JPH01197316A - セリウム(iv)化合物の水性コロイド分散体及びその製造方法 - Google Patents
セリウム(iv)化合物の水性コロイド分散体及びその製造方法Info
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- JPH01197316A JPH01197316A JP63252202A JP25220288A JPH01197316A JP H01197316 A JPH01197316 A JP H01197316A JP 63252202 A JP63252202 A JP 63252202A JP 25220288 A JP25220288 A JP 25220288A JP H01197316 A JPH01197316 A JP H01197316A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、セリウム(IV)化合物を水性媒体に分散さ
せてなる新規なコロイド分散体並びにその製造方法に関
する。
せてなる新規なコロイド分散体並びにその製造方法に関
する。
さらに詳しくは、本発明は、弱酸性を示す水性媒体中の
セリウム(IV)化合物のコロイド分散体を提供するこ
とを目的とする。
セリウム(IV)化合物のコロイド分散体を提供するこ
とを目的とする。
本発明を開示するにあたっては、セリウム(IV)化合
物を水性媒体に分散させてなるコロイド分散体を用語「
ゾル」とも称する。
物を水性媒体に分散させてなるコロイド分散体を用語「
ゾル」とも称する。
また、「弱酸性」とは五5以上のpHt−意味するもの
とする。 ゛ 〔従来の技術と問題点〕 触媒の分野、特に自動車の排ガスの後燃焼反応の触媒の
分野における多くの用途に関しては1現在のところ、弱
酸性を示すセリウム(IV)化合物の水性ゾルについて
の一つの出願が認められる。
とする。 ゛ 〔従来の技術と問題点〕 触媒の分野、特に自動車の排ガスの後燃焼反応の触媒の
分野における多くの用途に関しては1現在のところ、弱
酸性を示すセリウム(IV)化合物の水性ゾルについて
の一つの出願が認められる。
ヨーロツノ署特許出願第874006oo、a+号には
、次式(I) Ce(OH)x(NO3)7・p C” 02・nH2
O(I)(ここで、Xはx : 4− yであるような
ものであり1 yは(L35〜t5であり、 pは0〜2.0であり、 nはΩ〜約20である) に相当するセリウム(IV)化合物を水に分散させるこ
とによってセリウム(IV)化合物のコロイド水性分散
体を直接得ることが可能であることが記載されている。
、次式(I) Ce(OH)x(NO3)7・p C” 02・nH2
O(I)(ここで、Xはx : 4− yであるような
ものであり1 yは(L35〜t5であり、 pは0〜2.0であり、 nはΩ〜約20である) に相当するセリウム(IV)化合物を水に分散させるこ
とによってセリウム(IV)化合物のコロイド水性分散
体を直接得ることが可能であることが記載されている。
得られたゾルは、安定であって、1〜2.5のpHを示
す。また、約3のpHまで塩基化することによってより
大きなコロイドと良好な安定性を有するゾルを得ること
も可能である。しかしながら、この方法は、それよりも
弱い酸性を示すゾルを得るKは適していない。
す。また、約3のpHまで塩基化することによってより
大きなコロイドと良好な安定性を有するゾルを得ること
も可能である。しかしながら、この方法は、それよりも
弱い酸性を示すゾルを得るKは適していない。
したがって、本発明の目的は、弱酸性と好ましくは高い
セリウム濃度を示すコロイド水性分散体を提供すること
である・ 〔閉頭を解決するための手段〕 本発明によるこのようなセリウム(IV)化合物のコロ
イド水性分散体は、セリウム(IV)化合物のコロイド
水性分散体を25〜五〇のPKJIを示す水溶性の1価
酸の塩によって不安定化し、得られた沈殿を分離し、次
いでこの沈殿を水性媒体に再分散させることからなる方
法により得られた。
セリウム濃度を示すコロイド水性分散体を提供すること
である・ 〔閉頭を解決するための手段〕 本発明によるこのようなセリウム(IV)化合物のコロ
イド水性分散体は、セリウム(IV)化合物のコロイド
水性分散体を25〜五〇のPKJIを示す水溶性の1価
酸の塩によって不安定化し、得られた沈殿を分離し、次
いでこの沈殿を水性媒体に再分散させることからなる方
法により得られた。
