JP2009227519A - ルチル型酸化チタン微粒子の製造方法 - Google Patents

ルチル型酸化チタン微粒子の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】結晶性に優れたルチル型酸化チタン微粒子の製造方法を提供する。
【解決手段】下記の工程(a)〜(e)からなることを特徴とするルチル型酸化チタン微粒子の製造方法。(a)チタン化合物とスズ化合物との混合水溶液を調製する工程(b)混合水溶液にNH4OH水溶液を加えて加水分解する工程(c)ゲルを洗浄する工程(d
)過酸化水素を、過酸化水素のH22としてのモル数(MHP)とチタン化合物とスズ化合物
の合計のモル数((MTi)+(MS))とのモル比(MHP)/((MTi)+(MS))が2〜50の範囲と
なるように加えて溶解する工程(e)100〜350℃で水熱処理する工程。
【選択図】 なし

Description

本発明は、湿式法での高純度で結晶性の高い、経済性にも優れた新規なルチル型酸化チタン微粒子の製造方法に関する。
従来、ルチル型酸化チタンは、無定型の酸化チタン、あるいはアナタース型酸化チタンを高温で焼成することによって得られることが知られている。しかしながら、高温で焼成すると、ルチル型酸化チタン粒子が凝集したり、粒子径の大きな粒子が生成するため透明被膜等に用いるには問題があった。
本願出願人は、特開平2−255532号公報(特許文献1)において、水和酸化チタンのゲルまたはゾルを過酸化水素にて溶解し、スズ酸カリウム水溶液を陽イオン交換樹脂で脱アルカリしたスズ化合物であるスズ酸水溶液の共存下で水熱処理することによってルチル型酸化チタンゾルが得られることを開示している。すなわち、高温で焼成することなくルチル型酸化チタンが得られることを開示している。しかしながら、水和酸化チタンのゲルまたはゾルの比表面積が大きくないとルチル型の結晶性が不十分となることがあった。また、比表面積の高い水和酸化チタンのゲルまたはゾル安定的に調製することが困難で、このため、得られるルチル型酸化チタンの結晶性が変動する問題があった。
さらに、水和酸化チタンのゲルまたはゾルにアルカリ等の不純物が残存し、これが、得られるルチル型酸化チタン微粒子に残存して、光触媒活性等を損なう場合があり、また、不純物を除去するには、酸で処理したり、イオン交換樹脂等で処理する必要があるがアルカリが実質的に残存しない程度に洗浄することは困難であり、できたとしても生産性、経済性が低下する問題があった。
特開平2−255532号公報
本発明者らは、上記問題点に鑑み鋭意検討した結果、従来、水熱処理の前に、スズ化合物を添加し、すなわち、4塩化チタンと4塩化スズとの混合溶液を中和して得たゲルを過酸化水素で溶解した後水熱処理することによって、結晶性に優れたルチル型酸化チタン微粒子が得られることを見いだして本発明を完成するに至った。
[1]下記の工程(a)〜(e)からなることを特徴とするルチル型酸化チタン微粒子の製
造方法。
(a)チタン化合物とスズ化合物との混合水溶液を調製する工程
(b)混合水溶液にNH4OH水溶液を加えて加水分解する工程
(c)ゲルを洗浄する工程
(d)過酸化水素を、過酸化水素のH22としてのモル数(MHP)とチタン化合物とスズ化
合物の合計のモル数((MTi)+(MS))とのモル比(MHP)/((MTi)+(MS))が2〜50の範
囲となるように加えて溶解する工程
(e)100〜350℃で水熱処理する工程
[2]前記スズ化合物がアルカリを含まないスズ化合物である[1]のルチル型酸化チタン微粒子の製造方法。
[3]前記工程(a)において、チタン化合物のTiO2としてのモル数(MTi)とスズ化合物のSnO2としてのモル数(MS)とのモル比(MTi)/(MS)が3〜30の範囲にある[1]または[2]
のルチル型酸化チタン微粒子の製造方法。
[4]得られたルチル型酸化チタン微粒子の平均粒子幅(W)が2〜50nmの範囲にあり、平均長さ(L)が2〜500nmの範囲にあり、アスペクト比(W)/(L)が1〜10の範囲にあ
