JP5619989B2

JP5619989B2 - ケイ酸亜鉛マンガンの製造方法

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Publication number: JP5619989B2
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Inventors: 樹新陸; 文波馬; 明杰周
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Filing date: 2010-04-27
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Description

本発明は、蛍光材料の製造方法に関し、具体的に、ケイ酸亜鉛マンガン蛍光材料の製造方法に関する。

ケイ酸亜鉛（Ｚｎ_２ＳｉＯ_４）は、発光基質として、良好な化学安定性、強い環境適応性、および良好な耐湿性を有し、製造され易く、ならびに低コストであるため、発光材料の研究分野において注目されている。１９３９年にＪｅｎｋｉｎｓらは、Ｘ線研究により、Ｍｎ^２＋イオンが、Ｚｎ^２＋イオンと同じ原子価状態および近いイオン半径を有するため、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４の結晶格子中にうまく分布できることを見出した。したがって、マンガンは、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４の発光基質中に容易に取り込むことができる。

ケイ酸亜鉛マンガン（Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ）は、優れる性能を持つ発光材料であり、発光輝度が高く、色純度が良く、近赤外発光がない。このため、フォトルミネセンスおよびカソードルミネセンスの領域に広く応用されている。これまでに、市販用のケイ酸亜鉛マンガン蛍光体は、主に固相法により製造されていた。しかしながら、固相法では、例えば、高い合成温度を要する、粒子のサイズおよび形が制御され難い、製品を研磨することが必要であるなどのデメリットがあり、さらに、前記研磨の過程において、製品の表面が破損され、発光性能が低下する、または製品の表面が汚染されやすいなどのデメリットがある。したがって、固相法におけるデメリットを克服するために、ゲル−ゾル法、水熱法、および沈降法により、ケイ酸亜鉛マンガン蛍光体を合成する新な合成方法は広く研究されている。

発明の開示

技術課題
従来の固相法によりケイ酸亜鉛マンガンを製造する際に、合成温度が高い、製品の粒子サイズおよび形状が制御されにくい、および研磨によりケイ酸亜鉛マンガンの発光性能が低下してしまうなどの課題を解決するために、本発明は、合成温度が低い、ケイ酸亜鉛マンガンの粒子サイズおよび形状が均等である、および従来の市販品より優れた発光効果を有するケイ酸亜鉛マンガンの製造方法を提供することを目的とする。

技術的な解決
上記課題を解決するため、本発明は、ケイ酸亜鉛マンガンの製造方法を提供し、下記ステップを含む：
ステップ１、まず蒸留水と無水エタノールを混合させ混合溶液を得、次いでアンモニア水を用いて、前記混合溶液をアルカリ性混合溶液に調整し、その後オルトケイ酸テトラエチルを加え反応させ、二酸化ケイ素ゾルを形成する；
ステップ２、亜鉛およびマンガンの合計モル量と、前記ステップ１で用いられたオルトケイ酸テトラエチルのモル量との比が２：１になるように、亜鉛塩およびマンガン塩を量り取り、蒸留水中に溶解させ、亜鉛塩およびマンガン塩の混合溶液を形成する；
ステップ３、硝酸を用いて、前記ステップ１の二酸化ケイ素ゾルを中性または酸性の二酸化ケイ素ゾルに調整する；
ステップ４、前記ステップ２で得られた亜鉛塩およびマンガン塩の混合溶液を、徐々に前記ステップ３で得られた二酸化ケイ素ゾルに加え反応させ、ゲルを形成する；
ステップ５、前記ステップ４で得られたゲルを乾燥させ、次いで８００〜１２００℃の温度で、得られた乾燥物を保温反応させ、取り出した後研磨し、研磨後の生成物を還元雰囲気下において保温還元を行い、最終的にケイ酸亜鉛マンガンを得る。

前記ステップ１において、蒸留水と無水エタノールとの体積比は、１：５〜２：１であり、前記アルカリ性混合溶液のｐＨ値は、８〜１３であり；オルトケイ酸テトラエチルと無水エタノールとの体積比は、１：１２〜１：１であり、当該反応は、２５〜６０℃の水浴中に撹拌しながら行われる。

