JP2015006961A - Method of producing calcium-containing complex oxide - Google Patents

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Fumi Osada
文 長田
秋彦 清水
Akihiko Shimizu
秋彦 清水
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Taishi Nada
大志 名田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a calcium-containing complex oxide which is a single phase and has a homogeneous composition.SOLUTION: The method includes a step of mixing a calcium-containing compound, a transition metal element-containing compound, at least one selected from the group consisting of citric acid, maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid, and a solvent to prepare a solution or slurry, a spray drying step of applying a spray drying process to the obtained solution or slurry, and a burning step of burning a dry powder obtained by the spray drying process.

Description

本発明は、単相であり、高度に均質な組成を有するカルシウムと遷移金属元素とを含有する複合酸化物の新規な製造方法に関するものである。   The present invention relates to a novel method for producing a complex oxide containing calcium and a transition metal element which has a single phase and a highly homogeneous composition.

カルシウムを含む複合酸化物は燃料電池、超電導、熱電、触媒などの分野で機能性材料として広く開発されている。
例えば、カルシアとセリアの固溶体であるCe1−xCa2−δは、固体酸化物型燃料電池の固体電解質として使用されている。ペロブスカイト型構造のCaMnOのCaの一部をBi元素で置換したCa1−xBiMnOは、n型の熱電変換材料として、CaCoはp型の熱電変換材料として使用されている。CaFeは、酸化触媒、または排ガス浄化触媒、特に二輪車用排ガス浄化触媒、または燃焼排ガス浄化触媒の有効成分として有用である。
Complex oxides containing calcium are widely developed as functional materials in the fields of fuel cells, superconductivity, thermoelectricity, catalysts, and the like.
For example, Ce 1-x Ca x O 2-δ, which is a solid solution of calcia and ceria, is used as a solid electrolyte of a solid oxide fuel cell. Ca 1-x Bi x MnO 3 in which part of Ca in CaMnO 3 having a perovskite structure is substituted with Bi element is used as an n-type thermoelectric conversion material, and Ca 3 Co 4 O 9 is used as a p-type thermoelectric conversion material. Has been. Ca 2 Fe 2 O 5 is useful as an active component of an oxidation catalyst or an exhaust gas purification catalyst, particularly a motorcycle exhaust gas purification catalyst or a combustion exhaust gas purification catalyst.

特許文献1には、出発原料であるSrCO 、CaCO 、M1 (但し、M1=Sm、Gd、Dy)およびMn を所定の組成になるように配合し、ボールミルで混合した混合粉を、大気中において、1300℃で5時間仮焼し、次いで、得られた仮焼粉を解砕した後、50MPaで金型成形した成形体を、大気中において1550℃で5時間焼結することにより単相の(CaSr1−x−yM1)MnOを得たことが記載されている。
しかし、これは仮焼成粉を成形体にすることにより、仮焼成粉同士の密着性を高めた結果として単相の(CaSr1−x−yM1)MnOが得られたと考えられ、この方法を工業化することは難しい。
In Patent Document 1, SrCO 3 , CaCO 3 , M1 2 O 3 (where M1 = Sm, Gd, Dy) and Mn 2 O 3 which are starting materials are blended so as to have a predetermined composition and mixed by a ball mill. The mixed powder was calcined at 1300 ° C. in the air for 5 hours, and then the obtained calcined powder was crushed and then molded at 50 MPa in the air at 1550 ° C. for 5 hours. It is described that single-phase (Ca x Sr 1-xy M1 y ) MnO 3 was obtained by sintering.
However, this is considered to be that single-phase (Ca x Sr 1-xy M1 y ) MnO 3 was obtained as a result of improving the adhesion between the calcined powders by forming the calcined powder into a compact. It is difficult to industrialize this method.

また、特許文献2には、Bi(Pb)−Sr−Ca−Cu−O系超伝導体の合成方法であって、原料金属化合物をクエン酸と部分的に反応させ、生成した部分クエン酸塩を焼成することを特徴とするスラリー法による複合酸化物の合成方法が記載され、第2図−1と第2図−2には実施例1の合成方法で合成したBi(Pb)−Sr−Ca−Cu−O系超伝導体のEPMAによるBi元素、Pb元素、Sr元素、Ca元素、Cu元素に対する線分析結果が載っている。それによると、Ca元素濃度の変動は、Bi元素、Pb元素、Sr元素、Cu元素それぞれの変動と比較して大きく、Ca元素の均質性が比較的悪いことが分かる。これは、炭酸カルシウムとクエン酸とが反応して生じるクエン酸カルシウムが、水に対し難溶性塩であることに起因すると考えられる。
また、特許文献3には、CaFeの固相法による製造方法と、その触媒活性が記載されている。
Patent Document 2 discloses a method for synthesizing a Bi (Pb) -Sr-Ca-Cu-O-based superconductor, in which a raw metal compound is partially reacted with citric acid to produce a partial citrate salt. The method of synthesizing the composite oxide by the slurry method characterized by firing is described. FIG. 2 and FIG. 2 show the Bi (Pb) -Sr— synthesized by the synthesis method of Example 1. The line analysis results for Bi element, Pb element, Sr element, Ca element and Cu element by EPMA of Ca—Cu—O based superconductor are listed. According to this, the variation in Ca element concentration is larger than the variation in each of Bi element, Pb element, Sr element, and Cu element, and it can be seen that the uniformity of Ca element is relatively poor. This is probably because calcium citrate produced by the reaction of calcium carbonate and citric acid is a poorly soluble salt in water.
Patent Document 3 describes a method for producing Ca 2 Fe 2 O 5 by a solid phase method and its catalytic activity.

特許文献1 特開2003−142742号
特許文献2 特開平03−257004号
特許文献3 特開2005−296880号
Patent Document 1 JP 2003-142742 A Patent Document 2 JP 03-257004 A Patent Document 3 JP 2005-296880 A

上記のように、固相法やスラリー法により調製された従来のカルシウム含有複合酸化物は、上記のカルシウム含有化合物と遷移金属元素含有化合物とが原理的に完全に均質にはなりにくいという問題を有する。
かくして、本発明の目的は、単相であり、均質な組成を有するカルシウムと遷移金属元素とを含有する複合酸化物の、クエン酸と、マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種と、溶媒と、を用いた製造方法を提供することにある。
As described above, the conventional calcium-containing composite oxide prepared by the solid phase method or the slurry method has a problem that the above-mentioned calcium-containing compound and the transition metal element-containing compound are not easily homogeneous in principle. Have.
Thus, an object of the present invention is a group consisting of citric acid, maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid, of a complex oxide containing calcium and a transition metal element having a single phase and a homogeneous composition. An object of the present invention is to provide a production method using at least one selected from the group consisting of a solvent and a solvent.

本発明者は、上記の目的を達成すべく鋭意検討したところ、特定の有機酸の溶液を使用し、上記のカルシウム含有化合物を、液中で有機酸と反応させて錯化合物としてほぼ完全溶解せしめ、これを微小液滴状態として噴霧乾燥することにより、従来存在しなかったミクロのレベルにおいても均質な組成を有する新規な微粒子粉末が得られることを見出し、本発明を完成した。   The present inventor has diligently studied to achieve the above object, and as a result, a solution of a specific organic acid was used, and the above calcium-containing compound was reacted with the organic acid in the liquid to be almost completely dissolved as a complex compound. The inventors have found that a novel fine particle powder having a homogeneous composition can be obtained even at a micro level, which has not existed conventionally, by spray drying in the form of fine droplets, thereby completing the present invention.

本発明の要旨は、以下のとおりである。
〔1〕カルシウム含有化合物と、遷移金属元素含有化合物と、クエン酸と、マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種と、溶媒と、を混合して溶液またはスラリーを調製する工程、
前記工程で得られた溶液またはスラリーを噴霧乾燥する噴霧乾燥工程、および
前記工程により得られた乾燥粉を焼成する焼成工程、を有することを特徴とするカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔2〕前記溶液またはスラリーを調製する工程で使用される有機酸のモル数が、カルシウム含有複合酸化物を構成する金属元素の合計モル数に対して0.8〜6倍量である上記〔1〕に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔3〕(マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種/クエン酸)のモル比が0.1〜90である上記〔1〕または〔2〕に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔4〕リンゴ酸またはマレイン酸を用いる上記〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔5〕前記カルシウム含有複合酸化物が、ペロブスカイト型構造、ブラウンミレライト型構造、層状ペロブスカイト型構造、蛍石型構造、またはヨウ化カドミウム型構造と岩塩型構造とからなる層状構造を単相で有する上記〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔6〕前記遷移金属元素含有化合物が、周期表7〜9族のいずれかの元素、またはランタノイド元素のいずれかの元素を含有する化合物である上記〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔7〕前記遷移金属元素含有化合物が、鉄含有化合物、コバルト含有化合物、マンガン含有化合物、セリウム含有化合物またはニッケル含有化合物である上記〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔8〕前記溶媒が水である上記〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔9〕カルシウム含有化合物が、炭酸カルシウムおよび炭酸水素カルシウムからなる群から選択される一種以上である上記〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔10〕前記溶液またはスラリーを調製する工程における溶液またはスラリーを調製する温度が30〜100℃である上記〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔11〕前記焼成工程が粗焼成工程と本焼成工程とからなる場合に、本焼成工程における焼成温度が550〜1300℃である上記〔1〕〜〔10〕のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
〔12〕前記カルシウム含有複合酸化物が、下記式(1)、式(2)、式(3)、または式(4)のいずれかで表される上記〔1〕〜〔11〕のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
Ce1−xCa2−δ (1)
(0<x≦0.5、0<δ≦0.25である。)
Ca1−xBiMnO (2)
(0≦x≦0.2である。)
Ca (3)
(Mは、Fe、CoまたはNiである。)
Ca (4)
(Mは、Fe、CoまたはNiである。)
The gist of the present invention is as follows.
[1] A solution or a mixture of a calcium-containing compound, a transition metal element-containing compound, citric acid, at least one selected from the group consisting of maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid, and a solvent. Preparing a slurry;
A method for producing a calcium-containing composite oxide, comprising: a spray drying step of spray drying the solution or slurry obtained in the step, and a firing step of firing the dried powder obtained in the step.
[2] The number of moles of organic acid used in the step of preparing the solution or slurry is 0.8 to 6 times the total number of moles of metal elements constituting the calcium-containing composite oxide [ [1] The method for producing a calcium-containing composite oxide according to [1].
[3] The above [1] or [2], wherein the molar ratio of (at least one selected from the group consisting of maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid / citric acid) is 0.1 to 90 A method for producing a calcium-containing composite oxide.
[4] The method for producing a calcium-containing composite oxide according to any one of [1] to [3], wherein malic acid or maleic acid is used.
[5] The calcium-containing composite oxide has a perovskite structure, a brown millerite structure, a layered perovskite structure, a fluorite structure, or a layered structure composed of a cadmium iodide structure and a rock salt structure in a single phase. The method for producing a calcium-containing composite oxide according to any one of [1] to [4] above.
[6] Any one of [1] to [5] above, wherein the transition metal element-containing compound is a compound containing any element of Groups 7 to 9 of the periodic table or any element of a lanthanoid element. A method for producing the calcium-containing composite oxide according to claim 1.
[7] The calcium-containing material according to any one of [1] to [6], wherein the transition metal element-containing compound is an iron-containing compound, a cobalt-containing compound, a manganese-containing compound, a cerium-containing compound, or a nickel-containing compound. A method for producing a composite oxide.
[8] The method for producing a calcium-containing composite oxide according to any one of [1] to [7], wherein the solvent is water.
[9] The method for producing a calcium-containing composite oxide according to any one of the above [1] to [8], wherein the calcium-containing compound is one or more selected from the group consisting of calcium carbonate and calcium bicarbonate.
[10] The method for producing a calcium-containing composite oxide according to any one of [1] to [9] above, wherein a temperature for preparing the solution or slurry in the step of preparing the solution or slurry is 30 to 100 ° C. .
[11] The calcium according to any one of the above [1] to [10], wherein the baking temperature in the main baking step is 550 to 1300 ° C. when the baking step includes a rough baking step and a main baking step. A method for producing a composite oxide.
[12] Any of the above [1] to [11], wherein the calcium-containing composite oxide is represented by any one of the following formulas (1), (2), (3), or (4): 2. A method for producing a calcium-containing composite oxide according to item 1.
Ce 1-x Ca x O 2-δ (1)
(0 <x ≦ 0.5, 0 <δ ≦ 0.25)
Ca 1-x Bi x MnO 3 (2)
(0 ≦ x ≦ 0.2)
Ca 2 M 1 2 O 5 (3)
(M 1 is Fe, Co, or Ni.)
Ca 3 M 2 4 O 9 (4)
(M 2 is Fe, Co, or Ni.)

