JPH07106911B2 - ペロブスカイト型微粉体 - Google Patents

ペロブスカイト型微粉体

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JPH07106911B2
JPH07106911B2 JP63192619A JP19261988A JPH07106911B2 JP H07106911 B2 JPH07106911 B2 JP H07106911B2 JP 63192619 A JP63192619 A JP 63192619A JP 19261988 A JP19261988 A JP 19261988A JP H07106911 B2 JPH07106911 B2 JP H07106911B2
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裕美 寺田
徹 川上
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Ukima Chemicals and Color Mfg Co Ltd
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Ukima Chemicals and Color Mfg Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はペロブスカイト型微粉体に関し、更に詳しくは
非常に大きなBET比表面積を有し、且つニッケルを主成
分とし、その一部をマンガンで置換した熱安定性に優れ
たペロブスカイト型微粉体を提供するものである。
(従来の技術及びその問題点) 従来、希土類元素とコバルト、ニッケル、マンガン、鉄
等の遷移金属との酸化物からなるペロブスカイト型化合
物は公知であり、その微粉体は優れた耐熱性と高い触媒
活性を有し、各種触媒及び電子材料として広く研究され
ている。
本発明者は、先に、液相での酸化を特徴とする湿式沈殿
方法により、非常に大きなBET比表面積を有するペロブ
スカイト型微粉体及びその製造方法について発表した
(特開昭61−222926号公報参照)。
続いて、ニッケル系ペロブスカイト型化合物の生成温度
が1,000℃前後と高いことを利用し、他の遷移金属すな
わちコバルト又は鉄をニッケルの一部と置換させること
により、熱的に安定なペロブスカイト型化合物を得るこ
とができることを発表した(特願昭62−235015号明細書
参照)。
それによれば、ニッケル系ペロブスカイト型化合物のニ
ッケルの一部をコバルト又は鉄の遷移金属で置換するこ
とで、歪んだペロブスカイト相(distored peroveskit
e)への転移がなく、且つ酸化ニッケルへの分散及び未
反応物としての酸化ニッケルの極めて少ないペロブスカ
イト型微粉体が得られる。
しかしながら、このようにして得られたものは900℃乃
至1,000℃で長時間耐熱性テストをすると、歪んだペロ
ブスカイト相への転移も又酸化ニッケルへの分解もない
ものの、粒子同士の焼結が進み、その表面積が急激に低
下してしまう、すなわち完全な意味での熱的な安定性に
やや欠けているという問題がある。
(問題点を解決するための手段) 本発明者は、上記の如き従来技術の欠点を解決し、従来
技術の要望に応えるべく鋭意研究の結果、ニッケルの一
部をマンガンで置換することによって、熱的に安定すな
わち再加熱テスト後でも最初のBET比表面積の低下が少
なく、且つ高いBET比表面積を保持するペロブスカイト
型微粉体が得られることを確認して本発明を完成した。
勿論、上記微粉体は、歪んだペロブスカイト相の出現も
なく、又、酸化ニッケルへの分解及び未反応物としての
酸化ニッケルの極めて少ないペロブスカイト型微粉体で
ある。
すなわち、本発明は、一般式ANiO3(Aは希土類元素又
はその一部をアルカリ土類金属で置換したもの)で表わ
されるペロブスカイト型微粉体において、ニッケルの一
部がマンガンで置換され、且つBET比表面積が10m2/g以
上であることを特徴とする熱安定性に優れたペロブスカ
イト型微粉体である。
(作用) ニッケル単独のペロブスカイト型微粉体の場合には、高
温下では歪んだペロブスカイト相が現われると同時にBE
