JP3004291B2 - Method for producing crystalline layered phosphoric acid compound - Google Patents

Method for producing crystalline layered phosphoric acid compound

Info

Publication number
JP3004291B2
JP3004291B2 JP1286684A JP28668489A JP3004291B2 JP 3004291 B2 JP3004291 B2 JP 3004291B2 JP 1286684 A JP1286684 A JP 1286684A JP 28668489 A JP28668489 A JP 28668489A JP 3004291 B2 JP3004291 B2 JP 3004291B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phosphoric acid
crystalline layered
tetravalent metal
steam
compound
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
JP1286684A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03150214A (en
Inventor
俊吉 植田
智恵 吹田
雅彦 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tayca Corp
Original Assignee
Tayca Corp
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 Tayca Corp filed Critical Tayca Corp
Priority to JP1286684A priority Critical patent/JP3004291B2/en
Priority to US07/603,051 priority patent/US5085845A/en
Priority to EP90120630A priority patent/EP0426048B1/en
Priority to DE69007586T priority patent/DE69007586T2/en
Publication of JPH03150214A publication Critical patent/JPH03150214A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3004291B2 publication Critical patent/JP3004291B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は結晶性層状リン酸化合物の製造方法に関す
る。さらに詳しくは、本発明は4価金属化合物とリン酸
源とを原料とし、両者を混合し加熱反応させる際に、水
蒸気を吹き込むことにより、常圧下の反応によって、短
時間で、かつ高効率に結晶性層状リン酸化合物を製造す
る方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a crystalline layered phosphate compound. More specifically, the present invention uses a tetravalent metal compound and a phosphoric acid source as raw materials, mixes the two, and performs a heating reaction. The present invention relates to a method for producing a crystalline layered phosphoric acid compound.

上記本発明により得られる結晶性層状リン酸化合物
は、大きな固体酸性を示し、かつ大きな層間距離を有し
ているので、各種カチオン(Na+、Ag+、Cs+など)や塩
基性物質、有機アミン類などとの反応性が大きく、たと
えば吸着剤、無機イオン交換体、インターカレーション
などへ応用することができる。
The crystalline layered phosphoric acid compound obtained according to the present invention has a large solid acidity and a large interlayer distance, and thus has various cations (such as Na + , Ag + , Cs + ), basic substances, and organic substances. It has high reactivity with amines and the like, and can be applied to, for example, adsorbents, inorganic ion exchangers, and intercalation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、結晶性層状リン酸化合物の製造方法としては、
還流法や、フッ化錯体法などが採用されていた(た
とえば、「無機高分子−ハイブリッドポリマーの応
用」、CMC社刊、p278〜279)。
Conventionally, as a method for producing a crystalline layered phosphoric acid compound,
The reflux method, the fluoride complex method, and the like have been adopted (for example, “Application of Inorganic Polymer-Hybrid Polymer”, published by CMC, pp. 278-279).

上記の還流法は、無定形のリン酸塩を濃リン酸中
で、24〜100時間還流することによって結晶性層状リン
酸化合物を製造する方法であるが、この方法では、濃リ
ン酸を大過剰に使用することと、反応に長時間を要する
ため、工業的には経済性に欠けるという問題があった。
The above-mentioned reflux method is a method for producing a crystalline layered phosphoric acid compound by refluxing an amorphous phosphate in concentrated phosphoric acid for 24 to 100 hours. Excessive use and a long time for the reaction have caused a problem of lack of economic efficiency industrially.

また、上記のフッ化錯体法は、有毒なフッ化水素を
使用するため、安全性に欠けるという問題があった。
Further, the above fluorinated complex method has a problem of lack of safety because toxic hydrogen fluoride is used.

また、結晶性層状リン酸ジルコニウムの場合は、水熱
合成法による製造方法が提案されているが(特開昭62−
226807号公報)、水熱合成法は高温、高圧を必要とし、
工業的規模での製造方法として採用する場合には、高圧
下でリン酸のような強酸に耐える装置を使用する必要が
あり、装置の材料面で種々の問題を有していた。
In the case of crystalline layered zirconium phosphate, a production method by a hydrothermal synthesis method has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No.
226807), hydrothermal synthesis requires high temperature and pressure,
When employed as a production method on an industrial scale, it is necessary to use a device that can withstand a strong acid such as phosphoric acid under high pressure, and there have been various problems in terms of material of the device.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記のように、従来の結晶性層状リン酸化合物の製造
方法は、 (1) 大過剰の濃リン酸を使用するため、経済性に欠
ける (2) 反応に長時間を要する (3) 有毒なフッ化水素を使用するので、安全性に欠
ける などの問題を有していた。また、従来の製造方法では、
上記のような工程上の問題ばかりでなく、層間距離が非
常に大きい化合物〔たとえば、Ce(HPO4・2H2Oな
ど〕を得ることができないという問題もあった。
As described above, the conventional method for producing a crystalline layered phosphoric acid compound has the following disadvantages. (1) Lack of economy due to use of a large excess of concentrated phosphoric acid (2) Long reaction time (3) Poisonous Since hydrogen fluoride was used, there were problems such as lack of safety. Also, in the conventional manufacturing method,
In addition to the above-mentioned problems in the process, there is also a problem that a compound having an extremely large interlayer distance (for example, Ce (HPO 4 ) 2 .2H 2 O) cannot be obtained.

