JP2020055735A - ピロリン酸チタンの製造方法、リン酸チタンの製造方法及びプロトン伝導体の製造方法 - Google Patents
ピロリン酸チタンの製造方法、リン酸チタンの製造方法及びプロトン伝導体の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】下記一般式(1):(Ti1−xMx)P2O7(1)で表されるピロリン酸チタンの製造方法であって、二酸化チタン、リン酸、界面活性剤及び溶媒を含有する原料混合スラリー(1)を調製する第1工程と、該原料混合スラリー(1)を加熱処理して、原料加熱処理物スラリー(2)を得る第2工程と、該原料加熱処理物スラリー(2)を噴霧乾燥処理して、下記一般式(2)で表されるリン酸チタンを含有する反応前駆体を得る第3工程と、該反応前駆体を焼成する第4工程と、を有することを特徴とするピロリン酸チタンの製造方法。
【選択図】図1
Description
(Ti1−xMx)P2O7 (1)
(式中、0≦x≦0.5であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるピロリン酸チタンの製造方法であって、
二酸化チタン、リン酸、界面活性剤及び溶媒を含有する原料混合スラリー(1)を調製する第1工程と、
該原料混合スラリー(1)を加熱処理して、原料加熱処理物スラリー(2)を得る第2工程と、
該原料加熱処理物スラリー(2)を噴霧乾燥処理して、下記一般式(2):
(Ti1−yMy)(HPO4)2・nH2O (2)
(式中、0≦y≦1.0であり、0≦n≦1であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるリン酸チタンを含有する反応前駆体を得る第3工程と、
該反応前駆体を焼成する第4工程と、
を有することを特徴とするピロリン酸チタンの製造方法を提供するものである。
(Ti1−yMy)(HPO4)2・nH2O (2)
(式中、0≦y≦1.0であり、0≦n≦1であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるリン酸チタンの製造方法であって、
二酸化チタン、リン酸、界面活性剤及び水溶媒を含有する原料混合スラリー(1)を調製する第1工程と、
該原料混合スラリー(1)を加熱処理して、原料加熱処理物スラリー(2)を得る第2工程と、
該原料加熱処理物スラリー(2)を噴霧乾燥処理して、前記一般式(2)で表されるリン酸チタンを得る第3工程と、
を有することを特徴とするリン酸チタンの製造方法を提供するものである。
(Ti1−xMx)P2O7 (1)
(式中、0≦x≦0.5であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるピロリン酸チタンの製造方法であって、
二酸化チタン、リン酸、界面活性剤及び溶媒を含有する原料混合スラリー(1)を調製する第1工程と、
該原料混合スラリー(1)を加熱処理して、原料加熱処理物スラリー(2)を得る第2工程と、
該原料加熱処理物スラリー(2)を噴霧乾燥処理して、下記一般式(2):
(Ti1−yMy)(HPO4)2・nH2O (2)
(式中、0≦y≦1.0であり、0≦n≦1であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるリン酸チタンを含有する反応前駆体を得る第3工程と、
該反応前駆体を焼成する第4工程と、
を有することを特徴とするピロリン酸チタンの製造方法である。
(1):
(Ti1−xMx)P2O7 (1)
(式中、0≦x≦0.5であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるピロリン酸チタンである。
(Ti1−yMy)(HPO4)2・nH2O (2)
(式中、0≦y≦1.0であり、0≦n≦1であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるリン酸チタンが生成する。そして、第2工程では、原料混合スラリー(1)を加熱処理することにより、前記一般式(2)で表されるリン酸チタンを含有する原料加熱処理物スラリー(2)が得られる。
(Ti1−yMy)(HPO4)2・nH2O (2)
(式中、0≦y≦1.0であり、0≦n≦1であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるリン酸チタンの製造方法であって、
二酸化チタン、リン酸、界面活性剤及び水溶媒を含有する原料混合スラリー(1)を調製する第1工程と、
該原料混合スラリー(1)を加熱処理して、原料加熱処理物スラリー(2)を得る第2工程と、
該原料加熱処理物スラリー(2)を噴霧乾燥処理して、前記一般式(2)で表されるリン酸チタンを得る第3工程と、
を有することを特徴とするリン酸チタンの製造方法である。
<評価装置>
・X線回折:リガク社 UltimaIVを用いた。
