JP2671949B2 - チタニアゾルとその製造方法 - Google Patents

チタニアゾルとその製造方法

Info

Publication number
JP2671949B2
JP2671949B2 JP7197076A JP19707695A JP2671949B2 JP 2671949 B2 JP2671949 B2 JP 2671949B2 JP 7197076 A JP7197076 A JP 7197076A JP 19707695 A JP19707695 A JP 19707695A JP 2671949 B2 JP2671949 B2 JP 2671949B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sol
titania sol
compound
titanic acid
titania
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7197076A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0925123A (ja
Inventor
佐々木高義
遵 渡辺
Original Assignee
科学技術庁無機材質研究所長
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 科学技術庁無機材質研究所長 filed Critical 科学技術庁無機材質研究所長
Priority to JP7197076A priority Critical patent/JP2671949B2/ja
Publication of JPH0925123A publication Critical patent/JPH0925123A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2671949B2 publication Critical patent/JP2671949B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】この発明は、チタニアゾルとその
製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この発
明は、チタンを含有する各種セラミックスや有機高分子
とのコンポジット材料、あるいは顔料、塗料、化粧品、
さらには光触媒等の光機能性材料等として有用なチタニ
アゾルとその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来より、チタニアゾルの製
造方法として、たとえばTi(OC3 7 4 )等のチ
タンアルコキシドを水およびアルコール溶液と混合して
加水分解する方法が知られている。しかしながら、従来
の方法で製造されるチタニアゾルは、コロイド粒子がほ
ぼ等方的な形態を有し、結晶学的には無定形であるた
め、いくつかの応用において制約があった。
【0003】この発明は、以上の通りの事情を鑑みてな
されたものであり、従来のチタンアルコキシド由来のゾ
ルの限界を克服し、この従来のものとは異なり、異方性
を有する懸濁粒子であって、また、従来のゾルゲル法に
類似した取り扱いが可能である、新しいチタニアゾルと
その製造方法を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、組成式がTi2-x/4 4 x-(x
=0.60〜0.75)で示される形状異方性の薄片粒
子、たとえば厚さ1nm前後、横幅1μm前後の薄片粒
子が懸濁されていることを特徴とするチタニアゾルを提
供する。
【0005】また、この発明は、酸化セシウム(Cs2
O)または加熱により酸化セシウムとなる化合物と二酸
化チタンまたは加熱により二酸化チタンとなる化合物を
モル比1/4から1/7の割合に混合し、これを焼成し
て得られるチタン酸セシウムを酸水溶液と接触させ、層
状構造のチタン酸粉末を生成させ、次にこの粉末をアン
モニウム化合物またはアミン化合物の水溶液と混合攪拌
し、結晶を剥離分散することを特徴とする上記のチタニ
アゾルの製造法をも提供する。
【0006】さらに説明すると、上記のチタニアゾルに
ついては、原料粉末として、斜方晶系の層状チタン酸と
してのHx Ti2-x/4 4 ・nH2 Oとして表わされる
ものを、アンモニウム化合物、またはアミン化合物から
なるゾル化剤の水溶液と混合攪拌し、結晶を剥離分散す
ることからなる製造法をその態様としている。
【0007】
【実施の形態】この発明においては、上記の通り、層状
構造を有するチタン酸に化学的処理を施すことによっ
て、結晶構造の基本単位である薄片粒子、すなわち、チ
タニアの薄片ナノシートが溶液中に剥離、分散したゾル
が導かれる。このゾルは安定であり、長時間静置しても
固形物の沈殿はほとんど認められない。
【0008】また、このものは溶液状態であるため従来
のゾルゲル法に類似した取り扱いが可能である。このた