したがって、本発明は、それらの問題点を解消し、常
圧下の反応によって、短時間で、かつ高効率に結晶性層
状リン酸化合物を製造することができる方法を提供する
ことを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to solve these problems and to provide a method capable of producing a crystalline layered phosphate compound in a short time and with high efficiency by a reaction under normal pressure.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、結晶性層状リン酸化合物の製造にあたり、
原料の4価金属化合物とリン酸源とを混合して加熱反応
させる際に、水蒸気を反応系内に吹き込むことによっ
て、上記目的を達成したものである。
The present invention relates to the production of a crystalline layered phosphoric acid compound,
The above object has been achieved by blowing steam into the reaction system when mixing and heating a tetravalent metal compound as a raw material and a phosphoric acid source.

すなわち、結晶性層状リン酸化合物は結晶水を有する
化合物であるが、4価金属化合物とリン酸源との反応時
に、水蒸気を外部から導入して、水蒸気の存在下で4価
金属化合物とリン酸源とを常圧下で反応させると、反応
生成物が結晶水を持ちやすい状態になり、目的とする結
晶性層状リン酸化合物が短時間で得られるようになる。
また、反応が容易に進行するようになるので、大過剰の
リン酸源を使用しなくても結晶性層状リン酸化合物が得
られるようになり、効率が向上する。
That is, the crystalline layered phosphoric acid compound is a compound having water of crystallization, but when the tetravalent metal compound reacts with the phosphoric acid source, water vapor is introduced from the outside, and the tetravalent metal compound and the phosphoric acid are reacted in the presence of the water vapor. When the reaction with the acid source is carried out under normal pressure, the reaction product tends to have water of crystallization, and the desired crystalline layered phosphoric acid compound can be obtained in a short time.
Further, since the reaction proceeds easily, a crystalline layered phosphoric acid compound can be obtained without using a large excess of a phosphoric acid source, and the efficiency is improved.

たとえば、従来の還流法では、24〜100時間程度(通
常は48時間程度)の反応時間を要したが、本発明によれ
ば、3〜5時間程度の反応時間で目的とする結晶性層状
リン酸化合物が得られるようになる。また、還流法で
は、濃リン酸を大過剰〔P2O5/MO2(ただし、Mは4価金
属元素で、MO2は4価金属元素の酸化物を示す)のモル
比に換算して4価金属化合物に対して少なくとも10倍以
上〕に使用しなければならなかったが、本発明によれ
ば、P2O5/MO2のモル比に換算して4価金属化合物に対し
て多くても2.5倍程度のリン酸源の使用で目的とする結
晶性層状リン酸化合物を得ることができる。
For example, in the conventional reflux method, a reaction time of about 24 to 100 hours (generally about 48 hours) was required. However, according to the present invention, the desired crystalline layered phosphorous was obtained in a reaction time of about 3 to 5 hours. An acid compound is obtained. In the reflux method, concentrated phosphoric acid is converted to a molar excess of P 2 O 5 / MO 2 (where M is a tetravalent metal element and MO 2 is an oxide of a tetravalent metal element). According to the present invention, the molar ratio of P 2 O 5 / MO 2 to the tetravalent metal compound is The desired crystalline layered phosphoric acid compound can be obtained by using a phosphate source at most about 2.5 times.

また、結晶性層状リン酸セリウムの場合、従来法では
化学式Ce(HPO4・1.33H2Oで示される層間距離が15.
9Å(1.59nm)のものしか得られなかったが、本発明に
よれば、水蒸気の導入により、反応生成物が結晶水を持
ちやすい状態にして反応を進行させるので、化学式Ce
(HPO4・2H2Oで示される層間距離が18.0Åの大きい
結晶性層状リン酸セリウムが得られるようになる。
In the case of crystalline layered cerium phosphate, the interlayer distance represented by the chemical formula Ce (HPO 4 ) 2 · 1.33H 2 O is 15.
Although only 9 本 (1.59 nm) was obtained, according to the present invention, the introduction of steam promotes the reaction by making the reaction product easy to have water of crystallization.
(HPO 4) an interlayer distance indicated by 2 · 2H 2 O is so large crystalline layered cerium phosphate of 18.0Å is obtained.

しかし、水蒸気を反応系内に導入しない場合には、3
〜5時間程度の短い反応時間では、反応がまったく進行
しないか、あるいは目的とする結晶性層状リン酸化合物
以外のものしか得られない。
However, when steam is not introduced into the reaction system, 3
If the reaction time is as short as about 5 hours, the reaction does not proceed at all, or only the desired crystalline layered phosphoric acid compound can be obtained.

本発明の実施にあたり、4価金属化合物としては、チ
タン、ジルコニウム、ハフニウム、ゲルマニウム、ス
ズ、鉛などの第4族金属元素およびセリウムよりなる群
から選ばれる少なくとも1種の金属元素の酸化物、水酸
化物、短酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物などが用いら
れ、リン酸源としては、リン酸(たとえば市販の85%リ
ン酸など)や、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リ
ン酸アンモニウムなどのリン酸塩などが用いられる。
In the practice of the present invention, as the tetravalent metal compound, an oxide of at least one metal element selected from the group consisting of Group 4 metal elements such as titanium, zirconium, hafnium, germanium, tin, lead and cerium; Oxides, short acid salts, sulfates, nitrates, chlorides, etc. are used. Phosphoric acid sources include phosphoric acid (for example, commercially available 85% phosphoric acid), sodium phosphate, potassium phosphate, and ammonium phosphate And the like.