本発明の製造方法によれば、単相であり、高度に均質な組成を有するカルシウムと遷移金属元素とを含有する複合酸化物を得ることができる。本発明の製造方法によって製造されたカルシウム含有複合酸化物は、粒子内に複合酸化物を構成する元素が均質に分布しているため、その複合酸化物の有する本来の機能が十分に発揮されることが期待される。   According to the production method of the present invention, it is possible to obtain a composite oxide containing calcium and a transition metal element which is a single phase and has a highly homogeneous composition. In the calcium-containing composite oxide produced by the production method of the present invention, the elements constituting the composite oxide are homogeneously distributed in the particles, so that the original function of the composite oxide is sufficiently exhibited. It is expected.

ブラウンミレライト型結晶構造の模式図である。It is a schematic diagram of a brown millelite type crystal structure. 実施例1で作製したCa0.9Bi0.1MnOのX線回折パターン図である。 2 is an X-ray diffraction pattern diagram of Ca 0.9 Bi 0.1 MnO 3 produced in Example 1. FIG. 実施例2で作製したCaFeの倍率3000倍のSEM写真図である。4 is an SEM photograph of Ca 2 Fe 2 O 5 produced in Example 2 at a magnification of 3000 times. FIG. 実施例2で作製したCaFeのEDXによるCaマッピング図である。Is Ca mapping diagram by EDX of Ca 2 Fe 2 O 5 produced in Example 2. 実施例2で作製したCaFeのEDXによるFeマッピング図である。Is Fe mapping diagram by EDX of Ca 2 Fe 2 O 5 produced in Example 2. 比較例2で作製したCaFeの倍率3000倍のSEM写真図である。4 is a SEM photograph of Ca 2 Fe 2 O 5 produced in Comparative Example 2 with a magnification of 3000 times. FIG. 比較例2で作製したCaFeのEDXによるCaマッピング図である。Is Ca mapping diagram by EDX of Ca 2 Fe 2 O 5 prepared in Comparative Example 2. 比較例2で作製したCaFeのEDXによるFeマッピング図である。Is Fe mapping diagram by EDX of Ca 2 Fe 2 O 5 prepared in Comparative Example 2.

本発明の製造方法は、前記溶液またはスラリーを調製する工程、前記噴霧乾燥工程、および前記焼成工程をこの順で有するのが好ましい。   The production method of the present invention preferably includes the step of preparing the solution or slurry, the spray drying step, and the firing step in this order.

<溶液またはスラリーを調製する工程>
本発明の製造方法の原料化合物には、以下のようなカルシウム含有化合物と遷移金属元素含有化合物とを用いる。カルシウム含有化合物は、カルシウムを含む酸化物、水酸化物、硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、酢酸塩またはアルコキシドなどである。
遷移金属元素含有化合物は、遷移金属元素を含む酸化物、水酸化物、硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、酢酸塩またはアルコキシドなどである。
ここで遷移金属元素とは、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)のような遷移金属元素や、ランタン(La)、セリウム(Ce)、ガドリニウム(Gd)、サマリウム(Sm)のようなランタノイド元素や、ビスマス(Bi)などのうちいずれか一種以上の元素をいう。
<Step of preparing a solution or slurry>
The following calcium-containing compound and transition metal element-containing compound are used as the raw material compound of the production method of the present invention. Examples of the calcium-containing compound include calcium-containing oxides, hydroxides, nitrates, carbonates, hydrogencarbonates, acetates, and alkoxides.
Examples of the transition metal element-containing compound include oxides, hydroxides, nitrates, carbonates, bicarbonates, acetates, and alkoxides containing a transition metal element.
Here, the transition metal element is a transition metal element such as manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), lanthanum (La), cerium (Ce), gadolinium (Gd), One or more elements selected from lanthanoid elements such as samarium (Sm) and bismuth (Bi).

なかでも、遷移金属元素がコバルト(Co)を含む場合、すなわち、遷移金属元素含有化合物がコバルト含有化合物を含む場合が好ましい。また、遷移金属元素がマンガン(Mn)を含む場合、すなわち、遷移金属元素含有化合物がマンガン含有化合物を含む場合も好ましい。さらに、遷移金属元素が鉄(Fe)を含む場合、すなわち、遷移金属元素含有化合物が鉄含有化合物を含む場合も好ましい。
遷移金属元素含有化合物が、コバルト含有化合物を含む場合や、鉄含有化合物を含む場合や、マンガン含有化合物を含む場合には、本発明の製造方法で製造したカルシウム含有複合酸化物中のカルシウムと、コバルト、マンガン、鉄などの遷移金属元素の均質性が高いからである。
Especially, the case where a transition metal element contains cobalt (Co), ie, the case where a transition metal element containing compound contains a cobalt containing compound, is preferable. Further, it is also preferable when the transition metal element contains manganese (Mn), that is, when the transition metal element-containing compound contains a manganese-containing compound. Furthermore, it is also preferable when the transition metal element contains iron (Fe), that is, when the transition metal element-containing compound contains an iron-containing compound.
When the transition metal element-containing compound contains a cobalt-containing compound, when it contains an iron-containing compound, or when it contains a manganese-containing compound, calcium in the calcium-containing composite oxide produced by the production method of the present invention, This is because the homogeneity of transition metal elements such as cobalt, manganese and iron is high.

カルシウム含有化合物や、遷移金属元素含有化合物などの原料化合物は1つの元素につき酸化物、水酸化物、硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、酢酸塩またはアルコキシドなどから選ばれた任意の一種以上の化合物を元素源として選択することができる。原料化合物のうち遷移金属元素含有化合物は、特に環境的な側面、入手し易さの理由から、炭酸塩、水酸化物または酸化物が好ましく、原料の反応性が高いことから、クエン酸塩等の有機酸塩も好ましい。一方、原料化合物のうちカルシウム含有化合物は、炭酸カルシウムおよび炭酸水素カルシウムとからなる群から選ばれる任意の一種以上の化合物を元素源として選択することが好ましい。特に炭酸カルシウムや炭酸水素カルシウムは、有機酸との反応性が高く、可溶性の有機酸塩を生成するため好ましい。   The raw material compound such as a calcium-containing compound and a transition metal element-containing compound is one or more compounds selected from oxides, hydroxides, nitrates, carbonates, bicarbonates, acetates or alkoxides per element. Can be selected as the element source. Among the raw material compounds, transition metal element-containing compounds are preferably carbonates, hydroxides or oxides from the viewpoint of environmental aspects and availability, and citrates and the like because the raw material has high reactivity. The organic acid salt is also preferred. On the other hand, among the raw material compounds, the calcium-containing compound is preferably selected as an element source from any one or more compounds selected from the group consisting of calcium carbonate and calcium bicarbonate. In particular, calcium carbonate and calcium hydrogen carbonate are preferable because they are highly reactive with organic acids and produce soluble organic acid salts.

本発明におけう溶液またはスラリーを調製する工程では、溶媒を用いて溶液またはスラリーを調製する。溶媒は、上記の原料化合物を溶解もしくは分散できるものであれば特に制限はないが、安全性、溶解性、不燃性及びコストの観点から、水を主体とする溶媒が好ましく、水のみを溶媒とすることがさらに好ましい。助溶媒としては、アルコール類、ケトン類、グリコール類等が使用できる。前記溶液またはスラリー中の溶媒の含量は30〜90質量%が好ましく、40〜80質量%がさらに好ましい。   In the step of preparing the solution or slurry in the present invention, a solution or slurry is prepared using a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the above raw material compound, but from the viewpoint of safety, solubility, nonflammability and cost, a solvent mainly composed of water is preferable, and only water is used as the solvent. More preferably. As the cosolvent, alcohols, ketones, glycols and the like can be used. The content of the solvent in the solution or slurry is preferably 30 to 90% by mass, more preferably 40 to 80% by mass.

上記の原料化合物をカルシウムおよび遷移金属元素が目的の組成になるようにそれぞれ秤量する。
一方、有機酸の水溶液を予め調製する。有機酸としては、クエン酸と、マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種と、を併用することが好ましく、クエン酸と、マレイン酸、乳酸またはリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種の組み合わせがさらに好ましい。なかでも、クエン酸とリンゴ酸との組み合わせ、またはクエン酸とマレイン酸との組み合わせが特に好ましい。
The above raw material compounds are weighed so that calcium and the transition metal element have the desired composition.
On the other hand, an aqueous solution of an organic acid is prepared in advance. As the organic acid, it is preferable to use citric acid in combination with at least one selected from the group consisting of maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid. Citric acid and maleic acid, from lactic acid or malic acid More preferred is at least one combination selected from the group consisting of Among these, a combination of citric acid and malic acid or a combination of citric acid and maleic acid is particularly preferable.

クエン酸と上記クエン酸以外の有機酸とを併用することにより、溶解反応(錯体生成)をより容易に進行させることができるためであり、特に、クエン酸以外の有機酸として、マレイン酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種を併用した場合にその効果は顕著である。クエン酸とリンゴ酸、またはクエン酸とマレイン酸を併用した場合には、上記のような溶解反応を容易に進行させる効果に加えて、複合酸化物を構成するカルシウム含有化合物が溶解した溶液またはスラリーを安定させる効果もある。すなわち、クエン酸を単独で使用した場合には、カルシウム含有化合物が分散した分散液は、クエン酸投入後から徐々に難溶性の沈殿物を生じ固化してしまうが、クエン酸とリンゴ酸、またはクエン酸とマレイン酸を併用した場合には溶液またはスラリー状態のまま安定である。
クエン酸としては、無水クエン酸、クエン酸一水和物、無水クエン酸とクエン酸一水和物との混合物のいずれもが使用可能である。
This is because citric acid and an organic acid other than the above citric acid can be used together so that the dissolution reaction (complex formation) can proceed more easily. In particular, as the organic acid other than citric acid, maleic acid, lactic acid The effect is remarkable when at least one selected from the group consisting of malic acid is used in combination. When citric acid and malic acid, or citric acid and maleic acid are used in combination, in addition to the effect of facilitating the dissolution reaction as described above, a solution or slurry in which the calcium-containing compound constituting the composite oxide is dissolved There is also an effect of stabilizing. That is, when citric acid is used alone, the dispersion liquid in which the calcium-containing compound is dispersed gradually forms a hardly soluble precipitate after the addition of citric acid, and solidifies, but citric acid and malic acid, or When citric acid and maleic acid are used in combination, it is stable in a solution or slurry state.
As citric acid, any of anhydrous citric acid, citric acid monohydrate, and a mixture of anhydrous citric acid and citric acid monohydrate can be used.

本発明で使用するクエン酸と、マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種との合計の使用量は、複合酸化物を構成する遷移金属元素と錯体を形成し、これを十分に溶解することができる量以上であることが好ましい。具体的には、クエン酸と、マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種との合計使用量は、複合酸化物を構成する遷移金属元素のモル数の合計に対して、0.8〜6倍量が好ましく、0.5〜1.1倍量が特に好ましい。0.8倍量以上であれば、カルシウム含有化合物をほぼ完全に溶解できるので好ましく、6倍量以下であれば、有機酸の使用コストが低減でき、焼成時の炭酸ガスの発生量が少なく、焼成中の有機酸の焼成に伴う酸素濃度の過度な減少を抑止できるので好ましい。   The total amount of citric acid used in the present invention and at least one selected from the group consisting of maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid forms a complex with the transition metal element constituting the composite oxide And it is preferable that it is more than the quantity which can fully melt | dissolve this. Specifically, the total amount of citric acid and at least one selected from the group consisting of maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid is the total number of moles of transition metal elements constituting the composite oxide The amount is preferably 0.8 to 6 times, and more preferably 0.5 to 1.1 times. If the amount is 0.8 times or more, it is preferable because the calcium-containing compound can be almost completely dissolved. If the amount is 6 times or less, the use cost of the organic acid can be reduced, and the amount of carbon dioxide generated during firing is small. This is preferable because an excessive decrease in the oxygen concentration accompanying the firing of the organic acid during firing can be suppressed.

