JP2004115325A - ウニ状酸化亜鉛及びその製造方法 - Google Patents
ウニ状酸化亜鉛及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004115325A JP2004115325A JP2002282022A JP2002282022A JP2004115325A JP 2004115325 A JP2004115325 A JP 2004115325A JP 2002282022 A JP2002282022 A JP 2002282022A JP 2002282022 A JP2002282022 A JP 2002282022A JP 2004115325 A JP2004115325 A JP 2004115325A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aqueous solution
- zinc oxide
- zinc
- ions
- sea urchin
- 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
Links
Images
Abstract
【解決手段】第一の課題は、10本以上の針状粒子の片端が集合してウニ状酸化亜鉛によって解決した。第二の課題は、炭酸イオン及び/または炭酸水素イオン、アンモニウムイオンを含む水溶液(I)と、亜鉛イオンを含む水溶液(II)とを混合する際に、水溶液(I)における炭酸イオンと炭酸水素イオンの合計イオン濃度よりも、水溶液(II)における亜鉛イオン濃度を低く設定し、水溶液(II)のpHを2〜7とすることによって解決した。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、形状がウニ状である酸化亜鉛およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
酸化亜鉛粉末は、顔料、医薬品、触媒あるいは電子材料等の分野で使用されており、その形状としては、鱗片状、球状、針状等の酸化亜鉛が開発されている。その製造方法として針状粒子については、亜鉛化合物の酸性水溶液をヘキサメチレンテトラミン等で処理する方法が一般的である。
【0003】
最近では、粒子の中心核の表面から針状あるいは繊維状突起を有する球状の酸化亜鉛も提案されている。例えば、特開平11−49516号公報では、有機亜鉛化合物を温度600〜800℃で焼成することで、球状粒子の表面に突起状物を有する酸化亜鉛を合成する方法が開示されている。このような形状(金米糖状)の酸化亜鉛は、紫外線吸収剤、導電性材料、触媒担体等への応用が期待されている。
【0004】
しかしながら、該公報に記載の方法では、焼成時の温度を高く設定(600〜800℃)する必要がある。また、出発原料に有機亜鉛化合物を使用しているため、焼成過程に有毒ガスが発生するおそれがある。さらに、金米糖状酸化亜鉛の収率が十数%と低く、その上、別形状の酸化亜鉛との混在下でしか得ることができない。
また、このようにして得られた酸化亜鉛は、中心に球状粒子が存在しているため、比表面積に限界が生じてくる。さらに、このような酸化亜鉛をバインダーに混合して導電性材料として使用する場合には、バインダーに対する添加量を非常に多くしなければ、十分な導電効果を得ることができない。
【0005】
一方、金属亜鉛蒸気の気相酸化により得られる、針状結晶が数本結束した構造、いわゆるテトラポッド状の酸化亜鉛も知られている。
しかしながら、このような酸化亜鉛の合成では、金属亜鉛を蒸気にするために雰囲気を高温にする必要があり、そのために特殊な装置が必要となる。
また、この酸化亜鉛では針状結晶が4本と少なく、強度が弱く、比表面積も小さくなる。
【0006】
【特許文献1】特開平11−49516号(特許請求の範囲)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような点に鑑みなされたものである。
本発明における第一の課題は、多本数の針状粒子からなり、比表面積が大きく、強度も比較的強いウニ状酸化亜鉛を提供することである。
本発明における第二の課題は、製造過程において焼成温度が低く、また有毒ガスが発生する可能性もなく、さらに高い収率で、他の形状の酸化亜鉛がほとんど混在せずにウニ状形状の酸化亜鉛が製造できる方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討の結果、特定の製造方法によって新規な形状のウニ状酸化亜鉛が得られることを見出し、本発明の完成に至った。
すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
1.10本以上の針状粒子の片端が集合してウニ状の形状を形成していることを特徴とする酸化亜鉛。
2.炭酸イオン及び/または炭酸水素イオン、アンモニウムイオンを含む水溶液(I)と、亜鉛イオンを含む水溶液(II)とを混合して得られた生成物を、300℃以上で焼成する酸化亜鉛の製造方法であって、
水溶液(I)における炭酸イオンと炭酸水素イオンの合計イオン濃度よりも、水溶液(II)における亜鉛イオン濃度を低く設定し、
水溶液(II)のpHを2〜7とする
ことを特徴とするウニ状酸化亜鉛の製造方法。
3.水溶液(I)の温度を15〜45℃とすることを特徴とする2.記載のウニ状酸化亜鉛の製造方法。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態とともに詳細に説明する。
【0010】
本発明では、まず、炭酸イオン及び/または炭酸水素イオン、アンモニウムイオンを含む水溶液(I)と、亜鉛イオンを含む水溶液(II)とを混合する。
【0011】
水溶液(I)は、炭酸イオン及び/または炭酸水素イオンと、アンモニウムイオンとを含むものである。これらイオンの発生源は特に限定されないが、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムから選ばれる1種以上が好適である。
水溶液(II)における亜鉛イオンの発生源としては、例えば、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、酢酸亜鉛等が挙げられる。このうち、本発明では塩化亜鉛が好適である。
