JPS6148506A - 気相法微粒子の精製方法 - Google Patents

気相法微粒子の精製方法

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JPS6148506A
JPS6148506A JP16632284A JP16632284A JPS6148506A JP S6148506 A JPS6148506 A JP S6148506A JP 16632284 A JP16632284 A JP 16632284A JP 16632284 A JP16632284 A JP 16632284A JP S6148506 A JPS6148506 A JP S6148506A
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JP
Japan
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halides
metal
product
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JP16632284A
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English (en)
Inventor
Takao Tanaka
隆夫 田中
Toshinori Ishibashi
石橋 俊則
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/06Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
    • C01B21/0615Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with transition metals other than titanium, zirconium or hafnium
    • C01B21/0622Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with transition metals other than titanium, zirconium or hafnium with iron, cobalt or nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (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】 〔技術分野〕 本発明は微粒子の新規な精製法に関する。
〔背景技術〕
近年、窒化鉄微粒子や金属微粒子の製造法として金属ハ
ロゲン化物ガスを水素やアンモニアなどの還元性ガスと
反応させる、いわゆる気相反応法が注目されている。
この気相反応による微粒子の製造法は生産性が高く、粒
径の制御が容易で、原料ハロゲン化物の組成制御により
種々の組成の合金微粒子や、窒化物微粒子が製造出来る
等数々の優れた特徴を持った製造法である。しかしなが
らこの方法には生成微粒子中に、未反応ハロゲン化物や
副生成物が含有され生成物の粒径な小さくした場合には
、特に未反応・・ロゲン化物の含有量が多くなるという
問題があった。
かくのごとき生成物中に混入する未反応ハロゲン化物及
び副生成物は、生成微粒子の純度を下げるのみならず、
生成微粒子の酸化を促進する等の悪影響を及ぼしており
、その除去方法の開発が望まれていた。この生成物中の
未反応物や、副生成物の除去方法としては、例えばハロ
ゲン化物が気化する温度において高温気固分離し、金属
ハロゲン化物をガスとして除く方法や、水やアルコール
などの金属ハロゲン化物や副生成物を溶解する溶媒を用
いて、生成物を洗浄し、未反応ハロゲン化物や副生成物
を溶解除去する方法などが考えられてきた。
しかしながら、高温における気固分離では、生成物が微
粒子であり、表面活性が高いことより、微粒子間の焼結
が進みやすいという欠点があり、また大気中で水やアル
コールなどの溶媒で洗浄する方法では、洗浄中に生成物
が酸化してしまうという欠点があるため実用には適した
方法とは言えない。
今般本発明者は、かかる気相反応法によって製造された
微粒子に含まれる不純物を、焼結や酸化ン防ぎつつ除去
精製する方法を検討した結果気相反応法によって得られ
た微粒子を、未反応ハロゲン化物及び副生成物を溶解す
る酸性溶媒を用い、不活性ガス雰囲気で洗浄することに
より、酸化や:       焼結を防ぎつつ容易に精
