage
JP2534831B2 (en) Method for producing fine hollow glass sphere
JP2857365B2 (en) Method for producing fine hollow glass sphere
US4226636A (en) Production of calcium silicate having high specific bulk volume and calcium silicate-gypsum composite
Dewati et al. Precipitated silica from pumice and carbon dioxide gas (CO2) in bubble column reactor
FI80714B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV FIBROEST ALKALIMETALLTITANAT.
JPS5824338A (en) Adsorbent
US4120940A (en) Direct production of coarse particle inorganic fluorides
JP2001220129A (en) Method for highly concentrated synthesis of tubular aluminum silicate by continuous addition of precursor
JP4436209B2 (en) Foamed silica gel and method for producing the same
JPH05154374A (en) Hollow particle and production thereof
RU2625114C1 (en) Process of producing finely dispersed amorphous microsilica by sol-gel method
JP3032814B2 (en) Manufacturing method of acid resistant filter aid

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040624

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20040709

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20040709

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3600855

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term