【0012】
本発明では、水溶液(I)に水溶液(II)を徐々に滴下することによって、水酸化イオンと炭酸イオンと亜鉛イオンとからなる物質(以下「ウニ状生成物」という)が生成する。このようなウニ状生成物は、微細な核物質が形成した後、球状化が阻害され、針状晶が成長したものであると考えられる。
【0013】
水溶液(I)に水溶液(II)を滴下する際には、水溶液(I)における炭酸イオンと炭酸水素イオンの合計濃度(以下単に「水溶液(I)の濃度」という)よりも、水溶液(II)における亜鉛イオン濃度(以下単に「水溶液(II)の濃度」という)を低く設定し、さらに、水溶液(II)のpHを2〜7に設定しておく必要がある。このような条件下であれば、ウニ状生成物を得ることができる。
【0014】
水溶液(II)の濃度が、水溶液(I)の濃度以上である場合は、急激な中和反応が生じてしまうため、ウニ状の生成物を得ることができない。
好適な濃度条件は、水溶液(I)の濃度に対する水溶液(II)の濃度が60%以下であること(好ましくは30%以下、さらに好ましくは15%以下)である。
【0015】
水溶液(II)のpHが2より低い場合は、ウニ状の生成物を得ることができない。pHが7より高い場合は、水溶液(II)自体に沈殿物が生じやすくなる。より好適なpH範囲は2〜6である。
水溶液(I)のpHは、通常6〜8程度である。
【0016】
本発明では、水溶液(I)の温度を15〜45℃(さらには20〜45℃)に設定することが望ましい。水溶液(I)の温度がこのような範囲内であれば、より確実にウニ状生成物を得ることができる。
水溶液(II)の温度は、水溶液(I)の温度より低く設定しておくことが望ましい。
【0017】
水溶液(I)に対する水溶液(II)の混合量は、特に限定されないが、炭酸イオンと炭酸水素イオンの総モル数より、亜鉛イオンの総モル数が小さくなるようにすることが望ましい。
【0018】
水溶液(I)と水溶液(II)との混合によって生成したウニ状生成物を300℃以上の温度で焼成すれば、脱水、脱炭酸が生じ、ウニ状酸化亜鉛を得ることができる。焼成温度は300℃以上であればよいが、好ましくは300℃〜600℃である。
焼成工程については、特別な雰囲気を必要とせず、通常の焼成装置を使用して大気中、開放系で行えばよい。導電性の付与など低次酸化物の合成を目的とする場合には、焼成段階を非酸化性雰囲気に調整することもできる。
【0019】
以上の方法によって得られる酸化亜鉛は、ウニ状の形状を有するものである。具体的には、10本以上の針状粒子の片端が集合してウニ状粒子を形成しているものである。ウニ状粒子の粒子径は、概ね0.5〜60μmである。ウニ状粒子を構成する針状粒子の長さは、通常0.25〜30μm程度、径は通常0.01〜1μm程度である。
【0020】
本発明のウニ状酸化亜鉛は、例えば、紫外線吸収剤、導電性材料、触媒担体、補強剤、充填剤、顔料、加硫促進助剤等として用いることができる。利用分野としては、塗料、インキ、絵具、ガラス、釉、メッキ、撥水剤、歯科セメント、ガスセンサー、医薬品、石油精製、電池、電子写真材料、蛍光体、電磁波吸収材、吸音材等が挙げられる。
特に、本発明酸化亜鉛はウニ状になることで比表面積が大きくなるため、利用される用途によっては顕著な性能向上が予測される。例えば、本発明酸化亜鉛を樹脂等と複合して導電性材料に用いた場合は、ウニ状酸化亜鉛同士の接触確率が高くなるため、球状酸化亜鉛等に比べ少量で十分な導電効果が期待できる。
なお、本発明酸化亜鉛を上述のような各種用途に使用する場合には、ウニ形状を損なわない程度に様々な処理を施すこともできる。
【0021】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明をより詳細に説明する。
【0022】
(実施例1)
1.5mol/lの炭酸水素アンモニウム水溶液400mlに対し、0.2mol/l、pH3の塩化亜鉛水溶液200mlを徐々に滴下した。なお、炭酸水素アンモニウム水溶液の温度は20℃とした。
このようにして得られた生成物を洗浄、ろ過し、さらに400℃で焼成することにより、粒径17〜20μmの酸化亜鉛を得た。
得られた酸化亜鉛の形状を、走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製:JSM5301LV)を用いて観察した。その結果を図1に示す。図より明白なように、多数の針状粒子の片端がほぼ一点に集合したウニ状粒子であることが認められた。
次いで、得られた酸化亜鉛の比表面積を、表面積測定装置P−700型(柴田科学機器工業株式会社製)にて、死容積測定ガスとしてヘリウム、吸着ガスとして窒素を使用してBET多点法で測定を行った。実施例1で得られた酸化亜鉛の比表面積は、35m2/gであった。
【0023】
(実施例2)
1.5mol/lの炭酸水素アンモニウム水溶液400mlに対し、0.2mol/l、pH3の塩化亜鉛水溶液200mlを徐々に滴下した。なお、炭酸水素アンモニウム水溶液の温度は40℃とした。
このようにして得られた生成物を洗浄、ろ過し、さらに400℃で焼成することにより、粒径15〜27μmの酸化亜鉛を得た。
実施例2では、図2に示すウニ状粒子が得られた。この酸化亜鉛の比表面積は、50m2/gであった。
【0024】
(実施例3)
1.5mol/lの炭酸アンモニウム水溶液400mlに対し、0.2mol/l、pH3の塩化亜鉛水溶液200mlを徐々に滴下した。なお、炭酸アンモニウム水溶液の温度は20℃とした。
このようにして得られた生成物を洗浄、ろ過し、さらに400℃で焼成することにより、粒径10〜25μmの酸化亜鉛を得た。
実施例3では、図3に示すウニ状粒子が得られた。この酸化亜鉛の比表面積は、43m2/gであった。
【0025】
(比較例1)
1.5mol/lのアンモニウム水溶液400mlに対し、0.2mol/l、pH3の塩化亜鉛水溶液200mlを徐々に滴下したところ、ウニ状生成物を得ることができなかった。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、比表面積が大きいウニ状酸化亜鉛を得ることができる。
