KR100396970B1

KR100396970B1 - 높은pH를갖는세륨화합물의콜로이드분산액및그의제조방법

Info

Publication number: KR100396970B1
Application number: KR1019950029484A
Authority: KR
Inventors: 쟝-이베샹-싱; 띠에리쇼펭; 쟈크뻬르셀로
Original assignee: 로디아 쉬미
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 2003-11-13
Also published as: CN1068563C; ATE181899T1; AU3047095A; US5922330A; EP0700870A1; DE69510623D1; JP2908733B2; KR960010525A; ES2135020T3; DE69510623T2; CN1129671A; CA2158125A1; AU699184B2; FR2724331B1; FR2724331A1; CA2158125C; EP0700870B1; JPH0891834A

Abstract

본 발명의 제1 실시태양으로서, pH가 4 이상이고 전도도가 5 mS/cm 이하인 것을 특징으로 하는 세륨 화합물의 콜로이드 분산액이 제공된다. 제2 실시태양으로서, pH가 5보다 큰 것을 특징으로 하는 세륨 화합물의 콜로이드 분산액이 제공된다. 제3 실시태양으로서, 탄소/세륨 몰비가 0.01 이상이 되게 하는 탄소 함량을 갖고 pH가 5보다 큰 것을 특징으로 하는 세륨 화합물의 콜로이드 분산액이 제공된다.

또한, 본 발명은 제조하고자 하는 분산액의 pH보다 낮은 pH를 갖는 제1 콜로이드 분산액을 출발 물질로서 사용하고, 제1 분산액의 pH를 이온 강도를 감소시키면서 증가시키는 것을 특징으로 하는 콜로이드 분산액의 제조 방법을 제공한다. 제3 실시태양의 경우에는, 출발 분산액에 유기산을 첨가한다.

Description

높은 pH를 갖는 세륨 화합물의 콜로이드 분산액 및 그의 제조 방법{A High pH Colloidal Dispersion of a Cerium Compound and a Process for its Preparation}

본 발명은 높은 pH를 갖는 세륨 화합물의 콜로이드 분산액 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

세륨 화합물의 분산액은 많은 응용을 갖는다. 구체적으로 말하자면, 불균질 촉매 작용, 특히 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스 처리 (자동차 후연소 촉매작용)시에 이용된다. 또한, 이러한 분산액은 내식 코팅으로 사용되거나 또는 화장품에 사용될 수 있다.

이러한 분산액을 제조하는 방법들은 많이 알려져 있다. 그러나, 공지 방법들에 의하면, 고산성 pH, 즉 일반적으로 5 미만의 pH를 가지며, 고농도의 불순물, 즉 이온 농도가 높은 분산액을 제조할 수 있을 뿐이다.

그러나, 상기 응용 분야, 특히 화장품 산업 분야에 이용하는 경우에는, 저산성 pH 및(또는) 고순도의 콜로이드 분산액을 제조하는 것이 중요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 pH가 높고, 필요에 따라 고순도를 갖는 콜로이드분산액을 제공하는 것이다.

제1 실시태양으로서, 본 발명에 따른 세륨 화합물의 콜로이드 분산액은 pH가 4 이상이고 전도도가 5 mS/cm 이하인 것을 특징으로 한다.

제2 실시태양으로서, 본 발명에 따른 세륨 화합물의 콜로이드 분산액은 pH가 5보다 큰 것을 특징으로 한다.

제3 실시태양으로서, 본 발명에 따른 세륨 화합물의 콜로이드 분산액은 콜로이드의 탄소 함량이 탄소/세륨 몰비가 0.01 이상이 되게 하는 양이고 pH가 5보다 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 제조하고자 하는 분산액의 pH 보다 낮은 pH를 갖는 제1 콜로이드 분산액을 출발 물질로 사용하여, 제1 콜로이드 분산액의 pH를 이온 강도를 감소시키면서 증가시키는 것을 특징으로 하는 제1 및 제2 실시태양에 따른 분산액을 제조하는 방법에 관한 것이다.