T比表面積も低く、又、再加熱テスト後のBET比表面積も
更に低下する。そのニッケルの一部を鉄又はコバルトで
置換することにより歪んだペロブスカイト相の発生は防
止できるもの、BET比表面積そのもの及び再加熱後のBET
比表面積についてはニッケル単独の場合と大差ない。
これに対してニッケルの一部をマンガンで置換すること
によりニッケル単独の場合に比べ、より高いBET表面積
をもち、且つ再加熱後のBET比表面積を殆ど低下させる
ことのないペロブスカイト微粉体が提供される。
(好ましい実施態様) 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳細に説明
する。
本発明に使用する希土類元素とは、ランタン、セリウ
ム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマ
リウム、ユーロピラム、カドリウム等の希土類元素であ
り単独でも混合物としても使用できる。又、これらの希
土類元素の一部に代えてストロンチウム、バリウム等の
アルカリ土類金属も使用することができる。
本発明においては、希土類元素又はアルカリ土類金属を
2乃至4価の水溶性塩として使用する。
これらの水溶性塩としては、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、
酢酸塩等水溶性の塩であればいかなるものでもよく、
又、これらの化合物は、単独でも混合物としても使用す
ることができる。
本発明で使用するニッケル及びその一部を置換するマン
ガンは、2価又は3価の水溶性塩として使用し、塩化
物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等水溶性の塩であればいず
れでもよく、又、これらの化合物は単独でも混合物とし
ても使用できる。
本発明においては、上記の如き希土類元素(及びアルカ
リ土類金属)の水溶性塩と、ニッケルを主成分とする遷
移金属の水溶性塩とを金属モル比が約1:1で使用するの
が好ましい。
又、ニッケルの一部を置換するマンガンの量は、一般的
にはニッケル1モル当り0.15乃至0.45モルの範囲であ
り、好ましくは0.2乃至0.4モルの範囲である。これより
少ないと得られるペロブスカイト型微粉体のBET比表面
積は10m2/g未満となったり、或いは再加熱後のBET比表
面積の低下が大きくなる。一方、置換量が多過ぎる場合
は再加熱後のBET比表面積の低下は小さいものの、10m2/
g以上のBET比表面積を有するペロブスカイト型微粉体が
得られない。マンガンの置換量とBET比表面積及び再加
熱後のBET比表面積の関係を第1図に示した。
以上の本発明のペロブスカイト微粉末は優れた熱安定性
と10m2/gという高いBET比表面積を有する。
本発明のペロブスカイト微粉体は、好ましくは上記構成
元素の水溶性塩を水性媒体中でアルカリ剤によって中和
して混合析出し、得られた析出物の水洗及び濾過後、焼
成することによって製造される。
上記の希土類元素(及びアルカリ土類金属)の塩の水溶
液と、ニッケル及びマンガンの水溶性塩の水溶液とか
ら、これらをアルカリ剤で中和してその酸化物及び/又
は水酸化物を混合析出する方法はいずれの方法でもよ
く、例えば、 (1)希土類元素(及びアルカリ土類金属)の塩の水溶
液と、ニッケル及びマンガンの水溶性塩とを水中に溶解
した混合水溶液を調製し、この中にアルカリ剤又はその
水溶液を添加して中和する方法、 (2)上記水溶液を別々に又は混合してアルカリ剤の水
溶液中に注入する方法、 (3)アルカリ剤の水溶液中に希土類元素(及びアルカ
リ土類金属)の塩の水溶液と、ニッケル及びマンガンの
水溶性塩とを別々に又は同時に添加する方法、 (4)上記(1)乃至(3)の方法において、希土類元
素(及びアルカリ土類金属)の塩の水溶液と、ニッケル
及びマンガンの水溶液塩又はそれらの水溶液をアルカリ
剤の水溶液中に順次添加する方法等が使用でき、これら
に限定されず、要するに希土類元素(及びアルカリ土類
金属)の酸化物及び/又は水酸化物と、ニッケル及びマ
ンガンの酸化物及び/又は水酸化物とが均一に混合した
状態で得られる方法であればいかなる方法でもよい。
このような混合析出方法において使用するアルカリ剤と