本発明者は、予期せずして、前記のような1価酸の塩に
よりセリウム(tV)化合物のコロイド水性分散体を不
安定化することによって、水に分散させると弱酸性のコ
ロイド分散体(その特性は以下に詳述する)を与えるよ
うな沈殿が得られることを発見した。
よりセリウム(tV)化合物のコロイド水性分散体を不
安定化することによって、水に分散させると弱酸性のコ
ロイド分散体(その特性は以下に詳述する)を与えるよ
うな沈殿が得られることを発見した。
本発明に対して好適な出発物質としては、次の一般式(
I) Co (M)、 (OH)x(NO3)y・pCeO2
O(I)(ここで、Mはアルカリ金属又は第四アンモニ
ウム基を表わし、 2は0〜0.2であり、 yは0〜t5であり、 Xはx = 4− y 十zであるようなものであり、
pは0〜2.0であり、 nは0〜約20である) K相当するセリウム(A/)化合物を水に分散させるこ
とによって得られるゾルが使用された。
I) Co (M)、 (OH)x(NO3)y・pCeO2
O(I)(ここで、Mはアルカリ金属又は第四アンモニ
ウム基を表わし、 2は0〜0.2であり、 yは0〜t5であり、 Xはx = 4− y 十zであるようなものであり、
pは0〜2.0であり、 nは0〜約20である) K相当するセリウム(A/)化合物を水に分散させるこ
とによって得られるゾルが使用された。
このゾル中のセリウム(IV)化合物の濃度は臨界的で
はない。濃度をCeO2として表わせば、これは111
〜! 5 モル/ t 、好ましくはQ、5〜1−1ニ
ル/lの間にある。
はない。濃度をCeO2として表わせば、これは111
〜! 5 モル/ t 、好ましくはQ、5〜1−1ニ
ル/lの間にある。
コロイド形のセリウム(IV)の割合は好ましくは95
%以上であるが、しかし本発明はイオン形のセリウム(
IV)が存在するようなゾルを排除するわけではない。
%以上であるが、しかし本発明はイオン形のセリウム(
IV)が存在するようなゾルを排除するわけではない。
さらに好ましくは、セリウムの割合は99〜100%の
間で選ばれる。
間で選ばれる。
ゾル中に存在するコロイドの寸法は十分に広い範囲で変
動できる。−船釣には、マイケル・L・マコンネル氏に
より「アナリテイカル・ケミストリーJVo1.5!、
黒8.1007A(1981)に記載された方法に従う
光の串弾性拡散によって決定されるコロイドの流体力学
的平均直径は、5oX〜2000Xの間である。
動できる。−船釣には、マイケル・L・マコンネル氏に
より「アナリテイカル・ケミストリーJVo1.5!、
黒8.1007A(1981)に記載された方法に従う
光の串弾性拡散によって決定されるコロイドの流体力学
的平均直径は、5oX〜2000Xの間である。
前記の特徴を持つゾルは、知られた物質であって、ヨー
ロッパ特許出願87400601.0号に記載されてい
る。
ロッパ特許出願87400601.0号に記載されてい
る。
本発明によれば、好ましくは、ヨーロッパ特許出鳩第8
7400600.0号の主題をなし、そして次式(II
) (ここで、Xはx =4− yであるようなものであり
、 yは[135〜15であり、 pはO〜約2.0であり、 nはθ〜約20である) K相幽するセシウム(IV)化合物を水に分散させるこ
とによって得られるゾルが使用される〇このゾルは、1
00^1000叉の十分に広い範囲で変動し得るコロイ
ド寸法を有する。
7400600.0号の主題をなし、そして次式(II
) (ここで、Xはx =4− yであるようなものであり
、 yは[135〜15であり、 pはO〜約2.0であり、 nはθ〜約20である) K相幽するセシウム(IV)化合物を水に分散させるこ
とによって得られるゾルが使用される〇このゾルは、1
00^1000叉の十分に広い範囲で変動し得るコロイ
ド寸法を有する。
五〇のp IIが得られるまで塩基化することによって
、流体力学的直径が300〜2000Xの大きなコロイ
ドを得ることができる。
、流体力学的直径が300〜2000Xの大きなコロイ
ドを得ることができる。
前記のコロイド寸法を有するゾルの製造は、水に直接分
散できる式(n)のセリウム(iv)化合物を水に分散
させることからなる。前記化合物は、pHが1〜2.5
であるゾルを導くように水性媒体又は弱酸性媒体中に攪
拌しながら分散される。
散できる式(n)のセリウム(iv)化合物を水に分散
させることからなる。前記化合物は、pHが1〜2.5