る[1]〜[3]のルチル型酸化チタン微粒子の製造方法。
本発明によれば、高純度で結晶性が高く、工程が少ないことから経済性にも優れた新規なルチル型酸化チタン微粒子の製造方法を提供することができる。
以下、本発明に係るルチル型酸化チタン微粒子の製造方法について具体的に説明する。
本発明に係るルチル型酸化チタン微粒子の製造方法は、下記の工程(a)〜(e)からなることを特徴としている。
(a)チタン化合物とスズ化合物との混合水溶液を調製する工程
(b)混合水溶液にNH4OH水溶液を加えて加水分解する工程
(c)ゲルを洗浄する工程
(d)過酸化水素を、過酸化水素のH22としてのモル数(MHP)とチタン化合物とスズ化
合物の合計のモル数((MTi)+(MS))とのモル比(MHP)/((MTi)+(MS))が2〜50の範
囲となるように加えて溶解する工程
(e)100〜350℃で水熱処理する工程
工程(a)
本発明に用いるチタン化合物としては、水溶性があれば特に制限はなく、具体的には4塩化チタン、3塩化チタン、硫酸チタン、硫酸チタニル、水素化チタン等があげられる。さらに、チタンアルコキシドあるいはこれらの部分加水分解物を用いることもできる。
スズ化合物としては、4塩化スズ、硝酸スズ等のスズ塩、スズ酸カリウム等のスズ酸塩等があげられる。なかでも4塩化スズ等のアルカリ金属を含まないスズ化合物は、洗浄が容易であるとともに得られるルチル型酸化チタン微粒子中にアルカリが含まれないことから光触媒等として好適に用いることができる。
上記したチタン化合物とスズ化合物との混合水溶液を調製するが、混合水溶液はチタン化合物水溶液とスズ化合物水溶液とを混合してもよく、チタン化合物とスズ化合物との混合物を水に溶解してもよく、チタン化合物水溶液にスズ化合物を溶解してもよい。
チタン化合物とスズ化合物との混合水溶液の濃度はTiO2、SnO2としての合計酸化物濃度が1〜20重量%、さらには2〜18重量%の範囲にあることが好ましい。
合計酸化物濃度がこの範囲にあれば、生産効率が高く、洗浄も均一に行うことができる。なお、合計酸化物濃度が、前記範囲よりも低いと、過大な容器を必要とすることに加えて生産効率が低下することがある。合計酸化物濃度が高すぎると、工程(b)で加水分解(以下、中和ということもある)した際に、加水分解が不均一になったり、ゲルの粘度が高くなり、ゲルの扱いが容易でなく、工程(c)での洗浄も困難になることがある。
また、混合水溶液において、チタン化合物のTiO2としてのモル数(MTi)とスズ化合物
のSnO2としてのモル数(MS)とのモル比(MTi)/(MS)が3〜30、さらには5〜25の範囲にあることが好ましい。モル比(MTi)/(MS)が前記範囲にあると、酸化チタンの特性が
十分に発揮でき、さらに、ルチル型酸化チタン微粒子の結晶性も高くすることができる。
なお、モル比(MTi)/(MS)が小さい場合は、得られる酸化チタン微粒子中の酸化錫の含
有量が多くなり、酸化チタンの特性(光触媒活性、屈折率等)が損なわれ、用途に制限があり、モル比(MTi)/(MS)が大きすぎると、得られるルチル型酸化チタン微粒子の結晶性
が不十分になったり、アナターゼ型酸化チタンが生成する場合がある。
このような混合水溶液を用いると、工程(b)において、チタン(水酸化物)とスズ(水酸化物)とがミクロに均一に混合した(複合化の進んだ)沈殿(ゲル)が生成し、結晶構造がルチル型になりやすい傾向がある。
本発明では、最初から、スズ化合物を混合させている。このように、最初にチタン化合物とスズ化合物とを混合することで、結晶性に優れ、かつ、Na、Kなどのアルカリ金属を
含まない、微細なルチル型酸化チタン粒子を得ることができる。その理由は明確ではないものの、酸化チタンが、ルチル構造をとりやすい酸化スズと緊密に複合しているために、ルチル構造をとりやすくなるものと考えている。
工程(b)
ついで工程(a)で得られた混合水溶液にNH4OH水溶液を加えて加水分解する。
ここで、NH4OH水溶液のNH3濃度は特に制限はないが、通常0.1〜25重量%である。
