WO2012147209A1 - 酸化物・水酸化物の製造方法 - Google Patents

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hydroxide
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metal
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淳 倉木
前川昌輝
本田大介
榎村眞一
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an oxide and / or hydroxide.
  • hydroxides, and oxides and / or hydroxides in which the ratio of oxides to hydroxides is controlled are required depending on the purpose and requirements.
  • zinc oxide is widely used because of its electrical, optical and chemical properties, such as transparent electrode materials, phosphors and pharmaceuticals.
  • zinc hydroxide or a mixture of zinc oxide and zinc hydroxide is prepared and then fired to produce zinc oxide.
  • Patent Document 1 As methods for producing oxides or hydroxides, there are methods such as Patent Document 1 and Patent Document 2, but it is difficult to separate oxides and hydroxides by the conventional methods, and oxides and It was more difficult to produce an oxide and a hydroxide by controlling the ratio with the oxide. Moreover, when producing oxide or hydroxide fine particles using a reaction vessel as in Patent Document 2, reaction conditions are likely to be non-uniform depending on the concentration distribution and temperature distribution in the reaction vessel. Not only is it difficult to control the ratio with the hydroxide, but it is also difficult to make the particle diameter uniform.
  • Patent Document 3 a method for controlling the ratio of oxide to hydroxide is not specifically disclosed, A method for producing oxides and / or hydroxides in which the ratio of oxides to hydroxides is controlled has been appealed.
  • JP 2010-285334 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-60246 International Publication WO2009 / 008392 Pamphlet
  • an object of the present invention is to provide an oxide and / or hydroxide production method in which the ratio of oxide to hydroxide is controlled.
  • the present inventor has made metal or metal as a fluid to be processed between processing surfaces disposed opposite to each other and capable of approaching / separating at least one rotating relative to the other.
  • a fluid containing at least one compound and a basic fluid containing at least one basic substance are mixed to precipitate an oxide and / or hydroxide
  • a fluid containing at least one metal or metal compound It has been found that an oxide and / or hydroxide in which the ratio of oxide to hydroxide is controlled can be obtained by changing a specific condition relating to at least one of water and a basic fluid. Was completed.
  • the invention according to claim 1 of the present application uses at least two kinds of fluids to be treated, and at least one kind of fluid to be treated is a fluid containing at least one kind of metal or metal compound.
  • At least one kind of fluid to be treated other than the above-described fluid is a basic fluid containing at least one kind of basic substance, and the fluid to be treated is disposed so as to face each other.
  • at least a fluid containing at least one kind of the metal or metal compound introduced between the at least two processing surfaces and the basic fluid are used.
  • the ratio of the oxide and hydroxide contained in the oxide and / or hydroxide is controlled and deposited, and the specific condition is the above At least one of the introduction speed of at least one of a fluid containing at least one metal or metal compound and the basic fluid, or at least one of a fluid containing at least one metal or metal compound and the basic fluid
  • a method for producing an oxide and / or hydroxide characterized in that it is at least one selected from the group consisting of either one of pH.
  • the processing In changing the specific condition regarding at least one of the fluid containing at least one metal or metal compound introduced between the at least two processing surfaces and the basic fluid, specifically, the processing The following (1) to (3) can be mentioned for the control of the introduction speed between the surfaces, and the following (4) to (6) can be mentioned for the control of the pH.
  • the introduction speed control (1) to (3) can be combined with the pH control (4) to (6).
  • the introduction speed of the at least one basic fluid between the processing surfaces is changed.
  • the introduction speed between the processing surfaces is changed for both the fluid containing at least one metal or metal compound and at least one basic fluid.
  • the pH is changed for a fluid containing at least one kind of metal or metal compound.
  • the pH is changed for at least one basic fluid.
  • the pH is changed for both a fluid containing at least one kind of metal or metal compound and at least one basic fluid.
  • a hydroxide or those mixtures
  • All the elements on a chemical periodic table can be mentioned.
  • all metal elements on the chemical periodic table, and in addition to these metal elements, B, Si, Ge, As, Sb, C, N, S, Te, Se, F, Cl, Br, I, At may be mentioned.
  • Each of these elements may independently form an oxide, a hydroxide, or a mixture thereof, or may form a composite composed of a plurality of elements.
  • the elements constituting the metal or the metal compound are all metal elements on the chemical periodic table, B, Si, Ge, As, Sb, C, N, S, 2.
  • the oxide and / or hydroxide produced by the method for producing oxide and / or hydroxide according to claim 1 or 2 are fine particles.
  • An oxide and / or hydroxide production method is provided.
  • the invention according to claim 4 of the present application is the hydroxide or oxide and hydroxide produced by the oxide and / or hydroxide production method according to any one of claims 1 to 3.
  • An oxide is produced by firing a mixture of the above, and a method for producing an oxide is provided.
  • a fluid pressure applying mechanism for applying pressure to the fluid to be processed and a first processing surface provided with a first processing surface among the at least two processing surfaces.
  • the processing surface constitutes a part of a sealed flow path through which the fluid to be processed to which the pressure is applied flows, and among the first processing part and the second processing part,
  • At least the second processing portion includes a pressure receiving surface, and at least a part of the pressure receiving surface is constituted by the second processing surface, and the fluid pressure applying mechanism is flowed by the fluid pressure applying mechanism.