마지막으로, 본 발명은 제조하고자 하는 분산액의 pH보다 낮은 pH를 갖는 제1 콜로이드 분산액을 출발 물질로서 사용하고, 이 분산액에 유기산을 첨가한 후, 제1 분산액의 pH를 이온 강도를 감소시키면서 증가시켜서 제조하는 것을 특징으로 하는 제3 실시태양에 따른 분산액을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 특징, 세부 사항 및 잇점은 본 발명을 예시하는 다음의 설명 및 비제한 실시예로부터 명백해질 것이다.

이하에서 사용되는 "세륨 화합물의 콜로이드 분산액"이라는 표현은 수성 액상 중에 현탁된 세륨 산화물 및(또는) 수화된 산화물(수산화물)를 기재로 하는 콜로이드 치수의 고상 미립자로 구성된 모든 계를 의미하며, 상기 종들은 또한 임의로 질산 이온, 아세트산 이온, 시트르산 이온 또는 암모늄 이온과 같은 결합 또는 흡착 이온을 미량 함유한다. 본 발명의 분산액의 경우, 세륨은 전부 콜로이드 형태이거나, 또는 이온 및 콜로이드 형태일 수 있다.

또한, 콜로이드의 평균 직경은 문헌 [마이클 엘 맥코넬 (Michael L McConnell), Analytical Chemistry, 53권, 8호, 1007A, (1981)]에 기재된 방법을 사용하여 준탄성 광 산란에 의해 측정되는 평균 유체역학적 직경을 의미한다.

또한, "순도"라는 용어는 분산액 중에 이온종으로서 존재하는 불순물과 관련있다. 순도는 분산액의 전도도를 이용하여 표현될 수 있다.

마지막으로, 세륨 화합물은 일반적으로 세륨(IV) 화합물이다.

본 발명의 제1 실시태양에서, 콜로이드 분산액은 4 이상의 높은 pH를 갖고, 전도도가 5 mS/cm 이하, 바람직하게는 2 mS/cm 이하로 나타내어지는 고순도를 갖는 것이다.

제2 실시태양의 콜로이드 분산액은 pH가 5보다 큰 것을 주요 특징으로 한다.

본 발명의 제3 실시태양의 콜로이드 분산액은 콜로이드가 특정 비율의 탄소를 함유하는 것을 특징으로 한다. 이 비율은 탄소/세륨 또는 CeO₂몰비로서 나타내어 진다. 이 비율은 0.01 이상이다. 일반적으로, 이 비율은 0.5 이하, 특히 0.1 내지 0.15이다. 이 때, 탄소는 일반적으로 콜로이드 표면 상에 존재하는 탄소에 대응한다.

본 발명의 제2 및 제3 실시태양의 콜로이드 분산액은 바람직하게는 전도도가 5 mS/cm 이하, 특히 2 mS/cm 이하로 나타내어지는 순도를 갖는다.

상기 세 가지 실시태양은 모두 pH가 6 이하인 것이 바람직하다.

이들 세가지 실시태양은 근본적으로 콜로이드 크기의 차이에 의해 나타나는 두가지 차이점이 있다.

제1 차이점으로서, 분산액 중의 콜로이드의 평균 직경은 4 내지 20 nm, 특히 4 내지 12 nm이다.

제1 차이점에서, 콜로이드 분산액의 농도는 일반적으로 10 g/l 내지 250 g/l, 보다 특히 15 g/l 내지 210 g/l이다. 이 농도는 CeO₂로 환산한 것이다.

전도도는 콜로이드 분산액의 pH의 함수로서 변화한다. 일반적으로, pH가 높을수록, 전도도는 낮아진다. 제1 차이점의 경우, 전도도는 특히 2 mS/cm 이하이다. 전도도는 0.1 내지 1.6 mS/cm일 수 있다.

콜로이드 분산액의 pH는 일반적으로 4 (또는 필요에 따라 5) 내지 7, 특히, 4 (또는 필요에 따라 5) 내지 5.5이다.

제2 차이점으로서, 평균 콜로이드 직경은 40 내지 100 nm, 특히 40 내지 60nm이다.

콜로이드 분산액의 농도는 일반적으로 10 g/l 내지 1000 g/l, 특히 10 g/l 내지 600 g/l 보다 특히 15 g/l 내지 300 g/l이다.