であるゾルを導くように水性媒体又は弱酸性媒体中に攪
拌しながら分散される。
式(II)のセリウム(IV)化合物は、第一工程でセ
リウム(IV)塩の水溶液を酸性媒体中で加水分解し、
第二工程で得られた沈殿を分離し、第三工程(これは強
制的ではないが)でこの沈殿を熱処理することからなる
。
リウム(IV)塩の水溶液を酸性媒体中で加水分解し、
第二工程で得られた沈殿を分離し、第三工程(これは強
制的ではないが)でこの沈殿を熱処理することからなる
。
第一工程では、セリウム(IV)塩の水溶液の加水分解
が行われる。
が行われる。
このためにセリウム(IV)の溶液が出発物質となるが
、これは硝酸第二七リウムの水浴液であってよい。この
溶液は第一セリウム状態のセリウムを何ら不都合なく含
有できるが、良好な沈殿収率を得るためには溶液が少な
くとも85%のセリウム(IV)を含有することが望ま
しい。
、これは硝酸第二七リウムの水浴液であってよい。この
溶液は第一セリウム状態のセリウムを何ら不都合なく含
有できるが、良好な沈殿収率を得るためには溶液が少な
くとも85%のセリウム(IV)を含有することが望ま
しい。
セリウム塩の溶液は、それが最終生成物中に見出され得
るような不純物を含有しないように選ばれる。99%以
上の純度を示すセリウム塩の溶液を使用するのが有益で
ある。
るような不純物を含有しないように選ばれる。99%以
上の純度を示すセリウム塩の溶液を使用するのが有益で
ある。
セリウム塩の#液の濃度は本発明では臨界的ではない。
溶液の濃度をセシウム(IV)として表わせば、それは
15〜5モル/ t s好ましくはα5〜t5モル/l
であってよい。
15〜5モル/ t s好ましくはα5〜t5モル/l
であってよい。
出発物質としては、典型的な方法によって1例えば1第
一七リウム塩(例えば炭酸第一セシウム)の溶液とアン
モニア溶液とを過酸化水素の存在下で反応させるととK
よって製造される水相酸化第二七リウムに硝酸を使用さ
せることにより得られる硝酸第二七リウム溶液を使用す
ることができる。
一七リウム塩(例えば炭酸第一セシウム)の溶液とアン
モニア溶液とを過酸化水素の存在下で反応させるととK
よって製造される水相酸化第二七リウムに硝酸を使用さ
せることにより得られる硝酸第二七リウム溶液を使用す
ることができる。
また1硝酸第一七リウ五溶液の電解酸化法によって得ら
れる硝酸第二七リウム溶液(これは仏国特許第2,57
0.087号に記載されている)も特に選ばれた原料と
なる。
れる硝酸第二七リウム溶液(これは仏国特許第2,57
0.087号に記載されている)も特に選ばれた原料と
なる。
加水分解用保体は水よりなるが、その種類は臨界的では
なく、好ましくは蒸留水又は脱塩水である。
なく、好ましくは蒸留水又は脱塩水である。
酸性度は無機酸を添加することによりもたらしてよい。
好ましくは硝酸が選ばれる。濃厚な又は例えば10
Nまで希釈されていてよい酸を使用することができる。
Nまで希釈されていてよい酸を使用することができる。
また、醒は、弱#性であって、α01N〜5N。
好ましくはα1N〜1Nの間の規定度を有し得る硝酸第
二セリウム溶液に由来するものであってよい。
二セリウム溶液に由来するものであってよい。
加水分解反応のために導入されるH+イオンの量は、〔
H”)/(C@’・93モル比が0〜3、好ましくは0
.4〜2.5であるような量である。
H”)/(C@’・93モル比が0〜3、好ましくは0
.4〜2.5であるような量である。
セリウム(IV)塩の水溶液対加水分解用媒体(本質的
には水)の比率は、セリウム(IV)の尚量最終濃度〔
C@1・q〕がα1〜tOモル/ t s好ましくはα
2〜α6モル/lであるようなものである。
には水)の比率は、セリウム(IV)の尚量最終濃度〔
C@1・q〕がα1〜tOモル/ t s好ましくはα
2〜α6モル/lであるようなものである。
セリウム(IV)の当m最終濃度は次゛式(ここで、〔
Ce1〕はセリウムOV)塩の溶液のモル/lで表わし
た濃度であり、 ■は場合により酸を添加される水の容積を表わし、 V/はセリウム(fV)塩の溶液の容積を表わす)によ
って定義される。
Ce1〕はセリウムOV)塩の溶液のモル/lで表わし
た濃度であり、 ■は場合により酸を添加される水の容積を表わし、 V/はセリウム(fV)塩の溶液の容積を表わす)によ
って定義される。
前記のような条件で実施されるセリウム<y>塩の加水
分解は、70℃〜120℃、好ましくは100℃近くK