め、液相のpHや電解質濃度を制御したり、加熱または
凍結乾燥することによってチタニアナノシートを再凝集
させることが可能であり、低温で微粒、高比表面積のセ
ラミックスを合成したり有機高分子とのコンポジット材
料を誘導することが可能である。
【0009】また、チタンアルコキシド由来のゾルとは
異なり、懸濁薄片粒子は大きなサイズ異方性(たとえば
厚さ1nm前後×横幅1μm前後)を有し、従来のチタ
ニアゾルから得られるセラミックス粒子が概して球状で
あるのに対し、この発明によって得られるものは薄片状
であるという特異性を有している。そのため、展性、分
散性に優れ、顔料、塗料、化粧品等としての応用が考え
られる。
【0010】さらに、この発明のチタニアゾルは、溶液
状態で非常に大きな比表面積を保持しているため、いく
つかの化学反応に対して高い触媒性を示すことが期待さ
れる。添付した図面の図1は、層状チタン酸の結晶構造
を示したものである。また、この図面は結晶構造の(1
00)面への投影図である。
【0011】層状チタン酸の結晶系は、斜方晶系(a=
0.3783nm,b=1.8735nm,c=0.2
978nm)であり、TiO6 八面体が稜共有により連
鎖して、Ti2-x/4 4 x-の組成の2次元骨格構造を形
成している。このようなチタン酸粉末のゾル化は、上記
の通り、層状のチタン酸、より具体的には、Hx Ti
2-x/4 4 ・nH2 Oで表わされ、結晶構造が図1に示
した物質が点線の位置で剥離して2次元構造素片である
Ti2-x/4 4 x-のシート一枚ずつが水中に分散するこ
とによって引き起こされる。この場合の組成におけるX
の値については、その製造法との関係において、結晶構
造の安定性によって決まるもので、通常、このXの値
は、0.60〜0.75の範囲にある。
【0012】また、形状異方性としての薄片粒子(ナノ
シート)の厚みや横幅は、製造法にもよるが、一般的に
は、この発明では厚みが0.75nm前後、横幅が1μ
m前後である。ゾルの原料粉末である上記の斜方晶系の
層状チタン酸Hx Ti2-x/4 4 ・nH2 Oのその製造
方法については、すでに提案してもいる(特願平3−1
52121)。
【0013】この層状チタン酸にアミン化合物等のゾル
化剤の溶液を加え、機械的もしくは超音波で攪拌する
と、乳白色に懸濁したゾルが得られることになる。ゾル
化に用いられる化合物としては、テトラブチルアンモニ
ウム水酸化物(C4 9 4 NOHをはじめとして、テ
トラメチルアンモニウム水酸化物(CH34 NOH、
テトラエチルアンモニウム水酸化物(C2 5 4 NO
H、テトラプロピルアンモニウム水酸化物(C3 7
4 NOH、n−エチルアミンC2 5 NH2 、n−プロ
ピルアミンC3 7 NH2 、1−アミノ2−エタノール
CH2 NH2 −CH2 OH、1−アミノ3−プロパノー
ルCH2 NH2 −CH2 CH2 OH等があげられる。
【0014】以下、実施例を示してさらに詳しくこの発
明のチタニアゾルとその製造方法について説明する。
【0015】
【実施例】実施例1 炭酸セシウム(Cs2 CO3 )と二酸化チタン(TiO
2 )を1:5.3のモル比に混合し、これを蓋付白金ル
ツボに移し、電気炉中800℃で30分間加熱して炭酸
塩を分解した。この焼成物を再び摩砕して800℃で4
0時間焼成することにより斜方晶系のチタン酸セシウム
(Csx Ti2-x/4 4 )(x=0.70)を得た。
【0016】このチタン酸セシウムの粉末1gに対して
1規定の塩酸水溶液100cm3 の割合で接触させ、ス
ターラーで攪拌しながら室温で反応させた。この処理に
よりセシウムイオンが水素イオンに置き換わり組成式H
x Ti2-x/4 4 ・nH2 Oで示される層状チタン酸の
粉末が得られた。次にこの層状チタン酸粉末0.5gを
テトラブチルアンモニウム水酸化物水溶液100cm3
(濃度0.1mol dm-3)に加え、シェーカーで1
50rpm程度の振盪を行なった。
【0017】得られたチタニアゾルは乳白色で、そのま
ま長時間静置してもフラスコの底に固形物は認められな
かった。これに対し、比較として、チタン酸粉末0.5
gを水100cm3 と混合したものは、上澄みは透明と
なりフラスコの底に固体が沈殿していることが観察され
た。上記のこの発明の懸濁液を15,000rpmで3
0分程度遠心分離すると、遠沈管の底にのり状の固形物
が沈積した。上澄み液がほぼ透明となることより沈積物
はゾル中に懸濁していた微細粒子の集合体と考えられ
る。
【0018】こののり状物質を溶液より分離した直後に
X線回折分析を行った。添付した図面の図2は、チタニ
アゾルを遠心分離して得られたのり状沈積物のX線回折
チャートである。図2(a)は、上澄み液と分離した直
後の沈積物であり、図2(b)は空気中で乾燥させたも
のである。この図2(a)では2本の弱い反射が観測さ
れることを除いては非晶質に近いものであった。200
と002の二本の回折線は、a〜0.38nm、c〜
0.30nmの周期構造を示すものであり、図1の二次
元結晶格子、すなわちナノシートはこのゾル化・遠心分