전도도는 상기한 바와 같이 다양하다. 제2 차이점에서, 전도도는 2 mS/cm 이하, 바람직하게는 1 mS/cm 이하이다. 보다 특히, 전도도는 0.3 mS/cm 미만이다. 전도도는 0.5 mS/cm 미만일 수 있다.

pH는 일반적으로 4 (또는 필요에 따라 5) 내지 7, 보다 특히, 4 (또는 필요에 따라 5) 내지 6.5이다.

본 발명의 콜로이드 분산액은 단순 분산된 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다.

마지막으로, 출발 물질로서 질산세륨을 사용하는 방법에 의해 얻은 분산액에서, NO₃/Ce 몰비는 0.7 미만, 특히 0.01 내지 0.7, 보다 특히 0.15 내지 0.3이다.

이하, 본 발명의 콜로이드 분산액의 제조 방법을 설명할 것이다.

본 발명의 방법은 모두 제조하고자 하는 분산액의 pH보다 낮은 pH를 갖는 제1 콜로이드 분산액을 출발 물질로서 사용한다.

출발 콜로이드 분산액은 임의의 공지 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 구체적으로, 유럽 특허 공개 제206,906호, 동 제208,581호 및 동 제316,205호에 기재된 방법들은 참조할 수 있다. 세륨(IV)의 수성염, 예를 들면 질산염을 특히 산성 매질 중에서 열가수분해시켜 제조한 콜로이드 분산액이 사용될 수 있다. 이러한 방법은 유럽 특허 공개 제239,477호 또는 동 제208,580호에 기재되어 있다. 본 발명의 단순분산된 콜로이드 분산액은 출발 분산액 자체를 단순분산된 것을 사용함으로써 얻어진다.

고농도의 CeO₂를 함유하여 고농도의 불순물을 함유하고 철강하는 경향이 있는 현탁액으로부터 출발할 때, 이 현탁액 또는 출발 현탁액을 세척 및 기울여 따라 내기를 이용하여 정제하는 것이 도움이 될 수 있을 것이다. 출발 현탁액은 탈이온수를 첨가하여 상청액을 제거한 후에 따라낸다. 잔분에 더 많은 양의 물을 첨가하여 다시 현탁시킨다. 이 작업은 목적하는 전도도가 얻어질 때까지 교대로 여러번 수행할 수 있다.

처음 두 실시태양의 콜로이드 분산액의 제조 방법은 출발 분산액을 이온 강도를 감소시키면서 pH를 증가시키는 깃으로 주로 구성된다.

수가지 방법이 이용될 수 있다.

첫째, 투석법이 사용될 수 있다.

투석 처리의 경우에는, 분산액 또는 현탁액의 pH에 대해 내성이 있고, 콜로이드가 투과될 수 없게 하는 차단(cutoff) 직경을 갖는 투석막이 사용된다. 이를 들면, 12000 내지 14000 돌턴의 분자량에 대응하는 차단 직경 및 얇은 벽을 갖는 셀룰로오스막일 수 있다.

또한, 한외 여과법(ultrafiltration)도 이용될 수 있다. 이 경우에는, 한외 여과, 및 한외 여과된 현탁액을 탈이온수를 사용하여 희석하는 것을 번갈아 수행한다.

전기 투석법과 희석법도 사용될 수 있다. 이 경우에는, 중앙 구획의 막에 의해 분리된 양극 및 음극 구획이 제공된 전해 전지의 중앙 구획에서 콜로이드 분산액이 순환되면서 희석된다.

바람직한 방법으로는, 음이온 및 양이온 교환 수지가 사용된다.

바람직하게는, 고산성 양이온 수지 및 고염기성 음이온 수지가 사용된다.

양이온 및 음이온 교환 수지는 잘 알려져 있다. 예를들면, 폴리스티렌 구조를 함유하는 양이온 수지가 있다. 특히, 술포네이트 또는 H⁺관능기를 갖는 것을 사용할 수 있다. 적당한 양이온 수지의 예로 앰버라이트(Amberlite) IR 120^R또는 앰버라이트 IRN 77^R이 있다.

예를 들면, 스티렌-디비닐벤젠 공중합체 구조를 함유하는 음이온 수지가 있다. 특히, 4급 암모늄 또는 OH^-관능기를 갖는 수지를 사용할 수 있다. 적당한 음이온 수지의 예로는 앰버라이트 IRN 78^R또는 두올라이트(Duolite) A 101^R이 있다.

