JP2012144399A - シリカ含有含水酸化チタン及びシリカ含有アナターゼ型酸化チタンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微粒子シリカとシリカゾルから選ばれる少なくとも1種のシリカ材料の存在下に、このシリカ材料に対してハロゲン化チタンを酸化チタン換算にてTiO2/SiO2 重量比で90/10〜50/50の範囲にて含むハロゲン化チタン水溶液を60〜95℃の範囲の温度に加熱し、上記ハロゲン化チタン水溶液のpHが1.0以下にあるように上記ハロゲン化チタン水溶液にアルカリ性物質を加えながら、上記ハロゲン化チタンを熱加水分解すると共に、上記ハロゲン化チタンの熱加水分解によって生成するハロゲン化水素を上記アルカリ性物質で中和して、沈殿物を生成させ、この後、得られた反応混合物に更に上記アルカリ性物質を加えて、その反応混合物のpHを3〜7の範囲とし、次いで、上記沈殿物を濾過し、水洗し、乾燥することによって、高比表面積のシリカ含有含水酸化チタンを得る。これを焼成すれば、高比表面積のアナターゼ型酸化チタンを得る。
【選択図】なし
Description
更に、本発明は、上記シリカ含有含水酸化チタンを焼成することを含む上述したようなシリカ含有アナターゼ型酸化チタンの製造方法に関する。
以下、ハロゲン化チタンとして四塩化チタンを用いる場合を例にとって本発明の方法を詳細に説明する。
実施例及び比較例で得られた含水酸化チタンとこれを焼成して得られた酸化チタンの結晶形は(株)リガク製X線回折装置RINT−TTRIII を用い、粉末X線回折によって同定した。
実施例及び比較例で得られた酸化チタンの細孔容積及びBET比表面積は日本ベル(株)製自動比表面積/細孔分布測定装置BELSORP−mini II を用いて測定した。
四塩化チタン水溶液(Tiとして16.2重量%)160gにTiO2/SiO2 重量比が85/15となるように、コロイダルシリカ水溶液(日産化学工業(株)製、SiO2量10重量%、平均粒子径4〜6nm(カタログ値))76gを加え、更に、イオン交換水を加えて、全量を1.0Lとした。このようにして得られた四塩化チタン−コロイダルシリカ混合水溶液のTi濃度は0.54モル/Lであった。
このシリカ含有含水酸化チタンを粉砕した後、800℃で5時間焼成して、シリカ含有アナターゼ型酸化チタンを得た。このシリカ含有アナターゼ型酸化チタンのX線回折図(XRD)を図1に示す。
実施例1において、四塩化チタン−コロイダルシリカ混合水溶液を90℃に加熱し、この温度に保った以外は、実施例1と同様にして、シリカ含有含水酸化チタンを得、このシリカ含有含水酸化チタンを粉砕した後、800℃で5時間焼成して、シリカ含有アナターゼ型酸化チタンを得た。
実施例1で用いたと同じ四塩化チタン水溶液160gにTiO2/SiO2 重量比が85/15となるように、微粒子シリカ粉末(比表面積202m2/g)7.6gを加え、更に、イオン交換水を加えて、全量を1.0Lとした。このようにして得られた微粒子シリカ粉末を含む四塩化チタン水溶液のTi濃度は0.54モル/Lであった。
実施例1で用いたのと同じ四塩化チタン水溶液125gにTiO2/SiO2 重量比が70/30となるように、実施例1で用いたのと同じコロイダルシリカ水溶液148gを加え、更に、イオン交換水を加えて、全量を1.0Lとした。このようにして得られた四塩化チタン−コロイダルシリカ混合水溶液のTi濃度は0.42モル/Lであった。
実施例1で用いたのと同じ四塩化チタン水溶液90gにTiO2/SiO2 重量比が50/50となるように、実施例1で用いたのと同じコロイダルシリカ水溶液250gを加え、更に、イオン交換水を加えて、全量を1.0Lとした。このようにして得られた四塩化チタン−コロイダルシリカ混合水溶液のTi濃度は0.30モル/Lであった。