クエン酸と、マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種とのモル比、すなわち(マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種のモル数)/(クエン酸のモル数)は0.1〜90が好ましい。かかるモル比が0.1〜90であると、カルシウム含有化合物が難溶性の塩を生じないためである。
なかでも、(マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種のモル数)/(クエン酸のモル数)は0.5〜15がさらに好ましい。かかるモル比が0.5〜15であると、カルシウム含有化合物が水中で安定に存在するためである。
Molar ratio of citric acid to at least one selected from the group consisting of maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid, ie (at least selected from the group consisting of maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid) The number of moles of one kind / (number of moles of citric acid) is preferably 0.1 to 90. This is because when the molar ratio is 0.1 to 90, the calcium-containing compound does not form a hardly soluble salt.
Among these, (at least one mole number selected from the group consisting of maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid) / (number of moles of citric acid) is more preferably 0.5-15. This is because when the molar ratio is 0.5 to 15, the calcium-containing compound exists stably in water.

複合酸化物を構成するカルシウム含有化合物を、上記した有機酸の水溶液を用いて溶解して溶液化する。複合酸化物を構成する他の遷移金属元素含有化合物は、有機酸の水溶液に溶解しても、溶解しなくても構わない。この溶解反応を行うための装置としては、特に限定するものではないが、例えば撹拌手段、加熱手段、原料化合物の供給手段、有機酸水溶液の供給手段を備え、供給した原料化合物を沈殿させることなく浮遊させ、浮遊状態で有機酸と反応させることができる槽型反応容器が好ましい。撹拌手段としては通常の撹拌機、例えば櫂型撹拌機、プロペラ型撹拌機、タービン型撹拌機等のいずれもが好適に使用される。なお、小規模の反応の場合はフラスコ型容器に撹拌機または回転子を設置して実施してもよい。   The calcium-containing compound constituting the composite oxide is dissolved into the solution using the above-described aqueous solution of organic acid. Other transition metal element-containing compounds constituting the composite oxide may or may not be dissolved in an aqueous solution of an organic acid. The apparatus for carrying out this dissolution reaction is not particularly limited. For example, the apparatus comprises a stirring means, a heating means, a raw material compound supply means, and an organic acid aqueous solution supply means, without causing the supplied raw material compound to precipitate. A tank-type reaction vessel that can be suspended and reacted with an organic acid in a suspended state is preferred. As the stirring means, any of ordinary stirrers such as a vertical stirrer, a propeller stirrer, a turbine stirrer and the like is preferably used. In the case of a small-scale reaction, a stirrer or a rotor may be installed in the flask type container.

カルシウム含有化合物および他の遷移金属元素含有化合物の各原料化合物と有機酸水溶液の接触方式は、特に限定するものではないが、溶解反応が化学工学的に固−液異相系反応として把握されるので、反応が効率的に実施され、最終的にカルシウム含有化合物が溶解した溶液またはスラリーが得られるものであれば特に限定するものではない。   The contact method of each raw material compound of calcium-containing compound and other transition metal element-containing compound and the organic acid aqueous solution is not particularly limited, but the dissolution reaction is grasped as a solid-liquid heterophasic reaction in chemical engineering. The reaction is not particularly limited as long as the reaction is efficiently performed and a solution or slurry in which the calcium-containing compound is finally dissolved is obtained.

通常は、まず、反応容器に有機酸水溶液を仕込んでおき、これに撹拌下に原料化合物を添加して反応させる方式が好ましい。
また、最初に原料化合物の一部を含有するスラリーと有機酸の一部を反応させた後に、残りの原料化合物を投入し、その後、残りの有機酸を加えて反応させてもよい。
添加するカルシウム含有化合物や、遷移金属元素含有化合物などの原料化合物は、各原料化合物ごとに順次添加してもよいし、また、予め原料化合物を混合しておき、同時に当該混合した原料化合物を供給して反応させてもよい。さらにこれらの供給方法を組み合わせてもよい。
Usually, a method in which an organic acid aqueous solution is first charged in a reaction vessel and a raw material compound is added to the reaction vessel while stirring to react is preferable.
Alternatively, the slurry containing a part of the raw material compound and a part of the organic acid may be reacted first, then the remaining raw material compound may be added, and then the remaining organic acid may be added and reacted.
Raw material compounds such as calcium-containing compounds and transition metal element-containing compounds to be added may be added sequentially for each raw material compound, or the raw material compounds are mixed in advance and the mixed raw material compounds are supplied simultaneously. And may be reacted. Further, these supply methods may be combined.

溶液またはスラリーを調製する温度は、ある程度の加熱下において実施することにより、カルシウム含有化合物の溶解反応が促進されるので好ましい。溶液またはスラリーを調製する温度は、30〜100℃が好ましく、30〜80℃がさらに好ましく、50〜80℃が特に好ましい。また、反応時間は、反応温度、有機酸濃度、有機酸や原料化合物の種類、その粒径等によって変わりうるが、通常10分〜10時間、好ましくは30分〜5時間、さらに好ましくは1〜3時間程度である。
本発明の製造方法において、調製される溶液またはスラリー中のカルシウム及び遷移金属元素からなる金属元素の合計含有量は、5〜40質量%が好ましく、5〜20質量%がさらに好ましい。
The temperature at which the solution or slurry is prepared is preferable because the dissolution reaction of the calcium-containing compound is promoted by carrying out the heating under a certain degree of heating. The temperature for preparing the solution or slurry is preferably 30 to 100 ° C, more preferably 30 to 80 ° C, and particularly preferably 50 to 80 ° C. The reaction time may vary depending on the reaction temperature, organic acid concentration, type of organic acid or raw material compound, particle size, etc., but is usually 10 minutes to 10 hours, preferably 30 minutes to 5 hours, more preferably 1 to 1. About 3 hours.
In the production method of the present invention, the total content of metal elements composed of calcium and transition metal elements in the prepared solution or slurry is preferably 5 to 40% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass.

<噴霧乾燥工程>
本発明においては、カルシウム含有化合物が溶液化した溶液またはスラリーを、噴霧乾燥機を用いて乾燥するのが好ましい。噴霧乾燥は熱噴霧乾燥でも、凍結噴霧乾燥でもどちらでもよい。熱噴霧乾燥では、上記の有機酸水溶液でカルシウム含有化合物がほぼ完全に溶解された溶液またはスラリーを、熱気流乾燥機もしくは熱噴霧乾燥機のごとき乾燥装置に供給し乾燥を行う。乾燥装置に供給された溶液は、装置内で、微小液滴となり、これが乾燥用の熱風により流動層を形成し、熱風により搬送されながら極めて短時間で乾燥され乾燥粉末が得られる。結果として、得られた乾燥粉中のカルシウムの均質性が高くなると考えられる。
<Spray drying process>
In the present invention, the solution or slurry in which the calcium-containing compound is dissolved is preferably dried using a spray dryer. Spray drying may be either hot spray drying or freeze spray drying. In the thermal spray drying, a solution or slurry in which the calcium-containing compound is almost completely dissolved in the organic acid aqueous solution is supplied to a drying apparatus such as a hot air dryer or a thermal spray dryer to perform drying. The solution supplied to the drying device becomes fine droplets in the device, which forms a fluidized bed with hot air for drying, and is dried in a very short time while being transported by the hot air to obtain a dry powder. As a result, it is considered that the homogeneity of calcium in the obtained dry powder becomes high.

熱噴霧乾燥機を使用する場合の噴霧機としては、回転円板、二流体ノズル、加圧ノズル等を有するものが適宜採用でき、また乾燥用熱風温度は、入口で150〜300℃、出口で100〜150℃程度にすることが好ましい。   As a sprayer in the case of using a thermal spray dryer, one having a rotating disk, a two-fluid nozzle, a pressure nozzle, etc. can be appropriately employed. The hot air temperature for drying is 150 to 300 ° C. at the inlet and at the outlet. It is preferable that the temperature is about 100 to 150 ° C.

凍結噴霧乾燥は、上記のカルシウム含有化合物が溶解した溶液またはスラリーを凍結し、凍結した状態で減圧下にて乾燥する方法である。上記のカルシウム含有化合物が溶解した溶液またはスラリーを霧吹きなどの既知の噴霧(スプレー)機で、冷却媒体中に噴霧すると、瞬時に凍結し凍結物となる。噴霧機のノズルの形態は特に限定されず、例えば1流体ノズルでも2流体ノズルでもよい。冷却媒体は、特に限定されず、例えば液体窒素、ドライアイスメタノールなどを使用することができる。カルシウム含有化合物が溶解した溶液またはスラリーを瞬時に凍結させることで、凍結物中に多数の微細な氷粒子が生じ、その凍結物を凍結状態のまま減圧下に保持することで、凍結物中の氷が昇華し、凍結乾燥物となる。減圧時の圧力は、25Pa以下とすることが好ましい。圧力が25Pa以下であると、凍結物中の氷粒子が昇華しやすいからである。   Freeze spray drying is a method in which a solution or slurry in which the above calcium-containing compound is dissolved is frozen and dried under reduced pressure in a frozen state. When the solution or slurry in which the above calcium-containing compound is dissolved is sprayed into a cooling medium with a known spraying machine such as a spray, it freezes instantaneously and becomes frozen. The form of the nozzle of the sprayer is not particularly limited, and may be, for example, a 1 fluid nozzle or a 2 fluid nozzle. A cooling medium is not specifically limited, For example, liquid nitrogen, dry ice methanol, etc. can be used. By instantly freezing a solution or slurry in which a calcium-containing compound is dissolved, a large number of fine ice particles are generated in the frozen product. The ice sublimates and becomes a lyophilized product. The pressure during decompression is preferably 25 Pa or less. This is because if the pressure is 25 Pa or less, the ice particles in the frozen material are easily sublimated.

かかる熱噴霧乾燥や凍結噴霧乾燥によれば、均質相を形成してカルシウム含有化合物が溶解した溶液またはスラリーは、微小の液滴状態を形成し、各液滴が瞬間的、またはごく短時間に、水分が蒸発除去するか、凍結した氷が昇華除去することにより、原理的にミクロなレベルまで均質な組成の固相が析出した乾燥粉末(混合粉末)が得られる。   According to such thermal spray drying and freeze spray drying, a solution or slurry in which a calcium-containing compound is dissolved by forming a homogeneous phase forms a minute droplet state, and each droplet is instantaneously or in a very short time. The dry powder (mixed powder) in which a solid phase having a homogeneous composition to a micro level is deposited is obtained by evaporating and removing moisture or sublimating and removing frozen ice.

<焼成工程>
噴霧乾燥させた混合粉末を好ましくは焼成容器に移し、焼成炉にて焼成する。焼成工程は基本的には、粗焼成および本焼成の焼成温度の異なる2つの焼成工程からなるのが好ましいが、粗焼成と本焼成の間にさらに仮焼成を行ってもよく、また順次温度を上げてゆく本焼成のみからなる工程、すなわち、1回の焼成工程のみでもよい。焼成容器の材質は、特に限定されず、例えばムライト、コージェライト等が挙げられる。
焼成炉は、熱源として、電気式またはガス式のシャトルキルンでも、場合によってはローラーハースキルンでもロータリーキルンでもよく、特に限定されない。
<Baking process>
The spray-dried mixed powder is preferably transferred to a firing container and fired in a firing furnace. It is preferable that the firing step basically includes two firing steps having different firing temperatures for rough firing and main firing. However, preliminary firing may be further performed between rough firing and main firing, and the temperatures are sequentially increased. It may be a process consisting of only the main firing that is raised, that is, only one firing process. The material of the firing container is not particularly limited, and examples thereof include mullite and cordierite.
The firing furnace may be an electric or gas type shuttle kiln as a heat source, or may be a roller hearth kiln or a rotary kiln, and is not particularly limited.