製出来ることを見出し本発明に到達した。
〔発明の開示〕
すなわち、本発明は、金属ハロゲン化物をガス状または
微小粒状とした状態で、実質的に気相中において、アン
モニアや水素等の還元性ガスと反応させる、気相反応法
によって得られた、金属および/または金属窒化物の微
粒子を精製するに当り、未反応ハロゲン化物及び副生成
物を溶解する酸性溶媒を用い、不活性ガス雰囲気で、該
微粒子を洗浄し、該微粒子中の未反応ハロゲン化物や、
副生成物からなる不純物を溶解除去することを特徴とす
る微粒子の精製方法である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明の対象となる微粒子は、金属ハロゲン化物をガス
状または微小粒状とした状態で、実質的に気相中におい
てアンモニアや水素等の還元性ガスと反応させるいわゆ
る気相反応によって得られるFe、 Co、 Ni、 
Cu、 At、 Ga1CrSVSSnSTi1Si。
Mn、 Zn等の単体もしくは合金となった、金属もし
くは窒化物の微粒子である。
洗浄に用いる酸性溶媒(以下単に溶媒という)としては
、上記の金属ハロゲン化物等の未反応ハロゲン化物や、
アンモニアと反応した場合に生じるハロゲン化アンモニ
ウム等の副生物を溶解するもので、例えば塩酸や硫酸、
硝酸、リン酸等の無機酸、酢酸やシュウ酸等の単独もし
くは混合物の水溶液、エタノール、メタノール、インプ
ロパツール等のアルコール溶液もしくはこれらの混合溶
液があげられる。洗浄に用いるこれらの溶媒の酸性度に
は、特に制限がないがPH1〜7の範囲特にPH3,5
〜乙の範囲が好ましい。これより酸性度が強くなると生
成した金属または金属窒化物自体が急激に溶解するし、
酸性度か弱すぎると時間が長くかかりすぎたり水酸化物
が生成したりする。
したがって、生成した微粒子の溶解を防ぎ、不純物のみ
を溶解除去するにはPH3,5〜6の酸性度の溶媒が特
に好ましい。
洗浄に当っては、溶媒をそのまま使ってもよいが、溶媒
中の溶存酸素は前もって除いた方が好ましい。溶存酸素
を除去する方法としては、例えば溶媒に不活性ガスを吹
き込み溶存酸素を窒素で置換する方法、溶媒を真空槽内
に入れ、溶存酸素を抜(方法等が挙げられる。不活性ガ
スとしてはこれら金属等と反応しないものであればよく
、窒素、ヘリウム、アルゴン等が好適に用いられる。
微粒子の洗浄は不活性ガス雰囲気中で行なうが、この方
法としては、内部を不活性ガス置換したグローブボック
ス内で溶媒中に未精製粉を入れ、攪拌後、濾過やデカン
テーション等の操作で、精製粉と不純物を含んだ溶媒に
分離する方法、不活性ガス置換した攪拌槽内に溶媒と未
精製粉を入れ、攪拌した後窒素雰囲気下で、沢過する方
法等がある。なお、洗浄は1回でもよいが2回ないし3
回(り返丁とより完全に不純物が除去できる。
洗浄に当っては、溶媒の温度には特に制限はない。洗浄
処理時間は15分〜10時間、好ましくは60分〜2時
間である。なお、処理を促進するため攪拌を併用するこ
とが好ましい。
以上のようにして、洗浄、精製された微粒子は、不活性
ガス雰囲気下で乾燥され、トルエンなどの溶媒中にて保
存される。
以下実施例にて、本発明を説明する。
実施例1 原料ハロゲン化物として市販のFeCl2・nH2Oを
窒素気流中、250℃で2時間脱水処理したFeCl2
を用いた。
反応は流通法で行なった。反応器としでは外径45m5
96、長さ80t7nの石英管を用いた。この石英管は
ガス入口側より40c1nが三重管となっており、一番
内側には原料FeCA2を入れたアルミナボートが挿入
される。次の管には窒素を、またその外側の管にはアン
モニアを流し、反応部で一挙に混合反応させるように設
計されている。加熱には長さ23crnの電気炉を2台
直列に並べて使用し、ガス入口側の電気炉は原料FeC
l2の蒸発に、ガス出口側の電気炉は反応部乞所定反応
温度まで加熱するのに用いた。
合成の具体例を述べる。まず前もって脱水したFeCl
2約62をアルミナボートへ入れ、蒸発部で800j 
    ℃に加熱する。次に発生したFeCl2蒸気を
敲度窒素ガスにより反応部へ供給し、880’Cでアン
モニアと混合、反応させた。
反応部におけるFeCl2とアンモニアのモル比は、約
45倍のアンモニア過剰とした。
生成速度約0.2f/miで得られた生成物粉末は、反
応管出口へ取り付げた静電捕集器にて回収した。
回収された生成物をX−線回折にて分析したところ窒化
鉄、金属鉄の他に未反応塩化鉄、副生塩化アンモニウム
を含んでいた。
次に生成物中の未反応塩化鉄、副生塩化アンモニウムを
除くため、生成物を、内部を窒素置換したグローブボッ
