JPS60260424A - 低電気抵抗酸化スズ微粉末の製造法 - Google Patents

低電気抵抗酸化スズ微粉末の製造法

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JPS60260424A
JPS60260424A JP11384384A JP11384384A JPS60260424A JP S60260424 A JPS60260424 A JP S60260424A JP 11384384 A JP11384384 A JP 11384384A JP 11384384 A JP11384384 A JP 11384384A JP S60260424 A JPS60260424 A JP S60260424A
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Motohiko Yoshizumi
素彦 吉住
Kuniaki Wakabayashi
若林 邦昭
Makoto Tsunashima
綱島 真
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00Compounds of tin
    • C01G19/02Oxides

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  • Organic Chemistry (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 l豆五北夏 本発明はGe、 P、 Li、 Znをドープした低電
気抵抗酸化スズ微粉末の製法に関する。
酸化スズ粉末は触媒、ガスセンサー、導電性粉体として
用いられている。触媒としてはオレフィンのアリル型酸
化用触媒、たとえばプロパンからアクロ゛レイン、n−
ブテシからブダジエン、インペンテンからイソプレイン
合成の触媒として用いられているtガスセンサーとして
は、可燃性ガス。
たとえば都市ガス、プロパンガス、水素ガス等を吸着し
た時電気抵抗が変化することが利用されている。
導電性粉体としては、 sbドープしたSnO2が低電
気抵抗となることが知られているが、Sbの毒性の問題
がありsbを含まないものが望まれている。
sbを含まないものは抵抗は高くなるが、帯電防止用と
しては使用でき1色も白色に近いものとなるので2紙、
樹ml、繊維等の帯電防止として使用できる。
また可視光の波長(0,4〜0.8μm)以下の粒子に
することにより透明性が出てくるため、塗料中に混入し
帯電防止塗料とすることもできる。この塗料を塗布した
塗膜は透明帯電防止フィルムになるばかりでなく、帯電
圧を制御するための感光機用塗膜ともなる。
いずれの場合も、粉末が微細であることが望ましい。す
なわち触媒ならびにセンサーにおいても粉末の表面を利
用することから、微細な程活性が高く、また、粉末が微
細になる程透明性も向上する。さらに粉末の分散性も高
いことが望まれているゆ 従m杜 酸化スズ粉末の製造法としては以下に列記する方法が知
られている。
(1)金属スズを空気中で高温度加熱酸化する。
(2)スズを濃硝酸で処理して得た白色沈澱を高温で焼
成する。
(3)4価のスズ塩の水溶液をアルカリで中和して白色
沈澱を得、これを高温で焼成する。
(1)、(2)の方法ではせいぜい比表面積がJon?
/g以下の粉末しか得られず、(3)の方法でも焼成時
に焼結が起こり易く、比表面積としては50rr?/g
まで不可能であるが2分散性が悪く透明性が要求される
目的には望ましくない。
本発明者等は先に(3)の方法を特定の条件で実施する
とき、極めて微細な酸化スズ粉末が得られることを見出
した(特願昭58−52439)。
該方法では、65℃以上に保ったアルカリ水溶液中に、
塩化第二スズ水溶液を加え最終的にpl+を5以下に入
る。アルカリ水中に塩化第二スズを加えていった場合、
初期のpHは当然14に近く、ρ11が10になるまで
は塩化第二スズ溶液を加えてVXっても沈澱が析出しな
い。PHが10以下で急激器こ沈澱が析出する。すなわ
ちpHが10以−1ユで溶解していた塩化第二スズがP
Hが下がることによりl −気に水酸化スズとして析出
し、微細な生成物となる。さらに塩化第二スズを加えて
最終的にpl+を5以下に保つことにより分散性が高ま
る。このようにして生成した沈澱は、その後の粉末の焼