(粗焼成工程)
粗焼成工程においては、焼成炉の温度を好ましくは20〜200℃/時の昇温速度で目的の焼成温度である好ましくは300〜600℃まで上げる操作を行う。昇温速度を20℃/時以上にすることにより、目的の焼成温度まで達する時間が短くなり、生産性が向上するので好ましい。
また、昇温速度を200℃/時以下にすることにより、各温度での反応物質の化学変化が十分に進行するので好ましい。
粗焼成時の焼成温度は、300〜600℃が好ましく、350〜550℃がより好ましい。300℃以上にすることにより炭素成分が残留しにくくなるので好ましい。また、600℃以下にすることにより本焼成後の生成物中に不純物相が生じにくくなるので好ましい。
(Rough firing process)
In the rough firing step, an operation is performed in which the temperature of the firing furnace is increased to a target firing temperature, preferably 300 to 600 ° C., preferably at a rate of temperature increase of 20 to 200 ° C./hour. It is preferable to set the heating rate to 20 ° C./hour or more because the time to reach the target firing temperature is shortened and the productivity is improved.
In addition, it is preferable to set the rate of temperature increase to 200 ° C./hour or less because the chemical change of the reactants at each temperature sufficiently proceeds.
300-600 degreeC is preferable and the firing temperature at the time of rough baking has more preferable 350-550 degreeC. Setting the temperature to 300 ° C. or higher is preferable because the carbon component hardly remains. Moreover, since it becomes difficult to produce an impurity phase in the product after this baking by setting it as 600 degrees C or less, it is preferable.

粗焼成の焼成時間は、4〜24時間が好ましく、8〜20時間がより好ましい。4時間以上にすることにより、炭素成分が残留しにくくなるので好ましい。また、24時間を超えても、生成物に変化はないが、生産性が低下するので24時間以下にすることが好ましい。この粗焼成は一定温度、例えば400℃で8時間保持してもよいし、例えば300℃から400℃にかけて20℃/時で昇温してもよい。   The firing time for the rough firing is preferably 4 to 24 hours, and more preferably 8 to 20 hours. By setting it as 4 hours or more, since a carbon component becomes difficult to remain, it is preferable. Moreover, even if it exceeds 24 hours, there is no change in the product, but the productivity decreases, so it is preferable to make it 24 hours or less. This rough calcination may be held at a constant temperature, for example, 400 ° C. for 8 hours, or may be increased from 300 ° C. to 400 ° C. at a rate of 20 ° C./hour.

粗焼成を行う際の焼成炉の雰囲気は、酸素含有雰囲気であり、空気中(大気中)または酸素濃度が21体積%以下の雰囲気中であることが好ましい。酸素濃度が21体積%を超えると原料混合粉中の炭素成分が燃焼し、部分的に酸化反応が進む結果、生成物の構成元素が局在化する場合があるので、21体積%以下の雰囲気にすることが好ましい。   The atmosphere of the firing furnace at the time of rough firing is an oxygen-containing atmosphere, and is preferably in the air (in the air) or in an atmosphere having an oxygen concentration of 21% by volume or less. When the oxygen concentration exceeds 21% by volume, the carbon component in the raw material mixed powder burns, and as a result of partial oxidation reaction, the constituent elements of the product may be localized. It is preferable to make it.

粗焼成を行った後、室温まで降温する。降温速度は、40〜200℃/時が好ましい。降温速度を40℃/時以上にすることにより生産性が向上するので好ましい。また、降温速度を200℃/時以下にすることにより、用いる焼成容器が熱衝撃のために割れてしまう可能性が低下するので好ましい。   After roughly firing, the temperature is lowered to room temperature. The temperature lowering rate is preferably 40 to 200 ° C./hour. It is preferable that the temperature drop rate is 40 ° C./hour or more because productivity is improved. Further, it is preferable to set the temperature lowering rate to 200 ° C./hour or less because the possibility that the firing container to be used is broken due to thermal shock is reduced.

次いで、粗焼成工程で得られた酸化物を必要に応じて解砕する。解砕にはカッターミル、ジェットミル、アトマイザー等の粉砕機を用い、一般に乾式で行う。なお、焼成容器を変更せず、かつ解砕しない場合には粗焼成工程から降温せずに次の仮焼成工程または本焼工程に移行してもよい。   Next, the oxide obtained in the rough firing step is crushed as necessary. Crushing is generally performed by a dry method using a pulverizer such as a cutter mill, a jet mill, or an atomizer. In addition, when not changing a baking container and not crushing, you may transfer to the following temporary baking process or the main baking process, without lowering temperature from a rough baking process.

(仮焼成工程)
前記粗焼工程で焼成された粗焼成粉は必要に応じて仮焼成される。仮焼成工程においては、焼成炉の温度を50〜800℃/時、好ましくは50〜400℃/時の昇温速度で目的の仮焼成温度まで上げる。昇温速度を50℃/時以上にすることにより、目的の焼成温度まで達する時間が短くなり、生産性が向上するので好ましい。また、昇温速度が800℃/時以下であると、各温度での反応物質の化学変化が十分に進行するので好ましい。
(Preliminary firing process)
The coarsely fired powder fired in the coarse firing step is temporarily fired as necessary. In the pre-baking step, the temperature of the baking furnace is raised to the target pre-baking temperature at a temperature rising rate of 50 to 800 ° C./hour, preferably 50 to 400 ° C./hour. It is preferable to set the heating rate to 50 ° C./hour or more because the time to reach the target firing temperature is shortened and the productivity is improved. Further, it is preferable that the rate of temperature increase is 800 ° C./hour or less because the chemical change of the reactant at each temperature is sufficiently advanced.

仮焼成の温度は、500〜800℃が好ましく、500〜700℃がより好ましい。500℃以上にすると炭素成分が残留することがないので好ましい。また、800℃以下であると焼成粉が過度に焼結しにくくなるので好ましい。
焼成時間は、4〜24時間が好ましく、8〜20時間がより好ましい。4時間以上であると、炭素成分が残留しにくくなるので好ましい。また、24時間以下であると、生成物に変化はなく、生産性が向上するので好ましい。
500-800 degreeC is preferable and the temperature of temporary baking is more preferable 500-700 degreeC. A temperature of 500 ° C. or higher is preferable because no carbon component remains. Moreover, since it becomes difficult to sinter a sintered powder excessively when it is 800 degrees C or less, it is preferable.
The firing time is preferably 4 to 24 hours, and more preferably 8 to 20 hours. If it is 4 hours or longer, the carbon component hardly remains, which is preferable. Moreover, it is preferable that it is 24 hours or less because the product is not changed and the productivity is improved.

仮焼成を行う際の焼成炉の雰囲気は、粗焼成時と同様の酸素含有雰囲気が好ましい。仮焼成を所定時間行った後、室温まで降温する。降温速度は、40〜200℃/時が好ましい。40℃/時以上であると生産性が落ちることがないので好ましい。また、200℃/時以下により、用いる焼成容器が熱衝撃のために割れてしまう可能性が低下するので好ましい。
次いで、仮焼成で得られた酸化物を、粗焼成の後に行ったのと同様に必要に応じて解砕する。解砕にはカッターミル、ジェットミル、アトマイザー等の粉砕機を用い、一般に乾式で行なう。
The atmosphere of the firing furnace at the time of temporary firing is preferably an oxygen-containing atmosphere similar to that during rough firing. After pre-baking for a predetermined time, the temperature is lowered to room temperature. The temperature lowering rate is preferably 40 to 200 ° C./hour. It is preferable that the temperature is 40 ° C./hour or more because productivity does not decrease. Moreover, since the possibility that the baking container to be used will break due to a thermal shock is reduced at 200 ° C./hour or less, it is preferable.
Next, the oxide obtained by calcination is crushed as necessary in the same manner as performed after the coarse calcination. Crushing is generally performed by a dry method using a pulverizer such as a cutter mill, a jet mill, or an atomizer.

(本焼成工程)
粗焼成粉または仮焼成粉は本焼成工程により焼成される。本発明の焼成工程は、粗焼成工程および仮焼成工程をおこなわずに、1回の本焼成工程のみであってよい。本焼成工程は、焼成炉の温度を50〜800℃/時、好ましくは50〜400℃/時の昇温速度で目的の焼成温度まで上げるのが好ましい。昇温速度が50℃/時以上であると、目的の焼成温度まで達する時間が短くなり、生産性が向上するので好ましい。
また、昇温速度が800℃/時以下であると、各温度での反応物質の化学変化が十分に進行せずに、反応物質が不均質な状態で目的の焼成温度に到達することがないため、焼成物中に副生成物を生じないので好ましい。
(Main firing process)
The coarsely fired powder or the pre-fired powder is fired by the main firing process. The firing step of the present invention may be only one final firing step without performing the rough firing step and the preliminary firing step. In the main baking step, it is preferable to raise the temperature of the baking furnace to the target baking temperature at a temperature rising rate of 50 to 800 ° C./hour, preferably 50 to 400 ° C./hour. A temperature increase rate of 50 ° C./hour or more is preferable because the time to reach the target firing temperature is shortened and productivity is improved.
Further, when the rate of temperature rise is 800 ° C./hour or less, the chemical change of the reactant at each temperature does not proceed sufficiently, and the reactant does not reach the target firing temperature in a heterogeneous state. Therefore, it is preferable because no by-product is generated in the fired product.

本焼成工程における焼成温度は、550〜1300℃が好ましく、750〜1250℃がより好ましい。550℃以上であり1300℃以下であると、目的とする結晶相が効果的に生成するので好ましい。
焼成時間は、4〜24時間が好ましく、5〜20時間がより好ましい。4時間以上であると、未反応物質が目的とする酸化物中に混在することなく、また、単一の結晶相の生成物が得られるので好ましい。また、24時間以下であると、生成物に変化はなく、生産性が低下することもないので好ましい。
The firing temperature in the main firing step is preferably 550 to 1300 ° C, and more preferably 750 to 1250 ° C. It is preferable that the temperature is 550 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower because a target crystal phase is effectively generated.
The firing time is preferably 4 to 24 hours, and more preferably 5 to 20 hours. It is preferable that the reaction time is 4 hours or longer because a product having a single crystal phase can be obtained without mixing unreacted substances in the target oxide. Moreover, when it is 24 hours or less, there is no change in the product and productivity is not lowered, which is preferable.

本焼成を行う際の焼成炉の雰囲気は、粗焼成または仮焼成時と同様の酸素含有雰囲気中であることが好ましい。本焼成を行った後、室温まで降温する。降温速度は、40〜200℃/時が好ましい。40℃/時以上であると生産性が落ちることがないので好ましい。また、200℃/時以下にすることにより用いる焼成容器が熱衝撃のために割れてしまう可能性が低下するので好ましい。
焼成工程は粗焼成工程と本焼成工程とからなり、本焼成工程の焼成温度が550〜1300℃である場合が好ましく、特に、700〜1300℃が好ましい。焼成工程が粗焼成工程と本焼成工程とからなり本焼成工程の焼成温度が550〜1300℃であると、目的の結晶相単相であり、構成元素の均質性が高い複合酸化物が得られるからである。
The firing furnace atmosphere during the main firing is preferably an oxygen-containing atmosphere similar to that during rough firing or temporary firing. After performing the main firing, the temperature is lowered to room temperature. The temperature lowering rate is preferably 40 to 200 ° C./hour. It is preferable that the temperature is 40 ° C./hour or more because productivity does not decrease. Moreover, since the possibility that the baking container used by making it 200 degrees C / hr or less will be cracked by a thermal shock falls, it is preferable.
A baking process consists of a rough baking process and a main baking process, and the case where the baking temperature of a main baking process is 550-1300 degreeC is preferable, and 700-1300 degreeC is especially preferable. When the firing step includes a rough firing step and a main firing step, and the firing temperature in the main firing step is 550 to 1300 ° C., a composite oxide having a single crystal phase of interest and high homogeneity of constituent elements is obtained. Because.