前記ステップ２において、亜鉛塩およびマンガン塩の混合溶液中における亜鉛およびマンガンのイオン濃度の合計は、０．２５〜２ｍｏｌ／Ｌであり、亜鉛とマンガンとのモル量比は、（１−ｘ）：ｘ（０．０２≦ｘ≦０．１５）である；前記亜鉛塩は、酢酸亜鉛および硝酸亜鉛から選択される一種または数種である；前記マンガン塩は、酢酸マンガン、硝酸マンガンおよび炭酸マンガンから選択される一種または数種である。

前記ステップ３において、質量パーセント濃度３４％の硝酸を用いて、前記ステップ１で得られた二酸化ケイ素ゾルのｐＨ値を２〜７に調整する。

前記ステップ４において、当該反応は、４０〜８０℃の水浴中に撹拌しながら行われる。

前記ステップ５において、前記ゲルを８０〜１００℃の温度条件下で２４〜３６時間乾燥させ、前記得られた乾燥物を８００〜１２００℃の温度条件下で２〜６時間保温反応させる；研磨後の生成物を８００〜１２００℃の温度条件下で１〜３時間保温還元を行う；前記還元雰囲気は、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス、一酸化炭素ガス、または純水素ガスである。

有益的な効果
従来技術に比べ、本発明の製造方法は、プロセスが簡単であり、設備に対する要求が低い；本発明の製造方法によって製造されたケイ酸亜鉛マンガン蛍光体の粒子は、サイズが均等であり、形状が一様であり、発光性能が市販用のケイ酸亜鉛マンガン粉より優れる。

本発明のケイ酸亜鉛マンガンの製造方法のフローチャートである。実施例１で製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルであり、測定電圧が１．５千ボルトである。実施例２で製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルであり、測定電圧が１．５千ボルトである。実施例３で製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルであり、測定電圧が３．０千ボルトである。実施例４で製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルであり、測定電圧が５．０千ボルトである。実施例５で製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルであり、測定電圧が７．５千ボルトである。実施例６で製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルであり、測定電圧が５．０千ボルトである。

本発明の実施形態
本発明の目的、技術的手段および有益的な効果をより明白にするために、以下の添付されたおよび実施例を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。なお、ここで述べる具体の実施例は、単なる本発明を説明するためのものであり、本発明に限定されないことは理解されるべきである。

本発明は、粒子のサイズが均等である、形状が一様である、および発光性能が優れるケイ酸亜鉛マンガンの製造方法を提供し、図１に示されるように、以下のステップを含む：
ステップＳ０１、まず蒸留水と無水エタノールを混合させ混合溶液を得、次いでアンモニア水を用いて、前記混合溶液をアルカリ性混合溶液に調整し、その後オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を加え反応させ、二酸化ケイ素ゾルを形成する；
ステップＳ０２、亜鉛およびマンガンの合計モル量と、前記ステップＳ０１で用いられるオルトケイ酸テトラエチルのモル量との比が２：１になるように、亜鉛塩およびマンガン塩を量り取り、蒸留水中に溶解させ、亜鉛塩およびマンガン塩の混合溶液を形成する；
ステップＳ０３、硝酸を用いて、前記ステップＳ０１の二酸化ケイ素ゾルを中性または酸性の二酸化ケイ素ゾルに調整する；
ステップＳ０４、前記ステップＳ０２で得られた亜鉛塩およびマンガン塩の混合溶液を、徐々に前記ステップＳ０３で得られた二酸化ケイ素ゾルに加え反応させ、ゲルを形成する；
ステップＳ０５、前記ステップＳ０４で得られたゲルを乾燥させ、次いで８００〜１２００℃の温度で乾燥物を保温反応させ、取り出した後研磨し、研磨後の生成物を還元雰囲気下において保温還元を行い、最終的にケイ酸亜鉛マンガンを得る。