두 종류의 수지를 사용할 필요가 있다. 이들은 동시에 사용될 수 있다. 또한, 단독으로는 pH 증가의 원인이 되는 음이온 수지가 급격한 pH 증가를 일으키지 않는다면, 이들 두 종류의 수지를 교대로 사용할 수도 있다.

수지 처리는 임의의 적당한 방식으로 수행할 수 있다. 수지는 콜로이드 분산액과 직접 접촉할 수 있다. 바람직한 방법은 상기한 형태의 투석막으로부터 형성된 백(bag) 안에 수지를 넣고, 이 백을 처리될 분산액 내에 주입하는 것으로 구성된다.

음이온 수지의 질량에 대한 양이온 수지의 질량의 비는 0.1 내지 1일 수 있다. 음이온 수지의 양은 얻고자 하는 pH에 따라서 정해진다. 수지 처리에 관한 반응속도론은 pH를 1 단위 증가시키는데 필요한 시간으로 정의할 수 있다. 따라서,수지는 pH의 단위 증가가 5 내지 7000분 이내에 일어나도록 첨가할 수 있다.

본 발명의 제3 실시태양의 콜로이드 분산액의 제조 방법은 추가의 특징을 포함한다.

이 특징은 제1의 출발 분산액에 유기산을 첨가하는 것으로 구성된다.

이 유기산은 바람직하게는 pka가 2.5 내지 5.0인 수용성 산으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 유기산은 특히 지방족 산이고, 보다 특히 포화 지방족 산이다. 예로는, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 시트르산 및 말론산이 있다.

산의 첨가량은 일반적으로 CeO₂를 기준으로 산이 0.1 내지 20 몰%가 되게 하는 양이다.

이 방법의 그 다음 단계들은 처음 두 실시태양의 콜로이드 분산액의 제조에 대해 기재한 것과 동일하다. 즉, 산 첨가와 동시에 또는 산 첨가 후에, 분산액의 이온 강도를 감소시킨다.

보다 더 농축된 콜로이드 분산액을 제조하기 위해, 추가의 후속 단계를 포함할 수 있다.

농축은 증발법, 삼투 압축법 또는 한외 여과법에 의해 수행할 수 있다.

삼투성 압축법의 원리는 막을 가로질러서 이루어지는 물의 화학적 퍼텐셜의 평형이다.

이것은 물의 화학적 퍼텐셜이 분산액의 수성상과는 다른, 수용액 중에 놓인투석 백, 예를 들면 셀룰로오스 재료로 된 투석 백에 콜로이드 분산액을 넣어서 수행한다. 이것은 예를 들면 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 NaNO₃의 수용액을 사용하여 수행할 수 있다. PEG의 농도는 삼투압을 고정시키고, 이에 따라 세륨 화합물의 콜로이드 분산액의 최종 농도를 고정시킨다.

이 단계에서는 상기한 방식으로 한외 여과를 수행할 수 있다.

상기 방법들의 모든 단계는 실온에서 수행하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명의 콜로이드 분산액 또는 기술된 방법을 이용하여 얻어진 본 발명의 콜로이드 분산액은 여러 응용 분야에서 사용할 수 있다. 예를 들면, 자동차 후연소 촉매, 윤활제 및 세라믹을 들 수 있다. 특히, 이들은 화장 조성물, 특히 UV 차단용 크림의 제조에 이용될 수 있다. 또한, 이들은 기판 상에서 내식제로서 사용될 수 있다.

본 발명의 콜로이드 분산액은 금속 기판, 특히 크롬을 함유하는 강철 기판 및 (또는) 크롬 및(또는) 알루미늄을 함유하는 알루미늄 또는 합금 기판을 처리하는데 특히 적당하다.

예로는 마르텐사이트, 철 및 오스테나이트 스테인레스강을 들 수 있다. 후자는 티탄 또는 니오븀으로 안정화시킬 수 있다. 또다른 예로는 Fe-Cr-Al, Ni-Cr-Al-Y, Co-Cr-Al-Y, Fe-Al 또는 Ni-Al 합금과 같은 내화성 강철 또는 합금을 들 수 있다.

기판은 통상적으로 수행하는 그리스 제거 및 세정 작업 이외에는 처리 전에특별한 예비처리를 필요로 하지 않는다. 기판은 예비산화되거나 또는 예비산화되지 않을 수 있다.

