JPS61186222A - 式Bi↓4Ge↓3O↓1↓2で表わされるビスマスゲルマネートの製造方法 - Google Patents

式Bi↓4Ge↓3O↓1↓2で表わされるビスマスゲルマネートの製造方法

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JPS61186222A
JPS61186222A JP61026994A JP2699486A JPS61186222A JP S61186222 A JPS61186222 A JP S61186222A JP 61026994 A JP61026994 A JP 61026994A JP 2699486 A JP2699486 A JP 2699486A JP S61186222 A JPS61186222 A JP S61186222A
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JP
Japan
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bismuth
solution
germanium
compound
manufacturing
Prior art date
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Pending
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JP61026994A
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English (en)
Inventor
ジヤン‐イヴ ヘンリー
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G29/00Compounds of bismuth

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • 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】 (発明の背景) この発明は、式Bi4Ge30.□で表わされるビスマ
スゲルマネートの製造方法に関するものであり、より具
体的には、シンチレータ−として使用できるビスマスゲ
ルマネート単結晶体の製造に適した純度と均質性を有す
るビスマスゲルマネー1〜B!4G63012の多結晶
性粉末の製造に関するものである。
これまで、ビスマスゲルマネート粉末は、一般にビスマ
スおよびゲルマニウムの酸化物を基にして、好ましくは
600/700℃以上の温度の流動床またはロータリー
オーブンで操作する乾燥法によって製造されてきた。
しかしながら、この方法を採用すると、合成は不完全な
ものとなり、獲得される収率は一般にはおおよそ65%
ないし85%である。この低い収率は、一つには、酸化
ゲルマニウムGem2と酸化ビスマスBi2O,との間
の不十分な酸−塩基相互作用により、もう一つには、非
常に反応不活性な正方晶系GeO□の出現による。した
がって、工程の最後にはビスマスゲルマネートBi、、
Ge30□2が得られるが、このビスマスゲルマネート
に随伴してBi1□Ge02o、六方晶系Gem2.正
方晶系GeO□等の他の化合物も生出され、このことは
、以後の高純度のビスマスゲルマネート単結晶体の製造
にとって不都合な点につながる。
(発明の要約) 本発明は、具体的には、前記の不都合な点をなくし、化
学量論的多結晶性ビスマスゲルマネート粉末を直接的に
得ることができる、ビスマスゲルマネートの製造方法に
関するものである。
また、本発明は、特に、次の連続した工程3)〜e)か
ら成る、式Bi4GeaOt□で表わされるビスマスゲ
ルマネートの製造方法に関するものである。
3)溶性ビスマス錯体を溶液中で遊離することができる
少なくとも1種類のビスマス化合物と、溶性ゲルマニウ
ム錯体を溶液中で遊離することができる少なくとも1種
類のゲルマニウム化合物とを、水溶液中へ導入し、 b)  Bi4Ge301□相の安定範囲における水溶
液のp)lおよび温度を、ビスマス化合物およびゲルマ
ニウム化合物が同時およびそれぞれに適当な濃度の前記
溶性ビスマス錯体および溶性ゲルマニウム錯体を溶液中
に遊離するような値のρ]1および温度とし、 C) 溶液のpHおよび温度を、前記ビスマス錯体およ
びゲルマニウム錯体が互いに反応して溶液中にビスマス
ゲルマネートBi、Ge30,2の析出物が形成される
ような値のpHおよび温度に保ち、d) 次に、水溶液
のpHを、溶液中のビスマス錯体の濃度は無視してよい
ほどに低くなるが、ゲルマニウム化合物は溶性錯体を溶
液中で遊離することができるような値のpHとし、e)
前記溶液中の多結晶体を分離し、得られたビスマスゲル
マネートBi4Gea0□2の析出物を回収する。
このように、本発明による方法は、前記のビスマス化合
物およびゲルマニウム化合物を溶液に溶解し、適当な濃
度のビスマス錯体およびゲルマニウム錯体を得、両ml
↑体を溶液中で互いに反応させてビスマスゲルマネート
の析出物を形成することによって、水溶液中で合成を達
成することから成る。
反応の終りには、水溶液のpHを、溶液中のビスマス錯
体の濃度は無視してよいほどに低くなるが、ゲルマニウ
ム化合物は溶性錯体を溶液中で遊離することができるよ
うな値のpHに次第にすることが好ましい。過剰量のゲ
ルマニウム化合物を用いることによって、確実にすべて
のビスマスを溶解させ、またゲルマニウムと反応させて
、ビスマスゲルマネートを生成することが可能となる。
化学量論に関連して、余分のゲルマニウム化合物は溶性