また、NH4OH水溶液の添加量はチタン化合物とスズ化合物が実質的に全量加水分解
できれば特に制限はないが、溶液のpHが8〜11、好ましくは8.5〜11の範囲となるように添加する。
加水分解した後、必要に応じて熟成することができる。熟成は、通常20〜50℃で0.5〜5時間程度静置または撹拌する。このような熟成を行うことによって次工程(c)での洗浄が容易となる場合がある。例えば、濾過性が向上したり、不純物イオンの残存量を大幅に低減することができる。
工程(c)
ついで、洗浄するが、洗浄方法としては、チタン水酸化物とスズ水酸化物との混合ゲル中の不純物イオンを低減できれば特に制限はなく従来公知の方法を採用することができる。例えば、ゲルを濾過した後、充分な水、温水、希アンモニア水等を掛けることによって洗浄することができる。
工程(d)
次に、加水分解物に、過酸化水素を加えて溶解する。
加える過酸化水素のH22としてのモル数(MHP)とチタン化合物とスズ化合物の合計のモ
ル数((MTi)+(MS))とのモル比(MHP)/((MTi)+(MS))が2〜50、さらには5〜40
の範囲にあることが好ましい。
モル比(MHP)/(MTi)が2未満の場合は、得られるペルオキソチタン酸が不透明で、最終的に得られるルチル型酸化チタン微粒子の結晶性が不十分であったり、ルチル型以外の結晶が混在する場合がある。
モル比(MHP)/(MTi)が50を越えてもルチル型の結晶性がさらに向上することもなく、経済的でない。
前記のモル比(MHP)/((MTi)+(MS))が2未満の場合は、ゲルの溶解に長時間を要したり、得られるペルオキソチタン酸が不透明で、最終的に得られるルチル型酸化チタン微粒子の結晶性が不十分であったり、ルチル型以外の結晶が混在する場合がある。
前記のモル比(MHP)/((MTi)+(MS))が50を越えると、ルチル型の結晶性がさらに向上することもなく、経済的でない。
溶解する際の濃度は、チタン化合物のTiO2として、スズ化合物のSnO2としての合
計の酸化物としての濃度が0.1〜5重量%、さらには0.2〜4重量%の範囲にあることが好ましい。
この濃度が0.1重量%未満の場合は、ついで、水熱処理するが、ルチル型酸化チタン微粒子の収率が低下することに加えて生産効率が低下し、経済的でない。
この濃度が5重量%を越えると、凝集したルチル型酸化チタン微粒子が生成する傾向があり、用途に制限がある。例えば、透明性膜に用いる場合、透明性がなくなったり、膜の強度が不十分になる場合がある。
溶解する際の温度は、過酸化水素を加えて溶解できれば特に制限はなく、前記モル比によっても異なるが、30〜100℃、さらに好ましくは50〜95℃の範囲である。
また、溶解時間は、概ね0.5〜24時間である。
本発明では、溶解して得られたペルオキソチタン・スズ酸水溶液に、酸、好ましくは硝酸を加えることが好ましい。
酸を加えると、透明性のペルオキソチタン・スズ酸になり、最終的に得られるルチル型酸化チタン微粒子の結晶性に優れる傾向がある。なお、酸を加えない場合は、最終的に得られるルチル型酸化チタン微粒子の粒子径が小さくなる傾向がある。
必要に応じて加える酸の量は、酸のモル数(MA)とペルオキソチタン・スズ酸のTiO2とSnO2との合計のモル数((MTi)+(MS))とのモル比(MA)/((MTi)+(MS))が0.8以下、さらには0.6以下の範囲にあることが好ましい。
前記モル比(MA)/((MTi)+(MS))が0.01未満の場合は前記酸を加える効果が不十分となることがあり、0.3を越えてもさらに前記酸を加える効果が増すこともない。工程(e)
過酸化水素水溶解液を、100〜350℃で水熱処理する。
この水熱処理によって、結晶性の高いルチル型酸化チタン微粒子が得られる。
なお、水熱処理温度が低すぎると、結晶性が不十分であり、水熱処理温度が350℃を越えても、さらに結晶性が高まることもなく、経済的でない。
水熱処理時間は、水熱処理温度によっても異なるが、1〜96時間、さらには2〜48時間の範囲にあることが好ましい。