  • the second processing surface is separated from the first processing surface under pressure applied to the body. Between the first processing surface and the second processing surface, which generate a force to move in the direction, and which are arranged facing each other and which can be approached and separated, and at least one of which rotates relative to the other.
  • the fluid to be treated forms the thin film fluid, and the oxide or hydroxide or a mixture thereof is precipitated in the thin film fluid. It can implement as a manufacturing method of a thing and / or a hydroxide.
  • At least any one of the fluids to be processed passes between the processing surfaces while forming the thin film fluid
  • a separate introduction path independent of the flow path through which at least one of the fluids flows is provided, and at least one of the first processing surface and the second processing surface is in the introduction path.
  • At least one opening that communicates, and at least one fluid different from the at least one fluid is introduced between the processing surfaces from the opening, and the fluid to be treated is formed into the thin film. It can be implemented as a method for producing an oxide and / or hydroxide by mixing in a fluid and precipitating an oxide or hydroxide or a mixture thereof in the thin film fluid.
  • the present invention makes it possible to control the ratio of oxides to hydroxides in oxides and / or hydroxides, which has been difficult with conventional production methods, and to control the ratios of oxides and / or hydroxides. Can be manufactured easily and continuously.
  • the mixing ratio of the resulting oxide and hydroxide can be controlled by simply changing the treatment conditions, the oxide and hydroxide can be reduced at a lower cost and with lower energy than before.
  • Oxides and / or hydroxides having different ratios can be made separately, and oxides or hydroxides or a mixture thereof can be provided inexpensively and stably.
  • the resulting oxide, hydroxide, or mixture of oxide and hydroxide can be precipitated as fine particles, oxides and / or hydroxide fine particles with a controlled ratio are produced. It is possible.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a fluid processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • A is a schematic plan view of a first processing surface of the fluid processing apparatus shown in FIG. 1, and
  • A) is sectional drawing of the 2nd introducing
  • B) is the principal part enlarged view of the processing surface for demonstrating the 2nd introducing
  • the present invention relates to a method for producing an oxide and / or hydroxide, wherein a fluid containing at least one metal or metal compound as a fluid to be treated is opposed to a basic fluid containing at least one basic substance.
  • a fluid containing at least one metal or metal compound as a fluid to be treated is opposed to a basic fluid containing at least one basic substance.
  • To precipitate the mixture Utilizing the difference in production rate depending on pH when metal, metal compound and basic substance are reacted under various conditions to precipitate oxide, hydroxide, or oxide and hydroxide
  • the metal or metal compound introduced between the at least two treatment surfaces is mixed when the fluid to be treated is mixed to precipitate an oxide or hydroxide or a mixture thereof. It is possible to obtain an oxide and / or hydroxide in which the ratio of oxide to hydroxide is controlled by changing specific conditions regarding at least one of the fluid containing at least one kind and the basic fluid.
  • the headline and the present invention were completed.
  • the specific conditions include the introduction rate of the fluid and / or basic fluid containing at least one metal or metal compound, and the pH of the fluid and / or basic fluid containing at least one metal or metal compound. At least one selected from the group.
  • the oxide and / or hydroxide in the present invention is not particularly limited. Examples include oxides of formula M x O y , hydroxides of formula M p (OH) q , hydroxides of formula M r (OH) s O t , or solvated forms thereof, In which x, y, p, q, r, s, and t are each an arbitrary integer, and the like. These oxides and / or hydroxides include peroxides and superoxides.
  • the element which comprises the oxide in this invention, a hydroxide, or those mixtures is not specifically limited. Preference is given to oxides and / or hydroxides of all metal elements on the chemical periodic table.
  • B, Si, Ge, As, Sb, C, N, S, Te, Se, F, Cl, Br, I, and At can be exemplified.
  • Each of these elements may independently form an oxide, a hydroxide, or a mixture thereof, or may form a composite composed of a plurality of elements.
  • the metal in the present invention is not particularly limited. Preferred are all metal elements on the chemical periodic table.
  • non-metallic elements of B, Si, Ge, As, Sb, C, N, O, S, Te, Se, F, Cl, Br, I, and At are used. Can be mentioned.
  • a single element may be sufficient and the substance which contains a nonmetallic element in the alloy and metal element which consist of several elements may be sufficient.
  • a compound of the above metal is referred to as a metal compound. Although it does not specifically limit about the metal or metal compound in this invention, The simple substance of a metal or those compounds are mentioned.
  • a metal salt for example, a metal salt, oxide, hydroxide, hydroxide oxide, nitride, carbide, complex, organic salt, organic complex, organic compound or hydration thereof And organic solvates.
  • the metal salt is not particularly limited, but metal nitrate or nitrite, sulfate or sulfite, formate or acetate, phosphate or phosphite, hypophosphite or chloride, oxy salt or Acetylacetonate salts or their hydrates, organic solvates and the like, and examples of organic compounds include metal alkoxides. As mentioned above, these metal compounds may be used independently and may be used as a mixture of two or more.
  • the fluid is used as a fluid containing at least one kind of the metal or metal compound.
  • the metal or metal compound is solid, the metal or metal compound is melted, or described later. It is preferable to use it in a mixed or dissolved state in a solvent.
  • the fluid containing at least one kind of the metal or the metal compound may be carried out even in a state of dispersion or slurry.
  • the basic substance used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include ammonia and amines, metal and nonmetal hydroxides, carbonates, hydrogencarbonates, and alkoxides. Other examples include hydrazine or hydrazine monohydrate.
