JPS5874558A - チタン酸金属層間化合物及びその製法 - Google Patents

チタン酸金属層間化合物及びその製法

Info

Publication number
JPS5874558A
JPS5874558A JP17049981A JP17049981A JPS5874558A JP S5874558 A JPS5874558 A JP S5874558A JP 17049981 A JP17049981 A JP 17049981A JP 17049981 A JP17049981 A JP 17049981A JP S5874558 A JPS5874558 A JP S5874558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
aqueous solution
titanic acid
ions
titanate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP17049981A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0236531B2 (ja
Inventor
進啓 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otsuka Kagaku Yakuhin KK
Original Assignee
Otsuka Kagaku Yakuhin KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otsuka Kagaku Yakuhin KK filed Critical Otsuka Kagaku Yakuhin KK
Priority to JP17049981A priority Critical patent/JPS5874558A/ja
Publication of JPS5874558A publication Critical patent/JPS5874558A/ja
Publication of JPH0236531B2 publication Critical patent/JPH0236531B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

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】 本発明は層状構造を有する新規のチタン酸金属層間化合
物及びその製法Iこ関する。
チタン酸に関して今日まで各分野において研究されてい
た。特に製法は種々のものが考えられてきた。一般的に
は、硫酸チ多ンあ°るいは四塩化チタンの加水分解によ
り、またイソプロポキシトチ:。
タンの加水分解あるいは熱分解により製造されている。
最近では、水熱法、フラックス法、メルト法で製造した
チタン酸アルカリ金属中のアルカリ金属を酸水溶液によ
り脱離してチタン酸を製造することが知られている。
従来チタン酸には、イオン吸着性のあることは知られ、
海水中のウランの吸着材などの用途が考えられている。
また、金属イオンを吸着させたチタン酸及び熱処理によ
り得られたアナターゼ型TiO2は触媒の担体としての
用途に使用されている。このチタン酸は硫酸チタンなど
を加水分解及び熱分解して得られたゲル状物質であり、
含水非晶質構造であるため熱的、構造的に不安定でかつ
金属イオンの吸着量が少なく、又、担持させた金、:1
′。
属イオンも表面、1上に金属塩の形で付着している状・
、、・:。
態であるので、触媒としての活性点も粒子の表面上だけ
に限られる欠点があった。
本発明者はこれらの欠点を改良すべく研究した結果、結
晶性の層状構造のチタン酸を出発原料として、金属陽イ
オンとイオン交換反応□させることにより結晶構造を変
化させることなく今まで合成することのできなかった新
規のチタン酸金属化合物を合成することができることを
見い出し、さらに原料となるチタン酸中のオキソニウム
イオンを7ンモニr:yムイオンテfl換したアンモニ
ウム型チタン酸を出発原料とすることによりイオン交換
性を高めることができるという全く新しい事実を見出し
本発明に至った。
(Mは金属原子、nはその原子価数、mは0≦m≦1の
範囲の数を表わす)で示されるチタン酸金属層間化合物
に係り、また層状構造を有するチタン酸の層間オキソニ
ウムイオンをアンモニウムイオンにより置換したアンモ
ニウム型チタン酸を、金属イオンを含む水溶液中に浸漬
し、その水溶液のpHを調整することによりチタン酸の
層間への金属イオンの挿入量を制御することを特徴とす
る上記一般式で示されるチタン酸金属層間化合物の製法
にも係る。
本発明者はチタン酸についてイオン交換能を試験した結
果、チタど酸を浸漬してイオン交換反応させる水溶液O
pH域を調整することにより、最大イオン交換容量の0
〜100%まで金属イオンの添加量を制御できることを
発見した。しかし出発原料としてチタン酸を使用しても
充分に上記反応を進行させることはできるが、反応速度
が遅い場合や元素によっては100%置換することが難
しい場合もあった。その欠点を補うべく更に詳細に研究
した結果、チタン酸中のオキソニウムイオンヲアンモニ
ウムイオンに置換したアンモニウム型チタン酸を出発原
料とすることにより、著しく反応性を高めることができ
る事実を発見したものである。
本発明の出発原料とするチタン酸は「結晶性のチタニア
水和物の製造法」(特許第1040845号、特公昭5
5−82649号)及び「チタニア水和物繊維の製造法
」(特許第1040844号、特公昭55−82648
号)により得られるものである。原料となるチタン酸に
は、1パその出発原料であ11す るチタン酸アルカリ金属にょ゛り種々の結晶構造のもの
がある。それらについてイオン交換能を試験した結果、
西チタン酸カリウム(K2O)・(T102)4を出発
原料として製造したチタン酸が最も高いイオン交換能及
びイオン交換容量を有している事実を見出した。四チタ
ン酸カリウムの結晶構造については詳細に研究されてい
て、T106  へ面体陵共有した層状構造の層間にカ
リウムイオンが存在している構造をとっていることが知
られている。前掲の特許に明示されている様に、層間の
カリウムイオンは容易に脱離させることができチタン酸
にすることができる。この場合、層状の結晶構造は保持
されたまま、カリウムイオンがオキソニウムイオンで置
換されている。化学分析の結果、組成式では(H2O)
・(Tio2)4で表わされることが分かった。   
   : 本発明においてオキソニウム型チタン酸をアンモニウム
型チタン酸にする場合、アンモニア水溶液にオキソニウ