本発明の製造方法において、前記ステップＳ０１において、蒸留水と無水エタノールとの体積比は、１：５〜２：１であり、前記アルカリ性混合溶液のｐＨ値は、８〜１３であり；オルトケイ酸テトラエチルと無水エタノールとの体積比は、１：１２〜１：１であり、当該反応は、２５〜６０℃の水浴中に撹拌しながら行われる。前記ステップＳ０２において、亜鉛塩およびマンガン塩の混合溶液中の亜鉛およびマンガンのイオン濃度の合計は、０．２５〜２ｍｏｌ／Ｌであり、亜鉛とマンガンとのモル量比は、（１−ｘ）：ｘ（０．０２≦ｘ≦０．１５）である；前記亜鉛塩は、酢酸亜鉛および硝酸亜鉛から選択される一種または数種である；前記マンガン塩は、酢酸マンガン、硝酸マンガンおよび炭酸マンガンから選択される一種または数種である。前記ステップＳ０３において、質量パーセント濃度３４％の硝酸を用いて、前記ステップ１で得られた二酸化ケイ素ゾルのｐＨ値を２〜７に調整する。前記ステップＳ０４において、当該反応は、４０〜８０℃の水浴中に撹拌しながら行われる。前記ステップＳ０５において、前記ゲルを、８０〜１００℃の温度条件下で２４〜３６時間乾燥させ、前記得られた乾燥物を、８００〜１２００℃の温度条件下で２〜６時間保温反応させる；研磨後の生成物を、８００〜１２００℃の温度条件下で１〜３時間保温還元を行う；前記還元雰囲気は、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス、一酸化炭素ガス、または純水素ガスである。

本発明の製造方法は、プロセスが簡単であり、設備に対する要求が低い；さらに本発明の製造方法によって製造されたケイ酸亜鉛マンガン蛍光体の粒子は、サイズが均等であり、形状が単一であり、発光性能が市販用のケイ酸亜鉛マンガン粉より優れる。

以下、実施例を用いて、異なる条件下におけるケイ酸亜鉛マンガンの製造方法について説明する

実施例１：
ステップ１、体積比１：４で６．６９ｍＬの蒸留水と２６．７６ｍＬの無水エタノールとを十分に混合させ混合溶液を得、アンモニア水を用いて当該混合溶液をｐＨ値が８になるように調整し、次いで、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）と無水エタノールとの体積比が１：１２になるように、２．２３０ｍＬのＴＥＯＳを加え、その後、６０℃の水溶中で、撹拌しながらＳｉＯ_２ゾルを形成するまで反応させ；ステップ２、亜鉛およびマンガンの合計モル量とＴＥＯＳのモル量との比が２：１になるように、かつ硝酸亜鉛と酢酸マンガンとのモル量比が０．９８：０．０２になるように５．８３１ｇの硝酸亜鉛および０．０９８ｇの酢酸マンガンを量り取り、２０ｍＬの蒸留水中に溶解させ、濃度が１ｍｏｌ／Ｌの混合溶液が得られ；ステップ３、質量パーセント濃度３４％の硝酸を用いて、前記ＳｉＯ_２ゾルをｐＨ値が２になるように調整し；ステップ４、硝酸亜鉛および酢酸マンガンの混合溶液を徐々にｐＨ２のＳｉＯ_２ゾル中に加え、８０℃の水浴中で撹拌しながらゲル状を形成するまで反応させ；ステップ５、得られたゲル状の物質を６０℃のオーブンにて３６時間乾燥させ、その後、得られた乾燥物を高温炉にて８００℃で６時間保温反応させ、室温まで自然冷却させ、さらに瑪瑙乳鉢を用いて研磨させ、その後純水素ガスの雰囲気下において、８００℃で１時間保温還元させ、室温に冷却させると（Ｚｎ_０．９８，Ｍｎ_０．０２）_２ＳｉＯ_４が得られる。本実施例の製造方法によって製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルは、図２に示される。図２から、当該ケイ酸亜鉛マンガンの発光強度は市販用のケイ酸亜鉛マンガンの発光強度よりも約１２％強いことが分かる。