ある反応課体の還流温度で行われるO 制御するのと再現するのが容易である還流温度で実施す
ることがより容易である。
分解は、70℃〜120℃、好ましくは100℃近くK
ある反応課体の還流温度で行われるO 制御するのと再現するのが容易である還流温度で実施す
ることがより容易である。
加水分解工程はいくつかの別法で実施することができる
。例えば、反応温度にもたらした、場合により酸を含有
する水にセリウム(IV)塩の溶液を一度に、段階的K
又は連続的に添加し成るいはその逆を実施することがで
きる。
。例えば、反応温度にもたらした、場合により酸を含有
する水にセリウム(IV)塩の溶液を一度に、段階的K
又は連続的に添加し成るいはその逆を実施することがで
きる。
また、本発明の方法を連続的に実施することができる。
このためには、セリウム(IV)塩の溶液と加水分解工
程体との混合が同時にかつ連続的に行われ、混合物が所
定の反応温度に連続的に加熱される。
程体との混合が同時にかつ連続的に行われ、混合物が所
定の反応温度に連続的に加熱される。
本発明の好ましい実施態様によれば、セリウム<y>塩
の溶液と加水分解工程体とが混合され、次いで攪拌し続
けた混合物は反応温度にもたらされる。
の溶液と加水分解工程体とが混合され、次いで攪拌し続
けた混合物は反応温度にもたらされる。
本発明の実施態様の如何にかかわらず、沈殿の生成が認
められる。反応時間は2〜8時間、好ましくは3〜6時
間であってよい。
められる。反応時間は2〜8時間、好ましくは3〜6時
間であってよい。
本発明方法の第二工程は、その温度が多くの場合90℃
〜100℃である懸濁液で得られる反応物を典型的な方
法によって分離することからなる。
〜100℃である懸濁液で得られる反応物を典型的な方
法によって分離することからなる。
この操作は、反応物を周囲温度、即ち多くの場合10℃
・〜25℃の温度に冷却する前に又は冷却した後に行わ
れる。
・〜25℃の温度に冷却する前に又は冷却した後に行わ
れる。
沈殿は典型的な分離方法、例えば濾過、デカンテーショ
ン、乾燥及び遠心分離により分離される。
ン、乾燥及び遠心分離により分離される。
本発明方法の第三工程は、分離された沈殿の熱処理を行
うことからなる。
うことからなる。
この操作は随意である。なぜならば、加水分解の第一工
程から分離される沈殿は水に直接分散できるし、また分
離された沈殿を乾燥する必要もなく水に分散させること
によって水性ゾルを直接得ることが可能であることがわ
かったからである。
程から分離される沈殿は水に直接分散できるし、また分
離された沈殿を乾燥する必要もなく水に分散させること
によって水性ゾルを直接得ることが可能であることがわ
かったからである。
事実、乾燥工程は必須ではなく、また遊離水の全ての除
去も必要ではない。
去も必要ではない。
乾燥条件は広い範囲で変えることができる。しかして、
濃度は15℃〜100℃の間、好ましくは周囲温度から
50℃までの間であってよい。乾煽詩間は乾燥物質(n
=O)を得るように好ましくは5〜48時間の間で選ば
れる。乾燥操作は、空気中で又は減圧下で、例えば1〜
100 mmHg(135,522Pa 〜13532
.2Pa)の圧力下で行うことができる。
濃度は15℃〜100℃の間、好ましくは周囲温度から
50℃までの間であってよい。乾煽詩間は乾燥物質(n
=O)を得るように好ましくは5〜48時間の間で選ば
れる。乾燥操作は、空気中で又は減圧下で、例えば1〜
100 mmHg(135,522Pa 〜13532
.2Pa)の圧力下で行うことができる。
式(n)に相当するセリウム(IV)化合物の脱光度の
如何にかかわらず、水に直接分散if能なセリウム(I
V)化合物が得られ、このものは水に分散させることに
よって100〜1000Xの間の流体力学的直径を示す
コロイドを含むゾルを生じる。
如何にかかわらず、水に直接分散if能なセリウム(I
V)化合物が得られ、このものは水に分散させることに
よって100〜1000Xの間の流体力学的直径を示す
コロイドを含むゾルを生じる。
好ましい態様によれば、分離工種から直接性じる式(I
I)に相当するセリウム(1v)化合物を、乾燥操作を
行うことなく、水に分散させることによって得られるゾ
ルが使用される。
I)に相当するセリウム(1v)化合物を、乾燥操作を
行うことなく、水に分散させることによって得られるゾ
ルが使用される。
また、本発明に好適なゾルの他の例としては、水和酸化
第二七リウふと水及び酸、特に硝酸との分散体を形成し