そして、用いる4価金属化合物の種類によって異なっ
た2つの反応様式を採ることができる。
Then, two different reaction modes can be adopted depending on the type of the tetravalent metal compound used.

その1つは、4価金属化合物が第4族金属元素または
セリウムの酸化物、水酸化物、炭酸塩またはそれらの混
合物の場合、リン酸源としてリン酸を用い、上記の4価
金属化合物とリン酸源とを混合し、水蒸気を吹き込み、
水蒸気の存在下で両者を常圧下で加熱反応させる方法で
ある。
One is that when the tetravalent metal compound is a Group 4 metal element or an oxide, hydroxide, carbonate of cerium or a mixture thereof, phosphoric acid is used as a phosphoric acid source, and Mix with a phosphoric acid source, blow steam,
In this method, both are heated and reacted under normal pressure in the presence of steam.

他の1つは、4価金属化合物が第4族金属元素または
セリウムの水可溶性塩、たとえば硫酸塩、硝酸塩、塩化
物またはそれらの混合物の場合、リン酸源としてリン酸
または水可溶性のリン酸塩、たとえばリン酸ナトリウ
ム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウムなどを用い、
上記の4価金属化合物の水溶液とリン酸源の水溶液と
を、室温下または水の沸騰温度以下の加熱下において、
攪拌、混合することにより、ゲル状沈殿を生成させ、濾
別後、水蒸気を吹き込み、4価金属化合物とリン酸源と
をゲル状沈殿物にして水蒸気の存在下で常圧下で加熱反
応させる方法である。
Another is that when the tetravalent metal compound is a water-soluble salt of a Group 4 metal element or cerium, for example, sulfate, nitrate, chloride or a mixture thereof, phosphoric acid or water-soluble phosphoric acid is used as a phosphoric acid source. Using salts such as sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate,
An aqueous solution of the above tetravalent metal compound and an aqueous solution of a phosphoric acid source are heated at room temperature or under the boiling temperature of water,
A method in which a gel-like precipitate is generated by stirring and mixing, and after filtration, steam is blown into the gel to precipitate a tetravalent metal compound and a phosphoric acid source under a normal pressure in the presence of steam to cause a heat reaction. It is.

いずれの場合においても、水蒸気雰囲気中での反応時
の原料のモル比、つまり、4価金属化合物とリン酸源と
のモル比は、P2O5/MO2(ただし、Mは4価金属元素で、
MO2は4価金属元素の酸化物を示す)のモル比に換算し
て、0.5〜2.5の範囲にするのが好ましい。すなわち、上
記モル比が0.5未満では、原料の4価金属化合物が未反
応で残る量が多くなり、また上記モル比が2.5より大き
くなると、過剰のリン酸が残るため不経済である。より
望ましいモル比は1.0〜2.0の範囲である。
In any case, the molar ratio of the raw materials during the reaction in the steam atmosphere, that is, the molar ratio between the tetravalent metal compound and the phosphoric acid source is P 2 O 5 / MO 2 (where M is a tetravalent metal Element
MO 2 is an oxide of a tetravalent metal element), and is preferably in the range of 0.5 to 2.5 in terms of the molar ratio. That is, when the molar ratio is less than 0.5, the amount of the unreacted tetravalent metal compound remaining as a raw material increases, and when the molar ratio exceeds 2.5, excess phosphoric acid remains, which is uneconomical. A more desirable molar ratio is in the range of 1.0 to 2.0.

水蒸気量は、特に限定されるものではないが、通常、
反応容器の反応混合物上部のヘッドスペースに外部から
水蒸気を吹き込むことによって行われる。
The amount of water vapor is not particularly limited, but usually,
This is performed by blowing steam from the outside into the head space above the reaction mixture in the reaction vessel.

水蒸気の反応系内への吹き込みにあたっては、反応温
度が下がらないように、水蒸気を反応温度と同程度の温
度にまで加熱しておくことが望ましい。
In blowing steam into the reaction system, it is desirable to heat the steam to a temperature substantially equal to the reaction temperature so that the reaction temperature does not decrease.

水蒸気の吹き込みは、反応の極く初期の段階では必ず
しも必要ではないが、反応系内から遊離の水分が蒸発し
た後は、必ず水蒸気を吹き込む必要がある。もとより、
加熱反応中、常時、水蒸気を反応系内に吹き込んでもよ
い。
The blowing of steam is not always necessary at the very early stage of the reaction, but it is necessary to blow steam after free moisture evaporates from the reaction system. Of course,
During the heating reaction, steam may be constantly blown into the reaction system.

結晶性層状リン酸化合物としては、従来からも、たと
えば下記に示すものが知られている。
As the crystalline layered phosphoric acid compound, for example, the following compounds have been known.