実施例２：
ステップ１、体積比１：５で２．２３ｍＬの蒸留水と１１．１５の無水エタノールとを十分に混合させ混合溶液を得、アンモニア水を用いて当該混合溶液をｐＨ値が９になるように調整し、次いで、ＴＥＯＳと無水エタノールとの体積比が１：１０になるように、１．１１５ｍＬのＴＥＯＳを加え、その後、５０℃の水溶中で、撹拌しながらＳｉＯ_２ゾルを形成するまで反応させ；ステップ２、亜鉛およびマンガンの合計モル量とＴＥＯＳのモル量との比が２：１になるように、かつ酢酸亜鉛と硝酸マンガンとのモル量比が０．９６：０．０４になるように２．１０７２ｇの酢酸亜鉛および０．１００４ｇの高純度硝酸マンガンを量り取り、４０ｍＬの蒸留水中に溶解させ、濃度が０．２５ｍｏｌ／Ｌの混合溶液が得られ；ステップ３、質量パーセント濃度３４％の硝酸を用いて、前記ＳｉＯ_２ゾルをｐＨ値が３になるように調整し；ステップ４、酢酸亜鉛および硝酸マンガンの混合溶液を徐々にｐＨ３のＳｉＯ_２ゾル中に加え、８０℃の水浴中で撹拌しながらゲル状を形成するまで反応させ；ステップ５、得られたゲル状の物質を８０℃のオーブンにて３６時間乾燥させ、その後、得られた乾燥物を高温炉にて９００℃で４時間保温反応させ、室温まで自然冷却させ、さらに瑪瑙乳鉢を用いて研磨させ、その後還元剤としてのＣＯガスの雰囲気下において、９００℃で２時間保温還元させ、室温に冷却させると（Ｚｎ_０．９６，Ｍｎ_０．０４）_２ＳｉＯ_４が得られる。本実施例の製造方法によって製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルは、図３に示される。図３から、当該ケイ酸亜鉛マンガンの発光強度は市販用のケイ酸亜鉛マンガンの発光強度よりも約３５％強いことが分かる。

実施例３：
ステップ１、体積比１：２で１７．８４ｍＬの蒸留水と３５．６８ｍＬの無水エタノールとを十分に混合させ混合溶液を得、アンモニア水を用いて当該混合溶液をｐＨ値が１０になるように調整し、次いで、ＴＥＯＳと無水エタノールとの体積比が１：８になるように、４．４６０ｍＬのＴＥＯＳを加え、その後、４０℃の水溶中で、撹拌しながらＳｉＯ_２ゾルを形成するまで反応させ；ステップ２、亜鉛およびマンガンの合計モル量とＴＥＯＳのモル量との比が２：１になるように、かつ酢酸亜鉛と酢酸マンガンとのモル量比が０．９５：０．０５になるように８．３４１ｇの酢酸亜鉛および０．４９０ｇの酢酸マンガンを量り取り、２０ｍＬの蒸留水中に溶解させ、濃度が２ｍｏｌ／Ｌの混合溶液が得られ；ステップ３、質量パーセント濃度３４％の硝酸を用いて、前記ＳｉＯ_２ゾルをｐＨ値が５になるように調整し；ステップ４、酢酸亜鉛および酢酸マンガンの混合溶液を徐々にｐＨ５のＳｉＯ_２ゾル中に加え、４０℃の水浴中で撹拌しながらゲル状を形成するまで反応させ；ステップ５、得られたゲル状の物質を９０℃のオーブンにて３２時間乾燥させ、その後、得られた乾燥物を高温炉にて１０００℃で３時間保温反応させ、室温まで自然冷却させ、さらに瑪瑙乳鉢を用いて研磨させ、その後還元剤としての体積９５％であるＮ_２および体積５％であるＨ_２の混合ガスの雰囲気下において、１０００℃で３時間保温還元させ、室温に冷却させると（Ｚｎ_０．９５，Ｍｎ_０．０５）_２ＳｉＯ_４が得られる。本実施例の製造方法によって製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルは、図４に示される。図４から、当該ケイ酸亜鉛マンガンの発光強度は市販用のケイ酸亜鉛マンガンの発光強度よりも約３１％強いことが分かる。