、この懸濁液を加熱することからなり、その際に分散体
中に存在する酸の量をpHが5.4以下であるような量
とすることからなる方法によって製造される一般に30
0〜600Xの流体力学的平均直径を有するゾルを使用
することができる。この出発水和酸化第二七リウムは、
第一七リウム塩(例えば炭酸第一七リウム)の溶液とア
ンモニア溶液とを酸化剤、特に過酸化水素の存在下で反
応させることによって製造される。
第二七リウふと水及び酸、特に硝酸との分散体を形成し
、この懸濁液を加熱することからなり、その際に分散体
中に存在する酸の量をpHが5.4以下であるような量
とすることからなる方法によって製造される一般に30
0〜600Xの流体力学的平均直径を有するゾルを使用
することができる。この出発水和酸化第二七リウムは、
第一七リウム塩(例えば炭酸第一七リウム)の溶液とア
ンモニア溶液とを酸化剤、特に過酸化水素の存在下で反
応させることによって製造される。
このようなゾルの製造の詳縄については、仏国特許第4
41へ867号を参照されたい。
41へ867号を参照されたい。
本発明の方法に従えば、前記の特徴を持つゾルを不安定
化するため1価酸の塩が使用される。
化するため1価酸の塩が使用される。
酸のアンモニウム塩又はアルカリ金属塩、好ましくはナ
トリウム塩が使用されるが、その酸の選定は、それが水
に可溶であり、1価でありかつ2.5〜5.0の間で選
ばれるpKaを示すべきであることと関連する。
トリウム塩が使用されるが、その酸の選定は、それが水
に可溶であり、1価でありかつ2.5〜5.0の間で選
ばれるpKaを示すべきであることと関連する。
使用することができる酸の塩の例としては、酢酸、プロ
ピオン酸及びモノクロル酢酸の塩があげられる。
ピオン酸及びモノクロル酢酸の塩があげられる。
酢酸ナトリウムが特に選ばれた物質となる。
これは水溶液状で使用するのが好ましいが、固体状でも
よい。
よい。
この塩の溶液の濃度は臨界的ではなく、その溶解度に実
質上依存する。
質上依存する。
1価酸の塩の添加量は、これがセリウムゾルの臨界凝固
濃度に少なくとも等しくかつその臨界凝固濃度の好まし
くは2倍を超えないように決定される。
濃度に少なくとも等しくかつその臨界凝固濃度の好まし
くは2倍を超えないように決定される。
ここで、臨界凝固濃度とは、溶液状のセリウムの全てを
沈殿させるのに必要な塩の量を意味する。
沈殿させるのに必要な塩の量を意味する。
一定のセリウム陽イオン濃度を示すゾルを得るためには
、一連の試映が行われ、その間に1価酸の塩の濃度が徐
々に増大する。
、一連の試映が行われ、その間に1価酸の塩の濃度が徐
々に増大する。
沈殿が生成するが、これは遠心分離法により分離される
。
。
例えば、一定濃度の鉄(■)溶液による容量分析定量並
びに一定濃度のクロム(Vl)溶液による鉄(6)の過
剰量の逆定量によって決定されるセリウムが上澄液から
なくなるような塩濃度限界値(臨界凝固濃度)、次いで
上限が臨界凝固濃度の2倍に相当するような濃度域がが
規定される。
びに一定濃度のクロム(Vl)溶液による鉄(6)の過
剰量の逆定量によって決定されるセリウムが上澄液から
なくなるような塩濃度限界値(臨界凝固濃度)、次いで
上限が臨界凝固濃度の2倍に相当するような濃度域がが
規定される。
一般に、1価酸の塩とセリウム塩(金属陽イオンとして
表わして)との間のモル比は、好ましくは12〜α8、
さらに好ましくは0.5〜0.6の間である。
表わして)との間のモル比は、好ましくは12〜α8、
さらに好ましくは0.5〜0.6の間である。
実際には、1価酸の塩がセリウム(fV)化合物の水性
コロイド分散体に添加され又はその逆が行われる。その
添加は一度に、段階的に又は連続的に行われ、そして攪
拌しながら行われる。
コロイド分散体に添加され又はその逆が行われる。その
添加は一度に、段階的に又は連続的に行われ、そして攪
拌しながら行われる。
好ましくは、塩がセリウム(IV)化合物の水性コロイ
ド分散体に添加される。
ド分散体に添加される。
混合は、好ましくは60℃以下である温度で行われ、そ
してさらに好ましくは、周囲温度(多くの場合10〜2
5℃)で実施される。
してさらに好ましくは、周囲温度(多くの場合10〜2
5℃)で実施される。
1価酸の塩の添加が終了したならば、要すれば、沈殿を
完了させるように反応脈質はしばらくの間攪拌し続ける
ことができる。この期間は臨界的ではなく、4分間から
24時間までの間であってよい。