水熱処理時間が1時間未満の場合は、結晶性が不十分となり、水熱処理時間が96時間を越えてもさらに結晶性が向上することもなく、経済的でない。
水熱処理後、得られたルチル型酸化チタン微粒子分散液は洗浄、必要に応じて濃縮または希釈することができる。洗浄方法としては限外濾過膜法、イオン交換樹脂法等従来公知の方法を採用することができる。また、濃縮は限外濾過膜法、蒸発法等従来公知の方法を採用することができる。
さらに、ルチル型酸化チタン微粒子分散液は有機溶媒に溶媒置換して用いることもできる。溶媒置換する方法としては限外濾過膜法、蒸留法等従来公知の方法を採用することができる。
さらに、ルチル型酸化チタン微粒子は従来公知の方法によってシランカップリング剤で表面処理して用いることもできる。
このようにして得られたルチル型酸化チタン微粒子は、平均粒子幅(W)が2〜50nm
の範囲にあり、平均長さ(L)が2〜500nmの範囲にあり、アスペクト比(W)/(L)が1
〜10の範囲にあることが好ましい。本発明の製造方法によれば、この範囲のものが得られる。
なお、平均粒子幅(W)が2nm未満のものは得ることが困難であり、平均粒子幅(W)が50nmを越えると、後述する平均長さ(L)も長くなり、分散液、塗布液等に用いる場合容
易に沈降するため用途に制限がある。さらに好ましい平均粒子幅(W)は5〜30nmの範
囲である。平均長さ(L)が2nm未満のものも得ることが困難であり、平均長さ(L)が500nmを越えると分散液、塗布液等に用いる場合容易に沈降するため用途に制限がある。さらに好ましい平均長さ(L)は5〜300nmの範囲である。また、アスペクト比(W)/(L)は1未満になることはなく、アスペクト比(W) /(L)が10を越えものは得ることが困難である。
なお、本発明における平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)の測定は、透過型電子顕微鏡写真を撮影し50個の粒子について粒子幅、粒子長を求め、その平均値として示した。
本発明の方法によって得られるルチル型酸化チタン微粒子は実質的にアルカリを含有してない。
[実施例]
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
ルチル型酸化チタン微粒子(1)の調製
四塩化チタンを純水で希釈して、TiO2として濃度13.9重量%の四塩化チタン水
溶液2138gを得た。ついで、四塩化チタン水溶液に、モル比(MTi)/(MS)が15とな
るように塩化第二スズ五水和物83gを添加して混合水溶液を調製した。この混合水溶液を濃度4重量%のアンモニア水に添加し、pH=8.5の白色スラリーを得た。ついで、30℃で2時間静置して熟成した後、このスラリーを濾過洗浄し、固形分濃度が9.5重量%の水和酸化チタン・スズ複合ゲルのケーキを得た。
このケーキ421gを純水1179gに分散させ、ついで、濃度35重量%の過酸化水素水490gを添加した後、60℃で30分、90℃で1時間、95℃で30分間加熱して溶解し、TiO2+SnO2としての合計濃度が1.9重量%のペルオキソチタン・スズ酸水溶液2090gを得た。
次に、ペルオキソチタン・スズ酸水溶液に純水1910gを添加し、ついで、濃度63重量%の硝酸25.6gを加え30分攪拌後、150℃で16時間水熱処理してルチル型酸化チタン微粒子(1)分散液を調製した。
得られたルチル型酸化チタン微粒子(1)分散液を限外濾過膜法により、洗浄し、ついで
濃縮して固形分濃度10重量%のルチル型酸化チタン微粒子(1)分散ゾルを得た。乾燥し
たルチル型酸化チタン微粒子(1)について、平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)を測定し、B
ET法により比表面積を測定し、X線回折法(理学電機製:LAD−IIC型、Cu管球、35kV、12.5mA)により結晶形お
よび結晶性を測定し結果を表1に示した。
また、アルカリの含有量を測定し、結果を表1に示した。なお、結晶性は以下の方法により評価した。