実施例４：
ステップ１、体積比１：２で８．９２ｍＬの蒸留水と１７．８４ｍＬの無水エタノールとを十分に混合させ混合溶液を得、アンモニア水を用いて当該混合溶液をｐＨ値が１１になるように調整し、次いで、ＴＥＯＳと無水エタノールとの体積比が１：４になるように、４．４６０ｍＬのＴＥＯＳを加え、その後、５０℃の水溶中で、撹拌しながらＳｉＯ_２ゾルを形成するまで反応させ；ステップ２、亜鉛およびマンガンの合計モル量とＴＥＯＳのモル量との比が２：１になるように、かつ酢酸亜鉛と酢酸マンガンとのモル量比が０．９２：０．０８になるように８．０７７６ｇの酢酸亜鉛および０．７８４ｇの酢酸マンガンを量り取り、２０ｍＬの蒸留水中に溶解させ、濃度が２ｍｏｌ／Ｌの混合溶液が得られ；ステップ３、質量パーセント濃度３４％の硝酸を用いて、前記ＳｉＯ_２ゾルをｐＨ値が５になるように調整し；ステップ４、酢酸亜鉛および酢酸マンガンの混合溶液を徐々にｐＨ５のＳｉＯ_２ゾル中に加え、５０℃の水浴中で撹拌しながらゲル状を形成するまで反応させ；ステップ５、得られたゲル状の物質を９０℃のオーブンにて３２時間乾燥させ、その後、得られた乾燥物を高温炉にて１１００℃で２時間保温反応させ、室温まで自然冷却させ、さらに瑪瑙乳鉢を用いて研磨させ、その後還元剤としての体積９５％であるＮ_２および体積５％であるＨ_２の混合ガスの雰囲気下において、１１００℃で２時間保温還元させ、室温に冷却させると（Ｚｎ_０．９２，Ｍｎ_０．０８）_２ＳｉＯ_４が得られる。本実施例の製造方法によって製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルは、図５に示される。図５から、当該ケイ酸亜鉛マンガンの発光強度は市販用のケイ酸亜鉛マンガンの発光強度よりも約２８％強いことが分かる。

実施例５：
ステップ１、体積比１：１で２０．０７ｍＬの蒸留水と２０．０７ｍＬの無水エタノールとを十分に混合させ混合溶液を得、アンモニア水を用いて当該混合溶液をｐＨ値が１１になるように調整し、次いで、ＴＥＯＳと無水エタノールとの体積比が１：３になるように、６．６９０ｍＬのＴＥＯＳを加え、その後、５０℃の水溶中で、撹拌しながらＳｉＯ_２ゾルを形成するまで反応させ；ステップ２、亜鉛およびマンガンの合計モル量とＴＥＯＳのモル量との比が２：１になるように、かつ酢酸亜鉛と酢酸マンガンとのモル量比が０．９２：０．０８になるように１２．１１６４ｇの酢酸亜鉛および１．１７６ｇの酢酸マンガンを量り取り、２０ｍＬの蒸留水中に溶解させ、濃度が１．５ｍｏｌ／Ｌの混合溶液が得られ；ステップ３、質量パーセント濃度３４％の硝酸を用いて、前記ＳｉＯ_２ゾルをｐＨ値が５になるように調整し；ステップ４、酢酸亜鉛および酢酸マンガンの混合溶液を徐々にｐＨ５のＳｉＯ_２ゾル中に加え、５０℃の水浴中で撹拌しながらゲル状を形成するまで反応させ；ステップ５、得られたゲル状の物質を９０℃のオーブンにて３２時間乾燥させ、その後、得られた乾燥物を高温炉にて１１００℃で２時間保温反応させ、室温まで自然冷却させ、さらに瑪瑙乳鉢を用いて研磨させ、その後還元剤としての体積９５％であるＮ_２および体積５％であるＨ_２の混合ガスの雰囲気下において、１１００℃で２時間保温還元させ、室温に冷却させると（Ｚｎ_０．９２，Ｍｎ_０．０８）_２ＳｉＯ_４が得られる。本実施例の製造方法によって製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルは、図６に示される。図６から、当該ケイ酸亜鉛マンガンの発光強度は市販用のケイ酸亜鉛マンガンの発光強度よりも約２６％強いことが分かる。