完了させるように反応脈質はしばらくの間攪拌し続ける
ことができる。この期間は臨界的ではなく、4分間から
24時間までの間であってよい。
本発明方法の第二工程は、得られた沈殿を典型的な固−
液分離方法、即ち濾過、デカンテーション、遠心分離又
は乾燥によって分離することからなる。
液分離方法、即ち濾過、デカンテーション、遠心分離又
は乾燥によって分離することからなる。
この分離は、一般に周囲温度で行われる。
分離は、分離される沈殿が良く水切りされかつ好ましく
は50〜40%の含水量を有するように行われる。
は50〜40%の含水量を有するように行われる。
本発明方法の最後の工程では、上記のように分離された
沈殿が水に分散される。
沈殿が水に分散される。
水については、その種類は臨界的ではなく、好ましくは
蒸留水が使用される。
蒸留水が使用される。
ゾルの製造は、好ましくは、攪拌しながら15℃〜40
℃の温度、好ましくは周囲温度で行われる。
℃の温度、好ましくは周囲温度で行われる。
また、本発明の他の主題は1セリウム(IV)化合物を
水性媒体に分散させてなる新規なコロイド分散体であっ
て、このコロイドが次の化学式0式%() (ここで、人は2.5〜5.0のpKaを示す水溶性の
1価酸の陰イオンを表わし、 Xはα2〜0.8の数であり、 yは101〜α1の数である) に相当するコロイド分散体にある。
水性媒体に分散させてなる新規なコロイド分散体であっ
て、このコロイドが次の化学式0式%() (ここで、人は2.5〜5.0のpKaを示す水溶性の
1価酸の陰イオンを表わし、 Xはα2〜0.8の数であり、 yは101〜α1の数である) に相当するコロイド分散体にある。
このコロイドの化学的組成は、分散体から遠心分離した
後に得られる残留物について前記の方法によってセリウ
ムを定量することによって決定され、また硝酸イオンは
キールプール法による窒素の定量及び炭素の元素分析に
よって決定される。
後に得られる残留物について前記の方法によってセリウ
ムを定量することによって決定され、また硝酸イオンは
キールプール法による窒素の定量及び炭素の元素分析に
よって決定される。
本発明の好ましいゾルは、コロイドが前記入が酢酸、プ
ロピオン酸又はモノクロル酢酸陰イオン、特に酢酸陰イ
オンを表わしかつXが0.3〜0.6である式(■)に
相当するようなものである。
ロピオン酸又はモノクロル酢酸陰イオン、特に酢酸陰イ
オンを表わしかつXが0.3〜0.6である式(■)に
相当するようなものである。
本発明のゾルのその他の特徴は、5.5〜5.0、好ま
しくは4.0−5.0のpHを示すことである。
しくは4.0−5.0のpHを示すことである。
得られるゾルにおいて、セリウム(tV)化合物は、水
中にコロイド分散体の形で実質上存在している。このこ
とは、この化合物がコロイド寸法の粒子を有することを
意味するが、しかしこれはイオン形のセリウム(IV)
の存在を排除するものではない。
中にコロイド分散体の形で実質上存在している。このこ
とは、この化合物がコロイド寸法の粒子を有することを
意味するが、しかしこれはイオン形のセリウム(IV)
の存在を排除するものではない。
コロイド形のセリウム(IV)の割合は、一般に95%
以上、好ましくは99〜100%である。
以上、好ましくは99〜100%である。
本発明の水性ゾルは、Ce0□として表わして2.5モ
ル/lまでにもなり得るセリウム濃度を有することがで
きる。
ル/lまでにもなり得るセリウム濃度を有することがで
きる。
コロイド寸法は、マイケル・L・マコンネル氏により「
アナリテイカル・ケミストリーJ 、Vol。
アナリテイカル・ケミストリーJ 、Vol。
53、黒8.1007A(1’981)に記載の方法に
従って光の準神性拡散によって決定されるコロイドの流
体力学的平均直径を測定することによって決定される。
従って光の準神性拡散によって決定されるコロイドの流
体力学的平均直径を測定することによって決定される。
これは得られたゾルのpHに依存し、しかしてゾルのp
Hが高いけどコロイドは大きくなる。
Hが高いけどコロイドは大きくなる。
一般に、コロイドの流体力学的平均直径は200〜1o
oo1.そして多く場合300〜600Xである。
oo1.そして多く場合300〜600Xである。
本発明の方法によって得られるゾルは、通常の貯蔵条件
下で完全に安定であることが認められる。
下で完全に安定であることが認められる。
これは以下の実施例で証明する。