次いで、本焼成で得られた酸化物を粗焼成の後に行ったのと同様に解砕する。解砕はカッターミル、ジェットミル、アトマイザー等の粉砕機を用い、一般に乾式で行う。解砕後の粉体の体積平均粒径は1〜50μmが好ましい。より好ましくは1〜20μmである。
その後、必要に応じて粒度調整のために湿式でさらに粉砕してもよい。なお、上記の粗焼成終了後に室温まで降温せずに、本焼成を続けて行なってもよい。すなわち、粗焼成、本焼成の2工程を連続して行ってもよい。
Next, the oxide obtained by the main firing is crushed in the same manner as performed after the rough firing. Crushing is generally performed by a dry method using a pulverizer such as a cutter mill, a jet mill, or an atomizer. The volume average particle size of the powder after pulverization is preferably 1 to 50 μm. More preferably, it is 1-20 micrometers.
Thereafter, it may be further pulverized in a wet manner to adjust the particle size as necessary. In addition, you may continue this baking without lowering to room temperature after completion | finish of said rough baking. That is, two steps of rough firing and main firing may be performed continuously.

本発明に係わる製造方法で製造するカルシウム含有複合酸化物の組成は特に限定されない。例えば、CaMnO、CaCoO、CaFeO、CaMnO、CaFe、Ce0.8Ca0.22−δ、CaCoが挙げられる。また、上記の化合物のCaの一部や遷移金属元素の一部を他の元素で置換した化合物(以下、置換体ともいう。)であってもよいし、複合酸化物を構成する酸素原子は過剰に存在していても、欠損していてもよい。 The composition of the calcium-containing composite oxide produced by the production method according to the present invention is not particularly limited. Examples thereof include CaMnO 3 , CaCoO 3 , CaFeO 3 , Ca 2 MnO 4 , Ca 2 Fe 2 O 5 , Ce 0.8 Ca 0.2 O 2 -δ , and Ca 3 Co 4 O 9 . Further, it may be a compound obtained by substituting a part of Ca or a part of the transition metal element of the above compound with another element (hereinafter also referred to as a substitute), and the oxygen atom constituting the composite oxide is It may be present in excess or deficient.

カルシウム含有複合酸化物の組成は、遷移金属元素が、コバルトを含むカルシウム含有複合酸化物であるCaCoや、その置換体が好ましい。また、遷移金属元素が、マンガンを含むカルシウム含有複合酸化物であるCaMnOや、その置換体も好ましい。遷移金属元素が、コバルトやマンガンの場合には、本発明の製造方法で製造するカルシウム含有複合酸化物中のカルシウムと、コバルトや、マンガンなどの遷移金属元素の均質性が高いからであるからである。
本発明に係わる製造方法で得られるカルシウム含有複合酸化物は、下記式(1)、式(2)、式(3)、または式(4)のいずれかで表される組成であるのが好ましい。
Ce1−xCa2−δ (1)
(0<x≦0.5、0<δ≦0.25であるのが好ましく、0.1≦x≦0.3、0.005≦δ≦0.15であるのがさらに好ましい。)
Ca1−xBiMnO (2)
(0≦x≦0.2であるのが好ましく、0.1≦x≦0.15であるのがさらに好ましい。)
Ca (3)
(Mは、Fe、CoまたはNiである。)
Ca (4)
(Mは、Fe、CoまたはNiである。)
The composition of the calcium-containing composite oxide is preferably Ca 3 Co 4 O 9 , which is a calcium-containing composite oxide in which the transition metal element contains cobalt, or a substituted product thereof. In addition, CaMnO 3 which is a calcium-containing composite oxide containing manganese as a transition metal element or a substituted product thereof is also preferable. This is because when the transition metal element is cobalt or manganese, the calcium in the calcium-containing composite oxide produced by the production method of the present invention and the transition metal element such as cobalt or manganese are highly homogeneous. is there.
The calcium-containing composite oxide obtained by the production method according to the present invention preferably has a composition represented by any of the following formulas (1), (2), (3), or (4). .
Ce 1-x Ca x O 2-δ (1)
(It is preferable that 0 <x ≦ 0.5 and 0 <δ ≦ 0.25, and more preferably 0.1 ≦ x ≦ 0.3 and 0.005 ≦ δ ≦ 0.15.)
Ca 1-x Bi x MnO 3 (2)
(0 ≦ x ≦ 0.2 is preferable, and 0.1 ≦ x ≦ 0.15 is more preferable.)
Ca 2 M 1 2 O 5 (3)
(M 1 is Fe, Co, or Ni.)
Ca 3 M 2 4 O 9 (4)
(M 2 is Fe, Co, or Ni.)

本発明に係わる製造方法で製造するカルシウム含有複合酸化物の結晶構造は特に限定されないが、中でも、ペロブスカイト型構造、ブラウンミレライト型構造、層状ペロブスカイト型構造、蛍石型構造、またはヨウ化カドミウム型構造と岩塩型構造とからなる層状構造を単相で有するものが好ましい。   The crystal structure of the calcium-containing composite oxide produced by the production method according to the present invention is not particularly limited. Among these, the perovskite structure, the brown millerite structure, the layered perovskite structure, the fluorite structure, or the cadmium iodide type What has the layer structure which consists of a structure and a rock salt type structure in a single phase is preferable.

ここで、カルシウム含有複合酸化物が、単相の結晶構造を有するか否かは、カルシウム含有複合酸化物粉末の結晶相をX線回折測定により解析し、得られる回折スペクトルにおいて、不純物相結晶に基づく回折ピークが、目的とする結晶相に基づく回折ピークと共に検出できるか否かにより判別できる。
層状ペロブスカイト型構造とは、組成式ABOで表わされ、ABOで表わされるペロブスカイト型構造からなる層と、AOで表わされる岩塩型構造からなる層とが交互に積層した層状構造のことをいう。
Here, whether or not the calcium-containing composite oxide has a single-phase crystal structure is determined by analyzing the crystal phase of the calcium-containing composite oxide powder by X-ray diffraction measurement. It can be determined by whether or not the diffraction peak based on the diffraction peak can be detected together with the diffraction peak based on the target crystal phase.
The layered perovskite structure is a layered structure in which layers composed of a perovskite structure represented by the composition formula A 2 BO 4 and ABO 3 and layers composed of a rock salt structure represented by AO are alternately laminated. That means.

ブラウンミレライト型構造とは、組成的にはABOの酸素サイトが一部欠損したABO2.5で表わされ、図1に示すように、中心に金属イオンB存在し、各頂点に酸素イオンが存在する歪んだ8面体と、中心に金属イオンBが存在し、各頂点に酸素イオンが存在する歪んだ4面体とで構成される間僚のうち一部に金属イオンAが存在することを特徴とする結晶構造のことをいう。上記の結晶構造が好ましい理由は、本発明の製造方法でカルシウム含有複合酸化物を製造する場合に、単相、つまり単一の結晶相を有するカルシウム含有複合酸化物を得やすいからである。 The brown millerite structure is compositionally represented by ABO 2.5 in which the oxygen site of ABO 3 is partially lost. As shown in FIG. 1, metal ion B exists at the center and oxygen is present at each vertex. Metal ions A are present in some of the interlocutors composed of a distorted octahedron in which ions are present and a distorted tetrahedron in which metal ions B are present in the center and oxygen ions are present at each vertex. The crystal structure characterized by The reason why the above crystal structure is preferable is that when a calcium-containing composite oxide is produced by the production method of the present invention, it is easy to obtain a calcium-containing composite oxide having a single phase, that is, a single crystal phase.

以下に、本発明の実施例(実施例1〜4)を、比較例(比較例1〜3)と対比して説明する。しかしながら、これら実施例は、本発明の実施の態様の一例であり、本発明がこれらの実施例に限定して解釈されるものではない。なお、以下、「%」は、特に断りなき限り、「質量(または重量)%」である。   Examples of the present invention (Examples 1 to 4) will be described below in comparison with comparative examples (Comparative Examples 1 to 3). However, these examples are examples of embodiments of the present invention, and the present invention is not construed as being limited to these examples. Hereinafter, “%” means “mass (or weight)%” unless otherwise specified.

〔実施例1〕
(1)Ca0.9Bi0.1MnOを形成するように各原料の秤量を行った。
すなわち、Ca源としての炭酸カルシウム(CaCO)(Ca含量39.98%)17.73gと、Bi源としての酸化ビスマス(Bi)(Bi含有量89.49%)4.59gと、Mn源としての炭酸マンガン(MnCO)(Mn含量44.62%)24.19g(原子比で、Ca:Bi:Mnが0.9:0.1:1となるようにする)を秤量した。
次に、500mLビーカー中に150mLの純水を加え、秤量した酸化ビスマスを投入し、マグネットスターラーで撹拌しながら室温で分散させた。
[Example 1]
(1) Each raw material was weighed so as to form Ca 0.9 Bi 0.1 MnO 3 .
That is, 17.73 g of calcium carbonate (CaCO 3 ) (Ca content 39.98%) as a Ca source and 4.59 g of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) (Bi content 89.49%) as a Bi source , 24.19 g of manganese carbonate (MnCO 3 ) (Mn content: 44.62%) as an Mn source (measured so that Ca: Bi: Mn is 0.9: 0.1: 1 by atomic ratio) did.
Next, 150 mL of pure water was added to a 500 mL beaker, and weighed bismuth oxide was added and dispersed at room temperature while stirring with a magnetic stirrer.

(2)上記(1)で作製した酸化ビスマス スラリーに、酸化ビスマス中に含まれるBiのモル数に対して等倍モルのクエン酸一水和物4.13gを投入し、室温で10時間反応させた。
(3)上記(2)で作製したスラリーに、秤量した炭酸カルシウムと、炭酸マンガンとを投入し、撹拌下室温で分散させた。
(4)原料化合物中に含まれるCaとMnのモル数に対してそれぞれ1/3倍モルの合計として、リンゴ酸16.69g、および原料化合物中に含まれるCaとMnのモル数に対してそれぞれ2/3倍、1/2倍モルの合計として、クエン酸一水和物45.42gを投入し、50℃まで加熱し、その温度で2時間反応させ、スラリーを得た。
原料化合物の混合物に含まれる金属元素であるCa、BiおよびMnの合計モル数は0.393モルであり、原料化合物の溶解に用いたリンゴ酸(0.124モル)とクエン酸(0.236モル)の合計のモル数は、0.360モルであった。すなわち、(有機酸の合計モル数)/(金属元素の合計のモル数)は、0.92であり、(リンゴ酸のモル数)/(クエン酸のモル数)は、0.53であった。
(2) To the bismuth oxide slurry prepared in (1) above, 4.13 g of citric acid monohydrate with an equivalent mole of Bi contained in bismuth oxide was added and reacted at room temperature for 10 hours. I let you.
(3) Weighed calcium carbonate and manganese carbonate were added to the slurry prepared in (2) above and dispersed at room temperature with stirring.
(4) With respect to 16.69 g of malic acid and the number of moles of Ca and Mn contained in the raw material compound, respectively, as a total of 1/3 times the mole of Ca and Mn contained in the raw material compound 45.42 g of citric acid monohydrate was added as a total of 2/3 times and 1/2 times moles respectively, heated to 50 ° C., and reacted at that temperature for 2 hours to obtain a slurry.
The total number of moles of Ca, Bi and Mn, which are metal elements contained in the mixture of raw material compounds, is 0.393 mol, and malic acid (0.124 mol) and citric acid (0.236) used for dissolving the raw material compounds. Mol) was 0.360 mol. That is, (total number of moles of organic acid) / (total number of moles of metal elements) was 0.92, and (number of moles of malic acid) / (number of moles of citric acid) was 0.53. It was.