実施例６：
ステップ１、体積比２：１で１７．８４ｍＬの蒸留水と８．９２ｍＬの無水エタノールとを十分に混合させ混合溶液を得、アンモニア水を用いて当該混合溶液をｐＨ値が１３になるように調整し、次いで、ＴＥＯＳと無水エタノールとの体積比が１：１になるように、８．９２０ｍＬのＴＥＯＳを加え、その後、２５℃の室温で、撹拌しながらＳｉＯ_２ゾルを形成するまで反応させ；ステップ２、亜鉛およびマンガンの合計モル量とＴＥＯＳのモル量との比が２：１になるように、かつ酢酸亜鉛と酢酸マンガンとのモル量比が０．９０：０．１になるように１５．８０４ｇの酢酸亜鉛および１．９６０ｇの酢酸マンガンを量り取り、４０ｍＬの蒸留水中に溶解させ、濃度が２ｍｏｌ／Ｌの混合溶液が得られ；ステップ３、質量パーセント濃度３４％の硝酸を用いて、前記ＳｉＯ_２ゾルをｐＨ値が５になるように調整し；ステップ４、酢酸亜鉛および酢酸マンガンの混合溶液を徐々にｐＨ５のＳｉＯ_２ゾル中に加え、５０℃の水浴中で撹拌しながらゲル状を形成するまで反応させ；ステップ５、得られたゲル状の物質を１００℃のオーブンにて２４時間乾燥させ、その後、得られた乾燥物を高温炉にて１１００℃で２時間保温反応させ、室温まで自然冷却させ、さらに瑪瑙乳鉢を用いて研磨させ、その後還元剤としての体積９５％であるＮ_２および体積５％であるＨ_２の混合ガスの雰囲気下において、１１００℃で２時間保温還元させ、室温に冷却させると（Ｚｎ_０．９０，Ｍｎ_０．１０）_２ＳｉＯ_４が得られる。本実施例の製造方法によって製造されたケイ酸亜鉛マンガンおよび市販用のケイ酸亜鉛マンガンの陰極線励起による発光スペクトルは、図７に示される。図７から、当該ケイ酸亜鉛マンガンの発光強度は市販用のケイ酸亜鉛マンガンの発光強度よりも約３３％強いことが分かる。

実施例７：
ステップ１、体積比１：１で４．４６ｍＬの蒸留水と８．９２ｍＬの無水エタノールとを十分に混合させ混合溶液を得、アンモニア水を用いて当該混合溶液をｐＨ値が１１になるように調整し、次いで、ＴＥＯＳと無水エタノールとの体積比が１：２になるように、４．４６０ｍＬのＴＥＯＳを加え、その後、５０℃の水溶中で、撹拌しながらＳｉＯ_２ゾルを形成するまで反応させ；ステップ２、亜鉛およびマンガンの合計モル量とＴＥＯＳのモル量との比が２：１になるように、かつ酢酸亜鉛と炭酸マンガンとのモル量比が０．８５：０．１５になるように７．４６３ｇの酢酸亜鉛および０．６９０ｇの炭酸マンガンを量り取り、４０ｍＬの蒸留水中に溶解させ、濃度が１ｍｏｌ／Ｌの混合溶液が得られ；ステップ３、質量パーセント濃度３４％の硝酸を用いて、前記ＳｉＯ_２ゾルをｐＨ値が７になるように調整し；ステップ４、酢酸亜鉛および炭酸マンガンの混合溶液を徐々にｐＨ７のＳｉＯ_２ゾル中に加え、４０℃の水浴中で撹拌しながらゲル状を形成するまで反応させ；ステップ５、得られたゲル状の物質を１００℃のオーブンにて２４時間乾燥させ、その後、得られた乾燥物を高温炉にて１２００℃で２時間保温反応させ、室温まで自然冷却させ、さらに瑪瑙乳鉢を用いて研磨させ、その後還元剤としての一酸化炭素ガスの雰囲気下において、１２００℃で２時間保温還元させ、室温に冷却させると（Ｚｎ_０．８５，Ｍｎ_０．１５）_２ＳｉＯ_４が得られる。