線源としてCu−Kαを用いた。測定条件は、管電圧40kV、管電流40mA、走査速度0.1°/secとした。
・ラマン分光装置:サーモフィッシャーサイエンティフィック製 NicoletAlm
ega XRを用いた。測定条件は、レーザー波長を532nmとした。
<第1工程>
純水11.5Lに室温(25℃)でスリーワンモーター攪拌機を用いて攪拌しながら、純度89.9%のアナターゼ型二酸化チタン(平均粒径4μm、BET比表面積323m2/g、アナターゼ型の含有量が99.9質量%)1500g、アニオン系界面活性剤(ポリカルボン酸アンモニウム:サンノプロ社製SNディスパーサント5468)130.5g、85質量%リン酸(含水率15質量%)3880.9gの順に仕込んで、原料混合スラリー(1)を調製した。
<第2工程>
次いで、撹拌下にこの原料混合スラリー(1)を、30℃/hで90℃まで昇温し、そのまま90℃で8時間保持した後、室温(25℃)まで放冷して、原料加熱処理物スラリー(2)を得た。
<第3工程>
次いで、220℃に設定したスプレードライヤーに、2.4L/hの供給速度で、原料加熱処理物スラリー(2)を供給し、乾燥物を得た。スプレードライヤーの内部を目視で観察したところ、内部付着分は少なく、回収率は固形分基準で96%であった。得られた乾燥物をX線回折分析したところ、α−Ti(HPO4)2(H2O)であった(図1)。また、ラマンスペクトル分析したところ700cm−1にピークが確認された(図2)。
<第4工程及び第5工程>
次いで、得られた反応前駆体を大気中850℃で4時間、焼成し、焼成物を得た。
次いで、焼成物を気流粉砕機で粉砕を行い、粉砕物を得た。
得られた粉砕物をX線回折分析したところ、粉砕物は単相のTiP2O7であった(図3)。これをピロリン酸チタン試料とした。
純水11.5Lに室温(25℃)でスリーワンモーター攪拌機を用いて攪拌しながら純度89.9%のアナターゼ型二酸化チタン(平均粒径4μm、BET比表面積323m2/g、アナターゼ型の含有量が99.9質量%)1500g、アニオン系界面活性剤(ポリカルボン酸アンモニウム:サンノプロ社製SNディスパーサント5468)130.5g、85質量%リン酸(含水率15質量%)3880.9gの順に仕込み、8時間攪拌して、原料混合スラリー(1)を得た。
次いで、220℃に設定したスプレードライヤーに、2.4L/hの供給速度で原料混合スラリー(1)を供給したが、スラリーのほぼ全量がスプレードライヤー内部に付着した。付着物をラマンスペクトル分析したところ700cm−1付近のピークは確認されなかった(図4)。
純水11.5Lに室温(25℃)でスリーワンモーター攪拌機を用いて攪拌しながら純度89.9%のアナターゼ型二酸化チタン(平均粒径4μm、BET比表面積323m2/g、アナターゼ型の含有量が99.9質量%)1500g、85質量%リン酸(含水率15質量%)3880.9gの順に仕込み、8時間攪拌して原料混合スラリー(1)を得た。
次いで、撹拌下にこのスラリーを30℃/hで90℃まで昇温したところ、ゲル化して、攪拌不能となった。ゲル化したケーキをラマンスペクトル分析したところ700cm−1付近のピークは確認された。
実施例で得られたピロリン酸チタン試料について、平均粒子径、BET比表面積を測定した。なお、平均粒径はレーザー回折散乱法により求めた。また、実施例1で得られたピロリン酸チタン試料の粒度分布図を図5に示す。図5から明らかなように実施例1で得られたピロリン酸チタン試料は粒度分布がシャープなものであることが分かる。
<成型体の作製>
実施例で得られたピロリン酸チタン試料0.46gと85質量%リン酸 0.09gをメノウ乳鉢で10分間、混合した。得られた混合物をφ10mmの金型に全量入れ、300kgの圧力で円柱型ペレット状に成形し、粉末成形体を作製した。得られた粉末成型体を、乾燥機にて120℃で1時間乾燥後、電気炉にて400℃で1時間焼成して、セラミック成型体を得た。
<導電率の測定>
JISK7194に準拠した低抵抗率計ロレスターGP、MCT−T600(三菱化学株式会社製)を用いてPSPプローブ(電極間隔1.5mm)使用、リミッタ電圧10Vにて4探針法による(25℃)での導電率(S/cm)測定を行った。
<第1工程>
純水11.5Lに室温(25℃)でスリーワンモーター攪拌機を用いて攪拌しながら、純度89.9%のアナターゼ型二酸化チタン(平均粒径4μm、BET比表面積323m2/g、アナターゼ型の含有量が99.9質量%)1500g、ZrO2換算で純度28.2%の水酸化ジルコニウム819.4g、アニオン系界面活性剤(ポリカルボン酸アンモニウム:サンノプロ社製SNディスパーサント5468)130.5g、85質量%リン酸(含水率15質量%)3880.9gの順に仕込んで、原料混合スラリー(1)を調製した。
<第2工程〜第3工程>