분산액은 침지법 또는 분무법과 같은 통상의 코팅 기술을 이용하여 본 발명의 현탁액으로부터 기판 상에 직접 부착시킬 수 있다.

부착 후, 기판은 그 표면에 접착된 층을 가지며 이를 처리할 수 있다.

이어서, 특히 물을 제거하기 위하여 기판을 열처리하여야 한다.

열 처리는 일반적으로 600℃ 이하의 온도에서 수행한다. 이 온도는 기판의 특성에 따라, 예를 들면 400℃ 이하의 온도로 더 낮을 수도 있다.

이제, 실시예를 제공한다. 이 실시예에서, 전도도는 CDC 304 측정 셀이 있는 CDM 83 (Radiometer Copenhaugen) 전기전도도 측정기를 사용하여 측정하였다.

실시예 1

유럽 특허 공개 제208,580호에 기재된 바에 따라 합성된 분산가능한 세륨(4+) 화합물에 물을 첨가하여 얻은 수성 콜로이드 분산액 200 cc를 파이렉스(Pyrex^R) 플라스크에 넣었다.

콜로이드 직경은 5 nm이고, 세륨(+4)의 농도(CeO₂환산 농도)는 172 g/l이었다. 전도도는 57 mS/cm이고, pH는 1.1이었다. RH 양이온 수지 (앰버라이트 IRN 77) 18g을 함유하는, 셀룰로오스 재료로부터 제조된 밀봉된 투석 백 (차단 직경 : MW 13000 내지 15000) 및 ROH 음이온 수지 (앰버라이트 IRN 78) 20g을 함유하는 투석 백을 콜로이드 졸 중에 동시에 침지시켰다. 이어서, 마개로 막은 파이렉스 플라스크 중에서 수지 존재 하에 실온에서 유지시켰다.

수지 공급시의 조건, 및 콜로이드 졸의 pH 및 전도도를 하기 표에 기재하였다.

표 1

콜로이드 졸의 분액을 오븐 건조시키고 1000 ℃에서 하소시켜서 측정한 CeO₂농도는 138 g/l이었다. 얻어진 콜로이드 졸은 침강 및 겔 형성에 대해 6 개월 이상 동안 안정하였다. 콜로이드의 평균 직경은 5 nm이었다.

실시예 2

탈이온수 400 cc를 유럽 특허 공개 제208,580호에 기재된 바와 같은 질산제이세륨 용액 (CeO₂= 60 g/l 및 r = OH/Ce⁴⁺= 2)의 열가수분해로 얻은 분산가능한 세륨(4+) 화합물 500 g에 첨가하였다.

제1 정제 단계는 분산액의 상청액을 기울여 따라내어 제거함으로써 수행하였다. 이미 얻은 분산액을 교반시켜 균질화시킨 후, 침전물을 철야 침강시키고, 상청 액을 제거하였다. 탈이온수 300 cc를 추가로 첨가하고, 분산액을 교반시켜 균질화 시켰다. 이것을 다시 철야 침강시키고, 상청액을 제거하였다. 탈이온수 150 cc를 첨가하고, 균질화 후, 세륨(4+) 화합물은 대부분 콜로이드 형태로 존재하였다. 소량의 비분산 부분을 제거한 후, CeO₂농도가 약 510 g/l인 콜로이드 졸을 회수하였다.

이 콜로이드 졸 1 리터를 파이렉스 플라스크 중의 CeO₂172 g/l에 첨가하였다. 콜로이드 직경은 5 nm이었다. pH는 1.56이었고, 전도도는 21.1 mS/cm이었다.

이 콜로이드 졸에, 각각 RH 양이온 수지 (앰버라이트 IRN 77) 약 15g을 함유하는 셀룰로오스 재료로 제조된 4개의 밀봉된 투석 백 (차단 직경: MW 13000 내지 15000) 및 각각 ROH 음이온 수지 (앰버라이트 IRN 78) 약 15g을 함유하는 4개의 동일한 투석 백을 동시에 콜로이드 졸에 침지시켰다. 이어서, 콜로이드 졸을 마개로 막은 파이렉스 플라스크 중에서 수지 존재 하에 실온에서 유지시켰다.