ム型チタン酸を浸漬して室温以上の温度でイオン交換反
応により行なうのが好ましく、アンモニア水溶液の濃度
は10−4モル濃度以上、好マしくは10−2モル濃度
以上で、全体のアンモニウムイオンのモル数は浸漬する
オキソニウム型チタン酸中□に含まれるオキソニウムイ
オンのモル数と当量以上あれば充分であるが、好ましく
は当量の1.2倍以上あることが望ましい。得られたア
ンモニウム型チタン酸は化学分析の結果、(NH4)2
T14o9る組成であることが分かった。アンモニウム
型チタン酸の粉末X線回折像はオキソニウム型チタン酸
の粉末X線回折像とよく似たパターンを示し、同じ層状
構造であることを示した。これらの反応を化学式により
表わすと以下の様になる。
四チタ■リウム    オキソニウム型       
アンモニウム型チタン酸         チタン酸 アンモニウム型チタン酸を金属イオンを含む水溶液中に
浸漬してイオン交換反応によりチタン酸金属化合物を合
成する場合、その水溶液安pH域を調整することにより
交換量を制御することができる。pHの範囲は2〜13
とするのが好ましい。
本発明において使用し得る金属(M)の代表例を挙げる
と0u1Ni、、Co、 FeXkg、Pt、 Pa、
 Mn、 Zn。
Cd、 Snt PbSMo、 Re1Ru、 Rh、
 0s11r、 Or、 V。
W、Au  等を列挙することができ、これらの金属は
1種以上用いることができる。金属イオンの濃度は10
 モル濃度以上、好ましくは10−8モル濃度以上で、
水溶液中に含まれる金属イオンのモル数は、そのモル数
にその金属の原子価数、をかげた数がチタン酸中に含ま
れるアンモニウムイオンのモル数と同じかそれ以上であ
ることが好ましく、特に1.1倍以上であることが好ま
しい。また金属イオンを含む水溶液による処理温度は通
常室温から該水溶液の沸点までの範囲とするのが好まし
0゜本発明の実施の1例を挙げると、例えば0.1モル
濃度の金属イオン水溶液25g/中に室温でアンモニウ
ム型チタン酸0.25 Fを浸漬した場合で、金属イオ
ンが銀イオンの場合、pH8,0で約15%、pH5,
0で約40%、p H7,’ Oで約50%、pH11
,7で約70%、pH12,5で100%、アンモニウ
ムイオンが銀イオンに置換した組成になることが化学分
析の結果分かった。ここで銀イオン水溶液は硝酸銀水溶
液を用い、pHの制御はアンモニア水溶液を加えること
により行なった。
各添加率の試料の粉末X線回折像を測定した。その結果
を第1図に示す。0%の試料、すなわち 。
((NI(4)20ト(T102)4の回折図に見られ
る10°(2θ)付近のピークは、層状構造の層間隔に
対応している。ここで、このピークが高角度側ヘシフト
した場合は層間隔がせまくなったことを示し、低角度側
ヘシフトした場合は層間隔が広がったことを示すことは
、格子定数dと回折角度θとの関係を表わすブラックの
式nλ= 2 d sinθ(λはX線の波長、nは正
の整数)より明らかである。第1図に示した様に、銀の
添加量が高くなるにつれて、低角度■: 側ヘシフトした旬すなわち層間隔の広がった相の割合が
大きくなるのが分かる。これは銀イオンが層間中に挿入
し層間化合物を形成し、イオン交換が進むにつれてその
相の割合が大きくなっていることと対応している。この
事実から、チタン酸金属層間化合物が合成されているこ
とは明白である。
他の元素の場合、その水溶液のpH値とその交換量に差
があるが、同様にイオン交換反応を行なうことができる
この反応を化学式で表わすと以下の様になる。
本発明によるチタン酸金属化合物は、結晶質であるため
熱的に極めて安定であり、500℃以上の高温までその
構造を保持している。またイオン交換法による原子レベ
ルでの吸着であるのでチタン酸層間内に金属原子膜を形
成していて反応活性点が多く広範囲に存在する。さらに
粒子径も原料であるチタン酸の粒子径を保持しているた
め、製法により自由に粒子径を変えられ、用途に応じて
調製できる利点を有している。また層状構造の層間中に
金属イオンが配位している構造をとっているため、有機
合成及び重合触媒として使用した場合、重合度を調節し
たり、立体特異性のある有機化合物を合成することがで
きる。
次に本発明を具体的に実施例にて説明するが、本発明は
これら実施例に限定されるものでない。
実施例1(チタン酸の調製) K2CO8とTiO2をモル比で1:4に混合し、これ
にフラックスとしてに2M0O4をモル百分率で10:
90の割合で混合した。該配合物909を100gJの
白金ルツボに充填し、シリコニット電気炉を用いて11
00℃で加熱溶融した後、800°Cまで4°%の速度
で徐冷した。徐冷後、電気炉から該ルツボを取出し、室
温まで冷却後水に浸漬しフラックスを溶解して繊維状生
成物を取り出した。
粉末X線回折で同定した結果全部に2Ti40 g相で
あった。
次いでこのに2Ti40 gを、lN−HNO3水溶液
100111tに対して10fの割合で約1時間浸漬し
、濾過洗浄後風乾した。この物質の粉末X線回折像はに
2Ti40gと似た像を示し、原子膜゛光分析によって
もカリウムは検出されなかった。従って、この物質が元
のに2Ti409相の骨格構造を有しK”4オンがH8
0+イオンにより置換されたチタン酸であることを示し
ている。
実施例2(アンモニウム型チタン酸の調製)0、1モル
濃度のアンモニア水溶液100 ml 中に、実施例1
により製造したチタン酸1gを約1時間浸漬した後、濾
過し、少量の水で洗浄後、風乾した。粉末X線回折像は
、チタン酸とよく似た像を示した。化学分析の結果 (
N1(4)20)・(Ti02 )4の組成であること
が分かった。
実施例3 硝酸あるいはアンモニア水によりpH値を調整した0、
1モル濃度の硝酸銀水溶液25m1を調製し、実施例2
により製造したアンモニウム型チタン酸0、251をそ
の水溶−中に約8時間浸漬した後1、;:5 濾過し、そのろ液中の、Ag濃度を原子吸光分析し、初
期濃度との差を交換量とした。その結果を第2図に示す
交換した金属イオンのモル数×その原子価数最初含有し
ていたアンモニウムイオンのモル数で表わす数である。
実施例4 0.05モル濃度の硝酸銅水溶液を使用し、実施例3と
同様に交換量を決定した。その結果を同様第2図に示す
実施例5 他の金属元素についても実施例8と同様の試験を行なっ
た結果を第1表に示す。
第   1   表
【図面の簡単な説明】
第1図ハA(/ ”  ((NH4)20)  (Ti
02)4(’) Apイオンの各交換率におけるX線回
折図であり、第2図はpJ(とイオン交換量の関係を示
すグラフである。。 (以上) 特許出願人 大塚化学薬品株式会社 2θ 第2図 H