次いで、実施例1と同様にして第2工程〜第3工程を実施して、反応前駆体を得た。第3工程で得られた反応前駆体を、ラマンスペクトル分析したところ700cm−1にピークが確認された。また、反応前駆体をX線回折分析したところ、異相は観察されず、α−(Ti)(HPO4)2(H2O)に、Zrをモル比(Zr/Ti)0.1で含有させたリン酸チタンであり、X線回折的には単相のα−(Ti)(HPO4)2(H2O)であることを確認した。
また、第3工程において、噴霧乾燥後のスプレードライヤーの内部を実施例1と同様に目視で観察したところ、内部付着物は少なく、回収率は固形分基準で95%であった。
<第4工程〜第5工程>
次いで、得られた反応前駆体に対して実施例1と同様に第4工程〜第5工程を実施して粉砕物を得た。
得られた粉砕物をX線回折分析したところ、異相は観察されず、Zrをモル比(Zr/Ti)0.1で含有させたピロリン酸チタンであり、X線回折的には単相のTiP2O7であることを確認した(図6)。これをピロリン酸チタン試料とした。
このピロリン酸チタン試料について、実施例1と同様にして平均粒径、BET比表面積を測定した結果、平均粒径は1.2μmで、BET比表面積は11.67m2/gであった。また、ピロリン酸チタン試料の粒度分布図を図7に示す。
Claims (13)
- 下記一般式(1):
(Ti1−xMx)P2O7 (1)
(式中、0≦x≦0.5であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるピロリン酸チタンの製造方法であって、
二酸化チタン、リン酸、界面活性剤及び溶媒を含有する原料混合スラリー(1)を調製する第1工程と、
該原料混合スラリー(1)を加熱処理して、原料加熱処理物スラリー(2)を得る第2工程と、
該原料加熱処理物スラリー(2)を噴霧乾燥処理して、下記一般式(2):
(Ti1−yMy)(HPO4)2・nH2O (2)
(式中、0≦y≦1.0であり、0≦n≦1であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるリン酸チタンを含有する反応前駆体を得る第3工程と、
該反応前駆体を焼成する第4工程と、
を有することを特徴とするピロリン酸チタンの製造方法。 - 前記第1工程において、更に、M源(Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)を、前記原料混合スラリー(1)に含有させることを特徴とする請求項1記載のピロリン酸チタンの製造方法。
- 前記二酸化チタンがアナターゼ型であることを特徴とする請求項1又は2いずれか1項記載のピロリン酸チタンの製造方法。
- 前記第1工程における前記原料混合スラリー(1)中の二酸化チタンの固形分としての含有量が、前記混合スラリー(1)全量に対して、0.3〜40質量%であることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載のピロリン酸チタンの製造方法。
- 前記界面活性剤が、アニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載のピロリン酸チタンの製造方法。
- 前記アニオン系界面活性剤が、ポリカルボン酸系界面活性剤であることを特徴とする請求項5記載のピロリン酸チタンの製造方法。
- 前記第2工程における加熱処理温度が、50〜120℃であることを特徴とする請求項1〜6いずれか1項記載のピロリン酸チタンの製造方法。
- 前記反応前駆体は、ラマンスペクトル分光分析において、700cm−1付近にピークが観察されるものであることを特徴とする請求項1〜7いずれか1項記載のピロリン酸チタンの製造方法。
- 前記第4工程における焼成温度が、600〜1100℃であること特徴とする請求項1〜8いずれか1項記載のピロリン酸チタンの製造方法。
- 更に、前記第4工程を行い得られる焼成物を粉砕処理する第5工程を有すること特徴とする請求項1〜9いずれか1項記載のピロリン酸チタンの製造方法。
- 下記一般式(2):
(Ti1−yMy)(HPO4)2・nH2O (2)
(式中、0≦y≦1.0であり、0≦n≦1であり、Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)
で表されるリン酸チタンの製造方法であって、
二酸化チタン、リン酸、界面活性剤及び水溶媒を含有する原料混合スラリー(1)を調製する第1工程と、
該原料混合スラリー(1)を加熱処理して、原料加熱処理物スラリー(2)を得る第2工程と、
該原料加熱処理物スラリー(2)を噴霧乾燥処理して、前記一般式(2)で表されるリン酸チタンを得る第3工程と、
を有することを特徴とするリン酸チタンの製造方法。 - 前記第1工程において、更に、M源(Mは、Mg、Zn、Cu、Fe、Cr、Mn、Ni、Al、B、Na、K、F、Cl、Br、I、Ca、Sr、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Y、Yb、Si、S、Mo、W、V、Bi、Te、Pb、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Ga、Ge、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy及びHoから選ばれる1種又は2種以上の金属元素を示す。)を、前記原料混合スラリー(1)に含有させることを特徴とする請求項11記載のリン酸チタンの製造方法。