콜로이드 졸을 공급할 때의 조건 및 콜로이드 졸의 pH 및 전도도를 하기 표에 기재하였다.

표 2

콜로이드 졸을 다음과 같이 삼투성 압축법으로 농축시켰다.

콜로이드졸을 상기한 셀룰로오스막 안에 붓고, 말단을 밀봉시켰다.

이 어셈블리를 pH 4.61의 0.005M NaNO₃용액에서 7 일 동안 평형화시켰다.

이어서, 셀룰로오스막/콜로이드 졸 어셈블리를 하기 조성의 수용액 중에 침지시켰다.

분자량 35000의 폴리에틸렌 글리콜 PEG 5 중량%

- 5.10^-3NaNO₃

- pH = 4.61 (HNO₃)

3 일 후, 콜로이드 졸을 회수하였다.

콜로이드 졸의 농도는 분산액 1000 g 당 178 g이었다 (CeO₂210 g/l과 균등).

평균 콜로이드 크기는 5 nm이었다.

실시예 3

각각 RH 양이온 수지 (앰버라이트 IRN 77) 약 20 g을 함유하는 3개의 셀룰로오스 투석 백 (차단 직경: MW 13000 내지 15000) 및 각각 ROH 음이온 수지(앰버라이트 IRN 78) 약 20 g을 함유하는 3개의 동일한 투석 백을 실시예 2에 기재된 바와 같이 CeO₂705 g/l가 되도록 농축시킨 콜로이드 직경이 50 nm이고 pH가 1.04이며 전도도가 43.9 mS/cm인 콜로이드 졸 500 cc 중에 동시에 침지시켰다. 이 콜로이드 졸을 마개로 막은 파이렉스 플라스크 중에서 수지 존재 하에 실온에서 유지시켰다.

콜로이드 졸의 공급시 조건 및 콜로이드 졸의 pH 및 전도도를 하기 표에 나타내었다.

표 3

콜로이드 졸을 다음과 같이 삼투성 압축법에 의해 농축시켰다.

콜로이드 졸을 상기한 바와 같은 셀룰로오스막 안에 붓고, 말단을 밀봉시켰다.

이 어셈블리를 pH 4의 0.0075 M NaNO₃용액 중에서 7일 동안 평형화시켰다.

- 5% PEG (MW 35000)

- 0.0075M NaNO₃

- pH = 4

2일 후, 콜로이드 졸을 회수하였다.

이 콜로이드 졸의 분액을 건조 및 하소시킨 후 측정한 콜로이드 졸의 농도는 분산액 1000g 당 CeO₂518 g이었다 (CeO₂935 g/l과 균등함).

평균 콜로이드 크기는 50 nm이었다.

실시예 4

CeO₂81 g/l을 함유하는 CeO₂콜로이드 졸 200 cc를 비이커에 주입하였다. 콜로이드 직경은 50 nm이었다. 콜로이드 졸의 pH는 1이었다. 이온 전도도는 32 mS/cm이었다. 이 콜로이드 졸에 아세트산/CeO₂몰비가 약 20%인 시판 농축 아세트산 (Prolabo) 1.2 g, 및 1N HCl 용액으로 예비처리하고 탈이온수로 세척하여 pH 6으로조정된 양이온 수지(앰버라이트 IRN 77) 20 cc를 교반 하에 주입하였다. 12분 후, 1M NaOH로 처리하고 물로 세척하여 pH 6으로 조정된 음이온 수지 (앰버라이트 78) 10 cc를 주입하였다. 이 사이클은 pH 6.5가 얻어질 때까지 반복하였다. 기울여 따라내어 수지를 분리한 후, 콜로이드 졸의 이온 전도도는 48 μS/cm이었다. 콜로이드 직경은 50 nm이었다. 용액은 장기간 안정성 평가에서 완전성을 보여주었다. 질산염의 농도 (NO₃/CeO₂환산)는 0.66 중량%이었다. 탄소 측정 결과, C/CeO₂는 0.97%이었다. CeO₂농도는 60 g/l이었다.

실시예 5

실시예 4를 반복 수행하였다. 다만, 아세트산을 시트르산으로 대체하였다. 1시간 20분 후, 콜로이드 졸에 물 10 cc에 용해시킨 고체 시트르산 1.2g을 교반 하에 첨가하였다. 시트르산/CeO₂비는 2몰%이었다.

