JPH01282109A - 膨潤性リン酸ジルコニウム型層間化合物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、結晶水を除いた一般式が Ａ２／、　Ｍ　（ＱＯ４）　２ （式中、Ａは１価、２価および３価から選ばれた１種以
上のイオン種であり；Ｍは周期律表の第４Ａ族、第４Ｂ
族、アクチノイド系列およびランタノイド系列から選ば
れた１種以上の４価の元素であり；Ｑは周期律表の５Ａ
族から選ばれた１種以上の元素であり；ＸはＡの価数で
ある。以下、同じ） で表わされるリン酸ジルコニウム型化合物の層間にゲス
ト種がインターカレートしたリン酸ジルコニウム型層間
化合物に関するものである。

リン酸ジルコニウム型層間化合物は、多孔質吸着体、触
媒、触媒担体、電極材料、イオン導電体、光学材料、無
機イオン交換体、ガス分離剤６セラミツク材料等として
有用な化合物である。

本発明のリン酸ジルコニウム型層間化合物は、これら従
来知られている用途のほか、化粧品。

医薬品、水溶性塗料などの添加剤；固体粒子の懸濁安定
剤；チクソトロピー付与剤などとしても有効に使用され
ることが期待される物質である。

［従来の技術］ リン酸ジルコニウム型物質は層状構造を有し、耐熱性、
耐薬品性、耐酸化還元性、耐放射線性等に優れた高選択
性の無機イオン交換体であり、これに種々のゲスト種を
層間にインターカレートした層間化合物が広く研究され
ている。たとえば、アルカリ金属等の１価陽イオン、ア
ルカリ土類金属等の２価陽イオン；Ｌａ’“のような金
属イオン（ＡＩｂｅｒｔｌら、　Ｊ、　Ｃｈｒｏｓａｔ
ｏｇｒ、。

Ｖ聾−、４７７（１９７７）　’）　　；シリカ（特開
昭６１−６１０７号公報）；包接機能を持ったシクロデ
キストリン（特開昭６２−１０５９０８号公報）；アル
コール類、アミン類、アミノ酸類等の有機化合物；コバ
ルトセンのような有機金属錯体などをインターカレート
したものが知られている。しかし、これらをゲスト種と
するリン酸ジルコニウム型層間化合物は、いずれもその
層間距離がゲスト種の大きさに制限され、水などと接触
させても層間距離が１００Ａをこえるほどに膨潤するも
のは知られていない。

［発明が解決しようとする課ｉコ 本発明は、ゲスト種の大きさにかかわりなく、層間距離
を大きくすることができるリン酸ジルコニウム型層間化
合物を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、アミノアルコール類がインターカレートして
いる層間化合物であって、結晶水をのぞく一般式が Ｒｖ　Ａ　２／□Ｍ（ＱＯ４）２ （式中、Ｒはアミノアルコール類であり；ｙは０＜ｙ≦
２の数である） で表わされる、リン酸ジルコニウム型層間化合物を要旨
とするものである。

アミノアルコール類としては、エタノールアミン、ジェ
タノールアミン、トリエタノールアミン、ジ（ｎ−ブタ
ノール）アミン、Ｎ−メチルヒドロキシルアミン、Ｎ、
Ｎ−ジメチルエタノールアミン等の１分子中にアミノ基
を１個もつものがよい。層間化合物の膨潤性をいっそう
高くするからである。これらの中でもエタノールアミン
がもっとも好ましい。

イオン種Ａとしては、Ｈ，Ｎａ、ＮＨ４゜Ｍｇ、Ｌａ等
を；４価の元素Ｍとしては、Ｔｉ。

Ｚｒ、Ｓｎ、Ｃｅ等を；Ｑとしては、Ｐ、Ａｓ等をあげ
ることができる。それらの中から居間化合物の用途など
に適したものを選択すればよい。たとえば、リン酸ジル
コニウム系やリン酸チタン系のものは、耐放射線性があ
るので、核反応装置の冷却剤、放射能をもった廃水の処
理などに用いうる。リン酸スズは、希土類元素からのウ
ランの分離や核分裂生成溶液からのストロンチウム、セ
シウムなどの分離に用いうる。

本発明のリン酸ジルコニウム型層間化合物の合成法は、
とくに限定されない。たとえば、結晶性のリン酸ジルコ
ニウム型物質とアミノアルコール類とを室温ないしはア
ミノアルコール類の沸点以下の温度で一定時間混合する
だけで合成することができる。また、水溶媒中では、室
温ないしは１００℃以下の温度で一定時間、アミノアル
コール類とリン酸ジルコニウム型物質とを接触させて、
白色液かえられる。この液を加熱、遠心分離などによっ
て濃縮し、乾燥することによってもえられる。

［作用］ 本発明のリン酸ジルコニウム型層間化合物が膨潤性を示
す理由は、かならずしも明らかでないが、アミノアルコ
ールにおけるアミノ基のホストへの配位および水酸基の
水和性によるものと推定される。したがって、１分子に
おいて離れた位置にアミノ基を２個もつものは、この２
個のアミノ基が層の両側のホストを束縛して膨潤性を妨
げることが考えられる。