離の過程で保持されていることが判明した。
【0019】このナノシートは、組成式Ti2-x/4 4
x-(x=0.70)で表わされるものであって、その厚
みは0.75nmで、横幅は1μmであることが確認さ
れた。次に、図2(b)に示したように、こののり状固
形物を空気中で乾燥すると、このナノシートが積み重な
ることに起因する回折線が現れた。その積み重なりの周
期は使用したゾル化剤に依存するが、テトラブチルアン
モニウムの場合には、1.76nmであった。
【0020】以上の結果からゾル化剤により、層状のチ
タン酸は、その結晶構造の基本単位である層一枚一枚
(チタニアナノシート)に剥離分散すること、これを乾
燥すると再びナノシートが凝集、積層することが証明さ
れた。一方ゾル化前後での固相の透過型および走査電子
顕微鏡像の観察によっても剥離現象が確かめられた。す
なわちゾル化剤で処理する前では層状チタン酸Hx Ti
2-x/4 4 ・nH2 Oは1μm×0.5μm前後の板状
結晶であるが、ゾル化後、乾燥した試料は、非常に薄い
厚みのフィルム状集合体に変化し、明かに剥離反応が起
きている証拠が得られた。実施例2 実施例1と同様な方法で合成した層状チタン酸Hx Ti
2-x/4 4 ・nH2 Oを0.2gとn−プロピルアミン
水溶液20cm3 を混合して激しく振盪したところ、乳
白色の懸濁液に変化した。このゾル溶液も安定であり、
そのX線回折法および透過型、走査型電子顕微鏡による
検討の結果、ゾル化剤としてテトラブチルアンモニウム
を用いた場合と同様、厚さ0.75nmのチタニアナノ
シートが懸濁したゾルであることが確かめられた。
【0021】
【発明の効果】この発明により、以上詳しく説明したと
おり、従来のチタンアルコキシド由来のゾルとは異な
り、異方性を有する薄片粒子が懸濁しており、また、従
来のゾルゲル法に類似した取り扱いが可能である、新し
いチタニアゾルが誘導される。さらに、この発明のチタ
ニアゾルは、液相のpHや電解質濃度を制御したり、加
熱または凍結乾燥することによってチタニアナノシート
を再凝集させることが可能であり、低温で微粒、高比表
面積のセラミックスを合成したり有機高分子とのコンポ
ジット材料を誘導することが可能である。また、優れた
展延性、分散性を示すため、顔料、塗料、化粧品として
の応用も期待できる。
【0022】さらに、溶液状態で非常に大きな比表面積
を保持しているため、いくつかの化学反応に対して高い
触媒性を示すことが期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】層状チタン酸の結晶構造を示した図である。
【図2】チタニアゾルを遠心分離して得られたのり状沈
積物の分離直後と、空気中乾燥後のX線回折チャート図
である。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成式Ti2-x/4 4 x-(x=0.60
    〜0.75)で示される、形状異方性の薄片粒子が懸濁
    されていることを特徴とするチタニアゾル。
  2. 【請求項2】 薄片粒子は、厚さが1nm前後、横幅が
    1μm前後である請求項1のチタニアゾル。
  3. 【請求項3】 酸化セシウムまたは加熱により酸化セシ
    ウムとなる化合物と二酸化チタンまたは加熱により二酸
    化チタンとなる化合物をモル比1/4から1/7の割合
    に混合し、これを焼成して得られるチタン酸セシウムを
    酸水溶液と接触させ、層状構造のチタン酸粉末を生成さ
    せ、次にこの粉末をアンモニウム化合物またはアミン化
    合物の水溶液と混合攪拌し、結晶を剥離分散させること
    を特徴とする請求項1または2のチタニアゾルの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 Hx Ti2-x/4 4 ・nH2 Oで示され
    る斜方晶系の層状チタン酸粉末を、アンモニウム化合物
    またはアミン化合物の水溶液と混合攪拌する請求項3の
    製造法。
JP7197076A 1995-07-10 1995-07-10 チタニアゾルとその製造方法 Expired - Lifetime JP2671949B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7197076A JP2671949B2 (ja) 1995-07-10 1995-07-10 チタニアゾルとその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7197076A JP2671949B2 (ja) 1995-07-10 1995-07-10 チタニアゾルとその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0925123A JPH0925123A (ja) 1997-01-28
JP2671949B2 true JP2671949B2 (ja) 1997-11-05