Ti(HPO4・H2O(層間距離;7.6Å) Ti(HPO4・2H2O(層間距離:11.6Å) Zr(HPO4・H2O(層間距離:7.6Å) Zr(HPO4・2H2O(層間距離:12.2Å) Hf(HPO4・H2O(層間距離:7.6Å) Sn(HPO4・2H2O(層間距離:7.8Å) Pb(HPO4・H2O(層間距離:7.8Å) Ce(HPO4・1.33H2O(層間距離:15.9Å) 本発明によれば、もとより、これらの結晶性層状リン
酸化合物を、従来法に比べて、短時間で、かつ高能率に
製造することができる。
Ti (HPO 4) 2 · H 2 O ( interlayer distance; 7.6Å) Ti (HPO 4) 2 · 2H 2 O ( interlayer distance: 11.6Å) Zr (HPO 4) 2 · H 2 O ( interlayer distance: 7.6 Å ) Zr (HPO 4) 2 · 2H 2 O ( interlayer distance: 12.2Å) Hf (HPO 4) 2 · H 2 O ( interlayer distance: 7.6Å) Sn (HPO 4) 2 · 2H 2 O ( interlayer distance: 7.8 Å) Pb (HPO 4) 2 · H 2 O ( interlayer distance: 7.8Å) Ce (HPO 4) 2 · 1.33H 2 O ( interlayer distance: 15.9Å) According to the present invention, as well, these crystalline layered The phosphoric acid compound can be produced in a shorter time and with higher efficiency than the conventional method.

さらに、本発明によれば、従来法では製造することが
できなかった層間距離の大きい結晶性層状リン酸セリウ
ム、つまり、下記の化学式で示される2分子の結晶水を
持った層間距離が18.0Åの結晶性層状リン酸セリウムを
製造することができる。
Furthermore, according to the present invention, the crystalline layered cerium phosphate having a large interlayer distance, which cannot be produced by the conventional method, that is, the interlayer distance having two molecules of crystal water represented by the following chemical formula is 18.0Å. Can be produced.

Ce(HPO4・2H2O(層間距離:18.0Å) もとより、本発明によれば、このCe(HPO4・2H2O
も、他のものと同様に、短時間で、かつ高効率に製造す
ることができる。
Ce (HPO 4 ) 2 · 2H 2 O (interlayer distance: 18.0 よ り) According to the present invention, Ce (HPO 4 ) 2 · 2H 2 O
Can also be manufactured in a short time and with high efficiency, like other products.

これらの結晶性層状リン酸化合物は、前記したよう
に、大きな固体酸性を示し、かつ大きな層間距離を有す
るので、この特性を利用して、吸着剤、無機イオン交換
体、インターカレーションなどに使用することができ
る。特にCe(HPO4・2H2Oは層間距離が大きいので、
たとえば吸着剤として使用した場合、分子量の大きいも
のを吸着することができるなど、特性の優れた吸着剤
や、インターカレーションなどとして使用することがで
きる。
As described above, these crystalline layered phosphoric acid compounds exhibit large solid acidity and have a large interlayer distance. Therefore, these crystalline layered phosphoric acid compounds are used for adsorbents, inorganic ion exchangers, intercalation, etc. can do. Especially Ce (HPO 4 ) 2・ 2H 2 O has a large interlayer distance,
For example, when used as an adsorbent, it can be used as an adsorbent having excellent properties such as adsorbing a substance having a large molecular weight, or as an intercalator.

〔実施例〕〔Example〕

つぎに実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、
本発明はそれらの実施例のみに限定されるものではな
い。
Next, the present invention will be described specifically with reference to examples.
The present invention is not limited to only these examples.

実施例1 市販の酸化セリウム(試薬特級99%CeO2)19.5gと、8
5%リン酸31.2g(P2O5/CeO2のモル比1.2)とを磁製ルツ
ボ中でよく攪拌混合し、得られた混合物をルツボごと18
0℃に温度設定した電気炉に入れ、180℃に加熱した水蒸
気を吹き込み、水蒸気の存在下で酸化セリウムとリン酸
とを常圧下180℃で4時間反応させた。反応生成物は淡
黄色を呈していた。この反応生成物を水洗した後、風乾
した。なお、以下の実施例のいずれにおいても反応は常
圧下で行なう。
Example 1 19.5 g of commercially available cerium oxide (reagent grade 99% CeO 2 )
31.2 g of 5% phosphoric acid (molar ratio of P 2 O 5 / CeO 2 of 1.2) was thoroughly stirred and mixed in a porcelain crucible.
The mixture was placed in an electric furnace set to 0 ° C., steam heated to 180 ° C. was blown, and cerium oxide and phosphoric acid were reacted at 180 ° C. under normal pressure for 4 hours in the presence of steam. The reaction product was pale yellow. The reaction product was washed with water and air-dried. In any of the following examples, the reaction is carried out under normal pressure.

風乾後の物質のX線回折プロファイルを第1図に示
す。
The X-ray diffraction profile of the material after air drying is shown in FIG.

第1図に示すように、得られた物質のX線回折プロフ
ァイルは、5゜付近の最も低角度のところに強いピーク
があり、このX線回折の測定結果と元素分析結果から、
得られた物質は結晶性層状リン酸セリウム〔Ce(HPO4
・2H2O〕であることが判明した。
As shown in FIG. 1, the X-ray diffraction profile of the obtained substance has a strong peak at the lowest angle near 5 °. From the measurement results of X-ray diffraction and the results of elemental analysis,
The obtained substance is a crystalline layered cerium phosphate [Ce (HPO 4 )
Was found to be 2 · 2H 2 O].