しては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナト
リウム、アンモニア水等いずれのアルカリ剤でもよい。
アルカリ剤の使用量は、上記希土類元素(及びアルカリ
土類金属)と、ニッケル及びマンガンの水溶性塩とを充
分に中和できる量であればよいが、過剰のアルカリ剤を
使用するのが好ましい。
又、これらの中和によって生じる希土類元素(及びアル
カリ土類金属)と、ニッケル及びマンガンの水酸化物及
び/又は酸化物のスラリー濃度は、約2乃至6重量%程
度が好適である。
本発明においては、このようにして得られたスラリー中
に2価の金属イオンが存在する場合には、その2価の金
属イオンを析出と同時又は析出後にスラリー中で3価の
金属イオンに酸化することが好ましい。
使用する酸化剤としては、過酸化水素、酸素、塩素酸ナ
トリウム等いずれの酸化剤でもよいが、好ましいもの
は、酸化によって不純物を生じない酸化剤、例えば、過
酸化水素や酸素ガスが好ましい。
酸化剤の使用量は、2価の金属が3価の金属イオンに酸
化されるのに必要な量であればよいが、酸化を完全にす
るためにある程度過剰な割合で使用するのが好ましい。
このような酸化には前記のスラリーをそのまま使用して
もよいし、又、予め前記スラリーから不要なカチオンや
アニオン、例えば、ナトリウムイオンやカリウムイオン
等のカチオン或いは硝酸イオンや塩素イオンの各種酸イ
オンを除去した後行ってもよい。これらのイオンを予め
除去することなく酸化を行った場合には酸化終了後に上
記の如き不要なイオンをスラリーの濾過、水洗等によっ
て除去することが好ましい。上記析出物を乾燥すること
によってペロブスカイト型化合物の前駆体を得ることが
できる。
本発明では、上記前駆体を通常の雰囲気、好ましくは非
還元性の雰囲気下で約900乃至1,100の温度、好ましくは
1,000℃程度の温度まで室温から2乃至5時間かけて昇
温させた後、20分間乃至1時間焼成することによって本
発明の目的である10m2/g以上のBET比表面積を有する熱
安定性に優れたペロブスカイト型微粉体を得ることがで
きる。
(効果) 以上の沿き本発明によれば、ニッケル単独のペロブスカ
イト型微粉体の場合には、高温下では歪んだペロブスカ
イト相が現われると同時にBET比表面積も低く、又、再
加熱テスト後のBET比表面積も更に低下する。そのニッ
ケルの一部を鉄又はコバルトで置換することにより歪ん
だペロブスカイト相の発生は防止できるもの、BET比表
面積そのもの及び再加熱後のBET比表面積についてはニ
ッケル単独の場合と大差ない。
これに対してニッケルの一部をマンガンで置換すること
によりニッケル単独の場合に比べ、より高いBET比表面
積をもち、且つ再加熱後のBET比表面積を殆ど低下させ
ることのないペロブスカイト微粉体が提供される。
次に実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。尚、文中、%とあるのは特に断りのない限り重量基
準である。
実施例1 酸化ランタン(La2O3)32.6gを60%硝酸水溶液43ccに完
全に溶解し、この水溶液中に硝酸ニッケル(Ni(NO3
・6H2O)40.7g及び硫酸マンガン(MnSO4・H2O)10.1g
を溶解し、水を加えて全量を300ccとする。
一方、水酸化ナトリウム45gを水200ccに溶解した溶液及
び過酸化水素15%水溶液40ccを用意し、予め700ccの水
を入れた撹拌機付の容器中に上記3溶液を同時に注入す
る。この間のスラリー液のpHは10.5乃至11.0付近に、そ
して温度は30℃に維持する。
析出反応及び酸化反応終了後、過剰の水酸化ナトリウム
水溶液の全量を加える。この状態でのpHは13.1であっ
た。その後1時間加熱熟成した。
得られた生成物を濾過及び水洗し、不要なカチオンやア
ニオン等の不純物を除去した後、100℃で充分に乾燥し
た。
この乾燥物(ペロブスカイト型微粉体の前駆体)を1,00
0℃で1時間焼成して本発明のペロブスカイト型化合物
(LaNi0.7Mn0.3O3)微粉体を得た。この微粉体のX線回
折パターンはペロブスカイト相に完全に一致し、そのBE
T比表面積は13.8m2/gであった。
実施例2 実施例1において硝酸ニッケルと硫酸マンガンのモル比