以下に本発明の実施例を示す。実施例において示した百
分率(%)はff1hlで表わす。
分率(%)はff1hlで表わす。
例1
温度計、攪拌装置、反応体導入系、上向き冷却器を装え
、また加熱装置を取り付けた4tの三日のフラスコに、 ・蒸留水125dcc。
、また加熱装置を取り付けた4tの三日のフラスコに、 ・蒸留水125dcc。
・仏国特許第2,570,087号に従う電解によって
製造され、t25モル/Lのセリウム(IV)、105
モル/lのセリウム(m)を含有しかつ(L5Nの遊離
酸性度を有する硝酸第二七リウム溶液744cc を周囲温度で導入する。
製造され、t25モル/Lのセリウム(IV)、105
モル/lのセリウム(m)を含有しかつ(L5Nの遊離
酸性度を有する硝酸第二七リウム溶液744cc を周囲温度で導入する。
加水分解用媒体中のセリウム(IV) 8度はCe0□
として表わしてB o 9/l−であり、〔H、l/(
Ce’@q)モル比はα4である。
として表わしてB o 9/l−であり、〔H、l/(
Ce’@q)モル比はα4である。
反応媒体をかきまぜながら還流下に4時間保持する。
次いでフリットガラス(多孔度A 4 )で濾過を行う
。
。
65%のCe0□を含有する黄色沈殿192gが集めら
れた。
れた。
この沈殿の999を、500CCの客引を得るのに十分
な量で使用する蒸留水に添加する。
な量で使用する蒸留水に添加する。
Ce O2として表わして1299/j(175M)の
セリウム(IV) 8度、約toのpHを有しかつ50
0Xのコロイドの流体力学的平均直径を示すゾルが得ら
れた。
セリウム(IV) 8度、約toのpHを有しかつ50
0Xのコロイドの流体力学的平均直径を示すゾルが得ら
れた。
温度計、攪拌装置、反応体導入系を備えた2Lの三日の
フラスコに周囲温度で、上記a)で製造したセリウム(
IV)化合物の水性ゾル5oocc、次いでα675M
酢酸ナトリウム溶液250 ccを導入する。
フラスコに周囲温度で、上記a)で製造したセリウム(
IV)化合物の水性ゾル5oocc、次いでα675M
酢酸ナトリウム溶液250 ccを導入する。
反応媒体中の酢酸ナトリウム/セリウムモル比は0.4
5である。
5である。
反応媒体をかきまぜながら60分間保持し、次いで同一
液分離を遠心分離により行う。この操作は5000 r
pmで10分間行う。
液分離を遠心分離により行う。この操作は5000 r
pmで10分間行う。
約1009の底部残留物と159以下のCe0□を含有
する上澄液とが得られた。
する上澄液とが得られた。
このようにして分離された沈殿の9.99を蒸留水13
0CCに添加する。
0CCに添加する。
コロイドが次式
%式%)
K相当し、Ce0□として表わして3859/lのセリ
ウム(IV)#度及び4.0のpHを有するゾルが得ら
れた。
ウム(IV)#度及び4.0のpHを有するゾルが得ら
れた。
光の準弾性拡散による検査で、480Xの流体力学的平
均直径のコロイドの存在が証明された。
均直径のコロイドの存在が証明された。
例2
この工程は例1−a)の操作方法に従って実施した。
例1−b)に記載のような装置に、周囲温度で、上記a
)で製造したセリウム(IV)化合物の水性ゾル500
CC,次いで19M酢酸ナトリウム溶液250ccを導
入する。
)で製造したセリウム(IV)化合物の水性ゾル500
CC,次いで19M酢酸ナトリウム溶液250ccを導
入する。
反応媒体中の酢酸ナトリウム/セリウムモル比は0.6
である。
である。
この反応媒体を60分間かきまぜ続け、次いで固−液分
離を遠心分離によって実施する。この操作は5000
rpmで10分間行う。
離を遠心分離によって実施する。この操作は5000
rpmで10分間行う。
約1009の底部残留部とα59以下のCe0□を含む
上澄液とが得られた。
上澄液とが得られた。
このようにして得られた沈殿の999を蒸留水300c
c中に添加す′る。
c中に添加す′る。
コロイドが次式
%式%
に相当し、C60,として表わして1959/lのセリ
ウム(IV) m度及び4.9のpHを有するゾルが得
られた。
ウム(IV) m度及び4.9のpHを有するゾルが得
られた。
光の準弾性拡散による検査で、950Xの流体力学的平
均直径のコロイドの存在が証明された。
均直径のコロイドの存在が証明された。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)セリウム(IV)化合物のコロイド水性分散体を2.