(5)反応終了後、得られたスラリーをスプレーボトルにて液体窒素中へ噴霧し、凍結乾燥機で乾燥させ、中間生成物である複合有機酸塩の乾燥粉末を得た。なお、凍結乾燥機としては、EYELA社製のDRC−1100型角型ドライチャンバーおよびFDU−2100型凍結乾燥機を使用し、乾燥開始温度:−30℃、乾燥終了温度:25℃、運転時間:18時間の条件で乾燥を行った。 (5) After completion of the reaction, the resulting slurry was sprayed into liquid nitrogen with a spray bottle and dried with a freeze dryer to obtain a dry powder of a complex organic acid salt as an intermediate product. In addition, as a freeze dryer, the DRC-1100 type | mold square dry chamber and FDU-2100 type freeze dryer by EYELA are used, Drying start temperature: -30 degreeC, Drying end temperature: 25 degreeC, Operation time: Drying was performed under conditions of 18 hours.

なお、別途、炭酸カルシウムが分散した水を媒体とするスラリーを準備し、そこに上記クエン酸一水和物とリンゴ酸との混合物を加えると、一晩放置後も炭酸カルシウムがスラリーの状態で安定に存在することを確認した。しかし、クエン酸とリンゴ酸との混合物に代えてクエン酸のみを使用した場合には、クエン酸投入直後から難溶性の沈殿物を生じ固化してしまった。   Separately, a slurry using water in which calcium carbonate is dispersed as a medium is prepared, and when the mixture of citric acid monohydrate and malic acid is added thereto, the calcium carbonate remains in a slurry state even after being left overnight. It was confirmed that it existed stably. However, when only citric acid was used instead of the mixture of citric acid and malic acid, a hardly soluble precipitate was formed and solidified immediately after the addition of citric acid.

(6)(粗焼成、本焼成)
(5)で得られた乾燥粉末を大気中において、電気炉で、400℃で10時間焼成し、残存炭素を分解させた(粗焼成)。室温〜400℃までの昇温速度は133℃/時間とし、400℃から室温までの降温速度は100℃/時間とした。
(6) (Coarse firing, main firing)
The dry powder obtained in (5) was baked at 400 ° C. for 10 hours in the air in an electric furnace to decompose the remaining carbon (coarse calcination). The temperature increase rate from room temperature to 400 ° C. was 133 ° C./hour, and the temperature decrease rate from 400 ° C. to room temperature was 100 ° C./hour.

得られた粗焼成粉を、大気中において、電気炉で、850℃で6時間焼成し、目的のCa0.9Bi0.1MnO粉末を得た(本焼成)。室温〜700℃までの昇温速度は175℃/時間、さらに850℃までの昇温時間は100℃/時間とし、850℃〜室温までの降温速度は100℃/時間とした。得られた焼成粉末4gを乳鉢で解砕して解砕粉末を得た。 The obtained coarsely fired powder was fired at 850 ° C. for 6 hours in the air in an electric furnace to obtain the target Ca 0.9 Bi 0.1 MnO 3 powder (main firing). The temperature increase rate from room temperature to 700 ° C. was 175 ° C./hour, the temperature increase time to 850 ° C. was 100 ° C./hour, and the temperature decrease rate from 850 ° C. to room temperature was 100 ° C./hour. 4 g of the obtained fired powder was crushed in a mortar to obtain a crushed powder.

(7)(成分分析)
(粒度分布測定)
少量の試料を以下のようにイオン交換水に分散させて試料を調製した。分散剤として、和光純薬社製の二リン酸ナトリウム十水和物を使用した濃度0.24重量%の水溶液を用い、約0.001gの試料と分散液とから全体が10mlとなるように分散液を調製した。測定の直前に180秒間出力30Wの超音波処理を施した。
その結果、得られた解砕粉末の体積平均粒径(D50)は11.5μmであった。
(7) (Component analysis)
(Particle size distribution measurement)
A sample was prepared by dispersing a small amount of sample in ion-exchanged water as follows. As a dispersing agent, an aqueous solution having a concentration of 0.24% by weight using sodium diphosphate decahydrate manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. is used, so that the total amount becomes 10 ml from about 0.001 g of the sample and the dispersion. A dispersion was prepared. Immediately before the measurement, ultrasonic treatment with an output of 30 W was performed for 180 seconds.
As a result, the volume average particle size (D50) of the obtained crushed powder was 11.5 μm.

(X線回折測定)
前記粉砕粉末の結晶相をX線回折測定により解析した。
使用したX線回折装置はリガク社製のRINT2200Vである。測定条件は、CuKα線を線源とし、管電圧40kV、管電流40mA、スキャン速度2°/分とした。
図2に測定したX線回折パターンを示す。図2より作製したCa0.9Bi0.1MnOは単相のペロブスカイト型構造であることが分かる。
(X-ray diffraction measurement)
The crystal phase of the pulverized powder was analyzed by X-ray diffraction measurement.
The X-ray diffractometer used was RINT2200V manufactured by Rigaku Corporation. The measurement conditions were a CuKα ray as a radiation source, a tube voltage of 40 kV, a tube current of 40 mA, and a scan speed of 2 ° / min.
FIG. 2 shows the measured X-ray diffraction pattern. It can be seen from FIG. 2 that Ca 0.9 Bi 0.1 MnO 3 produced has a single-phase perovskite structure.

〔実施例2〕
(1)CaFeを形成するように各原料の秤量を行った。
すなわち、Ca源としての炭酸カルシウム(CaCO)(Ca含量39.98%)22.13gと、Fe源としてのクエン酸鉄水溶液(Fe(C)aq)(Fe含量8.01%、クエン酸含量46.31%)153.88g(原子比で、Ca:Feが1:1となるようにする)を秤量した。
次に、温度調節器および撹拌機を備えた500mLビーカー中に130mLの純水を加え、秤量した炭酸カルシウムを投入し、撹拌下室温で分散させた。
(2)リンゴ酸の使用量を原料化合物中に含まれるCaのモル数に対して1/3倍モルの0.073モルとして投入後、上記のクエン酸鉄水溶液を加え50℃まで加熱し、その温度で2時間反応させ、スラリーを得た。
クエン酸一水和物の使用量としては、通常、原料化合物中に含まれるCa原子とFe原子とのモル数に対してそれぞれ2/3倍、等倍モルの合計として0.368モルを使用するが、秤量したクエン酸鉄水溶液153.88g中のクエン酸イオンの含量が0.377モルと過剰であるため、クエン酸一水和物を追加しなかった。
[Example 2]
(1) Each raw material was weighed so as to form Ca 2 Fe 2 O 5 .
That is, 22.13 g of calcium carbonate (CaCO 3 ) (Ca content 39.98%) as a Ca source and an iron citrate aqueous solution (Fe (C 6 H 5 O 7 ) aq) (Fe content 8. 01.3%, citric acid content 46.31%) 153.88 g (at an atomic ratio such that Ca: Fe is 1: 1) was weighed.
Next, 130 mL of pure water was added to a 500 mL beaker equipped with a temperature controller and a stirrer, and weighed calcium carbonate was added and dispersed at room temperature with stirring.
(2) The amount of malic acid used was added as 0.073 mol of 1/3 times the mol of Ca contained in the raw material compound, and then the above iron citrate aqueous solution was added and heated to 50 ° C., The mixture was reacted at that temperature for 2 hours to obtain a slurry.
The amount of citric acid monohydrate used is usually 0.368 mol as a total of 2/3 times the same number of moles of Ca atom and Fe atom contained in the raw material compound, respectively. However, since the content of citrate ions in the weighed 153.88 g of the iron citrate aqueous solution was an excess of 0.377 mol, citric acid monohydrate was not added.

原料化合物の混合物に含まれる金属元素であるCaおよびFeの合計モル数は0.440モルであり、原料化合物の溶解に用いたリンゴ酸(0.074モル)とクエン酸イオン(0.377モル)の合計のモル数は、0.451モルであった。すなわち、(有機酸の合計モル数)/(金属元素の合計のモル数)は、1.0であり、(リンゴ酸のモル数)/(クエン酸のモル数)は、0.2であった。
反応終了後、得られたスラリーを実施例1と同様の条件の下、凍結乾燥機で乾燥させ、中間生成物である複合有機酸塩の乾燥粉末を得た。
The total number of moles of Ca and Fe, which are metal elements contained in the mixture of raw material compounds, is 0.440 moles, and malic acid (0.074 moles) and citrate ions (0.377 moles) used to dissolve the raw material compounds. ) In total was 0.451 mol. That is, (total number of moles of organic acid) / (total number of moles of metal elements) was 1.0, and (number of moles of malic acid) / (number of moles of citric acid) was 0.2. It was.
After completion of the reaction, the resulting slurry was dried with a freeze dryer under the same conditions as in Example 1 to obtain a dry powder of a complex organic acid salt as an intermediate product.

(3)(粗焼成、本焼成)
得られた乾燥粉末を大気中において、電気炉で、400℃で10時間焼成し、残存炭素を分解させた(粗焼成)。室温〜400℃までの昇温速度と、400℃から室温までの降温速度は実施例1と同様にした。
(3) (Coarse firing, main firing)
The obtained dry powder was baked in the electric furnace at 400 ° C. for 10 hours in the air to decompose the remaining carbon (coarse calcination). The temperature increase rate from room temperature to 400 ° C. and the temperature decrease rate from 400 ° C. to room temperature were the same as in Example 1.

得られた粗焼成粉を、大気中において、電気炉で、1100℃で6時間焼成し、目的のCaFe粉末を得た(本焼成)。室温〜700℃までの昇温速度は175℃/時間、700〜1000℃までの昇温速度は100℃/時間、さらに1100℃までの昇温速度は67℃/時間とし、1100℃〜室温までの降温速度は100℃/時間とした。得られた焼成粉末を乳鉢で解砕して解砕粉末を得た。 The obtained coarsely fired powder was fired at 1100 ° C. for 6 hours in the air in an electric furnace to obtain the target Ca 2 Fe 2 O 5 powder (main firing). The temperature increase rate from room temperature to 700 ° C is 175 ° C / hour, the temperature increase rate from 700 to 1000 ° C is 100 ° C / hour, and the temperature increase rate to 1100 ° C is 67 ° C / hour, from 1100 ° C to room temperature. The temperature lowering rate was set to 100 ° C./hour. The obtained fired powder was crushed in a mortar to obtain a crushed powder.

(4)(成分分析)
(粒度分布測定)
次に、実施例1と同様に、得られた解砕粉末の粒度分布を測定した。その結果、得られた解砕粉末の体積平均粒径(D50)は8.3μmであった。
(X線回折測定)
前記解砕粉末の結晶相を実施例1と同様にしてX線回折測定により解析した。その結果、作製したCaFeは単相のブラウンミレライト型構造であることが分かった。
(SEMおよびEDX分析)
前記解砕粉末を実施例1と同様にして走査型電子顕微鏡(SEM)およびこれに付随したエネルギー分散X線分光装置(EDX)により分析した。
(4) (Component analysis)
(Particle size distribution measurement)
Next, as in Example 1, the particle size distribution of the obtained crushed powder was measured. As a result, the obtained ground powder had a volume average particle size (D50) of 8.3 μm.
(X-ray diffraction measurement)
The crystal phase of the crushed powder was analyzed by X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. As a result, it was found that the produced Ca 2 Fe 2 O 5 has a single-phase brown millerite structure.
(SEM and EDX analysis)
The crushed powder was analyzed in the same manner as in Example 1 using a scanning electron microscope (SEM) and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) attached thereto.

