JP3338720B2 - Method for producing composite oxide sol - Google Patents

Method for producing composite oxide sol

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JP3338720B2
JP3338720B2 JP17098793A JP17098793A JP3338720B2 JP 3338720 B2 JP3338720 B2 JP 3338720B2 JP 17098793 A JP17098793 A JP 17098793A JP 17098793 A JP17098793 A JP 17098793A JP 3338720 B2 JP3338720 B2 JP 3338720B2
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広泰 西田
通郎 小松
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シリカと他の無機酸化
物とからなる複合酸化物ゾルの製造方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a composite oxide sol comprising silica and another inorganic oxide.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、シリカとアルミナ、ジルコニ
ア等との複合酸化物ゾルは公知であり、種々の触媒原料
等として用いられている。これらのゾルに分散している
複合酸化物粒子は、いずれも粒子内部に殆ど細孔を持た
ない無孔質の粒子であり、その比表面積は小さく、一般
に微粒子の平均粒径をDp(nm)で表した場合、比表面積
S(m2/g)の値は、3000/Dp(nm)未満である。
2. Description of the Related Art Conventionally, composite oxide sols of silica, alumina, zirconia and the like have been known and used as various catalyst raw materials. Each of the composite oxide particles dispersed in these sols is a nonporous particle having almost no pores inside the particle, has a small specific surface area, and generally has an average particle diameter of Dp (nm). When represented by the following expression, the value of the specific surface area S (m 2 / g) is less than 3000 / Dp (nm).

【0003】また、例えば、特公昭59−17047号
公報には、触媒組成物の前駆体としての無定形アルミノ
シリケートゾルの製造法が開示されており、同公報記載
の製造法によれば、ヒールゾル溶液のpHを厳密に制御
して粒子成長を行い、3〜90nmの無孔質のコロイド
粒子が分散したゾルを得、次いで、この無孔質粒子のゾ
ルを乾燥させ、多孔質の集塊粒子を構成することによっ
て、大きな比表面積の粉末を得ることに成功している。
しかしながら、上記製造方法で得られるゾルのコロイド
粒子自体は無孔質であるから、その複合酸化物ゾルの用
途も制限されたものとならざるを得ない。
[0003] For example, Japanese Patent Publication No. Sho 59-17047 discloses a process for producing an amorphous aluminosilicate sol as a precursor of a catalyst composition. The pH of the solution is strictly controlled to grow the particles to obtain a sol in which non-porous colloidal particles of 3 to 90 nm are dispersed, and then the sol of the non-porous particles is dried to obtain porous agglomerated particles. By constitutively, a powder having a large specific surface area has been successfully obtained.
However, since the colloidal particles of the sol obtained by the above-mentioned production method are non-porous, the use of the composite oxide sol must be limited.

【0004】[0004]

【発明の目的】本発明者等は先に、比表面積が大きく多
孔質の微粒子が分散した複合酸化物ゾルに関する発明を
なし、特許出願(特願平4−91650号)を行った
が、本発明はその複合酸化物ゾルの製造方法を改良し、
比表面積がさらに大きく、多孔質の微粒子が分散した複
合酸化物ゾルの製造方法を提供することを目的とするも
のである。
The present inventors have previously made an invention relating to a composite oxide sol having a large specific surface area and porous fine particles dispersed therein, and have filed a patent application (Japanese Patent Application No. 4-91650). The invention improves the method for producing the composite oxide sol,
It is an object of the present invention to provide a method for producing a composite oxide sol having a larger specific surface area and in which porous fine particles are dispersed.

【0005】[0005]

【発明の概要】本発明の複合酸化物ゾルの製造方法は、
アルカリ金属、アンモニウムまたは有機塩基の珪酸塩
と、アルカリ可溶の無機化合物とを、pH10以上のア
ルカリ水溶液中に同時に添加して、シリカとシリカ以外
の無機酸化物からなるコロイド粒子を生成させ、次い
で、該コロイド粒子中の無機酸化物を構成する酸素以外
の元素の少なくとも一部を除去することを特徴とするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION The method for producing a composite oxide sol of the present invention comprises:
Alkali metal, ammonium or a silicate of an organic base and an alkali-soluble inorganic compound are simultaneously added to an alkaline aqueous solution having a pH of 10 or more to produce colloidal particles composed of silica and an inorganic oxide other than silica, And removing at least a part of elements other than oxygen constituting the inorganic oxide in the colloid particles.

【0006】また、本発明に係る複合酸化物ゾルの別の
製造方法は、シード粒子が分散したpH10以上の分散
液中に、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機塩基の
珪酸塩と、アルカリ可溶の無機化合物とを同時に添加し
該シード粒子を核とする粒子成長を行わせて、シリカと
シリカ以外の無機酸化物からなるコロイド粒子を生成さ
せ、次いで、該コロイド粒子中の無機酸化物を構成する
酸素以外の元素の少なくとも一部を除去することを特徴
とするものである。
Another method for producing a composite oxide sol according to the present invention is a method for preparing a dispersion of seed particles in which a dispersion of pH 10 or more is prepared by mixing a silicate of an alkali metal, ammonium or an organic base with an alkali-soluble inorganic material. A compound is added at the same time to perform particle growth with the seed particles as nuclei, to generate colloidal particles composed of silica and an inorganic oxide other than silica, and then to form oxygen constituting the inorganic oxide in the colloidal particles. At least a part of the other elements is removed.

【0007】[0007]

【発明の具体的な説明】以下、本発明の複合酸化物ゾル
の製造方法を具体的に説明する。本発明ではシリカの原
料として、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機塩基
の珪酸塩を用いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, the method for producing a composite oxide sol of the present invention will be specifically described. In the present invention, a silicate of an alkali metal, ammonium or an organic base is used as a raw material of silica.

【0008】アルカリ金属の珪酸塩としては、珪酸ナト
リウム(水ガラス)や珪酸カリウムが用いられる。有機
塩基としては、テトラエチルアンモニウム塩などの第4
級アンモニウム塩、モノエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミンなどのアミン類を挙げ
ることができ、アンモニウムの珪酸塩または有機塩基の
珪酸塩には、珪酸液にアンモニア、第4級アンモニウム
水酸化物、アミン化合物などを添加したアルカリ性溶液
も含まれる。
As the alkali metal silicate, sodium silicate (water glass) or potassium silicate is used. Examples of the organic base include quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium salts.
Examples include amines such as quaternary ammonium salts, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine. Ammonium silicates and organic base silicates include ammonia, quaternary ammonium hydroxide, amine An alkaline solution containing a compound or the like is also included.

【0009】また、無機酸化物の原料としては、アルカ
リ可溶の無機化合物を用い、周期表の3A族、3B族、
4A族、4B族、5A族、5B族、6A族から選ばれる
金属または非金属のオキソ酸の、アルカリ金属塩または
アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、第4級アンモニ
ウム塩を挙げることができ、より具体的には、アルミン
酸ナトリウム、四硼酸ナトリウム、炭酸ジルコニルアン
モニウム、アンチモン酸カリウム、錫酸カリウム、アル
ミノ珪酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、硝酸セ
リウムアンモニウム、燐酸ナトリウムが適当である。
Further, an alkali-soluble inorganic compound is used as a raw material of the inorganic oxide, and a 3A group, 3B group,
Alkali metal salts or alkaline earth metal salts, ammonium salts, and quaternary ammonium salts of a metal or nonmetal oxo acid selected from the group 4A, 4B, 5A, 5B, and 6A, More specifically, sodium aluminate, sodium tetraborate, zirconyl ammonium carbonate, potassium antimonate, potassium stannate, sodium aluminosilicate, sodium molybdate, cerium ammonium nitrate, and sodium phosphate are suitable.

【0010】本発明の複合酸化物ゾルの製造方法は、第
1工程と第2工程とからなる。第1工程では、予め、前
記化合物のアルカリ水溶液を個別に調製するか、また
は、混合水溶液を調製しておき、この水溶液を目的とす
る複合酸化物の複合割合に応じて、pH10以上のアル
カリ水溶液中に撹拌しながら徐々に添加する。これらの
水溶液の添加と同時に同溶液のpH値は変化するが、本
発明ではこのpH値を所定の範囲に制御するような操作
は特に必要ない。水溶液は、最終的に、無機酸化物の種
類とその混合割合とによって定まるpH値に落ち着く。
The method for producing a composite oxide sol according to the present invention comprises a first step and a second step. In the first step, an alkaline aqueous solution of the compound is separately prepared in advance, or a mixed aqueous solution is prepared in advance, and the aqueous alkaline solution having a pH of 10 or more is prepared according to the composite ratio of the target composite oxide. Add slowly while stirring. The pH value of the solution changes at the same time as the addition of these aqueous solutions. However, in the present invention, no operation for controlling the pH value within a predetermined range is particularly required. The aqueous solution eventually settles to a pH value determined by the type of inorganic oxide and its mixing ratio.

【0011】pHを所定の範囲に制御するとき、例えば
酸を添加することがあるが、この場合、添加された酸に
より複合酸化物の原料の金属の塩が生成し、このためゾ
ルの安定性が低下することがある。なお、このときの水
溶液の添加速度には格別の制限はない。
When the pH is controlled within a predetermined range, for example, an acid may be added. In this case, a metal salt as a raw material of the composite oxide is formed by the added acid, and thus the stability of the sol is reduced. May decrease. There is no particular limitation on the rate of addition of the aqueous solution at this time.

【0012】シード粒子の分散液を出発原料として、本
発明の複合酸化物ゾルを製造することも可能である。こ
の場合、シード粒子としては特に制限はないが、SiO
2 、Al2 3 、TiO2 またはZrO2 等の無機酸化
物またはこれらの複合酸化物の微粒子が用いられ、通
常、これらのゾルを用いることができる。勿論、前記本
発明の製造法によって得られたゾルをシード粒子分散液
としてもよい。
The composite oxide sol of the present invention can be produced using a dispersion of seed particles as a starting material. In this case, although there is no particular limitation on the seed particles, SiO 2
2 , fine particles of an inorganic oxide such as Al 2 O 3 , TiO 2 or ZrO 2 or fine particles of a composite oxide thereof are used, and usually, these sols can be used. Of course, the sol obtained by the production method of the present invention may be used as a seed particle dispersion.

【0013】このpH10以上に調整したシード粒子分
散液中に前記化合物の水溶液を、上記したアルカリ水溶
液中に添加する方法と同様にして、撹拌しながら添加す
る。この場合も、分散液のpH制御は行わず成り行きに
任せる。このように、シード粒子を核として複合酸化物
粒子を成長させると、成長粒子の粒径コントロールが容
易であり、粒度の揃ったものを得ることができる。
An aqueous solution of the compound is added to the seed particle dispersion adjusted to pH 10 or higher while stirring, in the same manner as in the above-described method of adding the aqueous solution to the alkaline aqueous solution. Also in this case, the pH control of the dispersion liquid is not performed, but is left to the end. As described above, when the composite oxide particles are grown with the seed particles as nuclei, the particle size of the grown particles can be easily controlled, and particles having a uniform particle size can be obtained.

【0014】上記したシリカ原料および無機酸化物原料
はアルカリ側で高い溶解度をもっている。しかしなが
ら、この溶解度の大きいpH領域で両者を混合すると、
珪酸イオンおよびアルミン酸イオンなどのオキソ酸イオ
ンの溶解度が低下し、これらの複合物が析出してコロイ
ド粒子に成長したり、あるいは、シード粒子上に析出し
て粒子成長が起こる。従って、コロイド粒子の析出、成
長に際して、従来法のようなpH制御は必ずしも必要で
はない。
The above silica raw material and inorganic oxide raw material have high solubility on the alkali side. However, when both are mixed in the pH range where the solubility is large,
The solubility of oxo acid ions such as silicate ions and aluminate ions decreases, and these compounds precipitate and grow into colloidal particles, or precipitate on seed particles to cause particle growth. Therefore, pH control as in the conventional method is not always necessary for the precipitation and growth of colloid particles.

【0015】上記第1工程で得られたゾルのコロイド粒
子は、シリカとシリカ以外の無機酸化物、具体的にはA
2 3 、B2 3 、TiO2 、ZrO2 、SnO2
Ce2 3 、P2 5 、Sb2 3 、MoO3 、WO3
等との単なる混合物ではなく、これらの複合酸化物であ
る。また、この段階において、従来法によるコロイド粒
子より大きな比表面積をもっており多孔質である。
The colloidal particles of the sol obtained in the first step are silica and an inorganic oxide other than silica, specifically, A
l 2 O 3 , B 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 ,
Ce 2 O 3 , P 2 O 5 , Sb 2 O 3 , MoO 3 , WO 3
Are not mere mixtures with these and the like, but these composite oxides. Further, at this stage, the colloid particles have a larger specific surface area than the colloid particles obtained by the conventional method and are porous.

【0016】上記第1工程におけるシリカ原料と無機酸
化物原料の混合割合は、無機酸化物に対するシリカのモ
ル比が0.5〜20の範囲内にあることが好ましい。こ
の範囲内において、シリカの割合が少なくなる程得られ
る複合酸化物微粒子は多孔質になり比表面積が大きくな
る。しかし、モル比が0.5未満になると、微粒子の比
表面積は殆ど増加しなくなり、また、ゾルの安定性も劣
ってくる。他方、モル比が20を越えるようになると、
次の第2工程における脱元素操作が困難になり、比表面
積も大きくならない。
The mixing ratio of the silica raw material and the inorganic oxide raw material in the first step is preferably such that the molar ratio of silica to the inorganic oxide is in the range of 0.5 to 20. Within this range, the smaller the proportion of silica, the finer the composite oxide fine particles obtained, and the greater the specific surface area. However, when the molar ratio is less than 0.5, the specific surface area of the fine particles hardly increases, and the stability of the sol also deteriorates. On the other hand, when the molar ratio exceeds 20,
The element removal operation in the next second step becomes difficult, and the specific surface area does not increase.

【0017】第2工程では、前記複合酸化物からなるコ
ロイド粒子から、珪素と酸素以外の元素の少なくとも一
部を選択的に除去する。具体的な除去方法としては、複
合酸化物中の元素を鉱酸や有機酸を用いて溶解除去した
り、あるいは、陽イオン交換樹脂と接触させてイオン交
換除去する。
In the second step, at least a part of elements other than silicon and oxygen is selectively removed from the colloid particles composed of the composite oxide. As a specific removal method, an element in the composite oxide is dissolved and removed using a mineral acid or an organic acid, or is removed by contact with a cation exchange resin.

【0018】上記方法により得られたゾル中の複合酸化
物微粒子は比表面積が大きく、比表面積をS(m2/g)、
微粒子の平均粒径をDp(nm)としたとき、次の不等式を
満足する。 S(m2/g)≧3000/ Dp(n
m)
The composite oxide fine particles in the sol obtained by the above method have a large specific surface area and a specific surface area of S (m 2 / g),
When the average particle diameter of the fine particles is Dp (nm), the following inequality is satisfied. S (m 2 / g) ≧ 3000 / Dp (n
m)

【0019】本発明方法で得られる複合酸化物のコロイ
ド粒子は、珪素と無機酸化物構成元素が酸素を介して結
合した網目構造の粒子である。このような複合酸化物か
ら珪素と酸素以外の元素を除去することにより、一層多
孔質で比表面積の大きいコロイド粒子が得られるが、過
度に除去するとコロイド粒子の強度が弱くなり、遂には
その形状を保持することができなくなる。従って、最終
的な無機酸化物に対するシリカの複合割合(モル比)
は、概そ1000以下にすることが望ましい。
The composite oxide colloid particles obtained by the method of the present invention are particles having a network structure in which silicon and inorganic oxide constituent elements are bonded via oxygen. By removing elements other than silicon and oxygen from such a composite oxide, more porous colloidal particles having a large specific surface area can be obtained. Cannot be maintained. Therefore, the composite ratio (molar ratio) of silica to the final inorganic oxide
Is desirably about 1,000 or less.

【0020】上記微粒子が分散したゾルを濃縮する場合
には、予め分散液中のアルカリ金属イオン、アルカリ土
類金属イオンおよびアンモニウムイオン等の一部を除去
した後に濃縮したほうが、安定した濃縮ゾルが得られ
る。除去方法としては、限外濾過等の公知の方法を採用
することができる。
When the sol in which the fine particles are dispersed is concentrated, it is preferable to remove a part of the alkali metal ions, alkaline earth metal ions, ammonium ions and the like from the dispersion in advance and then to concentrate the sol. can get. As a removing method, a known method such as ultrafiltration can be adopted.

【0021】[0021]

【実施例】実施例1 平均粒径5nm、SiO2 濃度20重量%のシリカゾル
20gと純水380gの混合物を80℃に加温した。こ
の反応母液のpHは10.5であり、同母液にSiO2
として1.5重量%の珪酸ナトリウム水溶液1800g
とAl2 3 として0.5重量%のアルミン酸ナトリウ
ム水溶液1800gとを同時に添加した。添加速度は5
cc/分であり、その間、反応液の温度を80℃に保持
した。反応液のpHは添加直後、12.5に上昇し、そ
の後、殆ど変化しなかった。添加終了後、反応液を室温
まで冷却し、SiO2 ・Al2 3 複合酸化物ゾルを得
た(第1工程)。
EXAMPLE 1 A mixture of 20 g of silica sol having an average particle diameter of 5 nm and a SiO 2 concentration of 20% by weight and 380 g of pure water was heated to 80 ° C. The pH of this reaction mother liquor was 10.5, and the mother liquor contained SiO 2
G of 1.5% by weight aqueous sodium silicate solution
And 1800 g of a 0.5% by weight aqueous solution of sodium aluminate as Al 2 O 3 were added simultaneously. Addition rate is 5
cc / min, during which time the temperature of the reaction was maintained at 80 ° C. Immediately after the addition, the pH of the reaction solution rose to 12.5, and hardly changed thereafter. After the addition was completed, the reaction solution was cooled to room temperature to obtain a SiO 2 / Al 2 O 3 composite oxide sol (first step).

【0022】この第1工程における反応母液のpH、混
合割合とコロイド粒子の比表面積および平均粒径を表1
に示す。なお、比表面積はタイトレーション法〔Analyt
icalChemistry Vol.28,No.12(1956) 〕に基づいて測定
し、平均粒径は動的光散乱法により測定した。
Table 1 shows the pH of the reaction mother liquor, the mixing ratio, the specific surface area and the average particle size of the colloid particles in the first step.
Shown in The specific surface area is determined by the titration method [Analyt
ical Chemistry Vol. 28, No. 12 (1956)], and the average particle diameter was measured by a dynamic light scattering method.

【0023】第1工程で得られた複合酸化物ゾルを陽イ
オン交換樹脂層に通して、ゾルのpHを8とした後、こ
のゾル2kgに0.1重量%の酢酸水溶液10リットル
を徐々に添加した。次いで、純水6kgを加えて溶解し
たアルミニウムの酢酸塩を限外濾過膜により分離し、本
発明のSiO2 ・Al2 3 複合酸化物ゾルを得た(第
2工程)。この複合酸化物ゾル中に分散したコロイド粒
子の、無機酸化物に対するシリカの複合割合 SiO2/MOx
(モル比)、比表面積、比表面積と平均粒径との積(S
×Dp)を表2に示す。
The composite oxide sol obtained in the first step is passed through a cation exchange resin layer to adjust the pH of the sol to 8, and 10 kg of a 0.1% by weight aqueous acetic acid solution is gradually added to 2 kg of the sol. Was added. Next, 6 kg of pure water was added thereto, and the aluminum acetate dissolved therein was separated by an ultrafiltration membrane to obtain a SiO 2 / Al 2 O 3 composite oxide sol of the present invention (second step). Composite ratio of silica to inorganic oxide of colloid particles dispersed in this composite oxide sol SiO 2 / MO x
(Molar ratio), specific surface area, product of specific surface area and average particle size (S
× Dp) is shown in Table 2.

【0024】実施例2 実施例1のアルミン酸ナトリウム水溶液の代わりに、B
2 3 として0.5重量%の四硼酸ナトリウム水溶液1
800gを用いた以外は実施例1と同様にして、SiO
2 ・B2 3 複合酸化物ゾルを得た(第1工程)。この
複合酸化物ゾルを陽イオン交換樹脂層に通して、ゾルの
pHを2とした後、このゾル1kgに0.01規定の塩
酸水溶液50リットルを徐々に添加した。次いで、実施
例1と同様の方法で溶解した硼素を除去し、本発明のS
iO2 ・B2 3 複合酸化物ゾルを得た(第2工程)。
Example 2 Instead of the aqueous solution of sodium aluminate of Example 1, B
0.5 wt% aqueous solution of sodium tetraborate as 2 O 3 1
In the same manner as in Example 1 except that 800 g was used, SiO 2 was used.
A 2 · B 2 O 3 composite oxide sol was obtained (first step). The composite oxide sol was passed through a cation exchange resin layer to adjust the pH of the sol to 2, and 50 liters of a 0.01 N hydrochloric acid aqueous solution was gradually added to 1 kg of the sol. Then, the dissolved boron was removed in the same manner as in Example 1, and the S of the present invention was removed.
An iO 2 · B 2 O 3 composite oxide sol was obtained (second step).

【0025】実施例3 実施例1のアルミン酸ナトリウム水溶液の代わりに、Z
rO2 として0.5重量%の炭酸ジルコニルアンモニウ
ム水溶液1800gを用いた以外は実施例1と同様にし
て、SiO2 ・ZrO2 複合酸化物ゾルを得た(第1工
程)。次いで、実施例2と同様の方法で溶解したジルコ
ニウムを除去し、本発明のSiO2 ・ZrO2 複合酸化
物ゾルを得た(第2工程)。
Example 3 Instead of the aqueous solution of sodium aluminate of Example 1, Z
A SiO 2 / ZrO 2 composite oxide sol was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1800 g of a 0.5% by weight aqueous solution of zirconyl ammonium carbonate was used as rO 2 (first step). Next, the dissolved zirconium was removed in the same manner as in Example 2 to obtain a SiO 2 · ZrO 2 composite oxide sol of the present invention (second step).

【0026】実施例4 実施例1のアルミン酸ナトリウム水溶液の代わりに、S
nO2 として0.5重量%の錫酸カリウム水溶液180
0gを用いた以外は実施例1と同様にして、SiO2
SnO2 複合酸化物ゾルを得た(第1工程)。次いで、
実施例2と同様の方法で溶解した錫を除去し、本発明の
SiO2 ・SnO2 複合酸化物ゾルを得た(第2工
程)。
Example 4 Instead of the aqueous solution of sodium aluminate of Example 1, S
180% aqueous solution of potassium stannate of 0.5% by weight as nO 2
In the same manner as in Example 1 except that 0 g was used, SiO 2.
A SnO 2 composite oxide sol was obtained (first step). Then
The dissolved tin was removed in the same manner as in Example 2 to obtain a SiO 2 .SnO 2 composite oxide sol of the present invention (second step).

【0027】実施例5 実施例1で用いたものと同じ反応母液を80℃に加温し
た後、これにSiO2として2.3重量%の珪酸ナトリ
ウム水溶液1200g、Al2 3 として0.4重量%
のアルミン酸ナトリウム水溶液1200gおよびB2
3 として1.0重量%の四硼酸ナトリウム水溶液120
0gを、添加速度5cc/分で同時に注加して、SiO
2 ・Al2 3 ・B2 3 複合酸化物ゾルを得た(第1
工程)。次いで、実施例2と同様の方法で溶解したアル
ミニウムおよび錫を除去し、本発明のSiO2 ・Al2
3 ・B2 3 複合酸化物ゾルを得た(第2工程)。
Example 5 After the same reaction mother liquor as used in Example 1 was heated to 80 ° C., 1200 g of a 2.3% by weight aqueous sodium silicate solution as SiO 2 and 0.4 g as Al 2 O 3 were added thereto. weight%
G of sodium aluminate aqueous solution and B 2 O
3 1.0 wt% of sodium tetraborate solution 120
0 g simultaneously at an addition rate of 5 cc / min.
2 · Al 2 O 3 · B 2 O 3 to obtain a composite oxide sol (first
Process). Next, the aluminum and tin dissolved in the same manner as in Example 2 were removed, and the SiO 2 .Al 2
O 3 · B 2 O 3 composite oxide sol was obtained (second step).

【0028】実施例6 80℃に加温した0.1重量%の水酸化ナトリウム水溶
液(pH12.5)400g中に、SiO2 として0.
5重量%の珪酸ナトリウム水溶液1800gとAl2
3 として1.4重量%のアルミン酸ナトリウム水溶液1
800gとを同時に添加した。添加速度は5cc/分で
あり、その間、反応液の温度を80℃に保持した。反応
液のpHは僅かに変化し、添加終了時には12.4とな
った。添加終了後、反応液を室温まで冷却し、SiO2
・Al2 3 複合酸化物ゾルを得た(第1工程)。
Example 6 In 400 g of a 0.1% by weight aqueous sodium hydroxide solution (pH 12.5) heated to 80 ° C., 0.1% of SiO 2 was added.
1800 g of a 5% by weight aqueous solution of sodium silicate and Al 2 O
3 as a 1.4 wt% aqueous sodium aluminate solution 1
800 g were added at the same time. The addition rate was 5 cc / min, during which the temperature of the reaction was maintained at 80 ° C. The pH of the reaction solution slightly changed and reached 12.4 at the end of the addition. After the addition was completed, the reaction solution was cooled to room temperature, and SiO 2 was added.
An Al 2 O 3 composite oxide sol was obtained (first step).

【0029】この複合酸化物ゾルを陽イオン交換樹脂層
に通して、ゾルのpHを10.5とした後、このゾル
1.5kgに珪酸ソーダ水溶液を脱アルカリして得られ
た珪酸液(SiO2 濃度:2重量%)300gを80℃
に保持しながら6時間かけて添加し、コロイド粒子の表
面処理を行った。次いで、このゾルに0.01規定の塩
酸水溶液30リットルを徐々に添加し、実施例2と同様
の方法で溶解したアルミニウムを除去し、本発明のSi
2 ・Al2 3 複合酸化物ゾルを得た(第2工程)。
The composite oxide sol is passed through a cation exchange resin layer to adjust the pH of the sol to 10.5, and then a sodium silicate aqueous solution (SiO 2) obtained by dealkalizing an aqueous sodium silicate solution to 1.5 kg of the sol. 2 concentration: 2% by weight) 300 g at 80 ° C
Over a period of 6 hours while maintaining the surface treatment of the colloid particles. Next, 30 liters of a 0.01 N hydrochloric acid aqueous solution was gradually added to the sol to remove the aluminum dissolved in the same manner as in Example 2, and the Si of the present invention was removed.
An O 2 .Al 2 O 3 composite oxide sol was obtained (second step).

【0030】実施例7 実施例6の珪酸ナトリウム水溶液の濃度を3.0重量%
に代え、アルミン酸ナトリウム水溶液の濃度を0.3重
量%に代えた以外は実施例6と同様にして、SiO2
Al2 3 複合酸化物ゾルを得た(第1工程)。この複
合酸化物ゾル2kgに陽イオン交換樹脂0.5kgを添
加し80℃に保持しながら6時間撹拌した。その後、陽
イオン交換樹脂を濾別して、脱アルミニウムした本発明
のSiO2 ・Al2 3 複合酸化物ゾルを得た(第2工
程)。
Example 7 The concentration of the aqueous solution of sodium silicate in Example 6 was 3.0% by weight.
In place, except for changing the concentration of the aqueous sodium aluminate solution to 0.3 wt% in the same manner as in Example 6, SiO 2 ·
An Al 2 O 3 composite oxide sol was obtained (first step). 0.5 kg of a cation exchange resin was added to 2 kg of the composite oxide sol, and the mixture was stirred for 6 hours while maintaining the temperature at 80 ° C. Thereafter, the cation exchange resin was separated by filtration to obtain a dealuminated SiO 2 · Al 2 O 3 composite oxide sol of the present invention (second step).

【0031】[0031]

【表1】 反応液pH 混合割合 コロイド粒子 初期 終期モル比比表面積(S) 平均粒径(Dp) 実施例1 10.5 12.5 5.1 1100(m2/g) 20(nm) 実施例2 10.5 12.1 3.5 1500 15 実施例3 10.5 12.0 6.2 1000 21 実施例4 10.5 12.4 7.5 1050 40 実施例5 10.5 12.3 2.0 1200 18 実施例6 12.5 12.4 0.6 1150 80 実施例7 12.5 12.0 18.0 500 10 [Table 1] Reaction mixture pH mixing ratio Colloidal particles Early final stage ( molar ratio ) Specific surface area (S ) Average particle size (Dp) Example 1 10.5 12.5 5.1 1100 (m 2 / g) 20 (nm) Example 2 10.5 12.1 3.5 1500 15 Example 3 10.5 12.0 6.2 1000 21 Example 4 10.5 12.4 7.5 1050 40 Example 5 10.5 12.3 2.0 1200 18 Example 6 12.5 12.4 0.6 1150 80 Example 7 12.5 12.0 18.0 500 10

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明に係る複合酸化物ゾルの製造方法
は、反応液を厳密にpHコントロールする必要がなく、
容易な操作で脱元素化を行うことにより、微粒子の比表
面積が大きく、多孔質の複合酸化物微粒子が分散したゾ
ルを得ることができるものであり、ゾルの製造操作が容
易で、製造プロセスが簡易であるという顕著な効果を有
する。
The method for producing a composite oxide sol according to the present invention does not require strict pH control of the reaction solution.
By performing deelementation by an easy operation, a sol in which the specific surface area of the fine particles is large and the porous composite oxide fine particles are dispersed can be obtained. It has a remarkable effect of being simple.

【0034】また、本発明の製造方法によって得られた
複合酸化物微粒子が分散したゾルは、触媒としての用途
は勿論、以下のような種々の用途にも適用することがで
きるものである。 (1)バインダー力が大きいので、種々の耐火物用のバ
インダーとして用いれば、高強度の成形体を得ることが
でき、例えば、精密鋳造用ロストワックス法のバインダ
ーとして用いれば、強度に優れた鋳型を得ることができ
る。また、セラミックスシート等の無機繊維のバインダ
ーとして用いれば、引張強度の優れた無機繊維が得られ
る。
The sol in which the composite oxide fine particles obtained by the production method of the present invention are dispersed can be applied not only to a use as a catalyst but also to various uses as described below. (1) Since the binder power is large, a high-strength molded article can be obtained when used as a binder for various refractories. For example, when used as a binder for a lost wax method for precision casting, a mold having excellent strength can be obtained. Can be obtained. When used as a binder for inorganic fibers such as ceramic sheets, inorganic fibers having excellent tensile strength can be obtained.

【0035】(2)陽イオン吸着能力が大きいので、排
水中のアンモニウムイオンおよび重金属イオンを吸着除
去するための吸着剤や、高分子電解質の固定化剤、また
は、合成洗剤に配合されるビルダーとして利用できる。 (3)特に、高アルカリ側で安定であることから、セメ
ント配合剤や土壌硬化剤としても用いることができ、土
壌硬化剤として用いた場合には、配合量によって硬化剤
のゲル化速度を調整することが可能になる。
(2) Since it has a large cation adsorption capacity, it can be used as an adsorbent for adsorbing and removing ammonium ions and heavy metal ions in wastewater, as a fixing agent for polymer electrolytes, or as a builder incorporated in synthetic detergents. Available. (3) In particular, since it is stable on the high alkali side, it can be used as a cement compounding agent or a soil hardening agent. When used as a soil hardening agent, the gelling rate of the hardening agent is adjusted by the amount of the compounding agent. It becomes possible to do.

【0036】(4)更に、多孔質であることから、低屈
折率用のフィラーとしたり、コロイド粒子の細孔中に染
料や顔料を固定して色素材料としての利用も可能であ
る。 (5)その他、清酒、ビールの製造過程で使用されるオ
リ下げ剤、クロマトグラフ充填剤、各種プラスチックや
ゴムの充填剤、滑り性向上剤、化粧品配合剤、潤滑剤、
増粘剤、食料品の鮮度保持剤等に有用である。
(4) Further, since it is porous, it can be used as a filler for a low refractive index, or can be used as a coloring material by fixing a dye or pigment in the pores of colloidal particles. (5) In addition, origami lowering agents, chromatographic fillers, various plastic and rubber fillers, slipperiness improvers, cosmetic compounding agents, lubricants used in the production of sake and beer,
It is useful as a thickener, a food freshness preservative, and the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−132309(JP,A) 特開 昭63−123807(JP,A) 特開 昭63−64911(JP,A) 特開 平1−317115(JP,A) 特公 昭50−40119(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01B 33/00 - 39/54 B01J 13/00 CA(STN) JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-132309 (JP, A) JP-A-63-123807 (JP, A) JP-A-63-64911 (JP, A) JP-A-1- 317115 (JP, A) JP 50-40119 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C01B 33/00-39/54 B01J 13/00 CA (STN) JICST File (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルカリ金属、アンモニウムまたは有機
塩基の珪酸塩と、アルカリ可溶の無機化合物とを、pH
10以上のアルカリ水溶液中に同時に添加して、シリカ
とシリカ以外の無機酸化物からなるコロイド粒子を生成
させ、次いで、該コロイド粒子中の無機酸化物を構成す
周期表の3A族、3B族、4A族、4B族、5A族、
5B族、6A族から選ばれる金属または非金属元素の少
なくとも一部を除去することを特徴とする複合酸化物ゾ
ルの製造方法。
1. An alkali metal, ammonium or organic base silicate and an alkali-soluble inorganic compound,
Simultaneously added to an alkaline aqueous solution of 10 or more to generate colloid particles composed of silica and an inorganic oxide other than silica, and then, 3A group, 3B group, and 3B group of the periodic table constituting the inorganic oxide in the colloid particles . 4A group, 4B group, 5A group,
A method for producing a composite oxide sol, comprising removing at least a part of a metal or a nonmetal element selected from the group 5B and the group 6A .
【請求項2】 シード粒子が分散したpH10以上の分
散液中に、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機塩基
の珪酸塩と、アルカリ可溶の無機化合物とを同時に添加
し該シード粒子を核とする粒子成長を行わせて、シリカ
とシリカ以外の無機酸化物からなるコロイド粒子を生成
させ、次いで、該コロイド粒子中の無機酸化物を構成す
周期表の3A族、3B族、4A族、4B族、5A族、
5B族、6A族から選ばれる金属または非金属元素の少
なくとも一部を除去することを特徴とする複合酸化物ゾ
ルの製造方法。
2. A silicate of an alkali metal, ammonium or an organic base and an alkali-soluble inorganic compound are simultaneously added to a dispersion liquid having a pH of 10 or more in which seed particles are dispersed, and particle growth using the seed particles as a nucleus. To produce colloidal particles composed of silica and an inorganic oxide other than silica, and then 3A, 3B, 4A, 4B, 5A of the periodic table constituting the inorganic oxide in the colloidal particles. Tribe,
A method for producing a composite oxide sol, comprising removing at least a part of a metal or a nonmetal element selected from the group 5B and the group 6A .
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