  • the basic substances listed above include hydrates, organic solvates, or anhydrides thereof. These basic substances may be used singly or as a mixture in which a plurality of basic substances are mixed.
  • the basic fluid is used as a basic fluid containing at least one kind of the basic substance. When the basic substance is solid, the basic substance is in a molten state or a solvent described later. It is preferable to use it in a mixed or dissolved state.
  • the above basic fluid may be carried out even in a dispersion or slurry state.
  • the solvent used in the present invention is not particularly limited, but water such as ion exchange water, RO water, pure water or ultrapure water, alcohol organic solvents such as methanol or ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene Polyol (polyhydric alcohol) organic solvents such as glycol and tetraethylene glycol, polyethylene glycol and glycerin, ketone organic solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, ester organic solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, dimethyl ether and di- Examples include ether organic solvents such as butyl ether, aromatic organic solvents such as benzene, toluene, and xylene, and aliphatic hydrocarbon organic solvents such as hexane and pentane. Each of the above solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • a mixture of a fluid containing at least one kind of metal or metal compound and a basic fluid containing at least one kind of basic substance is disposed so as to be able to approach and separate from each other, and at least one is the other
  • a method of stirring and mixing uniformly in a thin film fluid which can be performed between the processing surfaces rotating with respect to the surface, for example, the same principle as the apparatus shown in Patent Document 3 by the applicant of the present application.
  • the oxide or hydroxide or a mixture thereof can be precipitated as fine particles, It is possible to produce oxide fine particles and / or hydroxide fine particles.
  • the fluid processing apparatus shown in FIGS. 1 to 3 is the same as the apparatus described in Patent Document 3, and between the processing surfaces in the processing unit in which at least one of the approaching and separating can rotate relative to the other.
  • a first fluid that is a first fluid to be treated among the fluids to be treated is introduced between the processing surfaces, and a flow path into which the first fluid is introduced.
  • the second fluid which is the second fluid to be treated among the fluids to be treated, is introduced between the processing surfaces from another flow path having an opening communicating between the processing surfaces. It is an apparatus that performs processing by mixing and stirring the first fluid and the second fluid between the surfaces.
  • U indicates the upper side
  • S indicates the lower side.
  • the upper, lower, front, rear, left and right only indicate a relative positional relationship, and do not specify an absolute position.
  • R indicates the direction of rotation.
  • C indicates the centrifugal force direction (radial direction).
  • This apparatus uses at least two kinds of fluids as a fluid to be treated, and at least one kind of fluid includes at least one kind of an object to be treated and is opposed to each other so as to be able to approach and separate.
  • a processing surface at least one of which rotates with respect to the other, and the above-mentioned fluids are merged between these processing surfaces to form a thin film fluid.
  • An apparatus for processing an object to be processed As described above, this apparatus can process a plurality of fluids to be processed, but can also process a single fluid to be processed.
  • This fluid processing apparatus includes first and second processing units 10 and 20 that face each other, and at least one of the processing units rotates.
  • the opposing surfaces of both processing parts 10 and 20 are processing surfaces.
  • the first processing unit 10 includes a first processing surface 1
  • the second processing unit 20 includes a second processing surface 2.
  • Both the processing surfaces 1 and 2 are connected to the flow path of the fluid to be processed and constitute a part of the flow path of the fluid to be processed.
  • the distance between the processing surfaces 1 and 2 can be changed as appropriate, but is usually adjusted to 1 mm or less, for example, a minute distance of about 0.1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the fluid to be processed that passes between the processing surfaces 1 and 2 becomes a forced thin film fluid forced by the processing surfaces 1 and 2.
  • the apparatus When a plurality of fluids to be processed are processed using this apparatus, the apparatus is connected to the flow path of the first fluid to be processed and forms a part of the flow path of the first fluid to be processed. At the same time, a part of the flow path of the second fluid to be treated is formed separately from the first fluid to be treated. And this apparatus performs processing of fluid, such as making both flow paths merge and mixing both the to-be-processed fluids between the processing surfaces 1 and 2, and making it react.
  • “treatment” is not limited to a form in which the object to be treated reacts, but also includes a form in which only mixing and dispersion are performed without any reaction.
  • the first holder 11 that holds the first processing portion 10 the second holder 21 that holds the second processing portion 20, a contact pressure applying mechanism, a rotation drive mechanism, A first introduction part d1, a second introduction part d2, and a fluid pressure imparting mechanism p are provided.
  • the first processing portion 10 is an annular body, more specifically, a ring-shaped disk.
  • the second processing unit 20 is also a ring-shaped disk.
  • the materials of the first and second processing parts 10 and 20 are metal, carbon, ceramic, sintered metal, wear-resistant steel, sapphire, and other metals subjected to hardening treatment, hard material lining, Those with coating, plating, etc. can be used.
  • at least a part of the first and second processing surfaces 1 and 2 facing each other is mirror-polished in the processing units 10 and 20.
  • the surface roughness of this mirror polishing is not particularly limited, but is preferably Ra 0.01 to 1.0 ⁇ m, more preferably Ra 0.03 to 0.3 ⁇ m.
  • At least one of the holders can be rotated relative to the other holder by a rotational drive mechanism (not shown) such as an electric motor.
  • Reference numeral 50 in FIG. 1 denotes a rotation shaft of the rotation drive mechanism.
  • the first holder 11 attached to the rotation shaft 50 rotates and is used for the first processing supported by the first holder 11.