Family

ID=16368325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7197076A Expired - Lifetime JP2671949B2 (ja) 1995-07-10 1995-07-10 チタニアゾルとその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2671949B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006096897A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 National Institute For Materials Science 蛍光材料、その製造方法および発光デバイス
WO2006098309A1 (ja) 2005-03-16 2006-09-21 Otsuka Chemical Co., Ltd. 光輝性顔料水性媒体分散液および光輝性塗料
WO2007023679A1 (ja) 2005-08-25 2007-03-01 Otsuka Chemical Co., Ltd. 耐光性チタン酸塗膜及び耐光性チタン酸膜コーティング樹脂基板
US7767264B2 (en) 2005-01-31 2010-08-03 Otsuka Chemical Co., Ltd. Method for producing resin substrate coated with titanic acid film
WO2011116788A1 (en) 2010-03-25 2011-09-29 Saint Petersburg State University Layered titanates
JP2011253626A (ja) * 2010-05-31 2011-12-15 National Institute For Materials Science 燃料電池用電極触媒およびその製造方法
US8343455B2 (en) 2005-08-25 2013-01-01 Otsuka Chemical Co., Ltd. Flaky titanic acid having polymerizable functional groups, suspension of the same, and coating films made therefrom

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8163386B1 (en) * 1997-09-02 2012-04-24 Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. Fine hollow powder thin flaky titanium oxide powder obtained by pulverization of the fine hollow powder and processes for producing the same
TW473400B (en) 1998-11-20 2002-01-21 Asahi Chemical Ind Modified photocatalyst sol
WO2003016218A1 (fr) 2001-08-20 2003-02-27 Otsuka Chemical Co., Ltd. Acide titanique stratifie, acide titanique lamellaire, oxyde de titane lamellaire et procede de production d'acide titanique lamellaire
CA2477160A1 (en) * 2002-02-28 2003-09-04 Japan Science And Technology Agency Titania nanosheet alignment thin film, process for producing the same and article including the titania nanosheet alignment thin film
JP4504177B2 (ja) * 2004-12-27 2010-07-14 花王株式会社 層状チタン酸ナノシートの製造方法
JP4806564B2 (ja) * 2004-12-27 2011-11-02 花王株式会社 層状チタン酸ナノシート有機溶媒分散液
JP4559871B2 (ja) * 2005-02-10 2010-10-13 花王株式会社 固体酸触媒及び固体酸触媒によるニトリル化合物の製造方法
TW200631899A (en) 2005-03-09 2006-09-16 Tokai Ryokaku Tetsudo Kk Titanium oxide-coating agent, and forming method for titanium oxide-coating film
WO2006109705A1 (ja) * 2005-04-07 2006-10-19 Kao Corporation 光学器材用コーティング剤
JP4928134B2 (ja) * 2006-02-16 2012-05-09 花王株式会社 層状チタン酸ナノシート分散液
JP4928161B2 (ja) * 2006-05-30 2012-05-09 花王株式会社 チタン酸ナノシート分散液
JP4941980B2 (ja) * 2007-06-20 2012-05-30 独立行政法人物質・材料研究機構 酸化タングステンナノシート、および、その製造方法
JP2009029645A (ja) * 2007-07-25 2009-02-12 Nippon Chem Ind Co Ltd 薄片状含水酸化チタン及びその製造方法並びに薄片状酸化チタン
JP5431811B2 (ja) * 2009-07-06 2014-03-05 花王株式会社 チタン酸ナノロッド
JP7252614B2 (ja) * 2019-05-24 2023-04-05 国立研究開発法人物質・材料研究機構 ナノワイヤ構造体、その製造方法、イオン交換材料、光触媒材料、および、金属固定化材料