実施例1において、四塩化チタン−コロイダルシリカ混合水溶液を攪拌しながら、50℃に加熱した。この水溶液を50℃に保ち、pHメータにてその水溶液のpHをモニタしながら、pHが1.0以下にあるように、水溶液に定量ポンプを用いて、28%アンモニア水を2.5時間にわたって加え、この後、得られた反応混合物に28%アンモニア水を10分間にわたって加えて、上記反応混合物のpHを7とした。このようにして加えたアンモニア水は全量で130gであった。
実施例1で用いたと同じ四塩化チタン水溶液180gにTiO2/SiO2 重量比が95/5となるように、実施例1で用いたと同じコロイダルシリカ水溶液25.7gを加え、更に、イオン交換水を加えて、全量を1.0Lとした。このようにして得られた四塩化チタン−コロイダルシリカ混合水溶液のTi濃度は0.61モル/Lであった。
実施例1で用いたと同じ四塩化チタン水溶液160gにTiO2/SiO2 重量比が85/15となるように、実施例1で用いたと同じコロイダルシリカ水溶液76gを加え、更に、イオン交換水を加えて、全量を1.0Lとした。このようにして得られた四塩化チタン−コロイダルシリカ混合水溶液のTi濃度は0.54モル/Lであった。
硫酸チタニル水溶液(TiO2 量81.6g/L)500mLにTiO2/SiO2 重量比が85/15となるように、実施例1で用いたと同じコロイダルシリカ水溶液72gを加え、更に、イオン交換水を加えて、全量を1.0Lとした。このようにして得られた硫酸チタニル−コロイダルシリカ混合水溶液のTi濃度は0.51モル/Lであった。
Claims (7)
- 微粒子シリカとシリカゾルから選ばれる少なくとも1種のシリカ材料の存在下に、このシリカ材料に対してハロゲン化チタンを酸化チタン換算にてTiO2/SiO2 重量比で90/10〜50/50の範囲にて含むハロゲン化チタン水溶液を60〜95℃の範囲の温度に加熱し、上記ハロゲン化チタン水溶液のpHが1.0以下にあるように上記ハロゲン化チタン水溶液にアルカリ性物質を加えながら、上記ハロゲン化チタンを熱加水分解すると共に、上記ハロゲン化チタンの熱加水分解によって生成するハロゲン化水素を上記アルカリ性物質で中和して、沈殿物を生成させ、この後、得られた反応混合物に更に上記アルカリ性物質を加えて、その反応混合物のpHを3〜7の範囲とし、次いで、上記沈殿物を濾過し、水洗し、乾燥することを含むシリカ含有含水酸化チタンの製造方法。
- ハロゲン化チタンが四塩化チタンである請求項1に記載の方法。
- アルカリ性物質がアンモニアである請求項1に記載の方法。
- 微粒子シリカとシリカゾルから選ばれる少なくとも1種のシリカ材料の存在下に、このシリカ材料に対してハロゲン化チタンを酸化チタン換算にてTiO2/SiO2 重量比で90/10〜50/50の範囲にて含むハロゲン化チタン水溶液を60〜95℃の範囲の温度に加熱し、上記ハロゲン化チタン水溶液のpHが1.0以下にあるように上記ハロゲン化チタン水溶液にアルカリ性物質を加えながら、上記ハロゲン化チタンを熱加水分解すると共に、上記ハロゲン化チタンの熱加水分解によって生成するハロゲン化水素を上記アルカリ性物質で中和して、沈殿物を生成させ、この後、得られた反応混合物に更に上記アルカリ性物質を加えて、その反応混合物のpHを3〜7の範囲とし、次いで、上記沈殿物を濾過し、水洗し、乾燥し、次いで、このようにして得られたシリカ含有含水酸化チタンを焼成することを含むシリカ含有アナターゼ型酸化チタンの製造方法。
- ハロゲン化チタンが四塩化チタンである請求項4に記載の方法。
- アルカリ性物質がアンモニアである請求項4に記載の方法。
- シリカ含有含水酸化チタンを500〜900℃の範囲の温度で焼成する請求項4に記載の方法。
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