  • the unit 10 rotates with respect to the second processing unit 20.
  • the second processing unit 20 may be rotated, or both may be rotated.
  • the first and second holders 11 and 21 are fixed, and the first and second processing parts 10 and 20 are rotated with respect to the first and second holders 11 and 21. May be.
  • At least one of the first processing unit 10 and the second processing unit 20 can be approached / separated from at least either one, and both processing surfaces 1 and 2 can be approached / separated. .
  • the second processing unit 20 approaches and separates from the first processing unit 10, and the second processing unit 20 is disposed in the storage unit 41 provided in the second holder 21. It is housed in a hauntable manner.
  • the first processing unit 10 may approach or separate from the second processing unit 20, and both the processing units 10 and 20 may approach or separate from each other. It may be a thing.
  • the accommodating portion 41 is a concave portion that mainly accommodates a portion of the second processing portion 20 on the side opposite to the processing surface 2 side, and is a groove that has a circular shape, that is, is formed in an annular shape in plan view. .
  • the accommodating portion 41 accommodates the second processing portion 20 with a sufficient clearance that allows the second processing portion 20 to rotate.
  • the second processing unit 20 may be arranged so that only the parallel movement in the axial direction is possible, but by increasing the clearance, the second processing unit 20
  • the center line of the processing part 20 may be inclined and displaced so as to break the relationship parallel to the axial direction of the storage part 41. Further, the center line of the second processing part 20 and the storage part 41 may be displaced. The center line may be displaced so as to deviate in the radial direction. As described above, it is desirable to hold the second processing unit 20 by the floating mechanism that holds the three-dimensionally displaceably.
  • the above-described fluid to be treated is subjected to both treatment surfaces from the first introduction part d1 and the second introduction part d2 in a state where pressure is applied by a fluid pressure application mechanism p configured by various pumps, potential energy, and the like. It is introduced between 1 and 2.
  • the first introduction part d1 is a passage provided in the center of the annular second holder 21, and one end of the first introduction part d1 is formed on both processing surfaces from the inside of the annular processing parts 10, 20. It is introduced between 1 and 2.
  • the second introduction part d2 supplies the second processing fluid to be reacted with the first processing fluid to the processing surfaces 1 and 2.
  • the second introduction part d ⁇ b> 2 is a passage provided inside the second processing part 20, and one end thereof opens at the second processing surface 2.
  • the first fluid to be processed that has been pressurized by the fluid pressure imparting mechanism p is introduced from the first introduction part d1 into the space inside the processing parts 10 and 20, and the first processing surface 1 and the second processing surface 2 are supplied. It passes between the processing surfaces 2 and tries to pass outside the processing portions 10 and 20. Between these processing surfaces 1 and 2, the second fluid to be treated pressurized by the fluid pressure applying mechanism p is supplied from the second introduction part d 2, merged with the first fluid to be treated, and mixed.
  • the above-mentioned contact surface pressure applying mechanism applies a force that acts in a direction in which the first processing surface 1 and the second processing surface 2 approach each other to the processing portion.
  • the contact pressure applying mechanism is provided in the second holder 21 and biases the second processing portion 20 toward the first processing portion 10.
  • the contact surface pressure applying mechanism is a force that pushes in a direction in which the first processing surface 1 of the first processing unit 10 and the second processing surface 2 of the second processing unit 20 approach (hereinafter referred to as contact pressure). It is a mechanism for generating.
  • a thin film fluid having a minute film thickness of nm to ⁇ m is generated by the balance between the contact pressure and the force for separating the processing surfaces 1 and 2 such as fluid pressure. In other words, the distance between the processing surfaces 1 and 2 is kept at a predetermined minute distance by the balance of the forces.
  • the contact surface pressure applying mechanism is arranged between the accommodating portion 41 and the second processing portion 20.
  • a spring 43 that biases the second processing portion 20 in a direction approaching the first processing portion 10 and a biasing fluid introduction portion 44 that introduces a biasing fluid such as air or oil.
  • the contact surface pressure is applied by the spring 43 and the fluid pressure of the biasing fluid. Any one of the spring 43 and the fluid pressure of the urging fluid may be applied, and other force such as magnetic force or gravity may be used.
  • the second processing unit 20 causes the first treatment by the separation force generated by the pressure or viscosity of the fluid to be treated which is pressurized by the fluid pressure imparting mechanism p against the bias of the contact surface pressure imparting mechanism.
  • the first processing surface 1 and the second processing surface 2 are set with an accuracy of ⁇ m by the balance between the contact surface pressure and the separation force, and a minute amount between the processing surfaces 1 and 2 is set. An interval is set.
  • the separation force the fluid pressure and viscosity of the fluid to be processed, the centrifugal force due to the rotation of the processing portion, the negative pressure when the urging fluid introduction portion 44 is negatively applied, and the spring 43 are pulled.
  • the force of the spring when it is used as a spring can be mentioned.
  • This contact surface pressure imparting mechanism may be provided not in the second processing unit 20 but in the first processing unit 10 or in both.
  • the second processing unit 20 has the second processing surface 2 and the inside of the second processing surface 2 (that is, the first processing surface 1 and the second processing surface 2).
  • a separation adjusting surface 23 is provided adjacent to the second processing surface 2 and located on the entrance side of the fluid to be processed between the processing surface 2 and the processing surface 2.