実施例2 水酸化カリウム〔Ce(OH)4.3/2H2O〕26.5gと、85%
リン酸31.2g(P2O5/CeO2のモル比に換算して1.2)とを
磁製ルツボ中でよく攪拌混合し、得られた混合物をルツ
ボごと200℃に温度設定した電気炉に入れ、200℃に加熱
した水蒸気を吹き込み、水蒸気の存在下で水酸化セリウ
ムとリン酸とを200℃で4時間反応させた。反応生成物
は淡黄色を呈していた。この反応生成物を水洗した後、
180℃で乾燥した。
Example 2 Potassium hydroxide [Ce (OH) 4 .3 / 2H 2 O ] and 26.5 g, 85%
31.2 g of phosphoric acid (1.2 in terms of the molar ratio of P 2 O 5 / CeO 2 ) is mixed well in a porcelain crucible with stirring, and the resulting mixture is placed in an electric furnace set at 200 ° C. with the crucible. Then, steam heated to 200 ° C. was blown, and cerium hydroxide and phosphoric acid were reacted at 200 ° C. for 4 hours in the presence of steam. The reaction product was pale yellow. After washing the reaction product with water,
Dried at 180 ° C.

乾燥直後の物質のX線回折プロファイルを第2図に示
す。
The X-ray diffraction profile of the material immediately after drying is shown in FIG.

第2図に示すように、得られた物質のX線回折プロフ
ァイルは、5゜を少し越えたところに強いピークがあ
り、このX線回折プロファイルは、既存の結晶性層状リ
ン酸化合物〔Ce(HPO4・0.33H2O〕のX線回折プロ
ファイルと一致したことから、得られた物質は結晶性層
状リン酸化合物〔Ce(HPO4・0.33H2O〕であること
が判明した。そして、この物質は空気中での放置や少量
の水の添加により、第1図と同様のX線回折プロファイ
ルを持つ物質に変化することにより、上記反応によって
結晶性層状リン酸セリウム〔Ce(HPO4・2H2O〕が得
られることが判明した。
As shown in FIG. 2, the X-ray diffraction profile of the obtained substance has a strong peak slightly over 5 °, and this X-ray diffraction profile is based on the existing crystalline layered phosphate compound [Ce ( HPO 4) from 2 · 0.33H 2 O] that matches the X-ray diffraction profile of the resulting material is found to be crystalline layered phosphate compound [Ce (HPO 4) 2 · 0.33H 2 O ] did. This substance is converted into a substance having the same X-ray diffraction profile as that shown in FIG. 1 by being left in the air or by adding a small amount of water, and the crystalline layered cerium phosphate [Ce (HPO 4) 2 · 2H 2 O] is that obtained was found.

実施例3 市販の水酸化ジルコニウム〔Zr(OH)〕(試薬一
級)15.9gと、85%リン酸34.6g(P2O5/ZrO2のモル比に
換算して1.5)とを、実施例1と同様に磁製ルツボ中で
混合し、得られた混合物をルツボごと190℃に温度設定
した電気炉に入れ、190℃に加熱した水蒸気を吹き込
み、水蒸気の存在下で水酸化ジルコニウムとリン酸とを
190℃で5時間反応させた。反応生成物は白色を呈して
いた。この反応生成物を水洗した後、風乾した。
Example 3 Commercially available 15.9 g of zirconium hydroxide [Zr (OH) 4 ] (primary reagent) and 34.6 g of 85% phosphoric acid (1.5 in terms of the molar ratio of P 2 O 5 / ZrO 2 ) were used. The mixture was mixed in a porcelain crucible in the same manner as in Example 1, and the resulting mixture was placed in an electric furnace set at 190 ° C. and steam heated to 190 ° C. was blown therein, and zirconium hydroxide and phosphorus were added in the presence of steam. With acid
The reaction was performed at 190 ° C. for 5 hours. The reaction product was white. The reaction product was washed with water and air-dried.

風乾後の物質のX線回折プロファイルを第3図に示
す。
The X-ray diffraction profile of the material after air drying is shown in FIG.

第3図に示すように、得られた物質のX線回折プロフ
ァイルは、10゜を少し越えたところ、20゜および25゜付
近に強いピークがあり、このX線回折プロファイルは、
既存の結晶性層状リン酸ジルコニウム〔Zr(HPO4
H2O〕のX線回折プロファイルと一致したことから、得
られた物質は結晶性層状リン酸ジルコニウム〔Zr(HP
O4・H2O〕であることが判明した。
As shown in FIG. 3, the X-ray diffraction profile of the obtained substance slightly exceeded 10 °, and had strong peaks around 20 ° and 25 °.
Existing crystalline layered zirconium phosphate [Zr (HPO 4 ) 2
H 2 O], the obtained substance was a crystalline layered zirconium phosphate [Zr (HP
O 4 ) 2 · H 2 O].