その製造方法においては、焼成温度が低く、有毒ガスが発生する可能性もなく、さらに高い収率で、他の形状の酸化亜鉛がほとんど混在せずに、ウニ状形状の酸化亜鉛を効率的に合成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で合成されたウニ状酸化亜鉛の電子顕微鏡写真である。
【図2】実施例2で合成されたウニ状酸化亜鉛の電子顕微鏡写真である。
【図3】実施例3で合成されたウニ状酸化亜鉛の電子顕微鏡写真である。
Claims (3)
- 10本以上の針状粒子の片端が集合してウニ状の形状を形成していることを特徴とする酸化亜鉛。
- 炭酸イオン及び/または炭酸水素イオン、アンモニウムイオンを含む水溶液(I)と、亜鉛イオンを含む水溶液(II)とを混合して得られた生成物を、300℃以上で焼成する酸化亜鉛の製造方法であって、
水溶液(I)における炭酸イオンと炭酸水素イオンの合計イオン濃度よりも、水溶液(II)における亜鉛イオン濃度を低く設定し、
水溶液(II)のpHを2〜7とする
ことを特徴とするウニ状酸化亜鉛の製造方法。 - 水溶液(I)の温度を15〜45℃とすることを特徴とする請求項2記載のウニ状酸化亜鉛の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002282022A JP4180338B2 (ja) | 2002-09-26 | 2002-09-26 | ウニ状酸化亜鉛の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002282022A JP4180338B2 (ja) | 2002-09-26 | 2002-09-26 | ウニ状酸化亜鉛の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004115325A true JP2004115325A (ja) | 2004-04-15 |
JP4180338B2 JP4180338B2 (ja) | 2008-11-12 |
Family
ID=32276287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002282022A Expired - Fee Related JP4180338B2 (ja) | 2002-09-26 | 2002-09-26 | ウニ状酸化亜鉛の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4180338B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006335716A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Sun Medical Co Ltd | 歯科用修復材組成物 |
JP2008074666A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Tohoku Univ | 可視光応答型光触媒機能を示す酸化亜鉛ファイバー、およびその製造方法 |
US7371337B2 (en) * | 2003-09-22 | 2008-05-13 | Evonik Degussa Gmbh | Zinc oxide powder aggregates present in circular, ellipsoidal, linear and branched form |
WO2013133412A1 (ja) | 2012-03-08 | 2013-09-12 | 堺化学工業株式会社 | 板状集積型球状酸化亜鉛粒子、それらの製造方法、化粧料及び放熱性フィラー |
CN104326504A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-02-04 | 李大枝 | 一种海胆状纳米氧化锌的制备方法 |
CN104607194A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-05-13 | 陕西科技大学 | 一种海胆状改性纳米ZnO光催化剂及其制备方法和应用 |
US20220081312A1 (en) * | 2020-09-16 | 2022-03-17 | Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University | Method for preparing sea urchin-shaped zinc oxide nanowire |
-
2002
- 2002-09-26 JP JP2002282022A patent/JP4180338B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7371337B2 (en) * | 2003-09-22 | 2008-05-13 | Evonik Degussa Gmbh | Zinc oxide powder aggregates present in circular, ellipsoidal, linear and branched form |
JP2006335716A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Sun Medical Co Ltd | 歯科用修復材組成物 |
JP2008074666A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Tohoku Univ | 可視光応答型光触媒機能を示す酸化亜鉛ファイバー、およびその製造方法 |
WO2013133412A1 (ja) | 2012-03-08 | 2013-09-12 | 堺化学工業株式会社 | 板状集積型球状酸化亜鉛粒子、それらの製造方法、化粧料及び放熱性フィラー |
KR20140132328A (ko) | 2012-03-08 | 2014-11-17 | 사까이가가꾸고오교가부시끼가이샤 | 판상 집적형 구상 산화아연 입자, 그들의 제조 방법, 화장료 및 방열성 필러 |