錯体の形で再び溶液中に現われるというふうに考えると
、反応の終りにおいて、同相はビスマスゲルマネート多
結晶体の析出物によってのみ構成され、このビスマスゲ
ルマネー1〜多結晶体の析出物は、例えば側温法によっ
て、溶液から容易に分離される。
好ましくは、このようにして分離されたビスマスゲルマ
ネー1〜多結晶体を水で洗浄し、特に、過剰量のゲルマ
ニウム化合物の尋人によって形成される酸化ゲルマニウ
ムの析出物を取り除く。
この合成方法には、用いられる化合物の性質、7一 温度およびpHを含めたいくつかの相互依存のパラメー
ターが関係している。
用いられるビスマス化合物は、本発明による製造方法の
工程b)〜C)における条件下で溶性錯体を遊離するこ
とができる化合物である。それらの化合物の例としては
、水和硝酸ビスマスBi(NO3)a・51120また
は酸化ビスマスをあげることができる。
用いられるゲルマニウム化合物は、本発明による製造方
法の工程b)〜C)における条件下で溶性錯体を遊離す
ることができる化合物である。それらの化合物の例とし
ては、無定形酸化ゲルマニウム、六方晶系酸化ゲルマニ
ウムおよびアンモニウムゲルマネートをあげることがで
きる。
使用する温度は、高純度の多結晶性粉末の工業的製造方
法を可能な限り簡素化するのに十分な低い温度でなけれ
ばならない。しかしながら、使用する温度は、水溶液中
におけるビスマスゲルマネートBi4Ge30□2の熱
安定範囲において工業的要求を満たすのに十分な合成反
応速度論に寄与することができるように、あまり低い温
度であってはならない。一般には、60℃〜120℃の
温度が用いられる。
pH条件は、ビスマスゲルマネートBj4Ge30,2
の相対安定性が確実に得られるようなものでなければな
らず、また、相当な反応速度を与えるのに十分な濃度の
ビスマス錯体およびゲルマニウム錯体を同時に溶液中に
供給できるようなものでなければならない。溶液中の錯
体の最低濃度は、一般には、0.5g/リットルである
本発明による製造方法の工程b)〜C)に相当する合成
反応の間のpHは、好ましくは、0.5〜5である。ま
た、本発明による製造方法の工程d)に相当する合成反
応の終りにおけるpHは、好ましくは、4〜8である。
本発明による製造方法は、従来技術の製造方法に比べて
、多くのすぐれた点を有している。低温度での合成によ
り、特に、生成される混成化合物の化学量論および均質
性をよりうまくコントロールすることができる。なお、
従来の製造方法におけるように、酸化ゲルマニウムと酸
化ビスマスとを高温度で反応させた場合には、Bi1□
Gam、い旧4Ge、0□2、六方晶系GeO□および
非常に反応不活性な正方品系GeO□を含む非常に多く
の相の存在により、結晶粒中への固体拡散、選択的蒸発
および不均質性の問題が生じる。
さらに、反応媒質を形成するのに高純度の製品が用いら
れるならば、溶液中における低温度での合成がすぐれた
精製手段となることがよく知られている。本発明の製造
方法では、質の落ちた出発製品を使用することも可能で
ある。
(発明の詳細な説明) 本発明の他の特徴と利益とは次の実施例を読むと、より
明白になるであろう。実施例においては、式Bi(NO
3)3・5H70で表わされる硝酸ビスマスと六方晶系
二酸化ゲルマニウムGeO□とからビスマスゲルマネー
トB、t、Gea0,2を製造する方法が説明されてい
る。
(実施例) 加熱マグネットスターター上に置かれた500ω容量の
ビーカーに蒸留水300gを入れる。次に、Bi(NO
3)a −5u2o 150 gと六方晶系Gem22
4.9gとを蒸留水中へ導入する。なお、六方晶系Ge
m224.9gを導入するのは、ビスマスゲルマネート
の化学量論的重量を考慮して約2g/リットル過剰に導
入するためである。続いて、撹拌を行ない、その後に、
加熱して72℃の温度にし、また、pHメーターで溶液
のpHを調べながらアンモニアを添加して溶液のpHを
2.5の値にする。こうした条件下において、溶液中に
数g/リットルの濃度のビスマス錯体およびゲルマニウ
ム錯体を得る。これらの溶性錯体が互いに反応してビス
マスゲルマネートが生成され、その間に硝酸が放出され
る。したがって、アンモニアを添加して中和し、溶液の
pHを2.5の値に保つようにする。なお、固溶性錯体
が互いに反応してビスマスゲルマネートが生成される一
方においては、ビスマス錯体およびゲルマニウム錯体が
溶液中で絶え間なく遊離され、反応が進行する。合成の
終り、すなわち反応開始2〜3時間後には、すべてのビ
スマスが溶解するので、アンモニアを添加して溶液のρ
11を高める。このア−11= ンモニアの添加はゆっくりと行ない、溶液のpHを5に
する。そうすることによって、溶液中に析出したビスマ
スゲルマネートを安定化させることが可能である。
次に、溶液を再び冷却し、機械的撹拌をやめ、側温方に
よってビスマスゲルマネート多結晶体を分離する。こう
して分離したビスマスゲルマネート多結晶体を、湯を使
って続けて2回洗浄し、余分な硝酸アンモニウムおよび
二酸化ゲルマニウムを取り除く。こうして、シンチレー
タ−の製造に十分な品質の単相ビスマスゲルマネートB
i4GeaOiz約100gを得る。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)次の連続した工程a)〜b)から成る、式Bi_
    4Ge_3O_1_2で表わされるビスマスゲルマネー
    トの製造方法。 a)溶性ビスマス錯体を溶液中で遊離することができる
    少なくとも1種類のビスマス化合物と、溶性ゲルマニウ
    ム錯体を溶液中で遊離することができる少なくとも1種
    類のゲルマニウム化合物とを、水溶液中へ導入し、 b)Bi_4Ge_3O_1_2相の安定範囲における