実施例4 水酸化チタン〔Ti(OH)〕11.6gと、85%リン酸34.
6g(P2O5/TiO2のモル比に換算して1.5)とを、実施例1
と同様に磁製ルツボ中で混合し、得られた混合物をルツ
ボごと210℃に温度設定した電気炉に入れ、210℃に加熱
した水蒸気を吹き込み、水蒸気の存在下で水酸化チタン
とリン酸とを210℃で5時間反応させた。反応生成物は
白色であった。この反応生成物を水洗した後、50℃で乾
燥した。
Example 4 11.6 g of titanium hydroxide [Ti (OH) 4 ] and 34% of 85% phosphoric acid
Example 6 was 6 g (1.5 in terms of the molar ratio of P 2 O 5 / TiO 2 ).
Mix in a porcelain crucible in the same manner as above, put the resulting mixture together with the crucible into an electric furnace set at 210 ° C, blow steam heated to 210 ° C, and mix titanium hydroxide and phosphoric acid in the presence of steam. Was reacted at 210 ° C. for 5 hours. The reaction product was white. The reaction product was washed with water and dried at 50 ° C.

乾燥後の物質のX線回折プロファイルを調べたとこ
ろ、既存の結晶性層状リン酸チタン〔Ti(HPO4・H2
O〕のX線回折プロファイルと一致したことから、得ら
れた物質は結晶性層状リン酸チタン〔Ti(HPO4・H2
O〕であることが判明した。
When the X-ray diffraction profile of the dried substance was examined, the existing crystalline layered titanium phosphate [Ti (HPO 4 ) 2 .H 2
O], the obtained substance was a crystalline layered titanium phosphate [Ti (HPO 4 ) 2 .H 2
O].

実施例5 水溶性のジルコニウム塩であるZrOCl223.5gを純水500
mlに溶解し、それに85%リン酸46.1g(P2O5/ZrO2のモル
比に換算して1.5)を、攪拌しながら徐々に滴下した。
その結果、白色のゲル状沈殿が得られたので、これを遠
心分離した後、磁製ルツボに入れ、85%リン酸を加え、
混合した後、ルツボごと190℃に温度設定した電気炉に
入れ、190℃に加熱した水蒸気を吹き込み、水蒸気の存
在下で、190℃で4時間反応させた。反応生成物を水洗
した後、風乾した。
Example 5 23.5 g of a water-soluble zirconium salt, ZrOCl 2, was mixed with pure water 500
Then, 46.1 g of 85% phosphoric acid (1.5 in terms of a molar ratio of P 2 O 5 / ZrO 2 ) was gradually added dropwise thereto with stirring.
As a result, a white gel-like precipitate was obtained. After centrifugation, the mixture was put in a porcelain crucible, and 85% phosphoric acid was added.
After mixing, the whole crucible was placed in an electric furnace set at 190 ° C., steam heated to 190 ° C. was blown, and a reaction was performed at 190 ° C. for 4 hours in the presence of steam. The reaction product was washed with water and air-dried.

風乾後の物質のX線回折プロファイルを調べたとこ
ろ、実施例3の第3図と一致したことから、得られた物
質は結晶性層状リン酸ジルコニウム〔Zr(HPO4・H2
O〕であることが判明した。
When the X-ray diffraction profile of the air-dried material was examined and found to be consistent with FIG. 3 of Example 3, the obtained material was crystalline layered zirconium phosphate [Zr (HPO 4 ) 2 .H 2.
O].

実施例6 市販の塩化スズ(SnCl4)(試薬一級)43.3gを純水50
0mlに溶解し、これとは別にリン酸ナトリウム(Na2HPO4
・12H2O)(試薬一級)143.2gを純水500mlに溶解させ
た。
Example 6 43.3 g of commercially available tin chloride (SnCl 4 ) (first grade reagent) was added to 50 ml of pure water.
Dissolve in 0 ml and separately add sodium phosphate (Na 2 HPO 4
143.2 g of (12H 2 O) (primary reagent) was dissolved in 500 ml of pure water.

上記の塩化スズ溶液を攪拌しつつ、その中に上記のリ
ン酸ナトリウム水溶液を徐々に滴下し、沈殿物を得た。
濾別後、沈殿物を磁製ルツボに入れ、さらに85%リン酸
11.3gを加えて攪拌した後、ルツボごと200℃に温度設定
した電気炉に入れ、200℃に加熱した水蒸気を吹き込
み、水蒸気の存在下で、200℃で4時間反応させた。使
用した塩化スズとリン酸ナトリウムおよびリン酸とのP2
O5/SnO2に換算したモル比は1.5であった。
While stirring the tin chloride solution, the sodium phosphate aqueous solution was gradually dropped into the tin chloride solution to obtain a precipitate.
After filtration, put the precipitate in a porcelain crucible and further add 85% phosphoric acid
After adding 11.3 g and stirring, the whole crucible was put into an electric furnace set to a temperature of 200 ° C., steam heated to 200 ° C. was blown, and the mixture was reacted at 200 ° C. for 4 hours in the presence of steam. P 2 of tin chloride and sodium phosphate and phosphoric acid used
The molar ratio calculated as O 5 / SnO 2 was 1.5.

反応生成物を水洗した後、風乾した。 The reaction product was washed with water and air-dried.

風乾後の物質のX線回折プロファイルを調べたとこ
ろ、既存の結晶性層状リン酸スズ〔Sn(HPO4・H
2O〕のX線回折プロファイルと一致したことから、得ら
れた物質は結晶性層状リン酸スズ〔Sn(HPO4・H
2O〕であることが判明した。
When the X-ray diffraction profile of the air-dried material was examined, the existing crystalline layered tin phosphate [Sn (HPO 4 ) 2 · H
2 O], the obtained substance was a crystalline layered tin phosphate [Sn (HPO 4 ) 2 · H
2 O].