  • the separation adjusting surface 23 is implemented as an inclined surface, but may be a horizontal surface.
  • the pressure of the fluid to be processed acts on the separation adjusting surface 23 to generate a force in a direction in which the second processing unit 20 is separated from the first processing unit 10. Accordingly, the pressure receiving surfaces for generating the separation force are the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23.
  • the proximity adjustment surface 24 is formed on the second processing portion 20.
  • the proximity adjustment surface 24 is a surface opposite to the separation adjustment surface 23 in the axial direction (upper surface in FIG. 1), and the pressure of the fluid to be processed acts on the second processing portion 20. A force is generated in a direction that causes the first processing unit 10 to approach the first processing unit 10.
  • the pressure of the fluid to be processed that acts on the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23, that is, the fluid pressure, is understood as a force constituting an opening force in the mechanical seal.
  • the projected area A1 of the proximity adjustment surface 24 projected on a virtual plane orthogonal to the approaching / separating direction of the processing surfaces 1 and 2, that is, the protruding and protruding direction (axial direction in FIG. 1) of the second processing unit 20 The area ratio A1 / A2 of the total area A2 of the projected areas of the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23 of the second processing unit 20 projected onto the virtual plane is called a balance ratio K. This is important for the adjustment of the opening force.
  • the opening force can be adjusted by the pressure of the fluid to be processed, that is, the fluid pressure, by changing the balance line, that is, the area A1 of the adjustment surface 24 for proximity.
  • P1 represents the pressure of the fluid to be treated, that is, the fluid pressure
  • K represents the balance ratio
  • k represents the opening force coefficient
  • Ps represents the spring and back pressure
  • the proximity adjustment surface 24 may be implemented with a larger area than the separation adjustment surface 23.
  • the fluid to be processed becomes a thin film fluid forced by the two processing surfaces 1 and 2 holding the minute gaps, and tends to move to the outside of the annular processing surfaces 1 and 2.
  • the mixed fluid to be processed does not move linearly from the inside to the outside of the two processing surfaces 1 and 2, but instead has an annular radius.
  • a combined vector of the movement vector in the direction and the movement vector in the circumferential direction acts on the fluid to be processed and moves in a substantially spiral shape from the inside to the outside.
  • the rotating shaft 50 is not limited to what was arrange
  • At least one of the first and second processing parts 10 and 20 may be cooled or heated to adjust the temperature.
  • the first and second processing parts 10 and 10 are adjusted.
  • 20 are provided with temperature control mechanisms (temperature control mechanisms) J1, J2.
  • the temperature of the introduced fluid to be treated may be adjusted by cooling or heating. These temperatures can also be used for the deposition of the treated material, and also to generate Benard convection or Marangoni convection in the fluid to be treated between the first and second processing surfaces 1 and 2. May be set.
  • a groove-like recess 13 extending from the center side of the first processing portion 10 to the outside, that is, in the radial direction is formed on the first processing surface 1 of the first processing portion 10. May be implemented.
  • the planar shape of the recess 13 is curved or spirally extending on the first processing surface 1, or is not shown, but extends straight outward, L It may be bent or curved into a letter shape or the like, continuous, intermittent, or branched.
  • the recess 13 can be implemented as one formed on the second processing surface 2, and can also be implemented as one formed on both the first and second processing surfaces 1, 2.
  • the base end of the recess 13 reaches the inner periphery of the first processing unit 10.
  • the tip of the recess 13 extends toward the outer peripheral surface of the first processing surface 1, and its depth (cross-sectional area) gradually decreases from the base end toward the tip.
  • a flat surface 16 without the recess 13 is provided between the tip of the recess 13 and the outer peripheral surface of the first processing surface 1.
  • the opening d20 of the second introduction part d2 is provided in the second processing surface 2, it is preferably provided at a position facing the flat surface 16 of the facing first processing surface 1.
  • the opening d20 is desirably provided on the downstream side (outside in this example) from the concave portion 13 of the first processing surface 1.
  • it is installed at a position facing the flat surface 16 on the outer diameter side from the point where the flow direction when introduced by the micropump effect is converted into a laminar flow direction in a spiral shape formed between the processing surfaces. It is desirable to do.
  • the distance n in the radial direction from the outermost position of the recess 13 provided in the first processing surface 1 is preferably about 0.5 mm or more.
  • the second introduction part d2 can have directionality.
  • the introduction direction from the opening d20 of the second processing surface 2 is inclined with respect to the second processing surface 2 at a predetermined elevation angle ( ⁇ 1).
  • the elevation angle ( ⁇ 1) is set to be more than 0 degrees and less than 90 degrees, and in the case of a reaction with a higher reaction rate, it is preferably set at 1 to 45 degrees.
  • the introduction direction from the opening d ⁇ b> 20 of the second processing surface 2 has directionality in the plane along the second processing surface 2.
  • the introduction direction of the second fluid is a component in the radial direction of the processing surface that is an outward direction away from the center and a component with respect to the rotation direction of the fluid between the rotating processing surfaces. Is forward.
  • a line segment in the radial direction passing through the opening d20 and extending outward is defined as a reference line g and has a predetermined angle ( ⁇ 2) from the reference line g to the rotation direction R. This angle ( ⁇ 2) is also preferably set to more than 0 degree and less than 90 degrees.
  • This angle ( ⁇ 2) can be changed and implemented in accordance with various conditions such as the type of fluid, reaction speed, viscosity, and rotational speed of the processing surface.