図3は、前記粉末のSEM写真(倍率×3000)である。図4と図5はEDXによるCa、Feのマッピング図である。これより、作製したCaFe中のCaとFeとが、比較例2に後述する固相法で作製したCaFe中のCaとFeと比較して均質に分布していることが確認された。 FIG. 3 is an SEM photograph (magnification × 3000) of the powder. 4 and 5 are mapping diagrams of Ca and Fe by EDX. From this, the Ca and Fe in Ca 2 Fe 2 O 5 prepared is homogeneously distributed in comparison with Ca and Fe in Ca 2 Fe 2 O 5 produced in the solid phase method described below Comparative Example 2 It was confirmed that

〔実施例3〕
(1)(原料化合物の準備および分散)
Ca0.1Ce0.91.95を形成するように各原料の秤量を行った。
すなわち、Ca源としての炭酸カルシウム(CaCO)(Ca含量39.98%)3.75gと、Ce源としての炭酸セリウム(Ce(CO)(Ce含量41.44%)113.75g(原子比で、Ca:Ceが0.1:0.9となるようにする)を秤量した。
次に、温度調節器および撹拌機を備えた500mLビーカー中に150mLの純水を加え、秤量した炭酸カルシウムと炭酸セリウムとを投入し、撹拌下室温で分散させた。
Example 3
(1) (Preparation and dispersion of raw material compounds)
Each raw material was weighed so as to form Ca 0.1 Ce 0.9 O 1.95 .
That is, 3.75 g of calcium carbonate (CaCO 3 ) (Ca content 39.98%) as a Ca source and cerium carbonate (Ce 2 (CO 3 ) 3 ) (Ce content 41.44%) as a Ce source. 75 g (at an atomic ratio such that Ca: Ce is 0.1: 0.9) was weighed.
Next, 150 mL of pure water was added to a 500 mL beaker equipped with a temperature controller and a stirrer, and weighed calcium carbonate and cerium carbonate were added and dispersed at room temperature with stirring.

(2)(中間生成物および乾燥)
上記の原料スラリー水溶液に、原料化合物中に含まれるCa原子とCe原子のモル数に対してそれぞれ1/3倍モル、6倍モルの合計として、リンゴ酸272.34g、および原料化合物中に含まれるCa原子のモル数に対して2/3倍モルのクエン酸一水和物5.24gを投入し、55℃まで加熱し、その温度で2時間反応させ、スラリーを得た。
原料化合物の混合物に含まれる金属元素であるCaおよびCeの合計モル数は0.374モルであり、原料化合物の溶解に用いたリンゴ酸(2.03モル)とクエン酸(0.025モル)の合計のモル数は、2.055モルであった。すなわち、(有機酸の合計モル数)/(金属元素の合計のモル数)は、5.5であり、(リンゴ酸のモル数)/(クエン酸のモル数)は、81.2であった。
反応終了後、得られたスラリーを実施例1と同様の条件の下噴霧乾燥機で乾燥させ、中間生成物である複合有機酸塩の乾燥粉末を得た。
(2) (Intermediate product and drying)
Included in the raw material slurry aqueous solution is 272.34 g of malic acid as a total of 1/3 times mole and 6 times mole of Ca atom and Ce atom contained in the raw material compound, respectively, and in the raw material compound. Then, 5.24 g of citric acid monohydrate having a molar ratio of 2/3 to the number of moles of Ca atoms to be added was heated to 55 ° C. and reacted at that temperature for 2 hours to obtain a slurry.
The total number of moles of Ca and Ce, which are metal elements contained in the mixture of raw material compounds, is 0.374 mol, and malic acid (2.03 mol) and citric acid (0.025 mol) used for dissolving the raw material compounds The total number of moles was 2.055 moles. That is, (total number of moles of organic acid) / (total number of moles of metal elements) was 5.5, and (number of moles of malic acid) / (number of moles of citric acid) was 81.2. It was.
After completion of the reaction, the obtained slurry was dried with a spray drier under the same conditions as in Example 1 to obtain a dry powder of a complex organic acid salt as an intermediate product.

(3)(粗焼成、本焼成)
得られた乾燥粉末を大気中において、電気炉で、400℃で10時間焼成し、残存炭素を分解させた(粗焼成)。室温〜400℃までの昇温速度と、400℃から室温までの降温速度は実施例1と同様にした。
(3) (Coarse firing, main firing)
The obtained dry powder was baked in the electric furnace at 400 ° C. for 10 hours in the air to decompose the remaining carbon (coarse calcination). The temperature increase rate from room temperature to 400 ° C. and the temperature decrease rate from 400 ° C. to room temperature were the same as in Example 1.

得られた粗焼成粉を、大気中において、電気炉で、600℃で6時間焼成し、目的のCa0.1Ce0.91.95粉末を得た(本焼成)。室温〜600℃までの昇温速度は150℃/時間、600℃〜室温までの降温速度は100℃/時間とした。 得られた焼成粉末を乳鉢で解砕して解砕粉末を得た。 The obtained coarsely fired powder was fired at 600 ° C. for 6 hours in the air in an electric furnace to obtain a target Ca 0.1 Ce 0.9 O 1.95 powder (main firing). The temperature increase rate from room temperature to 600 ° C. was 150 ° C./hour, and the temperature decrease rate from 600 ° C. to room temperature was 100 ° C./hour. The obtained fired powder was crushed in a mortar to obtain a crushed powder.

(4)(成分分析)
(粒度分布測定)
次に、実施例1と同様に、得られた解砕粉末の粒度分布を測定した。その結果、得られた解砕粉末の体積平均粒径(D50)は6.8μmであった。
(X線回折測定)
前記解砕粉末の結晶相を実施例1と同様にしてX線回折測定により解析した。その結果、作製したCa0.1Ce0.91.95は単相の蛍石型構造であることが分かった。
(4) (Component analysis)
(Particle size distribution measurement)
Next, as in Example 1, the particle size distribution of the obtained crushed powder was measured. As a result, the volume average particle diameter (D50) of the obtained crushed powder was 6.8 μm.
(X-ray diffraction measurement)
The crystal phase of the crushed powder was analyzed by X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. As a result, it was found that the produced Ca 0.1 Ce 0.9 O 1.95 has a single-phase fluorite structure.

〔実施例4〕
リンゴ酸272.34gに代えて、マレイン酸235.80gを使用した以外は、実施例3と同様にしてCe0.9Ca0.11.95の解砕粉を得た。
金属元素の合計のモル数は実施例3と同様に0.374モルであり、使用したマレイン酸とクエン酸の合計モル数は2.055モルであった。したがって(有機酸の合計モル数)/(金属元素の合計のモル数)は5.5であり、(マレイン酸のモル数)/(クエン酸のモル数)は、81.2であった。
次に、実施例1と同様に、得られた解砕粉末の粒度分布を測定した。その結果、得られた解砕粉末の体積平均粒径(D50)は7.2μmであった。
また、前記解砕粉末の結晶相を実施例1と同様にしてX線回折測定により解析した。その結果、作製したCa0.1Ce0.91.95は単相の蛍石型構造であることが分かった。
Example 4
A pulverized powder of Ce 0.9 Ca 0.1 O 1.95 was obtained in the same manner as in Example 3 except that 235.80 g of maleic acid was used instead of 272.34 g of malic acid.
The total number of moles of the metal elements was 0.374 mol as in Example 3, and the total number of moles of maleic acid and citric acid used was 2.055 mol. Therefore, (total number of moles of organic acid) / (total number of moles of metal elements) was 5.5, and (number of moles of maleic acid) / (number of moles of citric acid) was 81.2.
Next, as in Example 1, the particle size distribution of the obtained crushed powder was measured. As a result, the obtained ground powder had a volume average particle size (D50) of 7.2 μm.
The crystal phase of the crushed powder was analyzed by X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. As a result, it was found that the produced Ca 0.1 Ce 0.9 O 1.95 has a single-phase fluorite structure.

〔比較例1〕
(1)(原料化合物の準備および分散)
Ca0.9Bi0.1MnOを形成するように各原料の秤量を行った。
すなわち、Ca源としての炭酸カルシウム(CaCO)(Ca含量39.98%)5.91gと、Bi源としての酸化ビスマス(Bi)(Bi含有量89.49%)1.53gと、Mn源としての炭酸マンガン(MnCO)(Mn含量44.62%)8.06g(原子比で、Ca:Bi:Mnが0.9:0.1:1となるようにする)を秤量した。
(2)原料化合物の混合
秤量した炭酸カルシウムと、酸化ビスマスと、炭酸マンガンとを0.08Lの容器に移し、粉砕メディアである直径5mmのジルコニアボール100gおよび粉砕媒体であるAK−225AE(旭硝子社製フッ素系溶媒名)50mLとともに20時間をボールミル粉砕した。
(3)(粗焼成、本焼成)
得られた粉砕粉末を大気中において、電気炉で、粗焼成し、次いで本焼成した。粗焼成時、または本焼成時の焼成条件(焼成温度、焼成時間、昇温速度、および降温速度)は実施例1と同様にした。その結果、焼成粉末としてCa0.9Bi0.1MnOを得た。
得られた焼成粉末を乳鉢で解砕して解砕粉末を得た。
次に、実施例1と同様に、得られた解砕粉末の粒度分布を測定した。その結果、得られた解砕粉末の体積平均粒径(D50)は10.5μmであった。
[Comparative Example 1]
(1) (Preparation and dispersion of raw material compounds)
Each raw material was weighed so as to form Ca 0.9 Bi 0.1 MnO 3 .
That is, 5.91 g of calcium carbonate (CaCO 3 ) (Ca content 39.98%) as a Ca source and 1.53 g of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) (Bi content 89.49%) as a Bi source , 8.06 g of manganese carbonate (MnCO 3 ) (Mn content: 44.62%) as an Mn source (at an atomic ratio, Ca: Bi: Mn is 0.9: 0.1: 1) is weighed did.
(2) Mixing of raw material compounds Weighed calcium carbonate, bismuth oxide and manganese carbonate were transferred to a 0.08 L container, 100 g of zirconia balls having a diameter of 5 mm as a grinding medium and AK-225AE (Asahi Glass Co., Ltd.) as a grinding medium. Ball milling was carried out for 20 hours together with 50 mL of fluorine solvent name).
(3) (Coarse firing, main firing)
The obtained pulverized powder was roughly baked in an electric furnace in the atmosphere, and then baked. The firing conditions (baking temperature, firing time, heating rate, and cooling rate) during rough firing or main firing were the same as in Example 1. As a result, Ca 0.9 Bi 0.1 MnO 3 was obtained as a fired powder.
The obtained fired powder was crushed in a mortar to obtain a crushed powder.
Next, as in Example 1, the particle size distribution of the obtained crushed powder was measured. As a result, the obtained crushed powder had a volume average particle size (D50) of 10.5 μm.

(4)(成分分析)
(X線回折測定)
前記解砕粉末の結晶相を実施例1と同様にしてX線回折測定により解析した。その結果、作製したCa0.9Bi0.1MnOはペロブスカイト型構造を有する結晶相の他に、ブラウンミレライト型構造に相当する相を含んでいることを確認した。
(4) (Component analysis)
(X-ray diffraction measurement)
The crystal phase of the crushed powder was analyzed by X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. As a result, it was confirmed that the produced Ca 0.9 Bi 0.1 MnO 3 contained a phase corresponding to a brown millerite structure in addition to a crystal phase having a perovskite structure.