結晶性
X線回折スペクトルにおいて、格子常数=3.25、面指数(1.1.0)、2θ=約27°のピークの高さ(H1)を、後述する比較例1のルチル型酸化チタン微粒子(R1)の
ピークの高さ(HR1)と対比し、(H1)/(HR1)の相対値として示した。
[実施例2]
ルチル型酸化チタン微粒子(2)の調製
実施例1と同様にして、TiO2として濃度13.9重量%の四塩化チタン水溶液21
38gに、モル比(MTi)/(MS)が10となるように塩化第二スズ五水和物130gを添加
して混合水溶液を調製した。
この混合水溶液を濃度4重量%のアンモニア水に添加し、pH=8.5の白色スラリーを得た。ついで、30℃で2時間静置して熟成した後、このスラリーを濾過洗浄し、固形分濃度が9.5重量%の水和酸化チタン・スズ複合ゲルのケーキを得た。
このケーキ421gを純水1179gに分散させ、ついで、濃度35重量%の過酸化水素水490gを添加した後、60℃で30分、90℃で1時間、95℃で30分間加熱して溶解し、TiO2+SnO2としての合計濃度が1.9重量%のペルオキソチタン・スズ酸水溶液2090gを得た。
次に、ペルオキソチタン・スズ酸水溶液に純水1910gを添加し、ついで、濃度63重量%の硝酸25.6gを加え30分攪拌後、150℃で16時間水熱処理してルチル型酸化チタン微粒子(2)分散液を調製した。
得られたルチル型酸化チタン微粒子(2)分散液を限外濾過膜法により、洗浄し、ついで
濃縮して固形分濃度10重量%のルチル型酸化チタン微粒子(2)分散ゾルを得た。
ルチル型酸化チタン微粒子(2)について平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)、比表面積、結晶
形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表1に示した。
[実施例3]
ルチル型酸化チタン微粒子(3)の調製
実施例1と同様にして、TiO2として濃度13.9重量%の四塩化チタン水溶液21
38gに、モル比(MTi)/(MS)が25となるように塩化第二スズ五水和物52gを添加し
て混合水溶液を調製した。
この混合水溶液を濃度4重量%のアンモニア水に添加し、pH=8.5の白色スラリーを得た。ついで、30℃で2時間静置して熟成した後、このスラリーを濾過洗浄し、固形分濃度が9.5重量%の水和酸化チタン・スズ複合ゲルのケーキを得た。
このケーキ421gを純水1179gに分散させ、ついで、濃度35重量%の過酸化水素水490gを添加した後、60℃で30分、90℃で1時間、95℃で30分間加熱して溶解し、TiO2+SnO2としての合計濃度が1.9重量%のペルオキソチタン・スズ酸水溶液2090gを得た。
次に、ペルオキソチタン・スズ酸水溶液に純水1910gを添加し、ついで、濃度63重量%の硝酸25.6gを加え30分攪拌後、150℃で16時間水熱処理してルチル型酸化チタン微粒子(3)分散液を調製した。
得られたルチル型酸化チタン微粒子(3)分散液を限外濾過膜法により、洗浄し、ついで濃
縮して固形分濃度10重量%のルチル型酸化チタン微粒子(3)分散ゾルを得た。
ルチル型酸化チタン微粒子(3)について平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)、比表面積、結晶
形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表1に示した。
[実施例4]
ルチル型酸化チタン微粒子(4)の調製
実施例1において、濃度35重量%の過酸化水素水245gを添加した以外は同様にしてルチル型酸化チタン微粒子(4)分散ゾルを得た。
ルチル型酸化チタン微粒子(4)について平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)、比表面積、結
晶形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表1に示した。