比較例1 実施例1において、外部から水蒸気を導入せずに、18
0℃で4時間加熱した。
Comparative Example 1 In Example 1, 18 was introduced without introducing steam from outside.
Heat at 0 ° C. for 4 hours.

加熱終了後の混合物はほとんど白色をしていた。この
混合物を水洗した後、風乾した。
The mixture after heating was almost white. The mixture was washed with water and air-dried.

風乾後の物質のX線回折プロファイルは、原料の酸化
セリウム(CeO2)のみのピークしか示しておらず、酸化
セリウムとリン酸とがまったく反応していないことが判
明した。
The X-ray diffraction profile of the air-dried substance showed only a peak of only cerium oxide (CeO 2 ) as a raw material, and it was found that cerium oxide and phosphoric acid did not react at all.

比較例2 実施例3において、外部から水蒸気を導入せずに、22
0℃で5時間加熱した。
Comparative Example 2 In Example 3, 22 was introduced without introducing steam from outside.
Heat at 0 ° C. for 5 hours.

加熱終了後の反応生成物を水洗した後、風乾した。 After the heating, the reaction product was washed with water and air-dried.

得られた物質のX線回折プロファイルは、ピロリン酸
ジルコニウム〔Zr2P2O7〕のピークのみを示し、目的と
する結晶性層状リン酸ジルコニウム〔Zr(HPO4・H2
O〕はまったく得られなかった。
The X-ray diffraction profile of the obtained substance shows only the peak of zirconium pyrophosphate [Zr 2 P 2 O 7 ], and the desired crystalline layered zirconium phosphate [Zr (HPO 4 ) 2 .H 2]
O] was not obtained at all.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明では、4価金属化合物と
リン酸源とを水蒸気の存在下で加熱反応させることによ
り、常圧下の反応によって、短時間で、かつ高効率に結
晶性層状リン酸化合物を製造することができるようにな
った。
As described above, in the present invention, by heating and reacting a tetravalent metal compound and a phosphoric acid source in the presence of water vapor, the reaction under normal pressure allows the crystalline layered phosphoric acid to be produced in a short time and with high efficiency. Compounds can now be produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は実施例1により得られた結晶性層状リン酸セリ
ウム〔Ce(HPO4・2H2O〕のX線回折プロファイルで
ある。第2図は実施例2により得られた結晶性層状リン
酸セリウム〔Ce(HPO4・0.33H2O〕のX線回折プロ
ファイルである。第3図は実施例3により得られた結晶
性層状リン酸ジルコニウム〔Zr(HPO4・H2O〕のX
線回折プロファイルである。
FIG. 1 is an X-ray diffraction profile of the crystalline layered cerium phosphate [Ce (HPO 4 ) 2 .2H 2 O] obtained in Example 1. FIG. 2 is an X-ray diffraction profile of the crystalline layered cerium phosphate [Ce (HPO 4 ) 2 .0.33H 2 O] obtained in Example 2. FIG. 3 shows the X of the crystalline layered zirconium phosphate [Zr (HPO 4 ) 2 .H 2 O] obtained in Example 3.
It is a line diffraction profile.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−226807(JP,A) 特開 平1−119507(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01B 25/37 Continuation of front page (56) References JP-A-62-226807 (JP, A) JP-A-1-119507 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C01B 25 / 37