5〜5.0のpKaを示す水溶性の1価酸の塩によつて
不安定化し、得られた沈殿を分離し、次いでこの沈殿を
水性媒体に再分散させることからなることを特徴とする
、弱酸性を示すセリウム(IV)化合物を水性媒体に分散
させてなるコロイド分散体の製造方法。 2)使用するセリウム(IV)化合物のコロイド水性分散
体が次の一般式( I ) Ce(M)_z(OH)_x(NO_3)_y・_pC
eO_2・_nH_2O( I )(ここで、Mはアルカ
リ金属又は第四アンモニウム基を表わし、 zは0〜0.2であり、 yは0〜1.5であり、 xはx=4−y+zであるようなものであり、pは0〜
2.0であり、 nは0〜約20である) に相当することを特徴とする請求項1記載の方法。 3)コロイド水性分散体中のセリウム(IV)化合物の濃
度が0.1〜2.5モル/lであることを特徴とする請
求項2記載の方法。 4)濃度が0.5〜1モル/lであることを特徴とする
請求項3記載の方法。 5)分散体中のコロイド形のセリウムの割合が95%以
上であることを特徴とする請求項2記載の方法。 6)コロイドが50〜2000Åの間の流体力学的平均
直径を示すことを特徴とする請求項2記載の方法。 7)第一工程でセリウム(IV)塩の水溶液を酸性媒体中
で加水分解し、その際に〔H^+〕/〔Ce^IVeq〕
モル比を0〜3であるようにし、第二工程で得られた沈
殿を分離し、これを要すれば熱処理することからなる方
法によつて得られる次式(II) Ce(OH)_x(NO_3)_y・_pCeO_2・
_nH_2O(II)(ここで、xはx=4−yであるよ
うなものであり、 yは0.35〜1.5であり、 pは0〜約2.0であり、 nは0〜約20である) に相当するセリウム(IV)化合物を水に分散させること
によつて製造されるセリウム(IV)化合物のコロイド水
性分散体を使用することからなることを特徴とする請求
項1〜6のいずれかに記載の方法。 8)〔H^+〕/〔Ce^IVeq〕モル比が0.4〜2
.5であることを特徴とする請求項7記載の方法。 9)得られた沈殿を乾燥操作を行うことなく水に直接分
散させることを特徴とする請求項7又は8記載の方法。 10)1価酸の塩が酢酸、プロピオン酸又はモノクロル
酢酸のアンモニウム塩又はアルカリ金属塩であることを
特徴とする請求項1記載の方法。 11)1価酸の塩が酢酸ナトリウムであることを特徴と
する請求項10記載の方法。 12)1価酸の塩の添加量が、セリウム塩の臨界凝固濃
度に少なくとも等しくかつその臨界凝固濃度の2倍を超
えないように決定されることを特徴とする請求項1〜1
1のいずれかに記載の方法。 13)1価酸の塩とセリウム塩(金属陽イオンとして表
わして)のモル比が0.2〜0.8であることを特徴と
する請求項1〜12のいずれかに記載の方法。 14)前記モル比が0.3〜0.6であることを特徴と
する請求項13記載の方法。 15)1価酸の塩をセリウム(IV)化合物のコロイド分
散体に添加することを特徴とする請求項1〜14のいず
れかに記載の方法。 16)反応温度が周囲温度から60℃までの間であるこ
とを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の方法
。 17)沈殿を完全に行うように反応に体を攪拌し続ける
ことを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の方
法。 18)分離された沈殿の含水量を30〜40%にもたら
すことを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載の
方法。 19)分離された沈殿を蒸留水に分散させることを特徴
とする請求項1〜18のいずれかに記載の方法。 20)セリウム(IV)化合物を水性媒体に分散させてな
る新規なコロイド分散体であつて、コロイドが次の化学
式 Ce(A)_x(NO_3)_y(OH)_4_−_x
_−_y(III)(ここで、Aは2.5〜5.0のpK
aを示す水溶性の1価酸の陰イオンを表わし、 xは0.2〜0.8の数であり、 yは0.01〜0.1の数である) に相当するコロイド分散体。 21)Aが酢酸、プロピオン酸又はモノクロル酢酸陰イ
オンを表わすことを特徴とする請求項20記載のコロイ
ド分散体。 22)Aが酢酸陰イオンを表わすことを特徴とする請求
項20又は21記載のコロイド分散体。 23)xが0.3〜0.6であることを特徴とする請求
項20〜22のいずれかに記載のコロイド分散体。 24)3.5〜5.0のpHを示すことを特徴とする請
求項20〜23のいずれかに記載のコロイド分散体。 25)pHが4.0〜5.0であることを特徴とする請
求項24記載のコロイド分散体。 26)コロイド形のセリウム(IV)化合物の割合が95
%以上であることを特徴とする請求項20〜25のいず
れかに記載のコロイド分散体。 27)2.5モル/lまでになり得る高いセリウム濃度
(CeO_2として表わして)を示すことを特徴とする
請求項20〜26のいずれかに記載のコロイド分散体。 28)コロイドの流体力学的平均直径が200〜100
0Åであることを特徴とする請求項20〜27のいずれ
かに記載のコロイド分散体。 29)平均直径が300〜600Åであることを特徴と
する請求項28記載のコロイド分散体。
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