[実施例5]
ルチル型酸化チタン微粒子(5)の調製
実施例1において、濃度35重量%の過酸化水素水980gを添加した以外は同様にし
てルチル型酸化チタン微粒子(5)分散ゾルを得た。
ルチル型酸化チタン微粒子(5)について平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)、比表面積、結
晶形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表1に示した。
[実施例6]
ルチル型酸化チタン微粒子(6)の調製
実施例1において、120℃で16時間)水熱処理した以外は同様にしてルチル型酸化チタン微粒子(6)分散ゾルを得た。
ルチル型酸化チタン微粒子(6)について平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)、比表面積、結
晶形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表1に示した。
[実施例7]
ルチル型酸化チタン微粒子(7)の調製
実施例1において、220℃で16時間)水熱処理した以外は同様にしてルチル型酸化チタン微粒子(7)分散ゾルを得た。ルチル型酸化チタン微粒子(7)について平均粒子幅(W)
、平均粒子長(L)、比表面積、結晶形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表
1に示した。
[実施例8]
ルチル型酸化チタン微粒子(8)の調製
実施例1において、濃度63重量%の硝酸を用いなかった以外は同様にしてルチル型酸化チタン微粒子(8)分散ゾルを得た。
ルチル型酸化チタン微粒子(8)について平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)、比表面積、結
晶形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表1に示した。
[実施例9]
ルチル型酸化チタン微粒子(9)の調製
実施例1において、塩化第二スズ五水和物83gの代わりにスズ酸カリウム58g用いた以外は同様にしてルチル型酸化チタン微粒子(9)分散ゾルを得た。
ルチル型酸化チタン微粒子(9)について平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)、比表面積、結
晶形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表1に示した。
[比較例1]
ルチル型酸化チタン微粒子(R1)の調製
硫酸チタニル溶液を純水で希釈してTiO2として1.0重量%の硫酸チタニル水溶液を調整した。この水溶液を10℃に維持しつつ、撹拌しながら濃度15重量%のアンモニア水を添加し、pH9.5の白色スラリーを得た。このスラリーを濾過洗浄し、固形分濃度が10.2重量%の水和酸化チタンゲルのケーキを得た。この水和酸化チタンゲルの比表面積は295m2/gであった。
このケーキ882gに濃度35重量%の過酸化水素水771gと純水597gとを加えた後、83℃で3時間加熱してTiO2として濃度4.0重量%のチタン酸水溶液2250gを得た。このチタン酸水溶液は、黄褐色透明でpH8.8であった。
つぎに、スズ酸カリウム水溶液を陽イオン交換樹脂で脱アルカリしたSnO2として濃
度1.6重量%のスズ酸水溶液626gと、上記チタン酸水溶液2250gと純水6020gとを混合した。さらに、平均粒子径が7nmであり、SiO2としての濃度が15重量%であるシリカゾル94.6gを上記混合液に混合した後、150℃で18時間水熱処理してルチル型酸化チタン微粒子(R1)分散液を調製した。
ルチル型酸化チタン微粒子(R1)について平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)、比表面積、結
晶形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表1に示した。