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】4価金属化合物とリン酸源とを混合して加
熱反応させる工程中において、水蒸気を吹き込み、水蒸
気の存在下で4価金属化合物とリン酸源とを常圧下で反
応させることを特徴とする結晶性層状リン酸化合物の製
造方法。
In the step of mixing and heating a tetravalent metal compound and a phosphoric acid source, steam is blown, and the tetravalent metal compound and the phosphoric acid source are reacted under normal pressure in the presence of steam. A method for producing a crystalline layered phosphoric acid compound, comprising:
【請求項2】4価金属化合物とリン酸源との混合比が、
P2O5/MO2(ただし、Mは4価金属元素で、MO2は4価金
属元素の酸化物を示す)のモル比に換算して、0.5〜2.5
となるように混合し、加熱温度が100℃〜300℃である段
階で、水蒸気を吹き込むことを特徴とする請求項1記載
の結晶性層状リン酸化合物の製造方法。
2. The mixing ratio between a tetravalent metal compound and a phosphoric acid source is as follows:
The molar ratio of P 2 O 5 / MO 2 (where M is a tetravalent metal element and MO 2 is an oxide of the tetravalent metal element) is 0.5 to 2.5
2. The method for producing a crystalline layered phosphoric acid compound according to claim 1, wherein the mixture is mixed so that the heating temperature is 100 ° C. to 300 ° C., and steam is blown.
【請求項3】4価金属化合物が第4族金属元素およびセ
リウムよりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元
素の酸化物、水酸化物、炭酸塩またはそれらの混合物で
あり、リン酸源がリン酸であることを特徴とする請求項
2記載の結晶性層状リン酸化合物の製造方法。
3. The phosphoric acid source, wherein the tetravalent metal compound is an oxide, hydroxide, carbonate or a mixture thereof of at least one metal element selected from the group consisting of group 4 metal elements and cerium. The method for producing a crystalline layered phosphoric acid compound according to claim 2, wherein is phosphoric acid.
【請求項4】4価金属化合物が第4族金属元素およびセ
リウムよりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属元
素の水可溶性塩であり、リン酸源がリン酸または水可溶
性のリン酸塩であって、上記4価金属化合物とリン酸源
との混合時にゲルを形成させてから加熱反応を行なうこ
とを特徴とする請求項2記載の結晶性層状リン酸化合物
の製造方法。
4. The tetravalent metal compound is a water-soluble salt of at least one metal element selected from the group consisting of group 4 metal elements and cerium, and the phosphate source is phosphoric acid or a water-soluble phosphate. The method for producing a crystalline layered phosphoric acid compound according to claim 2, wherein a heating reaction is performed after a gel is formed when the tetravalent metal compound and the phosphoric acid source are mixed.
JP1286684A 1989-11-02 1989-11-02 Method for producing crystalline layered phosphoric acid compound Expired - Lifetime JP3004291B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1286684A JP3004291B2 (en) 1989-11-02 1989-11-02 Method for producing crystalline layered phosphoric acid compound
US07/603,051 US5085845A (en) 1989-11-02 1990-10-25 Production and use of crystalline hydrogen-phosphate compounds having layer structure
EP90120630A EP0426048B1 (en) 1989-11-02 1990-10-27 Production and use of crystalline hydrogen-phosphate compounds having layer structure
DE69007586T DE69007586T2 (en) 1989-11-02 1990-10-27 Production and use of crystalline hydrogen-phosphate compositions with a layer structure.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1286684A JP3004291B2 (en) 1989-11-02 1989-11-02 Method for producing crystalline layered phosphoric acid compound

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03150214A JPH03150214A (en) 1991-06-26
JP3004291B2 true JP3004291B2 (en) 2000-01-31

Family

ID=17707633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1286684A Expired - Lifetime JP3004291B2 (en) 1989-11-02 1989-11-02 Method for producing crystalline layered phosphoric acid compound

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3004291B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4857471B2 (en) * 2001-02-06 2012-01-18 株式会社豊田中央研究所 Porous material, method for producing the same, and catalyst using the same
JP4726036B2 (en) * 2004-03-29 2011-07-20 テイカ株式会社 Proton conducting solid electrolyte membrane and fuel cell using the same
KR101478690B1 (en) * 2006-10-27 2015-01-02 도아고세이가부시키가이샤 Novel lamellar zirconium phosphate
KR101263086B1 (en) * 2010-12-28 2013-05-09 주식회사 포스코 Plate type zirconium phosphate and preparation method thereof
JP6015453B2 (en) * 2013-01-08 2016-10-26 堺化学工業株式会社 Method for producing porous crystalline α-type titanium hydrogen phosphate monohydrate spherical particles

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03150214A (en) 1991-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5712218A (en) Cerium/zirconium mixed oxide catalysts having high/stable specific surface areas
Feng et al. Lithium (1+) extraction/insertion with spinel-type lithium manganese oxides. Characterization of redox-type and ion-exchange-type sites
Sugita et al. Synthetic inorganic ion-exchange materials. LVIII. Hydrothermal synthesis of a new layered lithium titanate and its alkali ion exchange.
CA1217621A (en) Basic magnesium aluminum carbonate and method of making same
US4351814A (en) Hydrotalcites having a hexagonal needle-like crystal structure and process for production thereof
JPS60239313A (en) Crystalline zirconium phosphate and its manufacture
FI891964A (en) CRYSTAL ALUMINUM PHOSPHATE COMPOSITION.
JP3004291B2 (en) Method for producing crystalline layered phosphoric acid compound
US5002749A (en) Process for the manufacture of zirconium oxide hydrate from granular crystallized zirconium oxide
US5085845A (en) Production and use of crystalline hydrogen-phosphate compounds having layer structure
KR800000972B1 (en) Process for producing aluminium chlorohydrosides
ABE et al. SYNTHETIC INORGANIC ION-EXCHANGE MATERIALS XXX III. SELECTIVITIES OF ALKALI METAL IONS ON TIN (IV) ANTIMONATE CATION-EXCHANGER PREPARED AT DIFFERENT CONDITIONS
JP4330182B2 (en) Synthesis method of carbonated hydrocalumite
GB2031393A (en) Alkali Calcium Silicates and Process for Preparation Thereof
JP2590431B2 (en) Method for producing Bi5O7 (NO3)
JP2535753B2 (en) Method for removing bromide ion or chloride ion
JPH07101711A (en) Crystalline zirconium phosphate
Uchiyama et al. Selectivity of lithium isotopes on semicrystalline titanium (IV) phosphate
JP2881805B2 (en) Method for producing crystalline aluminosilicate
JPS61286219A (en) Preparation of aluminium polychloride
JP3366163B2 (en) Titanium-containing mordenite and method for producing the same
JPH07267643A (en) Bismuth compound, method for producing the same and inorganic anion exchange material
JPH07115852B2 (en) Method for producing crystalline zirconium phosphate
JP3701719B2 (en) Cobalt silicate precursor and method for producing cobalt silicate
US5720883A (en) Bismuth lead compound

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term