  • the second introduction part d2 may not have any directionality.
  • the number of fluids to be treated and the number of flow paths are two, but may be one, or may be three or more.
  • the second fluid is introduced between the processing surfaces 1 and 2 from the second introduction part d2, but this introduction part may be provided in the first processing part 10 or provided in both. Good. Moreover, you may prepare several introduction parts with respect to one type of to-be-processed fluid.
  • the shape, size, and number of the opening for introduction provided in each processing portion are not particularly limited, and can be appropriately changed. Further, an opening for introduction may be provided immediately before or between the first and second processing surfaces 1 and 2 or further upstream.
  • the second fluid is introduced from the first introduction part d1 and the first fluid is introduced from the second introduction part d2 contrary to the above. May be introduced.
  • the expressions “first” and “second” in each fluid have only an implication for identification that they are the nth of a plurality of fluids, and a third or higher fluid may exist.
  • processes such as precipitation / precipitation or crystallization are disposed so as to face each other so as to be able to approach / separate, and at least one of the processing surfaces 1 rotates relative to the other. Occurs with forcible uniform mixing between the two.
  • the particle size and monodispersity of the processed material to be processed are the rotational speed and flow velocity of the processing parts 10 and 20, the distance between the processing surfaces 1 and 2, the raw material concentration of the processed fluid, or the processed fluid. It can be controlled by appropriately adjusting the solvent species and the like.
  • a metal or metal as a fluid to be treated in a thin film fluid that is disposed so as to be able to approach and separate from each other and at least one of which is formed between processing surfaces that rotate with respect to the other.
  • a fluid containing at least one compound and a basic fluid containing at least one basic substance are mixed to precipitate an oxide, a hydroxide, or a mixture of an oxide and a hydroxide.
  • the specific condition is an introduction speed of at least one of a fluid containing at least one metal or metal compound and a basic fluid, and at least one of a fluid containing at least one metal or metal compound and a basic fluid. It is at least one selected from the group consisting of one pH.
  • the oxide and / or hydroxide precipitation reaction described above is performed on the processing surface 1 of the apparatus shown in FIG. 1 of the present application, which is disposed so as to be able to approach and separate from each other, at least one of which rotates relative to the other. , Occurs with forcible uniform mixing between the two.
  • basic fluids containing at least one basic substance as a first fluid are arranged to face each other so as to be able to approach and separate from the first introduction part d1 which is one flow path, and at least one of them is placed on the other side. It introduce
  • a fluid containing at least one metal or metal compound as the second fluid is directly introduced into the first fluid film formed between the processing surfaces 1 and 2 from the second introduction part d2 which is a separate flow path.
  • the first fluid and the second fluid are disposed between the processing surfaces 1 and 2 whose distance is fixed by the pressure balance between the supply pressure of the fluid to be processed and the pressure applied between the rotating processing surfaces. And the oxide and / or hydroxide can be precipitated.
  • the second fluid is introduced from the first introduction part d1 and the first fluid is introduced from the second introduction part d2, contrary to the above. May be introduced.
  • the expressions “first” and “second” in each fluid have only an implication for identification that they are the nth of a plurality of fluids, and a third or higher fluid may exist.
  • the third introduction part d3 can be provided in the processing apparatus.
  • the combination of fluids to be processed (first fluid to third fluid) to be introduced into each introduction portion can be arbitrarily set.
  • the pH adjusting substance only needs to be contained in at least the third fluid, and may be contained in at least one of the first fluid and the second fluid. And the second fluid may not be included.
  • the temperature of the fluid to be processed such as the first and second fluids is controlled, and the temperature difference between the first fluid and the second fluid (that is, the temperature difference between the supplied fluids to be processed) is controlled. You can also.
  • the temperature of each processed fluid (processing device, more specifically, the temperature immediately before being introduced between the processing surfaces 1 and 2) is measured. It is also possible to add a mechanism for heating or cooling each fluid to be processed introduced between the processing surfaces 1 and 2.
  • the introduction speed of at least one of the fluid to be treated of the fluid containing at least one kind of metal or metal compound introduced between the processing surfaces 1 and 2 and the basic fluid is changed.
  • a base for a metal, a metal compound, or a metal ion can be changed only by changing the introduction speed of at least one of a fluid containing at least one metal or metal compound and a basic fluid.
  • the mixing ratio of the oxide and hydroxide can be easily controlled. It is possible to control the ratio of the corresponding oxide and hydroxide.
  • first fluid (basic fluid) introduced from the first introduction part d1 and the second fluid (fluid containing at least one kind of metal or metal compound) introduced from the second introduction part d2 in the fluid processing apparatus described above. )
  • the second fluid is introduced from the first introduction part d1
  • the first fluid is introduced from the second introduction part d2, as described above. Also good.
  • the method for changing the introduction speed of at least one of the fluid containing at least one metal or metal compound and the basic fluid introduced between the processing surfaces 1 and 2 is not particularly limited. Introduction speed of at least one of a fluid containing at least one kind of metal or metal compound and a basic fluid introduced between the processing surfaces 1 and 2 using the fluid pressure applying mechanism p of the fluid processing apparatus. Or a fluid containing at least one metal or metal compound and a base fluid introduced between the processing surfaces 1 and 2 using a liquid delivery device such as a pump. The introduction speed may be changed. In addition, the introduction speed of at least one of a fluid containing at least one metal or metal compound and a base fluid introduced between the processing surfaces 1 and 2 using a pressure feeding method using a gas such as air or nitrogen. May be changed. You may implement combining said fluid pressure provision mechanism p, liquid feeding apparatuses, such as a pump, and the pressure feeding system by gas.