실시예 4에 기재된 바와 같이 양이온/음이온 수지를 pH 6이 될 때까지 첨가하였다. 기울여 따라내어 수지를 분리시킨 후, 콜로이드 졸의 CeO₂농도는 60 g/l이었다. 용액은 장기간 안정성 평가에서 완전성을 보여주었다.

실시예 6

CeO₂141 g/l을 함유하는 CeO₂콜로이드 용액 200 cc를 1 리터 비이커에 주입하였다. 물 100 cc를 교반하에 첨가하였다. pH는 1.1이고, 전도도는 29.9 mS/cm이었다. 준탄성 광 산란 시험 결과, 입자의 평균 직경은 약 5 nm이었다.

염산으로 예비 처리한 양이온 수지 (앰버라이트 IR 120) 50 cc를 첨가하였다. t=8분일 때, 양이온 수지를 추가로 50 cc 첨가하였다. t=16분일 때, 양이온 수지를 추가로 50 cc 첨가하였다. t=24분일 때, 양이온 수지를 추가로 50 cc 첨가하였다. t=32분일 때, 교반을 중단한 후, 수지를 반응 매질로부터 기울여 따라내어 제거하였다. 이어서, 회수된 콜로이드졸을 다음 사이클로 처리하였다: 음이온 수지 (Duolite A 101, NaOH로 처리됨) 25 cc 첨가, 8 분 후, 양이온 수지 25 cc 첨가. 이 사이클을 pH 7이 얻어질 때까지 반복하였다.

교반 및 기울여 따라내기를 중단한 후, 수지를 제거하였다. 회수된 콜로이드 졸은 CeO₂30 g/l을 함유하였다. 준탄성 광 산란 시험 결과, 평균 직경은 50 nm이었고, 이는 1차 콜로이드의 응집을 의미한다. 이온 전도도는 152 μS/cm이었다. 용액은 침강 및 겔 형성에 대해 장기간 안정성을 보여주었다.

분액을 초원심분리시키고, 콜로이드를 기울여 따라내어 회수하였다. 콜로이드 중의 NO₃에 대해 측정한 결과, NO₃/CeO₂농도는 0.3 중량%이었다.

Claims

pH가 5 이상이고 전도도가 0.1 내지 2 mS/cm이며, 질산세륨을 출발 물질로 사용하는 방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는, 수성 액상 중의 세륨(IV) 산화물 또는 수산화물을 기재로 하는 세륨 화합물의 콜로이드 분산액.
제1항에 있어서, pH가 6이상인 것을 특징으로 하는 분산액.
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 콜로이드의 평균 직경이 4 내지 20 nm인 것을 특징으로 하는 분산액.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 콜로이드의 평균 직경이 40 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 분산액.
제4항에 있어서, 전도도가 1 mS/cm 이하인 것을 특징으로 하는 분산액.
제4항에 있어서, 전도도가 0.3 mS/cm 이하인 것을 특징으로 하는 분산액.
제조하고자 하는 분산액의 pH 보다 낮은 pH를 갖는 출발 물질로 질산세륨을 사용하는 방법에 의해 얻은 제1 콜로이드 분산액을 출발 물질로서 사용하고, 상기제1 분산액을 이온 강도를 감소시키면서 pH를 증가시키며, 상기 제1 분산액의 양이온 수지 처리 및 음이온 수지 처리에 의해 pH가 증가되고 이온 강도가 감소되는 것을 특징으로 하는 제1항에 따른 분산액의 제조 방법.
제7항에 있어서, 출발 분산액에 유기산을 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 유기산은 pKa가 2.5 내지 5.0인 수용성 산으로 이루어진 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 방법.
제7항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 분산액을 농축시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 분산액은 증발법, 삼투 압축법 또는 한외 여과법에 의해 농축되는 것임을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 분산액을 포함하는 기판의 내식제.
제1항 또는 제2항에 따른 분산액을 포함하는 화장 조성물.
제1항 또는 제2항에 따른 분산액을 포함하는 자동차 후연소 촉매.
제1항 또는 제2항에 따른 분산액을 포함하는 윤활제.
제1항 또는 제2항에 따른 분산액을 포함하는 세라믹.