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006096897A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 National Institute For Materials Science 蛍光材料、その製造方法および発光デバイス
JP4635250B2 (ja) * 2004-09-30 2011-02-23 独立行政法人物質・材料研究機構 蛍光材料、その製造方法および発光デバイス
US7767264B2 (en) 2005-01-31 2010-08-03 Otsuka Chemical Co., Ltd. Method for producing resin substrate coated with titanic acid film
WO2006098309A1 (ja) 2005-03-16 2006-09-21 Otsuka Chemical Co., Ltd. 光輝性顔料水性媒体分散液および光輝性塗料
US7846249B2 (en) 2005-03-16 2010-12-07 Otsuka Chemical Co., Ltd. Pigment aqueous-medium dispersion and coating material
WO2007023679A1 (ja) 2005-08-25 2007-03-01 Otsuka Chemical Co., Ltd. 耐光性チタン酸塗膜及び耐光性チタン酸膜コーティング樹脂基板
US8343455B2 (en) 2005-08-25 2013-01-01 Otsuka Chemical Co., Ltd. Flaky titanic acid having polymerizable functional groups, suspension of the same, and coating films made therefrom
WO2011116788A1 (en) 2010-03-25 2011-09-29 Saint Petersburg State University Layered titanates
JP2011253626A (ja) * 2010-05-31 2011-12-15 National Institute For Materials Science 燃料電池用電極触媒およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0925123A (ja) 1997-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2671949B2 (ja) チタニアゾルとその製造方法
KR101233703B1 (ko) 산화 티타늄 졸, 그 제조 방법, 초미립자상 산화 티타늄, 그 제조 방법 및 용도
JPH0967124A (ja) 薄片状酸化チタンおよびその集合体である多孔体とそれらの製造方法
CN107954469B (zh) 一种制备四方相纳米钛酸钡的方法
JP2011184274A (ja) 薄片状チタン酸化物を配合した有機溶媒分散体及びその製造方法並びにそれを用いたチタン酸化物薄膜及びその製造方法
WO2020158332A1 (ja) リン酸チタン粉体、化粧料用白色顔料
EP2206682B1 (en) Organic solvent dispersion containing flaky titanium oxide, method for production of the dispersion, titanium oxide film using the dispersion, and method for production of the titanium oxide film
US20020150531A1 (en) Perovskite titanium-type composite oxide particle and productionprocess thereof
JPH10259023A (ja) 薄片状酸化チタンの製造方法、薄片状酸化チタンの集合体からなる酸化チタン多孔体及びその製造方法
KR101621831B1 (ko) 초미립자 이산화티타늄 및 그 제조 방법
US20060243943A1 (en) Perovskite titanium-type composite oxide particle and production process thereof
JP4035599B2 (ja) マンガン酸ナノシートおよびその製造方法
CN106629826B (zh) 一种二维结构钛酸钡纳米材料及其制备方法
JP2958440B2 (ja) 薄片状酸化チタンおよびその集合多孔体とそれらの製造方法
JP2528462B2 (ja) 六チタン酸ナトリウム微細粒子粉末の製造法
KR102257545B1 (ko) 육각 판상 알루미나 단결정 입자 및 그 제조방법
JPS61146713A (ja) チタン酸バリウムの製造方法
JP5415864B2 (ja) 塗料組成物
JP4689020B2 (ja) 結晶性酸化チタン単分子膜の作製法
JPH0573695B2 (ja)
JP3415733B2 (ja) チタン酸カルシウム微粒子の製造方法
JPH0524089B2 (ja)
JP2000007311A (ja) ビス(リン酸−水素)チタンの双晶粒子およびその製造方法
JPH01167227A (ja) チタン系ペロブスカイト型セラミック原料の製造法
JP2005001905A (ja) マンガン・コバルト薄片状酸化物

Legal Events

Date Code Title Description
S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term