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  一般式 (Mは金属原子、nはその原子価数、mは0≦m≦1の
    範囲の数を表わす)で示されるチタン酸金属層間化合物
  2. (2)金属MがOu%Ni、 Co、Fe、Ag、Pt
    、 Pd、 Mn。 Zn、 Oa%an、 Pb、 Mo、Re、 Ru、
    ” Rh10s、 Ir10r1V 、 W、 Auの
    1種以上である特許請求の範囲第1項記載のチタン酸金
    属層間化合物。
  3. (3)層状構造を有するチタン酸の層間オキソニウムイ
    オ・ンをアンモニア水溶液しにより置換したアンモニウ
    ム型チタン酸を、金属イオンを含む水溶液中に浸漬し、
    その水溶液のpHを調整することによりチタン酸の層間
    への金属イオンの挿入量を制御することを特徴とするチ
    タン酸金属層間化合物の製法。
  4. (4)  アンモニウム型チタン酸を、アンモニア水溶
    液濃度が10−4モル濃度以上で全体のアンモニウムイ
    オンのモル数が置換するチタン酸層間オキソニウムイオ
    ンの当モル以上の濃度であるアンモニア水溶液を用いて
    製、造する特許請求の範囲第8項記載の製法。
  5. (5)金属がOu、 Ni、 Co、Fe%Ay、Pt
    1Pd、 Mn1Zn、 O(1% Sn、 Pb、 
    MOlRe、 Ru、 Rh、 Os、 Ir。 Or、 V、 W、、λUの1種以上である特許請求の
    範囲第8項記載の製法。
  6. (6)  pHの領域が2〜18の範囲である特許請求
    の範囲第8項記載の製法。
  7. (7)金属イオンを含む水溶液による処理温度が室温か
    ら該水溶液の沸点までの範囲である特許請求の範囲第8
    項記載の製法。
JP17049981A 1981-10-24 1981-10-24 チタン酸金属層間化合物及びその製法 Granted JPS5874558A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17049981A JPS5874558A (ja) 1981-10-24 1981-10-24 チタン酸金属層間化合物及びその製法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17049981A JPS5874558A (ja) 1981-10-24 1981-10-24 チタン酸金属層間化合物及びその製法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5874558A true JPS5874558A (ja) 1983-05-06
JPH0236531B2 JPH0236531B2 (ja) 1990-08-17