〔比較例2〕
(1)(原料化合物の準備)
CaFeを形成するように各原料の秤量を行った。
すなわち、Ca源としての炭酸カルシウム(CaCO)(Ca含量39.98%)7.38gと、Fe源としての酸化鉄(Fe)(Fe含量23.88%)17.21g(原子比で、Ca:Feが1:1となるようにする)を秤量した。
(2)原料化合物の混合
秤量した炭酸カルシウムと酸化鉄とを0.08Lの容器に移し、粉砕メディアである直径5mmのジルコニアボール100gおよび粉砕媒体であるAK−225AE60mLとともに20時間をボールミル粉砕した。
(3)(粗焼成、本焼成)
得られた粉砕粉末を大気中において、電気炉で、粗焼成し、次いで本焼成した。粗焼成時、または本焼成時の焼成条件(焼成温度、焼成時間、昇温速度、および降温速度)は実施例2と同様にした。その結果、焼成粉末としてCaFeを得た。 得られた焼成粉末を乳鉢で解砕して解砕粉末を得た。
次に、実施例1と同様に、得られた解砕粉末の粒度分布を測定した。その結果、得られた解砕粉末の体積平均粒径(D50)は9.5μmであった。
[Comparative Example 2]
(1) (Preparation of raw material compounds)
Each raw material was weighed so as to form Ca 2 Fe 2 O 5 .
That is, 7.38 g of calcium carbonate (CaCO 3 ) (Ca content 39.98%) as a Ca source and 17.21 g (atoms) of iron oxide (Fe 2 O 3 ) (Fe content 23.88%) as an Fe source The ratio of Ca: Fe was 1: 1).
(2) Mixing of raw material compounds Weighed calcium carbonate and iron oxide were transferred to a 0.08 L container, and ball milled for 20 hours with 100 g of zirconia balls having a diameter of 5 mm as a grinding medium and 60 mL of AK-225AE as a grinding medium.
(3) (Coarse firing, main firing)
The obtained pulverized powder was roughly baked in an electric furnace in the atmosphere, and then baked. The firing conditions (baking temperature, firing time, heating rate, and cooling rate) during the rough firing or main firing were the same as in Example 2. As a result, Ca 2 Fe 2 O 5 was obtained as a fired powder. The obtained fired powder was crushed in a mortar to obtain a crushed powder.
Next, as in Example 1, the particle size distribution of the obtained crushed powder was measured. As a result, the obtained ground powder had a volume average particle size (D50) of 9.5 μm.

(4)(成分分析)
(X線回折測定)
前記解砕粉末の結晶相を実施例1と同様にしてX線回折測定により解析した。その結果、作製したCaFeはブラウンミレライト型構造を有する結晶相の他に、Feおよび他の不純物相を含んでいた。
(SEMおよびEDX分析)
前記解砕粉末を実施例2と同様にして走査型電子顕微鏡(SEM)およびこれに付随したエネルギー分散X線分光装置(EDX)により分析した。
(4) (Component analysis)
(X-ray diffraction measurement)
The crystal phase of the crushed powder was analyzed by X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. As a result, the produced Ca 2 Fe 2 O 5 contained Fe 2 O 3 and other impurity phases in addition to the crystal phase having a brown millerite structure.
(SEM and EDX analysis)
The pulverized powder was analyzed in the same manner as in Example 2 using a scanning electron microscope (SEM) and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) attached thereto.

図6は、前記粉末のSEM写真(倍率×3000)である。図7と図8はEDXによる、Ca、Feのマッピング図である。図7や図8のマッピング図には測定試料の凹凸を考慮してもCaやFeが偏析している箇所が確認できる。したがって、作製したCaFe中のCaとFeは、実施例2の本発明に係わる方法で作製したCaFe中のCaとFeと比較して不均質に分布していることが分かる。 FIG. 6 is an SEM photograph (magnification × 3000) of the powder. 7 and 8 are mapping diagrams of Ca and Fe by EDX. In the mapping diagrams of FIG. 7 and FIG. 8, the location where Ca and Fe are segregated can be confirmed even when the unevenness of the measurement sample is taken into consideration. Therefore, Ca and Fe in Ca 2 Fe 2 O 5 produced, compared to non-homogeneously distributed Ca and Fe in Ca 2 Fe 2 O 5 produced by the method according to the present invention of Example 2 I understand that.

〔比較例3〕
(1)(原料化合物の準備)
Ce0.9Ca0.11.95を形成するように各原料の秤量を行った。
すなわち、Ca源としての炭酸カルシウム(CaCO)(Ca含量39.98%)0.62gと、Ce源としての炭酸セリウム(Ce(CO)(Ce含量41.44%)18.96g(原子比で、Ca:Ceが0.1:0.9となるようにする)を秤量した。
(2)原料化合物の混合
秤量した炭酸カルシウムと炭酸セリウムとを0.08Lの容器に移し、粉砕メディアである直径5mmのジルコニアボール100gおよび粉砕媒体であるAK−225AE60mLとともに20時間をボールミル粉砕した。
(3)(粗焼成、本焼成)
得られた粉砕粉末を大気中において、電気炉で、粗焼成し、次いで本焼成した。粗焼成時、または本焼成時の焼成条件(焼成温度、焼成時間、昇温速度、および降温速度)は実施例3と同様にした。その結果、焼成粉末としてCe0.9Ca0.11.95を得た。得られた焼成粉末を乳鉢で解砕して解砕粉末を得た。
次に、実施例1と同様に、得られた解砕粉末の粒度分布を測定した。その結果、得られた解砕粉末の体積平均粒径(D50)は8.3μmであった。
[Comparative Example 3]
(1) (Preparation of raw material compounds)
Each raw material was weighed so as to form Ce 0.9 Ca 0.1 O 1.95 .
That is, calcium carbonate (CaCO 3 ) (Ca content 39.98%) 0.62 g as a Ca source, and cerium carbonate (Ce 2 (CO 3 ) 3 ) (Ce content 41.44%) as a Ce source 18. 96 g (at an atomic ratio such that Ca: Ce is 0.1: 0.9) was weighed.
(2) Mixing of raw material compounds Weighed calcium carbonate and cerium carbonate were transferred to a 0.08 L container, and ball milled for 20 hours with 100 g of zirconia balls having a diameter of 5 mm as a grinding medium and 60 mL of AK-225AE as a grinding medium.
(3) (Coarse firing, main firing)
The obtained pulverized powder was roughly baked in an electric furnace in the atmosphere, and then baked. The firing conditions (baking temperature, firing time, heating rate, and cooling rate) during rough firing or main firing were the same as in Example 3. As a result, Ce 0.9 Ca 0.1 O 1.95 was obtained as a fired powder. The obtained fired powder was crushed in a mortar to obtain a crushed powder.
Next, as in Example 1, the particle size distribution of the obtained crushed powder was measured. As a result, the obtained ground powder had a volume average particle size (D50) of 8.3 μm.

(4)(成分分析)
(X線回折測定)
前記解砕粉末の結晶相を実施例1と同様にしてX線回折測定により解析した。その結果、作製したCa0.1Ce0.91.95は蛍石型構造を有する結晶相の他に、CaCOに相当する不純物相を含んでいることを確認した。
(4) (Component analysis)
(X-ray diffraction measurement)
The crystal phase of the crushed powder was analyzed by X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. As a result, it was confirmed that the produced Ca 0.1 Ce 0.9 O 1.95 contained an impurity phase corresponding to CaCO 3 in addition to the crystal phase having a fluorite structure.

本発明の製造方法で得られるカルシウム含有複合酸化物は、単相であり、従来の固相法やスラリー法によるものと比較して構成元素の均質性が高いという特徴を有している。したがって、複合酸化物が本来持っている機能を十分に発揮でき、その産業上の利用可能性は大きい。   The calcium-containing composite oxide obtained by the production method of the present invention is a single phase and has a feature that the homogeneity of the constituent elements is higher than that by the conventional solid phase method or slurry method. Therefore, the function inherent to the composite oxide can be sufficiently exerted, and its industrial applicability is great.

Claims (12)

カルシウム含有化合物と、遷移金属元素含有化合物と、クエン酸と、マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種と、溶媒と、を混合して溶液またはスラリーを調製する工程、
前記工程で得られた溶液またはスラリーを噴霧乾燥する噴霧乾燥工程、および
前記工程により得られた乾燥粉を焼成する焼成工程、を有することを特徴とするカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
A solution or slurry is prepared by mixing a calcium-containing compound, a transition metal element-containing compound, citric acid, at least one selected from the group consisting of maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid, and a solvent. The process of
A method for producing a calcium-containing composite oxide, comprising: a spray drying step of spray drying the solution or slurry obtained in the step, and a firing step of firing the dried powder obtained in the step.
前記溶液またはスラリーを調製する工程で使用される有機酸のモル数が、カルシウム含有複合酸化物を構成する金属元素の合計モル数に対して0.8〜6倍量である請求項1に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。   The number of moles of organic acid used in the step of preparing the solution or slurry is 0.8 to 6 times the total number of moles of metal elements constituting the calcium-containing composite oxide. A method for producing a calcium-containing composite oxide. (マレイン酸、ギ酸、酢酸、乳酸およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも一種/クエン酸)のモル比が0.1〜90である請求項1または2に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。   The calcium-containing composite oxide according to claim 1 or 2, wherein the molar ratio of (at least one selected from the group consisting of maleic acid, formic acid, acetic acid, lactic acid and malic acid / citric acid) is 0.1 to 90. Production method. リンゴ酸またはマレイン酸を用いる請求項1〜3のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。   The method for producing a calcium-containing composite oxide according to any one of claims 1 to 3, wherein malic acid or maleic acid is used. 前記カルシウム含有複合酸化物が、ペロブスカイト型構造、ブラウンミレライト型構造、層状ペロブスカイト型構造、蛍石型構造、またはヨウ化カドミウム型構造と岩塩型構造とからなる層状構造を単相で有する請求項1〜4のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。   The calcium-containing composite oxide has a perovskite structure, a brown millerite structure, a layered perovskite structure, a fluorite structure, or a layered structure composed of a cadmium iodide structure and a rock salt structure in a single phase. The manufacturing method of the calcium containing complex oxide of any one of 1-4. 前記遷移金属元素含有化合物が、周期表7〜9族のいずれかの元素、またはランタノイド元素のいずれかの元素を含有する化合物である請求項1〜5のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。   The calcium-containing composite according to any one of claims 1 to 5, wherein the transition metal element-containing compound is a compound containing any element of Groups 7 to 9 of the periodic table or any element of a lanthanoid element. Production method of oxide. 前記遷移金属元素含有化合物が、鉄含有化合物、コバルト含有化合物、マンガン含有化合物、セリウム含有化合物またはニッケル含有化合物である請求項1〜6のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。   The method for producing a calcium-containing composite oxide according to any one of claims 1 to 6, wherein the transition metal element-containing compound is an iron-containing compound, a cobalt-containing compound, a manganese-containing compound, a cerium-containing compound, or a nickel-containing compound. . 前記溶媒が水である請求項1〜7のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。   The said solvent is water, The manufacturing method of the calcium containing complex oxide of any one of Claims 1-7. カルシウム含有化合物が、炭酸カルシウムおよび炭酸水素カルシウムからなる群から選択される一種以上である請求項1〜8のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。   The method for producing a calcium-containing composite oxide according to any one of claims 1 to 8, wherein the calcium-containing compound is one or more selected from the group consisting of calcium carbonate and calcium hydrogen carbonate. 前記溶液またはスラリーを調製する工程における溶液またはスラリーを調製する温度が30〜100℃である請求項1〜9のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。   The method for producing a calcium-containing composite oxide according to any one of claims 1 to 9, wherein a temperature for preparing the solution or slurry in the step of preparing the solution or slurry is 30 to 100 ° C. 前記焼成工程が粗焼成工程と本焼成工程とからなる場合に、本焼成工程における焼成温度が550〜1300℃である請求項1〜10のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。   When the said baking process consists of a rough baking process and a main baking process, the baking temperature in a main baking process is 550-1300 degreeC, The manufacture of the calcium containing complex oxide of any one of Claims 1-10. Method. 前記カルシウム含有複合酸化物が、下記式(1)、式(2)、式(3)、または式(4)のいずれかで表される請求項1〜11のいずれか1項に記載のカルシウム含有複合酸化物の製造方法。
Ce1−xCa2−δ (1)
(0<x≦0.5、0<δ≦0.25である。)
Ca1−xBiMnO (2)
(0≦x≦0.2である。)
Ca (3)
(Mは、Fe、CoまたはNiである。)
Ca (4)
(Mは、Fe、CoまたはNiである。)
The calcium according to any one of claims 1 to 11, wherein the calcium-containing composite oxide is represented by any of the following formula (1), formula (2), formula (3), or formula (4). A method for producing a composite oxide.
Ce 1-x Ca x O 2-δ (1)
(0 <x ≦ 0.5, 0 <δ ≦ 0.25)
Ca 1-x Bi x MnO 3 (2)
(0 ≦ x ≦ 0.2)
Ca 2 M 1 2 O 5 (3)
(M 1 is Fe, Co, or Ni.)
Ca 3 M 2 4 O 9 (4)
(M 2 is Fe, Co, or Ni.)
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