[比較例2]
ルチル型酸化チタン微粒子(R2)の調製
四塩化チタンを純水で希釈して、TiO2として濃度13.9重量%の四塩化チタン水
溶液2138gを得た。ついで、四塩化チタン水溶液に濃度15重量%のアンモニア水に添加し、pH=8.5の白色スラリーを得た。ついで、このスラリーを濾過洗浄し、固形分濃度が9.5重量%の水和酸化チタンゲルのケーキを得た。
別途、塩化第二スズ五水和物83gを水に溶解して、添加してSnO2として濃度10
重量%の塩化第二スズ水溶液を得た。ついで、塩化第二スズ水溶液に濃度15重量%のアンモニア水に添加し、pH=8.5の白色スラリーを得た。ついで、このスラリーを濾過洗浄し、固形分濃度が9.5重量%の水和酸化スズゲルのケーキを得た。
水和酸化チタンゲルと水和酸化スズゲルとをモル比(MTi)/(MS)が15となるように混
合し、この混合ゲルのケーキ421gを純水1179gに分散させ、ついで、濃度35重量%の過酸化水素水490gを添加した後、60℃で30分、90℃で1時間、95℃で30分熟成して、TiO2+SnO2としての合計濃度が1.9重量%のチタン酸・スズ酸混合水溶液2090gを得た。
次に、チタン酸・スズ酸混合水溶液(チタン・スズ酸)水溶液に純水1910gを添加し、ついで、濃度63重量%の硝酸25.6gを加え30分攪拌後、150℃で16時間水熱処理(加熱)してルチル型酸化チタン微粒子(R2)分散液を調製した。
得られたルチル型酸化チタン微粒子(R2)分散液を限外濾過膜法により、洗浄し、ついで濃縮し、固形分濃度10重量%のルチル型酸化チタン微粒子(R2)分散ゾルを得た。
ルチル型酸化チタン微粒子(R2)について平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)、比表面積、結晶形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表1に示した。
[比較例3]
ルチル型酸化チタン微粒子(R3)の調製
実施例1において、濃度35重量%の過酸化水素水71gを添加した以外は同様にしてルチル型酸化チタン微粒子(R3)分散ゾルを得た。
ルチル型酸化チタン微粒子(R3)について平均粒子幅(W)、平均粒子長(L)、比表面積、結晶形、結晶性およびアルカリ含有量を測定し、結果を表1に示した。
Figure 2009227519

Claims (4)

  1. 下記の工程(a)〜(e)からなることを特徴とするルチル型酸化チタン微粒子の製造方法。
    (a)チタン化合物とスズ化合物との混合水溶液を調製する工程
    (b)混合水溶液にNH4OH水溶液を加えて加水分解する工程
    (c)ゲルを洗浄する工程
    (d)過酸化水素を、過酸化水素のH22としてのモル数(MHP)とチタン化合物とスズ化
    合物の合計のモル数((MTi)+(MS))とのモル比(MHP)/((MTi)+(MS))が2〜50の範
    囲となるように加えて溶解する工程
    (e)100〜350℃で水熱処理する工程
  2. 前記スズ化合物がアルカリ金属を含まないスズ化合物であることを特徴とする請求項1に記載のルチル型酸化チタン微粒子の製造方法。
  3. 前記工程(a)において、チタン化合物のTiO2としてのモル数(MTi)とスズ化合物の
    SnO2としてのモル数(MS)とのモル比(MTi)/(MS)が3〜30の範囲にあることを特徴とする請求項1または2に記載のルチル型酸化チタン微粒子の製造方法。
  4. 得られたルチル型酸化チタン微粒子の平均粒子幅(W)が2〜50nmの範囲にあり、平
    均長さ(L)が2〜500nmの範囲にあり、アスペクト比(W) /(L)が1〜10の範囲にあることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のルチル型酸化チタン微粒子の製造方法。
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