- 請求項1〜10いずれか1項記載のピロリン酸チタンの製造方法を行い得られるピロリン酸チタンと、リンのオキソ酸と、を混合し、次いで、得られる混合物を加熱処理するA1工程を有することを特徴とするプロトン伝導体の製造方法。
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
CN112299823A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-02-02 | 先导薄膜材料(广东)有限公司 | 一种氧化物靶材及其制备方法 |
WO2022210091A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 板状ピロリン酸チタンおよびその製造方法 |
CN115259122A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-11-01 | 承德莹科精细化工股份有限公司 | 一种焦磷酸钛的制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0283203A (ja) * | 1987-09-16 | 1990-03-23 | Henkel Kgaa | 燐酸亜鉛処理用活性化燐酸チタンの製法 |
JP2000007311A (ja) * | 1998-06-24 | 2000-01-11 | Tayca Corp | ビス(リン酸−水素)チタンの双晶粒子およびその製造方法 |
JP2007044602A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Kanto Chem Co Inc | 触媒担体、金属固定化触媒、その製造方法およびそれを用いたアルコールの酸化方法 |
JP2010123469A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Panasonic Corp | プロトン伝導構造体の製造方法 |
JP2013155052A (ja) * | 2012-01-26 | 2013-08-15 | Sakai Chem Ind Co Ltd | 粒子状組成物、粒子状組成物の製造方法、及び、粒子状組成物分散体 |
-
2019
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0283203A (ja) * | 1987-09-16 | 1990-03-23 | Henkel Kgaa | 燐酸亜鉛処理用活性化燐酸チタンの製法 |
JP2000007311A (ja) * | 1998-06-24 | 2000-01-11 | Tayca Corp | ビス(リン酸−水素)チタンの双晶粒子およびその製造方法 |
JP2007044602A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Kanto Chem Co Inc | 触媒担体、金属固定化触媒、その製造方法およびそれを用いたアルコールの酸化方法 |
JP2010123469A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Panasonic Corp | プロトン伝導構造体の製造方法 |
JP2013155052A (ja) * | 2012-01-26 | 2013-08-15 | Sakai Chem Ind Co Ltd | 粒子状組成物、粒子状組成物の製造方法、及び、粒子状組成物分散体 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112299823A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-02-02 | 先导薄膜材料(广东)有限公司 | 一种氧化物靶材及其制备方法 |
WO2022210091A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 板状ピロリン酸チタンおよびその製造方法 |
CN115259122A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-11-01 | 承德莹科精细化工股份有限公司 | 一种焦磷酸钛的制备方法 |
CN115259122B (zh) * | 2022-07-22 | 2023-06-30 | 承德莹科精细化工股份有限公司 | 一种焦磷酸钛的制备方法 |
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