Family

ID=15906088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17049981A Granted JPS5874558A (ja) 1981-10-24 1981-10-24 チタン酸金属層間化合物及びその製法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5874558A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0682241U (ja) * 1993-05-13 1994-11-25 積水化学工業株式会社 竪樋取付構造

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5532648A (en) * 1978-08-30 1980-03-07 Kobe Steel Ltd Method and device for extrusion molding of oil-containing high molecular material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5532648A (en) * 1978-08-30 1980-03-07 Kobe Steel Ltd Method and device for extrusion molding of oil-containing high molecular material

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0236531B2 (ja) 1990-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sasaki et al. A mixed alkali metal titanate with the lepidocrocite-like layered structure. Preparation, crystal structure, protonic form, and acid− base intercalation properties
JP2009527365A (ja) 超高純度の金属酸化物、混合金属酸化物、金属、および合金の均一なナノ粒子の製造
JPS6317221A (ja) 結晶質酸化チタンゾル及びその製造方法
US6274110B1 (en) Process for preparing amorphous complex oxide precursors and products produced therefrom
KR20090098707A (ko) 아크릴로니트릴 합성용 촉매 및 아크릴로니트릴의 제조 방법
NL8001098A (nl) Vezelachtige titaanzuurmetaalzouten en werkwijze voor de bereiding ervan.
JP2003126695A (ja) ニオブ酸カリウム光触媒およびその製造方法
Rubel et al. Low-temperature synthesis of potassium triniobate (KNb 3 O 8) ceramic powder by a novel aqueous organic gel route
Betke et al. Methanesulfonates of High‐Valent Metals: Syntheses and Structural Features of MoO2 (CH3SO3) 2, UO2 (CH3SO3) 2, ReO3 (CH3SO3), VO (CH3SO3) 2, and V2O3 (CH3SO3) 4 and Their Thermal Decomposition under N2 and O2 Atmosphere
Lee et al. Preparation and characterization of peroxo titanic acid solution using TiCl 3
JPS5874558A (ja) チタン酸金属層間化合物及びその製法
JP7292703B2 (ja) 可視光応答性バナジン酸ビスマスの製造方法
JPH10504009A (ja) 酸化物、特に遷移金属酸化物の新規な製造法
JP4674927B2 (ja) 板状BaTiO3粒子とその合成方法
JPH0678166B2 (ja) 組成式H2Ti5O11・nH2Oで示される単斜晶の層状構造を有する化合物及びその製造方法
JP4565160B2 (ja) 新型二酸化チタン及びその製造方法
JP4015212B2 (ja) イオン交換剤
JPS6132053B2 (ja)
JPS61256922A (ja) 水溶液中のストロンチウムの固定化法
JPH0445453B2 (ja)
JPH05229900A (ja) HxMyTi2−yO4・nH2Oで示される斜方晶系の層状チタン酸板状結晶の製造法
JP2008156167A (ja) 球状ペルオキソチタン水和物及び球状酸化チタン並びにそれらの製造方法
Saeki et al. Synthesis and properties of some neptunyl (V) phthalates
JPH024442A (ja) 高性能リチウム吸着剤およびその製造方法
JP2590431B2 (ja) Bi5 O7 (NO3 )の製造方法