US9487409B2 (en) | 2012-03-08 | 2016-11-08 | Sakai Chemical Industry Co., Ltd | Spherical zinc oxide particle consisting of integrated plate-like particles, method for producing the same, cosmetic, and thermal conductive filler |
CN104326504A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-02-04 | 李大枝 | 一种海胆状纳米氧化锌的制备方法 |
CN104607194A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-05-13 | 陕西科技大学 | 一种海胆状改性纳米ZnO光催化剂及其制备方法和应用 |
US20220081312A1 (en) * | 2020-09-16 | 2022-03-17 | Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University | Method for preparing sea urchin-shaped zinc oxide nanowire |
US11685665B2 (en) * | 2020-09-16 | 2023-06-27 | Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University | Method for preparing sea urchin-shaped zinc oxide nanowire |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4180338B2 (ja) | 2008-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100854771B1 (ko) | 나노 막대 형태의 산화아연 분말 및 그 제조 방법 | |
JPH06271316A (ja) | イットリウム/ユウロピウム含有共沈体球形微粒子の製造方法、その共沈体焼成球形微粒子及び蛍光体 | |
KR101825265B1 (ko) | 수열합성 공침법을 이용하여 제조된 촉매 및 이를 이용하여 제조된 카본나노튜브 | |
CN108101114A (zh) | 一种双壳层结构的纳米铁氧体复合材料及其制备方法 | |
CN1833055A (zh) | 在降低的反应温度下以高产率和高选择性制备纳米碳材料的改进的催化剂和方法 | |
CN113740390B (zh) | 一种镍掺杂氧化铟纳米颗粒及其制备方法与应用 | |
CN109052450B (zh) | 一种高纯度氧化钆的制备方法 | |
CN114405510A (zh) | 一种铁系碳纳米管催化剂、其制备方法及应用 | |
JP4180338B2 (ja) | ウニ状酸化亜鉛の製造方法 | |
KR970074657A (ko) | 산화 인듐- 산화 주석 분말 및 이의 제조방법 | |
KR101061841B1 (ko) | 화학환원법에 의한 단분산 구형 은 분말의 제조방법 | |
JPH11292548A (ja) | 四酸化三コバルトおよびその製造方法 | |
JP4017497B2 (ja) | 球状酸化亜鉛の製造方法 | |
JP5296993B2 (ja) | 酸化イットリウム粉末 | |
KR100828933B1 (ko) | 코발트금속 나노분말 및 이의 제조방법 | |
CN108760831A (zh) | 一种氧化铟气敏元件的制备方法 | |
JPH10310428A (ja) | チタン酸リチウム水和物およびチタン酸リチウムの製造方法 | |
JPH05254830A (ja) | 分散性に優れた希土類酸化物微粉体及びその製造方法 | |
JPH11292549A (ja) | 水酸化コバルトおよびその製造方法 | |
CN110902726B (zh) | 微纳结构铁酸锌空心球及其制备方法 | |
JP2004175644A (ja) | マグネシア質粒子及びその製造方法 | |
CN113786838A (zh) | 一种核壳纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
CN1669936A (zh) | 纳米氧化铁的制备方法 | |
KR20030008842A (ko) | 탄소나노섬유 또는 탄소나노튜브 제조용 금속촉매 및 그의제조 방법 | |
CN108585058B (zh) | 一种化妆品用α-Fe2O3纳米圆片和纳米圆环的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050330 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070702 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070913 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071027 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080303 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080430 |
|
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: 20080806 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080827 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120905 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120905 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130905 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |