JP3473655B2 - 鉄系ハイドロタルサイト型微粒子粉末及びその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平均粒子径（板面
径）が０．０５〜０．５０μｍであり、金属イオンとし
て鉄のみを含有することから、そのままで吸着剤、脱臭
剤、イオン交換剤、化粧品用材料として使用できると共
に、板状酸化鉄微粒子粉末の製造にも有用な鉄系ハイド
ロタルサイト型微粒子粉末及びその製造法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、注目されてきた物質として、層状
化合物がある。層状化合物としては、粘土鉱物等の他、
種々の化合物が知られているが、ハイドロタルサイト等
の層状複水酸化物（Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｈ
ｙｄｒｏｘｉｄｅ）が、層間に種々のイオンや分子等を
挿入させることができる陰イオン交換機能を有すること
が知られており、研究されている。

【０００３】一般に、ハイドロタルサイトの構造として
は、日本化学会誌、１９９５（８）、ｐ６２２〜６２８
に記載されている通り、 「 〔Ｍ²⁺ _1-x Ｍ³⁺ _x （ＯＨ）₂ 〕^x+〔Ａ^n- _x/n ・y Ｈ
₂ Ｏ〕^x- ここでＭ²⁺は、Ｍｇ²⁺、Ｃｏ²⁺、Ｎｉ²⁺、Ｚｎ²⁺などの
二価金属イオン、Ｍ³⁺は、Ａｌ³⁺、Ｆｅ³⁺、Ｃｒ³⁺など
の三価金属イオン、Ａ^n-は、ＯＨ^- 、Ｃｌ^- 、Ｃ
Ｏ₃ ^2- 、ＳＯ₄ ^2- などのｎ価の陰イオンで、ｘは一般に
０．２〜０．３３の範囲である。結晶構造は、正の電荷
をもつ正八面体のｂｒｕｃｉｔｅ単位が並んだ二次元基
本層と負の電荷を持つ中間層からなる積層構造をとって
いる。」とされている。

【０００４】ハイドロタルサイトの作成法としては、基
本層を構成する二価金属イオン及び三価金属イオンとを
含む金属塩水溶液と、中間層を構成する炭酸イオンを含
む炭酸塩水溶液とを混合して、温度、ｐＨ等を制御して
共沈反応により得る方法が一般的である。また、常圧で
の反応以外にも、オートクレーブを使用しての水熱反応
により得る方法もある（特開昭６０−６６１９号公
報）。

【０００５】ハイドロタルサイトは、その陰イオン交換
機能を生かした様々な用途への展開、例えば、イオン交
換材、吸着剤、脱臭剤等の用途に使用されてきた。ま
た、その他、構成する金属イオンの組み合わせを生か
し、各構成金属イオンが良好な混合状態にあるハイドロ
タルサイトを加熱脱水し、または、さらに加熱焼成する
ことにより、均一な組成の複合酸化物を容易に得られ、
触媒用途等に使用する例なども見られる。

【０００６】従来、ハイドロタルサイト型粒子は、前記
の通り、金属イオンに二価金属及び三価金属とを含むも
のとして作成されており、三価金属のみを含有するもの
が安定に存在するかどうかについては知られておらず、
もちろん、金属イオンにＦｅ³⁺のみを基本層に含有する
鉄系ハイドロタルサイト型粒子粉末は、これまで知られ
ていなかった。

【０００７】一方、これまで、板状酸化鉄粒子粉末の製
造にあたっては水熱合成などの特殊な反応条件下での生
成が必要であり、その製造は比較的困難であった。しか
し、金属イオンに鉄のみを含有する薄片状の鉄系ハイド
ロタルサイト型微粒子粉末を得ることができれば、これ
を脱水反応させることにより、これまで作成が比較的困
難であった板状酸化鉄粒子粉末を容易に得ることがで
き、さらに、該板状酸化鉄粒子粉末を加熱還元反応させ
ることによって板状磁性酸化鉄粒子粉末を得ることがで
きる。

【０００８】また、近年は、環境への配慮が求められて
おり、触媒等においても毒性のある金属が含まれていな
いものが望まれるから、毒性がほとんどなく、しかも、
触媒等としての機能も優れる酸化鉄及びその他の鉄化合
物は、このような期待に応えられるものであり、殊に、
反応性に優れるハイドロタルサイトとして、金属イオン
に鉄のみを含有する鉄系ハイドロタルサイト型微粒子粉
末は有用といえる。

【０００９】従来、鉄を含むハイドロタルサイト型微粒
子粉末についての合成は種々行われており、例えば、第
一鉄塩水溶液とアルミニウム塩水溶液及び炭酸塩水溶液
を用い、ｐＨ８．０〜１１．０の範囲で混合することに
よりＦｅ²⁺イオン及びＡｌ³⁺イオンを含む板状ハイドロ
タルサイト型微粒子を得る方法（特開平６−１６６５２
０号公報）、Ｆｅ²⁺とＡｌ³⁺とからなるハイドロタルサ
イト類似結晶構造を有する化合物又はＦｅ²⁺、Ｆｅ³⁺、
Ｍｇ²⁺及びＡｌ³⁺からなるハイドロタルサイト類似結晶
構造を有する化合物（特開昭６０−６６１９号公報、特
開昭５７−１５６４１９号公報）、二価の陽イオンＭ²⁺
の化合物、三価の鉄イオンＦｅ³⁺の化合物、炭酸イオン
ＣＯ₃ ^2- の化合物及びＯＨ^- を与える化合物を水性媒体
中で特定比になるよう反応させてハイドロタルサイト型
微粒子粉末を得て、それを焼成してフェライトを得る方
法（特開昭４８−７０７１９号公報）などがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前出各公報に記載のハ
イドロタルサイト型微粒子粉末は、いずれも金属イオン
として鉄のみを含有するものではない。

【００１１】そこで、本発明は、平均粒子径が０．０５
〜０．５０μｍであって、金属イオンに鉄のみが含有さ
れている鉄系ハイドロタルサイト型微粒子粉末を提供す
ることを技術的課題とする。

【００１２】

【課題を解決する為の手段】前記技術的課題は、次の通
りの本発明によって達成できる。

【００１３】即ち、本発明は、平均粒子径が０．０５〜
０．５０μｍであって、 〔Ｆｅ³⁺（ＯＨ^- ）₂ 〕⁺ 〔ａ（ＯＨ^- ）・ｂ（ＣＯ₃
^2- ）・ｃ（Ｈ₂ Ｏ）〕^- ０＜ａ＜１、０＜ｂ＜０．５、０＜ｃ＜１、ａ＋２×ｂ
＝１ なる構造式を有する鉄系ハイドロタルサイト型微粒子粉
末、及び、第一鉄塩水溶液と炭酸塩水溶液を含むアルカ
リ性水溶液とを、炭酸イオンと第一鉄とのモル比ＣＯ₃
^2- ／Ｆｅ²⁺が、０．０５〜１０の範囲となる範囲で混
合して得られた第一鉄含有沈殿物を含む水懸濁液を、温
度１０〜４５℃の範囲、且つ、ｐＨ７．５〜１１．０の
範囲に維持しながら、該水懸濁液中の第一鉄を単位時間
当たりのＦｅ²⁺の減少割合が全Ｆｅに対して０．２〜
２．０ｍｏｌ％／分の範囲となる速度で酸化することを
特徴とする鉄系ハイドロタルサイト型微粒子の製造法で
ある。

【００１４】本発明の構成をより詳しく説明すれば次の
通りである。先ず、本発明に係る鉄系ハイドロタルサイ
ト型微粒子粉末について述べる。

【００１５】本発明に係る鉄系ハイドロタルサイト型微
粒子粉末は、 〔Ｆｅ³⁺（ＯＨ^- ）₂ 〕⁺ 〔ａ（ＯＨ^- ）・ｂ（ＣＯ₃
^2- ）・ｃ（Ｈ₂ Ｏ）〕^- ０＜ａ＜１、０＜ｂ＜０．５、０＜ｃ＜１、ａ＋２×ｂ
＝１ なる構造式を有するものである。

【００１６】本発明に係る鉄系ハイドロタルサイト型微
粒子粉末は、薄片状であって、平均粒子径（板面径）
が、０．０５〜０．５０μｍ、好ましくは、０．１０〜
０．３０μｍである。厚みが、０．０１〜０．０５μ
ｍ、好ましくは、０．０２〜０．０４μｍである。アス
ペクト比（粒子径（板面径）／厚み）が、３〜２０、好
ましくは、５〜１０である。

【００１７】本発明に係る鉄系ハイドロタルサイト型微
粒子粉末は、乾燥条件が６０℃乾燥におけるＢＥＴ比表
面積が、４０〜１２０ｍ² ／ｇ、好ましくは６０〜１０
０ｍ² ／ｇである。なお、乾燥温度を１００℃〜２００
℃で行った場合には、ＢＥＴ比表面積が、２００ｍ² ／
ｇ程度と極端に大きくなるが、これは、ハイドロタルサ
イト型構造から水分や炭酸ガス等が抜けたために極めて
微細な脱水孔が生じるためと思われる。

【００１８】本発明に係る鉄系ハイドロタルサイト型微
粒子粉末は、Ｘ線回折パターンにおいて、面指数（００
３）のピークが、面間隔ｄ値０．７２０〜０．７６０ｎ
ｍである。なお、乾燥温度が１００℃を越える場合に
は、ハイドロタルサイト型構造を示すＸ線回折ピークは
みられなくなる。

【００１９】次に、前記の通りの本発明に係る鉄系ハイ
ドロタルサイト型微粒子粉末の製造法について述べる。

【００２０】本発明における第一鉄塩水溶液としては、
硫酸第一鉄水溶液、塩化第一鉄水溶液等を使用すること
ができる。第一鉄塩水溶液の第一鉄の濃度は、Ｆｅ²⁺と
して、０．０５〜１．２０ｍｏｌ／ｌ、好ましくは０．
１０〜１．００ｍｏｌ／ｌである。

【００２１】本発明における炭酸塩水溶液を含むアルカ
リ性水溶液としては、炭酸塩水溶液のみ又は炭酸塩水溶
液と水酸化アルカリ水溶液との混合アルカリ水溶液のい
ずれでもよい。前記炭酸塩水溶液としては、炭酸ナトリ
ウム水溶液、炭酸カリウム水溶液等を使用することがで
きる。また、前記水酸化アルカリ水溶液としては、水酸
化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニ
ア水等が使用できる。

【００２２】前記炭酸塩水溶液を含むアルカリ性水溶液
の炭酸イオンの濃度は、ＣＯ₃ ^2- として、０．０１〜
２．５０ｍｏｌ／ｌ、好ましくは０．２０〜２．００ｍ
ｏｌ／ｌである。前記炭酸塩水溶液を含むアルカリ性水
溶液の第一鉄塩水溶液に対する比率は、炭酸イオンと第
一鉄とのモル比ＣＯ₃ ^2- ／Ｆｅ²⁺として、０．０５〜１
０．０、好ましくは０．２０〜４．００である。０．０
５未満の場合には、ハイドロタルサイト型化合物が生成
しにくい。４．００を越える場合には、炭酸塩水溶液が
多量に必要となるので経済的ではない。

【００２３】本発明における第一鉄含有沈澱物を含む水
懸濁液は、前記第一鉄塩水溶液と前記炭酸塩水溶液を含
むアルカリ性水溶液とを前記割合で混合させて得ること
ができる。その混合方法は、例えば、炭酸塩水溶液を含
むアルカリ性水溶液に第一鉄塩水溶液を添加して混合す
る場合、第一鉄塩水溶液に炭酸塩水溶液を含むアルカリ
性水溶液を添加して混合する場合若しくは炭酸塩水溶液
を含むアルカリ性水溶液と第一鉄塩水溶液とを同時に添
加して混合する場合などがあり、いずれの混合方法によ
ってもよいが、好ましくは、炭酸塩水溶液を含むアルカ
リ性水溶液に第一鉄塩水溶液を添加して混合する方法に
よることが好ましい。

【００２４】また、炭酸塩水溶液を含むアルカリ性水溶
液に第一鉄塩水溶液等を添加する場合には、第一鉄塩水
溶液を一度に添加する場合、２回以上に分割して添加す
る場合又は連続的に滴下する場合のいずれで行ってもよ
い。

【００２５】本発明における第一鉄の酸化は、第一鉄塩
水溶液と炭酸塩水溶液を含むアルカリ性水溶液との混合
時から行う場合又は第一鉄塩水溶液と炭酸塩水溶液を含
むアルカリ性水溶液との混合後から行う場合のいずれで
行ってもよい。

【００２６】第一鉄塩水溶液と炭酸塩水溶液を含むアル
カリ性水溶液との混合によって得られた前記第一鉄含有
沈澱物を含む水懸濁液は、第一鉄の酸化を、温度を１０
〜４５℃の範囲であって、且つ、ｐＨ７．５〜１１．０
の範囲に維持しながら、単位時間当たりのＦｅ²⁺の減少
割合が０．２〜２．０ｍｏｌ％／分の範囲となる速度で
行う。

【００２７】本発明における第一鉄含有沈澱物を含む水
懸濁液の酸化反応中の温度は、１０〜４５℃、好ましく
は２０〜４０℃である。１０℃未満の場合にもハイドロ
タルサイト型化合物は生成するが、経済的でない。４５
℃を越える場合には、ハイドロタルサイト型化合物が得
られない。

【００２８】本発明における第一鉄含有沈澱物を含む水
懸濁液の酸化反応中のｐＨは、７．５〜１１．０、好ま
しくは８．０〜９．８に維持する。ｐＨ７．５未満の場
合及びｐＨ１１．０を越える場合のいずれにおいてもハ
イドロタルサイト型化合物が得られない。

【００２９】本発明における第一鉄含有沈澱物を含む水
懸濁液の酸化反応中のｐＨの維持は、水酸化アルカリ水
溶液を添加することにより行う。なお、混合後に第一鉄
の酸化を行う場合であって、且つ、炭酸イオンと鉄との
比ＣＯ₃ ^2- ／Ｆｅが１．０を越える場合には、第一鉄含
有沈澱物を含む水懸濁液のｐＨは酸化反応前、酸化反応
中及び酸化反応終了に至るまで、ほぼｐＨ７．５〜１
１．０の範囲内にあるが、必要によりｐＨ調整を行って
もよい。

【００３０】前記ｐＨ調整に用いる水酸化アルカリ水溶
液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム
水溶液、アンモニア水等が使用できる。好ましくは、水
酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液であ
る。

【００３１】本発明における第一鉄含有沈澱物を含む水
懸濁液中の酸化方法としては、第一鉄含有沈殿物を含む
水懸濁液に酸素含有ガスを吹き込むことによって行う場
合、酸化剤を添加することにより行う場合などから選択
することができる。好ましくは、酸化速度の制御が比較
的容易な酸素含有ガスの吹き込みによる方法である。

【００３２】前記酸素含有ガスとしては、空気等を使用
することができる。また、前記酸化剤としては、過酸化
水素水、硝酸、オゾン（Ｏ₃ ）等を使用することができ
る。

【００３３】本発明における第一鉄含有沈澱物を含む水
懸濁液中の酸化反応の単位時間当たりのＦｅ²⁺の減少割
合は、Ｆｅ²⁺をＦｅ³⁺に酸化させるいわゆる酸化速度を
表すものであり、単位時間当たりのＦｅ²⁺の減少量ΔＦ
ｅ²⁺／Δｔ（ｍｏｌ／分）の全Ｆｅ（ｍｏｌ）との比で
あるΔＦｅ²⁺／（Δｔ×全Ｆｅ）（ｍｏｌ％／分）とし
て表され、０．２〜２．０ｍｏｌ％／分、好ましくは
０．４〜１．５ｍｏｌ％／分である。０．２ｍｏｌ％／
分未満の場合には、ゲータイト粒子等のハイドロタルサ
イト型化合物以外の粒子が生成してしまう。２．０ｍｏ
ｌ％／分を越える場合には、経済的ではない。なお、酸
化速度の制御にあたっては、温度及び酸化手段の選択に
よって行うことができ、さらに、酸化手段として酸素含
有ガスの吹き込みによる場合には、酸素含有ガスの吹き
込み量によって酸化速度の制御を行うことができる。

【００３４】前記酸化反応終了後においては、常法によ
り水洗し、６０℃以下の温度にて乾燥すれば、鉄系ハイ
ドロタルサイト型微粒子粉末が得られる。なお、用途に
よっては鉄系ハイドロタルサイト型微粒子を含有する水
懸濁液をそのまま使用することができる。

【００３５】前記乾燥は温度６０℃以下で行う。６０℃
を越える温度で乾燥を行った場合には、層間にある成分
が失われてしまうため、ハイドロタルサイト型構造が保
てなくなってしまう。

【００３６】なお、本発明においては、諸特性の改善の
ために種々の元素、有機酸等を添加することができる。
添加する元素としてはＳｉ等があり、有機酸としては、
クエン酸、酒石酸等を添加することができる。これらは
酸化反応前、酸化反応中、又は、酸化反応後の水懸濁液
に添加する。前記ケイ素又は前記有機酸は、生成したハ
イドロタルサイト型微粒子の表面に吸着され、ハイドロ
タルサイト型構造を壊れにくくし、構造の安定化に役立
つものと思われる。

【００３７】

【作用】従来、ハイドロタルサイト型粒子粉末はその構
造に二価金属イオン及び三価金属イオンとを含有してお
り、全金属イオンに対する三価金属イオンの比率は、お
よそ２０〜３３ｍｏｌ％程度と、むしろ二価金属イオン
の比率のほうが多く、製造法においても、あらかじめ二
価金属塩と三価金属塩とをその含有させようとする比率
において混合し、中和して共沈させることにより得てい
る。

【００３８】鉄のイオン状態には、一般的には第一鉄Ｆ
ｅ²⁺と第二鉄Ｆｅ³⁺とがあるが、第一鉄塩水溶液と第二
鉄塩水溶液とを原料として混合し、共沈させた場合に
は、マグネタイト粒子粉末が生成し易く、これまで金属
イオンに鉄のみを含む鉄系ハイドロタルサイト型粒子粉
末は知られていなかった。

【００３９】一方、第一鉄塩水溶液と炭酸塩水溶液を含
むアルカリ性水溶液とを混合して得られる第一鉄含有沈
澱物を含む水懸濁液に空気を吹き込んで酸化反応させて
ゲータイト粒子粉末を得るゲータイト粒子粉末の製造法
が知られている。

【００４０】本発明者は、その反応条件について検討し
たところ、第一鉄塩水溶液と炭酸塩水溶液を含むアルカ
リ性水溶液とを混合して得られる第一鉄含有沈澱物を含
む水懸濁液を、温度１０〜４５℃の範囲、且つ、ｐＨ
７．５〜１１．０の範囲に維持しながら、前記第一鉄含
有沈澱物を含む水懸濁液中の第一鉄を単位時間当たりの
Ｆｅ²⁺の減少割合（酸化速度）が、０．２０〜２．０ｍ
ｏｌ％／分の範囲となる速度で酸化するという条件下に
おいて、不純物としてゲータイト粒子粉末を含まず、金
属イオンに鉄のみを含む鉄系ハイドロタルサイト型粒子
粉末を得ることができた。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は次
の通りである。

【００４２】粒子の粒子径（板面径）と粒子の厚みは電
子顕微鏡写真から測定した数値の平均値で示したもので
ある。

【００４３】得られたものについての同定は、Ｘ線回折
測定により行った。

【００４４】前記Ｘ線回折測定は、Ｘ線回折装置ＲＡＤ
−２Ａ（理学電機（株）製）で行った。測定条件は、使
用管球：Ｆｅ、管電圧：４０ｋＶ、管電流：２０ｍＡ、
ゴニオメーター：広角ゴニオメーター、サンプリング
幅：０．０１０°、走査速度：５．０００°／ｍｉｎ、
発散スリット：１°、散乱スリット：１°、受光スリッ
ト：０．３０ｍｍで、回折角（２θ）が５〜９０°の領
域を測定した。

【００４５】鉄系ハイドロタルサイト型微粒子粉末にお
ける構造式 〔Ｆｅ³⁺（ＯＨ^- ）₂ 〕⁺ 〔ａ（ＯＨ^- ）・ｂ（ＣＯ₃
^2- ）・ｃ（Ｈ₂ Ｏ）〕^- ０＜ａ＜１、０＜ｂ＜０．５、０＜ｃ＜１、ａ＋２×ｂ
＝１ における指数ａ、ｂ及びｃは、次のようにして求めた。
即ち、得られた鉄系ハイドロタルサイト型微粒子粉末中
の炭素含有量ｘ（重量％）とし、一方、前記鉄系ハイド
ロタルサイト型微粒子粉末を１０００℃で焼成した場合
の残存物がＦｅ₂ Ｏ₃ であるとしたときの残存物重量の
焼成前の重量に対する比率ｙ（重量％）として、次式、 ａ＝１−１３．３ｘ／ｙ ｂ＝６．６５ｘ／ｙ ｃ＝４４３．６／ｙ−１．５０８ｘ／ｙ−５．９３６ に代入して得られる。

【００４６】なお、前記炭素含有量ｘ（重量％）は、カ
ーボン・サルファーアナライザー：ＥＭＩＡ−２２００
（ＨＯＲＩＢＡ製）により測定した。

【００４７】３４℃に保持したＣＯ₃ ^2- イオン濃度１．
０ｍｏｌ／ｌの炭酸ナトリウム水溶液６ｌに、３２℃に
保持したＦｅ²⁺濃度０．６７ｍｏｌ／ｌの硫酸第一鉄水
溶液３ｌを混合して得られた第一鉄含有沈澱物を含む水
懸濁液は、温度３２℃、ｐＨ９．８であった。この第一
鉄含有沈澱物を含む水懸濁液を温度３２℃に維持しなが
ら、空気３０ｌ／分を吹き込み、酸化反応を１８０分間
行って、濾過、水洗の後、６０℃にて乾燥することによ
り、金属イオンとして鉄のみを含有する鉄系ハイドロタ
ルサイト型微粒子粉末を得た。この時の酸化反応におい
て、単位時間当たりのＦｅ²⁺の減少割合（酸化速度）は
約０．６ｍｏｌ％／分であった。

【００４８】得られた鉄系ハイドロタルサイト型微粒子
粉末は、平均粒子径が０．２０μｍ、アスペクト比が
６．０であり、図１のＸ線回折パターンに示すように、
面指数（００３）のピーク１が面間隔ｄ値０．７４２ｎ
ｍ、その倍周期のピ−ク２が面間隔ｄ値１．４９０ｎｍ
であり、金属イオンに鉄のみを含有するハイドロタルサ
イト型の構造を有するものであり、図２の透過型電子顕
微鏡写真（×２００００）に示すように薄片状粒子から
なるものである。そのＢＥＴ比表面積が８２ｍ²／ｇで
あった。

【００４９】得られた鉄系ハイドロタルサイト型微粒子
粉末は、金属イオンに鉄のみを含有することから、その
ままで吸着剤、脱臭剤、イオン交換材、化粧品用材料と
して使用でき、また、板状酸化鉄微粒子粉末の製造等に
使用できる。以下にその使用例を挙げる。

【００５０】使用例１〜２； 使用例１ 吸着剤としての性能は、「触媒実験ハンドブック」（講
談社サイエンティフィック発行）第４４頁に記載の方法
に従って測定した値で示した。即ち、鉄系ハイドロタル
サイト型微粒子粉末を担持させたモノリス担体をカラム
中に充填して流動式吸着容量評価装置にセットし、次
に、室温（２５℃）にて、試験ガスとして硫化水素Ｈ₂
Ｓガスを一定流量１ｌ／ｍｉｎ中１０００ｐｐｍの濃度
で通気し、カラムの出口の試験ガス成分濃度をガスクロ
マトグラフィー法により測定し、吸着破過、即ちＨ₂ Ｓ
ガス濃度が通気濃度の５０％である５００ｐｐｍになっ
た時までの時間から吸着容量を算出した値で示した。

【００５１】得られた鉄系ハイドロタルサイト型微粒子
粉末の吸着剤としての特性は、試験ガスがＨ₂ Ｓガスの
場合、吸着容量は３０ｍｇ／ｇであった。

【００５２】使用例２ 得られた鉄系ハイドロタルサイト型微粒子粉末２００ｇ
を空気中４００℃で１時間加熱処理して赤褐色粒子粉末
を得た。得られた赤褐色粒子粉末は、板面径０．１８μ
ｍ、厚み０．０３μｍ、板状比（板面径／厚み）６であ
り、鉄系ハイドロタルサイト型微粒子の粒子形態を良く
継承していた。そして、Ｘ線回折によりヘマタイトであ
ることが認められた。また、ヘマタイトを示すピークの
うち（１１０）面のピーク以外のピークが非常にブロー
ドであることから、粒子の厚みが非常に薄いものである
ことが確認された。

【００５３】さらに前記薄板状ヘマタイト粒子粉末１０
０ｇを還元雰囲気下３５０℃で２時間加熱還元して黒色
粒子粉末を得た。得られた黒色粒子粉末は板面径０．１
７μｍ、厚み０．０３μｍ、板状比（板面径／厚み）６
であり、鉄系ハイドロタルサイト型微粒子の粒子形態を
良く保持していた。そして、Ｘ線回折によりマグネタイ
トであることが認められた。その磁気特性は保磁力１８
０Ｏｅ、飽和磁化８５ｅｍｕ／ｇであった。

【００５４】

【実施例】次に、実施例並びに比較例を挙げる。

【００５５】実施例１〜６、比較例１〜４； 実施例１ ２４℃に保持したＣＯ₃ ^2- イオン濃度０．１０ｍｏｌ／
ｌを含む炭酸ナトリウム水溶液６ｌに、２４℃に保持し
た６Ｎの水酸化ナトリウム水溶液０．８ｌと、２４℃に
保持したＦｅ²⁺濃度０．８０ｍｏｌ／ｌを含む硫酸第一
鉄水溶液３ｌとをｐＨ８．５に維持しながら同時に３０
分間で滴下する。そして、温度２４℃に保持し、ｐＨ
８．３〜８．６の範囲に維持しながら、空気４０ｌ／分
を吹き込み、酸化反応を２００分間行い、濾過、水洗の
後、６０℃にて乾燥することにより、金属イオンとして
鉄のみを含有する鉄系ハイドロタルサイト型微粒子粉末
を得た。この時の酸化反応において、単位時間当たりの
Ｆｅ²⁺の減少割合（酸化速度）は約０．５０ｍｏｌ％／
分であった。

【００５６】得られた鉄系ハイドロタルサイト型微粒子
粉末は、平均粒子径が０．１５μｍ、アスペクト比が７
であり、金属イオンに鉄のみを含有するハイドロタルサ
イト型の構造を有する薄片状粒子からなるものである。
そのＢＥＴ比表面積が８９ｍ² ／ｇであった。

【００５７】実施例２〜６、比較例１〜４ 第一鉄塩水溶液と炭酸塩水溶液との混合によって得られ
る第一鉄含有沈殿物を含む水懸濁液における第一鉄塩濃
度、炭酸塩の種類並びに濃度、炭酸イオンと鉄との比Ｃ
Ｏ₃ ^2- ／Ｆｅ²⁺、調整ｐＨ、酸化反応における温度、調
整ｐＨ、単位時間当たりのＦｅ²⁺の減少割合（酸化速
度）並びに酸化時間、及び、乾燥温度等を種々変化させ
た以外は前記本発明の実施の形態又は前記実施例１と同
様にして鉄系ハイドロタルサイト型微粒子粉末を得た。
その製造条件は、表１に、得られた鉄系ハイドロタルサ
イト型微粒子粉末等の諸特性は表２にそれぞれ示した。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】

【発明の効果】本発明に係る鉄系ハイドロタルサイト型
微粒子粉末は、平均板面径が０．０５〜０．５０μｍで
あり、金属イオンとして鉄のみを含有することから、そ
のままで吸着剤、脱臭剤、イオン交換剤、化粧品用材料
として使用でき、また、板状酸化鉄微粒子粉末の製造等
に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態で得られた鉄系ハイドロ
タルサイト型微粒子粉末の水洗後の含水ケーキ状物のＸ
線回折パターンである。

【図２】 本発明の実施の形態で得られた鉄系ハイドロ
タルサイト型微粒子粉末の粒子構造を示す透過型電子顕
微鏡写真（×２００００）である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒子径が０．０５〜０．５０μｍで
   あって、下記の構造式を有する鉄系ハイドロタルサイト
   型微粒子粉末。 〔Ｆｅ³⁺（ＯＨ^- ）₂ 〕⁺ 〔ａ（ＯＨ^- ）・ｂ（ＣＯ₃
   ^2- ）・ｃ（Ｈ₂ Ｏ）〕^- ０＜ａ＜１、０＜ｂ＜０．５、０＜ｃ＜１、ａ＋２×ｂ
   ＝１
2. 【請求項２】 第一鉄塩水溶液と炭酸塩水溶液を含むア
   ルカリ性水溶液とを、炭酸イオンと第一鉄とのモル比Ｃ
   Ｏ₃ ^2- ／Ｆｅ²⁺が０．０５〜１０の範囲となる範囲で混
   合して得られる第一鉄含有沈殿物を含む水懸濁液を、温
   度１０〜４５℃の範囲、且つ、ｐＨ７．５〜１１．０の
   範囲に維持しながら、該水懸濁液中の第一鉄を単位時間
   当たりのＦｅ²⁺の減少割合が全Ｆｅに対して０．２〜
   ２．０ｍｏｌ％／分の範囲となる速度で酸化することを
   特徴とする鉄系ハイドロタルサイト型微粒子の製造法。