を6:4に変えた以外は実施例1と同様にして本発明のペ
ロブスカイト型化合物(LaNi0.6Mn0.4O3)微粉体を得
た。この微粉体のX線回折パターンはペロブスカイト相
に完全に一致し、BET比表面積は13.1m2/gであった。
実施例3 実施例1において硝酸ニッケルと硫酸マンガンのモル比
を8:2に変えた以外は実施例1と同様にして本発明のペ
ロブスカイト型化合物(LaNi0.8Mn0.2O3)微粉体を得
た。この微粉体のX線回折パターンはペロブスカイト型
相に完全に一致し、BET比表面積は13.9m2/gであった。
比較例1 硫酸マンガン10.1gを使用しないで、硝酸ニッケル58.3g
のみを使用した以外は実施例1と同様にして微粉体(La
NiO3)を得た。この微粉体はペロブスカイト相と歪んだ
ペロブスカイト相との2層からなっており、そのBET比
表面積は7m2/gであった。
比較例2 硫酸マンガン10.1gの代りに硝酸コバルト(CO(NO3
・6H2O)17.5gを使用し、焼成温度を930℃とした以外は
実施例1と同様にてペロブスカイト型化合物(LaNi0.7C
o0.3O3)微粉体を得た。この微粉体はペロブスカイト単
一相で、そのBET比表面積は9m2/gであった。
比較例3 硝酸ニッケル40.7gを52.4gに、且つ硫酸マンガン10.1g
を3.4gにした以外は実施例1と同様にしてペロブスカイ
ト型化合物(LaNi0.9Mn0.1O3)微粉体を得た。この微粉
体はペロブスカイト相を示し、そのBET比表面積は10.5m
2/gであった。
比較例4 硝酸ニッケル40.7gを29.1gに、且つ硫酸マンガン10.1g
を16.9gにした以外は実施例1と同様にしてペロブスカ
イト型化合物(LaNi0.5Mn0.5O3)微粉体を得た。この微
粉体はペロブスカイト相を示し、そのBET比表面積は9.5
m2/gであった。
以上の如くして得られた本発明(実施例1)及び比較例
のペロブスカイト型微粉体の耐熱性について調べた。
耐熱性は得られた微粉体を600℃、700℃、800℃及び900
℃にて20時間保持した後のBET比表面積を測定し、その
結果を第2図に示した。
以上の耐熱性の試験結果から明らかなように、本発明に
よって得られたニッケル−マンガン系ペロブスカイト型
微粉体は、従来のペロブスカイト型微粉体に比べ高温で
の熱安定性に優れ、且つ高いBET比表面積をもっている
ことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のペロブスカイト型微粉体において、ニ
ッケルに対して連続的にマンガンで置換した場合の900
℃、20時間耐熱試験をした前後のBET比表面積値を表わ
している。 第2図は実施例1及び比較例1乃至4で得られた微粉体
の種々の温度における20時間耐熱後のBET比表面積を表
わしている。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式ANiO3(Aは希土類元素又はその一
    部をアルカリ土類金属で置換したもの)で表されるペロ
    ブスカイト型微粉体において、ニッケルの一部がマンガ
    ンで置換され、且つBET比表面積が10m2/g以上であるこ
    とを特徴とする熱安定性に優れたペロブスカイト型微粉
    体。
  2. 【請求項2】マンガンの置換量が、ニッケル1モル当り
    0.2乃至0.4モルである請求項1に記載のペロブスカイト
    型微粉体。
JP63192619A 1988-08-03 1988-08-03 ペロブスカイト型微粉体 Expired - Lifetime JPH07106911B2 (ja)

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JPS61222926A (ja) * 1985-03-29 1986-10-03 Dainichi Seika Kogyo Kk ペロブスカイト型微粉体の製造方法
JPS62226812A (ja) * 1986-03-28 1987-10-05 Ube Ind Ltd 易焼結性ペロブスカイト粉末の製法

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