  • oxides and / or hydroxides are precipitated between the processing surfaces 1 and 2 that can be approached and separated from each other.
  • the hydroxide can be deposited as fine particles. Since the particle diameter can be easily controlled by changing the number of revolutions of the processing units 10 and 20 of the fluid processing device, the introduction speed, temperature, and prescription of the fluid to be processed into the fluid device, the oxide At the same time as the control of the mixing ratio of styrene and hydroxide, it is possible to easily control the particle size.
  • the particle diameter of the oxide fine particles and / or hydroxide fine particles obtained by carrying out the present invention is not particularly limited. Fine particles having an average particle diameter of 1 mm or less, nano-particles having a particle diameter of less than 1 ⁇ m, or particles having a larger particle diameter may be used.
  • the mixing ratio of the oxide and hydroxide in the obtained oxide and / or hydroxide is controlled.
  • the mixed state is such that the oxide and the hydroxide are present independently.
  • a mixture in which an oxide and a hydroxide are mixed in one particle may be used.
  • the mixing ratio of the oxide and the hydroxide is controlled, and the obtained oxide and / or hydroxide is an oxide alone (not including hydroxide). Even a hydroxide alone (not containing an oxide) can be carried out.
  • the pH may be changed by including a pH adjusting substance to be described later in at least one of the fluid containing at least one kind of metal or metal compound and the basic fluid.
  • the pH may be changed by changing the concentration of the metal or metal compound dissolved in the solvent or changing the concentration of the basic substance contained in the basic fluid.
  • the basic fluid and the fluid containing at least one metal or metal compound by a method of dissolving a plurality of types of metals and / or metal compounds in a solvent or a method of containing a plurality of types of basic substances in a basic fluid. It can also be carried out by changing the pH of at least one of the fluid. By adjusting the pH, it is possible to easily control the mixing ratio of the oxide and the hydroxide, and to make oxides and / or hydroxides according to the purpose.
  • the pH adjusting substance for adjusting the pH is not particularly limited, but includes inorganic or organic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, aqua regia, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, phosphoric acid, citric acid, and ascorbic acid. Acidic substances such as metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, amines such as triethylamine and dimethylaminoethanol, basic substances such as ammonia, and salts of the above acidic substances and basic substances. Can be mentioned. Each of the above pH adjusting substances may be used alone or in combination of two or more.
  • the pH adjusting substance may be contained in a fluid containing at least one kind of metal or metal compound, a basic fluid, or both.
  • the pH adjusting substance may be contained in a third fluid that is different from a basic fluid and a fluid containing at least one metal or metal compound.
  • the pH of the fluid and / or basic fluid containing at least one metal or metal compound in the present invention is not particularly limited, but the basic fluid is preferably pH 7 or higher, more preferably pH 9 or higher. Further, the pH after mixing the fluid containing at least one metal or metal compound and the basic fluid is not particularly limited. It can be appropriately changed depending on the type of metal or metal compound to be used, the purpose and the type of oxide and / or hydroxide, the mixing ratio, the particle size, and the like.
  • various dispersants and surfactants can be used according to the purpose and necessity. Although it does not specifically limit, As a surfactant and a dispersing agent, the various commercially available products generally used, what was synthesize
  • the above surfactant and dispersant may be contained in a fluid containing at least one metal or metal compound, a basic fluid, or both. In addition, the above surfactant and dispersant may be contained in a third fluid that is different from a basic fluid or a fluid containing at least one kind of metal or metal compound.
  • the temperature at which the fluid containing at least one metal or metal compound and the basic fluid are mixed is not particularly limited. It can be carried out at an appropriate temperature depending on the type of metal or metal compound to be used, the type and purpose of the oxide and / or hydroxide to be used, the mixing ratio, the particle diameter, or the above pH.
  • the oxide can be obtained by firing the hydroxide obtained by the present invention or a mixture of oxide and hydroxide. Firing conditions such as temperature and time during firing can be selected as appropriate.
  • a zinc compound solution (fluid containing at least one kind of metal or metal compound) and an aqueous ammonia solution (basic fluid) described later are used as shown in FIG.
  • a thin film fluid formed between the processing surfaces 1 and 2 to precipitate zinc oxide, zinc hydroxide, or a mixture thereof as fine particles.
  • the mixing ratio of zinc oxide and zinc hydroxide in the fine particles of the obtained zinc oxide or zinc hydroxide or a mixture thereof was controlled.
  • “from the center” means “from the first introduction part d1” of the processing apparatus shown in FIG. 1, and the first fluid is introduced from the first introduction part d1.
  • the first fluid to be treated refers to the second fluid to be treated, which is introduced from the second introduction part d2 of the treatment apparatus shown in FIG.
  • PH measurement For the pH measurement, a pH meter of model number D-51 manufactured by HORIBA was used. Before introducing each fluid to be treated into the fluid treatment apparatus, the pH of the fluid to be treated was measured at room temperature.
  • TG-DTA Different thermogravimetric simultaneous measurement: TG-DTA
  • TG / DTA6300 manufactured by SII Corporation was used for simultaneous differential thermothermal weight measurement. Temperature rising rate 5 ° C / min. In the range of 40 ° C to 300 ° C. Measured at
  • aqueous ammonia solution as the basic fluid of the first fluid from the center at a supply pressure of 0.30 MPaG, a rotational speed of 2000 rpm, and 100 ° C.