成処理において焼結することが少なく、粉末の粒子を細
かいままに保っておくことができる。この範囲外で反応
を終了させると焼成時に粉末が焼結しやすくなる。以上
のことにより、粉末の粒子は50イ/g以上の微細なも
のでしかも分散性の良いものが得られる。(これに対し
、塩化第二スズ溶液をアルカリで中和していく手法では
、アルカリを添加した時点から沈澱が生成し始め2反応
が進むにしたがい粒子が成長をおこし、微細な粉末が得
られない。)゛′アルカリ水溶液としては、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、アンモニア、炭酸ナトリウム
を水に溶解した溶液を使用できる。塩化第二スズ溶液は
水に溶解したモの、または塩酸水溶液に溶解したものま
たはアルコールに溶解したものまたはアルコールに溶解
した溶液を用いることができる。
該方法ではアルカリ水溶液中に注入する塩化第二スズ溶
液はその濃度に特に限定はないが、好ましい濃度は10
〜60%である。注入速度にも特に限定はない。沈澱析
出温度は約65℃が臨界値である。これにより低いと焼
成時に粒子が焼結を起こしやすい。生成した沈澱を洗浄
後乾燥を行ないさらに焼成することにより、二酸化スズ
粉末とすることができるが、焼成温度が350℃以下で
は結晶の発達が悪く非晶質であり、700℃以上にする
と焼結が起る。このため焼成温度を350℃〜700℃
としたが、粉末の抵抗と粒度との関連上、望ましくは4
00℃〜600℃である。前記方法で製造したノンドー
プSn02は、]00kg/C♂に加圧した圧粉体の形
で測定した電気抵抗は106 Ω・備オーダーである。
これをさらに低抵抗化するために本発明者等は先にN2
のような環元性雰囲気、 He、 N2 、 Arのよ
うな不活性雰囲気、または真空中で焼成することにより
、5n02の一部を金属スズに環元し、 Snをドープ
したSn02すなわち5n02−x というべき状態に
し、電気抵抗が10’−105Ω・備の低電気抵抗酸化
スズ粉末の製造法を出願した。(特願昭58−154C
r79および154080)。
またsbをドープすることによりlO″′Ω・備オーグ
ーの粉末が得られている。しかし、この粉末は灰青色を
呈することとsbの毒性に問題が提起されている。
発明の目的 本発明はsbにかわりGe、 P、 Li’、 Zn等
をSn02に対し1〜20モル%ドープすることによっ
て低抵抗で無害かつ白色i近い粉末を得る製造法を提供
−する。
発明の構成 本発明によればpH10以上のアルカリ水溶液を65℃
以上に保ちながら、この溶液に、塩化スズ溶液にGe、
 P、 Li、 Znをスズに対して1〜20モル%溶
解した液を加えて沈殿を生成させ、最終的にPHを5以
下、に保つことによって微細な沈殿を得。
これを洗浄乾燥後空気中で350℃〜700 ℃で焼成
することからなる低電気抵抗酸化スズ微粉末の製造方法
が提供される。
また上記の方法に加えて、空気中で焼成した粉末をさら
に水素を含んでもよい不活性ガス雰囲気中でまたは真空
中で焼成する工程を含む方法で提供される。 ゛ 水または塩酸、またはアルコールに塩化第二スズを溶解
した溶液にスズに対して1〜20モル%゛のGe、 P
、 Li、’Znを溶解する。ドーパントは1モル%以
下では低抵抗化にほとんど影響がなく20モル%ではノ
ンドープよりも抵抗が高くなる。塩化スズ溶液の濃度は
特に限定はないが、好ましい濃度は10〜60w/v%
である。
アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム。
水酸化カリウム、アンモニア、炭酸ナトリウムを水に溶
解した溶液が使用できる。沈澱析出温度は65℃が臨界
値でありこれにより低いと焼成時に粒子が焼結を起しや
すい。生成した沈澱は洗浄後乾燥し、さらに焼成するこ
とによりドープド二酸化スズとすることができる。
焼成温度は350℃以下では結晶の発達が悪く非晶質で
あり、700℃以上にすると焼結が起る。
郷成温度は350℃〜700℃としたが望ましくは40
0℃〜600℃゛である。ここまでの製造法においても
ノンドー2Sn02が106Ω・amオーダーの抵抗に
対し104Ω・備オーダーの低抵抗粉末が得られるがこ
れをさらにHe、 N2 、’ Arの単体。
あるいはN2との混合ガス中、あめいは真空雰囲気中で
再焼成することにより10”〜103Ω・□□□オーダ
ーの低抵抗粉末が得られる。