クス内に入れた。グローブボックス内には窒素を約1時
間吹き込み、溶存酸素を除いたPHが4である希塩酸が
入れてあり、ビーカー内にこの希塩酸と生成物を1oo
:iの割合で入れ、室温で1時間攪拌した後デカンテー
ション法により水と生成物を分離した。以上の洗浄操作
を6回くり返した後、分離された精製粉を真空乾燥した
真空乾燥した生成物を再度X−線回折にて分析すると、
窒化鉄と、金属鉄のピークのみで未反応塩化物、副生塩
化アンモニウムのピークは消エテいた。
実施例2 実施例1で用いた反応装置を用い、還元ガスを水素と変
えた他は、実施例1と同じ条件で気相反応を行ない粉状
生成物を得た。
生成物をX−線回折にて分析すると、金属鉄と未反応塩
化鉄のピークが見られた。
この生成物102を窒素置換されたグローブボックス内
で、溶存酸素を除いたPHが4である希塩酸水1tに分
散させ、1時間攪拌した後濾過分離した。戸別された生
成物を真空乾燥した後X −線分析を行なうと、金属鉄
のみのピークが現われた。
実施例3 実施例2で得られた未反応塩化鉄を含んだ生成粉末11
を窒素置換したグローブボックス内で、溶存酸素を除い
たエタノールとPH4の希塩酸の1:1混合液500−
中に分散させ1時間攪拌した後渥別肱戸残を真空乾燥し
た。乾燥後X−線分析を行なうと、金属鉄のピークのみ
が得られた。
実施例4 実施例2で得られた未反応塩化鉄を含んだ生成粉末1f
rを窒素置換したグローブボックス内で、溶存酸素を除
いたPHが6,0である酢酸水溶液1を中に分散させた
。3時間攪拌した後戸別し、F残を真空乾燥した。乾燥
粉末のX−線分析乞行なうと金属鉄のピークのみが現わ
れた。
実施例5 実施例2で得られた未反応塩化鉄を含んだ生成粉末1 
?rを窒素置換したグローブボックス内ニ入れ、溶存酸
素を除いたPHが10である希硫酸10〇−中に分散さ
せた。10分攪拌した後炉別し、戸残を更に水洗した後
真空乾燥した。乾燥した粉末のX−線分析を行なうと金
属鉄のみのピークが現われた。
実施例6 実施例1で用いた反応装置を用い、還元ガスを水素に、
原料にFeC&とCoC//!の重量比で4:1の混合
物を用いた他は実施例1と同じ条件で気相反応を行ない
粉状生成物を得た。生成物をX−線回折にて分析すると
、金属鉄、金属コバルト、塩化鉄、塩化コバルトのピー
クが現われた。
この生成物1frを窒素置換したグローブボックス内で
、溶存酸素を除いたPHが6.5である希硫酸500−
に分散させ1時間攪拌した後炉別分離した。
F残は更に水洗した後真空乾燥した。乾燥した粉末をX
−線分析すると、塩化鉄、塩化コバルトのピークは消え
ていた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属ハロゲン化物をガス状または微小粒状とした
    状態で、実質的に気相中において、アンモニアや水素等
    の還元性ガスと反応させる、気相反応法によって得られ
    た、金属および/または金属窒化物の微粒子を精製する
    に当り、未反応ハロゲン化物及び副生成物を溶解する酸
    性溶媒を用い、不活性ガス雰囲気で、該微粒子を洗浄し
    、該微粒子中の未反応ハロゲン化物や、副生成物からな
    る不純物を溶解除去することを特徴とする微粒子の精製
    方法。
JP16632284A 1984-08-10 1984-08-10 気相法微粒子の精製方法 Pending JPS6148506A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02259004A (ja) * 1989-03-31 1990-10-19 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 貴金属微粒子の製造方法
JPH02259003A (ja) * 1989-03-31 1990-10-19 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 銅微粒子の製造方法
JP2008045202A (ja) * 2006-08-18 2008-02-28 Korea Inst Of Science & Technology 気相反応法を用いた金属ナノ粉末の製造方法
JP2011184725A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Tohoku Univ 水熱還元プロセスによるコバルトナノ粒子の合成法

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