本発明のリン酸ジルコニウム型層間化合物は、水できわ
めてよく膨潤し、水の量を増加させれば最終的にほとん
ど着色しないゾル状の液となり、水中において完全に分
散するようになる。

さらに驚くべきことにこのスラリーを濃縮して乾燥する
と、もとの結晶性のリン酸ジルコニウム型層間化合物に
戻る。従って、上記のような機能を利用すれば、たとえ
ばＨ２−フタロシアニ　ン、Ｈ２−ポルフィンなどのよ
うな大分子のインターカレーションが可能である。

このような吸脱水機構は、吸水性高分子にみられるもの
であり、無機化合物担体ではゲスト種の分布の不均一な
ものにしかならない粘土鉱物以外には見当たらない。従
来のリン酸ジルコニウム型層間化合物は、水との接触に
よって膨潤させることは不可能であり、また層間距離も
限定されていて、せいぜい３０Ａである。これに対して
、本発明のリン酸ジルコニウム型層間化合物は、水で膨
潤して層間距離が数１０ＯＡにも拡がるという点で画期
的なものである。

［発明の効果］ 本発明のリン酸ジルコニウム型層間化合物は、アミノア
ルコール類を層間に有することにより、膨潤機能、吸水
機能を有しているので、水に膨潤して層間が数１０ＯＡ
にも拡がり、大分子のインターカレートが可能となる。

また、前述したように優れた膨潤性および分散性を示し
、はとんど着色しないゲル状の液を生成する特徴があり
、チクソトロピー的性質を有しているので、化粧品、医
薬品、水溶性塗料などの添加剤；固体粒子の懸濁安定剤
；チクソトロピー付与剤などとして極めて有用な物であ
る。

［実施例］ 次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。

実施例１ α−リン酸ジルコニウム　５ｇとエタノールアミン　５
０ｇを混合し、６０℃で１日撹拌した。固相を分離した
後、アセトンで洗浄し、風乾して層間化合物を得た。こ
の物の組成およびＸ線回折により構造を調べた結果を第
１表に示す。また得られた層間化合物１ｇを水８　ｍｌ
と混合すると、膨潤して寒天状の無色の半透明物質が得
られた。Ｘ線回折により構造を調べた結果、層間距離が
１６０．６Ａであった。

実施例２ α−リン酸ジルコニウム　５ｇとジェタノールアミン　
５０ｇを混合し、６０℃で１日撹拌した。固相を分離し
た後、アセトンで洗浄し、風乾して白色の層間化合物を
得た。この物の組成およびＸ線回折により構造を調べた
結果を第１表に示す。また得られた層間化合物１ｇを水
８　ｍｌと混合すると、膨潤して寒天状の無色の半透明
物質が得られた。Ｘ線回折により構造を調べた結果、層
間距離が１５０．１Ａであった。

実施例３ α−リン酸ジルコニウム　５ｇとトリエタノールアミン
　５０ｇを混合し、６０℃で１日撹拌した。固相を分離
した後、アセトンで洗浄し、風乾して層間化合物を得た
。この物の組成およびＸ線回折により構造を調べた結果
を第１表に示す。また得られた層間化合物１ｇを水８　
ｍｌと混合すると、膨潤して寒天状の無色の半透明物質
が得られた。Ｘ線回折により構造を調べた結果、層間距
離が１３５，２Ａであった。

実施例４ 水５０ｍ１中、α−リン酸ジルコニウム　１ｇとエタノ
ールアミン　５ｇを混合し、室温で１日撹拌した。得ら
れた白色液を遠心分離機にかけて上澄液を除去−１沈降
した白色ゲル状物を１００℃で乾燥して、白色粉末を得
た。この物の組成およびＸ線回折により構造を調べた結
果を第１表に示す。また得られた層間化合物１ｇを水４
　ｍｌと混合すると、膨潤して寒天状の無色の半透明物
質が得られた。Ｘ線回折により構造を調べた結果、層間
距離が１１２．ＯＡであった。

実施例５ 実施例１で得られた層間化合物１ｇを水２０ｍ１に分散
して白色液を得た。該溶液を遠心分離機にかけて、上澄
液を除去して沈降層を採取した後、１００℃で乾燥し、
白色粉末を得た。この物の組成およびＸ線回折により構
造を調べた結果を第１表に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アミノアルコール類がインターカレートしている
   層間化合物であって、結晶水を除く一般式が Ｒ＿ｙＡ＿２＿／＿ｘＭ（ＱＯ＿４）＿２ （式中、Ｒはアミノアルコール類であり；Ａは１価、２
   価および３価から選ばれた１種以上のイオン種であり；
   Ｍは周期律表の第４Ａ族、第４Ｂ族、アクチノイド系列
   およびランタノイド系列から選ばれた１種以上の４価の
   元素であり；Ｑは周期律表の５Ａ族から選ばれた１種以
   上の元素であり；ｘはＡの価数であり、ｙは０＜ｙ≦２
   の数である） で表わされる、リン酸ジルコニウム型層間化合物。