実施例1 炭酸ナトリウムj7ogを水5Qに溶解し94℃に加熱
した。これに無水塩化第二スズ60%を含有する水溶液
500gと過塩素酸リチウム20.55(10モル%)
および6N塩酸600mQを混合し。
定量ポンプで滴下させ反応を行なった。出来た沈澱を洗
浄乾燥後空気中500℃で2時間焼成した。
この粉末の比抵抗は91にΩ・lであった。これを雰囲
気炉で窒素置換後水素と窒素各1j2/分で流し400
℃で1時焼成した。この粉末の比抵抗は950Ω・cm
であった。
実施例2 水酸化カリウム138gを水5Qに溶解し90℃に加熱
した。これに塩化第二スズ200gと四塩化ゲルマニウ
ム8.6 g (5モル%)をエチルアルコール600
wQ に溶解した溶液を定量ポンプで滴下させ反応を行
ない最終pHを3とした。出来た沈澱を水で洗浄後乾燥
し、空気中5oo℃で焼成した。この粉末をアトマイザ
−で粉砕後100 kg−/ cJに加圧して比抵抗を
測定した結果28にΩ・口であった。
この粉末を雰囲気炉を用いN2雰囲気中で、2時間、4
00℃焼成後焼成後左抵抗した結果2.IKΩ・口であ
った。
実施例3 水酸化ナトリウム328gを水5ρに溶解し70℃に加
熱した。これに無水塩化第二スズ60%を含有する水溶
液500gにリン酸水素二ナトリウム5.1g(3モル
%)と6N塩酸600m12を混合した溶液を定量ポン
プで滴下し、最終pHを1とした。出来た沈澱を洗浄後
乾燥し、空気中650℃で2時間焼成した。この粉末を
実施例1と同様の方法で比抵抗を測定した結果60にΩ
・amであった。
これを窒素中400℃で2時間再焼成したところ12に
Ω・印となった。
実施例4 水酸化ナトリウム650gを水10flに溶解し85℃
に加熱した。これに無水塩化第二スズ60%を含有系る
水溶液1 kgと、フッ化すチウム15g(20モル%
)および6N塩酸1200mflを混合し、定量ポンプ
で滴下させ反応を行なった。出来た沈澱を乾燥後空気中
400℃で2時間焼成した。この粉末の比抵抗は95に
Ω・lであった。この粉末を直径10cmの石英ガラス
製流動床に入れアルゴンを2fl/分流しながら400
℃で2時間焼成した。この粉末の比抵抗は22にΩ・印
であった。
実施例5 塩化第二スズ8kgをメチルアルコール14kgに溶解
しこれに塩化亜鉛131g(3モル%)を溶解した。ま
たアンモニア水6.9ρに水15ρ加えた液を用意した
。92℃に加熱した水に定量ポンプを用いpHを10以
上に保ちながら両溶液を滴下させ反応を行ない最終pH
を4とルだ、出来た沈澱を空気中500℃で2時間焼成
した。この粉末の比抵抗は84にΩ・】であった。これ
をヘリウム中で400℃2時間再焼成したところ17に
Ω・口となった。
比較例 水酸化ナトリウム2,574 gを水40Qに溶解し9
0℃に加熱した。これに無水塩化第二スズ60%を水に
溶解した液4 kgを定量ポンプで滴下させpHを2と
した。これを空気中500℃で2時間焼成した。この粉
末の比抵抗は5.0 ・CImであった。
(これを窒素中:400℃2時間再焼した。この粉末の
比抵抗は330にΩ・艶であった。)特許出願人 已t
か4殉f象へシカ才去代理人 弁理士松井政広

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1: 2010以上のアルカリ水溶液を65℃以上に保
    ちながら、この溶液に、塩化スズ溶液にGs、P。 Li、 Znをスズに対して1〜20モル%溶解した液
    を加えて沈殿を生成させ、最終的にpHを5以下に保つ
    ことによって微細な沈殿を得、これを洗浄乾燥後空気中
    で350℃〜700℃で焼成することからなる低電気抵
    抗酸化スズ微粉末の製造方法。 2、pH10以上のアルカリ水溶液を65℃以上に保ち
    ながら、この溶液に、塩化スズ溶液にGe、P。 Li、Znをスズに対して1〜20モル%溶解した液を
    加えて沈殿を生成させ、最終的にpHを5以下に保つこ
    とによって微細な沈殿を得、これを洗浄乾燥後空気中で
    350℃〜700℃で焼成し、さらにその粉末をHe、
     Ne、 Arのいずれか、末たはそれらとH2の組合
    せ中、あるいは真空中で焼成することからなる低電気抵
    抗酸化スズ微粉末の製造方法。
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