以上は、本発明に係る好適な実施例であり、本発明を限定するものではない。本発明の精神および原則を脱しない範囲内で、各種の変更、置き換えおよび改良などは、すべて本発明の範囲に含まれる。

Claims

下記：
ステップ１、まず蒸留水と無水エタノールを混合させ混合溶液を得、次いでアンモニア水を用いて、前記混合溶液をアルカリ性混合溶液に調整し、その後オルトケイ酸テトラエチルを加え反応させ、二酸化ケイ素ゾルを形成する；
ステップ２、亜鉛およびマンガンの合計モル量と、前記ステップ１で用いられるオルトケイ酸テトラエチルのモル量との比が２：１になるように、亜鉛塩およびマンガン塩を量り取り、蒸留水中に溶解させ、亜鉛塩およびマンガン塩の混合溶液を形成する；
ステップ３、硝酸を用いて、前記ステップ１の二酸化ケイ素ゾルを中性または酸性の二酸化ケイ素ゾルに調整する；
ステップ４、前記ステップ２で得られた亜鉛塩およびマンガン塩の混合溶液を、徐々に前記ステップ３で得られた二酸化ケイ素ゾルに加え反応させ、ゲルを形成する；
ステップ５，前記ステップ４で得られたゲルを乾燥させ、次いで８００〜１２００℃の温度で乾燥物を保温反応させ、取り出した後研磨し、研磨後の生成物を還元雰囲気下において保温還元を行い、最終的にケイ酸亜鉛マンガンを得る、
ステップを含む、ケイ酸亜鉛マンガンの製造方法。
前記ステップ１において、前記蒸留水と前記無水エタノールとの体積比が１：５〜２：１であり、かつ前記アルカリ性混合溶液のｐＨ値が８〜１３であり、および／または前記オルトケイ酸テトラエチルと前記無水エタノールとの体積比が１：１２〜１：１であり、かつ当該反応が２５〜６０℃の水浴中に撹拌しながら行われることを特徴とする、請求項１に記載のケイ酸亜鉛マンガンの製造方法。
前記ステップ２において、前記亜鉛塩およびマンガン塩の混合溶液中の亜鉛およびマンガンのイオン濃度の合計が０．２５〜２ｍｏｌ／Ｌであり、かつ亜鉛とマンガンとのモル量比が（１−ｘ）：ｘ（０．０２≦ｘ≦０．１５）であり、および／または前記亜鉛塩が酢酸亜鉛および硝酸亜鉛から選択される一種または数種であり；かつ前記マンガン塩が酢酸マンガン、硝酸マンガンおよび炭酸マンガンから選択される一種または数種であることを特徴とする、請求項１または２に記載のケイ酸亜鉛マンガンの製造方法。
前記ステップ３において、質量パーセント濃度３４％の硝酸を用いて、前記ステップ１で得られた二酸化ケイ素ゾルのｐＨ値を２〜７に調整することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のケイ酸亜鉛マンガンの製造方法。
前記ステップ４において、反応が４０〜８０℃の水浴中に撹拌しながら行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のケイ酸亜鉛マンガンの製造方法。
前記ステップ５において、前記ゲルを８０〜１００℃の温度条件下で２４〜３６時間乾燥させ、かつ前記得られた乾燥物を８００〜１２００℃の温度条件下で２〜６時間保温反応させ、および／または前記研磨後の生成物を８００〜１２００℃の温度条件下で１〜３時間保温還元を行うことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のケイ酸亜鉛マンガンの製造方法。
前記還元雰囲気が、窒素ガスおよび水素ガスの混合ガス、一酸化炭素ガス、または純水素ガスであることを特徴とする、請求項６に記載のケイ酸亜鉛マンガンの製造方法。