    水溶液のpHおよび温度を、ビスマス化合物およびゲル
    マニウム化合物が同時およびそれぞれに適当な濃度の前
    記溶性ビスマス錯体および溶性ゲルマニウム錯体を溶液
    中に遊離するような値のpHおよび温度とし、 c)溶液のpHおよび温度を、前記ビスマス錯体および
    ゲルマニウム錯体が互いに反応して溶液中にビスマスゲ
    ルマネートBi_4Ge_3O_1_2の析出物が形成
    されるような値のpHおよび温度に保ち、d)次に、水
    溶液のpHを、溶液中のビスマス錯体の濃度は無視して
    よいほどに低くなるが、ゲルマニウム化合物は溶性錯体
    を溶液中で遊離することができるような値のpHとし、 e)前記溶液中の多結晶体を分離し、得られたビスマス
    ゲルマネートBi_4Ge_3O_1_2の析出物を回
    収する。
  2. (2)工程a)において、溶液中へ導入されるゲルマニ
    ウム化合物の量が、ビスマスゲルマネートBi_4Ge
    _3O_1_2を生成するのに必要な化学量論的量に比
    べ、過剰であることを特徴とする特許請求の範囲第(1
    )項記載の製造方法。
  3. (3)その後、ビスマスゲルマネート多結晶体を水で洗
    浄することを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載
    の製造方法。
  4. (4)ビスマス化合物が、前記工程b)およびc)にお
    ける条件下で溶性錯体を遊離することができる化合物の
    中から選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第(1
    )項記載の製造方法。
  5. (5)ビスマス化合物が水和硝酸ビスマス Bi(NO_3)_3・5H_2Oであることを特徴と
    する特許請求の範囲第(4)項記載の製造方法。
  6. (6)ビスマス化合物が酸化ビスマスであることを特徴
    とする特許請求の範囲第(4)項記載の製造方法。
  7. (7)ゲルマニウム化合物が、前記工程b)およびc)
    における条件下で溶性錯体を遊離することができる化合
    物の中から選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の製造方法。
  8. (8)ゲルマニウム化合物が無定形酸化ゲルマニウムG
    eO_2、六方晶系酸化ゲルマニウムGeO_2および
    アンモニウムゲルマネートの中から選ばれることを特徴
    とする特許請求の範囲第(7)項記載の製造方法。
  9. (9)ゲルマニウム化合物が六方晶系酸化ゲルマニウム
    であることを特徴とする特許請求の範囲第(5)項記載
    の製造方法。
  10. (10)ゲルマニウム化合物として六方晶系酸化ゲルマ
    ニウムを用い、ビスマス化合物として水和硝酸ビスマス
    Bi(NO_3)_3・5H_2Oを用い、前記工程b
    )およびc)における溶液のpHを0.5〜5の値に調
    整し、前記工程d)における反応の終りに溶液のpHを
    5ないし8の値にすることを特徴とする特許請求の範囲
    第(5)項および第(9)項のいずれかに記載の製造方
    法。
  11. (11)120℃以下の温度で作業を行なうことを特徴
    とする特許請求の範囲第(10)項記載の製造方法。
  12. (12)アンモニアを添加して反応の間のpHを0.5
    〜5の値に保つことを特徴とする特許請求の範囲第(1
    0)項および第(11)項のいずれかに記載の製造方法
JP61026994A 1985-02-12 1986-02-12 式Bi↓4Ge↓3O↓1↓2で表わされるビスマスゲルマネートの製造方法 Pending JPS61186222A (ja)

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FR8501949 1985-02-12
FR8501949A FR2577206B1 (fr) 1985-02-12 1985-02-12 Procede de preparation de germanate de bismuth de formule bi4ge3o12

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US (1) US4650659A (ja)
EP (1) EP0192538B1 (ja)
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DE (1) DE3661135D1 (ja)
FR (1) FR2577206B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013060333A (ja) * 2011-09-14 2013-04-04 National Institute For Materials Science 硝酸塩形成可能金属及びGeの酸化物の製造方法

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EP0192538B1 (fr) 1988-11-09
US4650659A (en) 1987-03-17
FR2577206A1 (fr) 1986-08-14
DE3661135D1 (en) 1988-12-15
EP0192538A1 (fr) 1986-08-27
FR2577206B1 (fr) 1987-03-06

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