  • pure zinc nitrate zinc compound
  • a zinc nitrate aqueous solution dissolved in water was introduced between the processing surfaces 1 and 2 at 20 ° C., and the first fluid and the second fluid were mixed in the thin film fluid.
  • the liquid supply temperatures of the first fluid and the second fluid are measured immediately before the introduction of the processing apparatus (more specifically, immediately before being introduced between the processing surfaces 1 and 2). did.
  • a dispersion containing fine particles of zinc oxide, zinc hydroxide or a mixture thereof was discharged from between the processing surfaces 1 and 2.
  • the discharged fine particle dispersion of zinc oxide or zinc hydroxide or a mixture thereof is removed three times with a centrifugal separator and then washed with pure water, and is subjected to atmospheric pressure at 60 ° C. Dried.
  • the dried powder was subjected to XRD measurement and TG-DTA analysis.
  • the primary particle diameter was confirmed by TEM observation.
  • Table 1 shows the treatment ratio and the mixing ratio of zinc oxide and zinc hydroxide calculated from TG-DTA analysis in wt%.
  • the primary particle diameter confirmed by TEM observation is described together.
  • FIG. 4 shows the XRD measurement results of the fine particles of zinc oxide, zinc hydroxide, or a mixture thereof prepared in Examples 1, 3, 5, and 6.
  • Examples 1 and 2 are zinc oxide fine particles
  • Examples 3, 4 and 5 are fine particles of a mixture of zinc oxide and zinc hydroxide
  • Example 6 is all fine particles of zinc hydroxide. I confirmed it.
  • Table 1 it is selected from the group consisting of the introduction rate of at least one of the zinc compound solution and the basic fluid and the pH of at least one of the zinc compound solution and the basic fluid.
  • the obtained zinc oxide or zinc hydroxide or a mixture thereof In addition to controlling the mixing ratio of oxide and hydroxide in the obtained zinc oxide or zinc hydroxide or a mixture thereof by changing at least one kind, the obtained zinc oxide or zinc hydroxide or It was confirmed that the particle size of these mixtures changed. From the above, control of the mixing ratio of oxide and hydroxide in the obtained zinc oxide or zinc hydroxide or a mixture thereof, and the particle size of the obtained zinc oxide or zinc hydroxide or a mixture thereof It was confirmed that control can be performed simultaneously.

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Abstract

　酸化物と水酸化物との比率が制御された酸化物及び／または水酸化物の製造方法を提供する。　酸化物、または水酸化物、またはそれらの混合物の製造方法であって、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面１，２間において、被処理流動体として金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性物質を少なくとも１種類含む塩基性流体とを混合して、酸化物または水酸化物またはそれらの混合物を析出させる際に、処理用面１，２間に導入される上記被処理流動体の少なくとも何れか一方に関する特定の条件を変化させる事によって、酸化物と水酸化物との比率が制御された酸化物及び／または水酸化物を得る。上記特定の条件は、上記被処理流動体の少なくとも何れか一方の導入速度と、上記被処理流動体の少なくとも何れか一方のｐＨとからなる群から選択された少なくとも１種とする。

Description

酸化物・水酸化物の製造方法
　本発明は、酸化物及び／または水酸化物の製造方法に関する。
　近年、触媒、導電性材料、磁性材料、二次電子放出材料、発光体、吸熱体、エネルギー貯蔵、電極材料、色材など、幅広い分野において酸化物または水酸化物あるいは酸化物の前駆体としての水酸化物が求められており、その目的や要求によって、酸化物と水酸化物との比率を制御された酸化物及び／または水酸化物が必要とされている。例えば、酸化亜鉛は、その電気的、光学的、化学的特性により透明電極材、蛍光体、医薬品など広く使用されている。そして目的とする用途、特性という観点から、水酸化亜鉛もしくは酸化亜鉛と水酸化亜鉛との混合物を作製してからそれを焼成し、酸化亜鉛を製造する場合があり、酸化物と水酸化物との混合比率が制御された酸化物及び／または水酸化物が必要とされている。
　酸化物あるいは水酸化物の製造方法としては、特許文献１や特許文献２のような方法があるが、これまでの方法では酸化物と水酸化物とを作り分けることは難しく、酸化物と水酸化物との比率を制御して酸化物と水酸化物とを製造することはより困難であった。また、特許文献２のように反応槽を用いて酸化物または水酸化物の微粒子を作製する場合には、反応槽中における濃度分布や温度分布によって反応条件が不均一となりやすいため、酸化物と水酸化物との比率を制御することが難しいだけでなく、粒子径についても均一とすることが困難であった。
　また、本願出願人によって、特許文献３に示されるようなセラミックス微粒子の製造方法が提供されたが、酸化物と水酸化物との比率を制御する方法については具体的に開示されておらず、酸化物と水酸化物との比率を制御された、酸化物及び／または水酸化物の製造方法が懇願されていた。
特開２０１０－２８５３３４号公報 特開平１１－６０２４６号公報 国際公開ＷＯ２００９／００８３９２号パンフレット
　本発明はこのことに鑑み、酸化物と水酸化物との比率が制御された酸化物及び／または水酸化物の製造方法を提供することを課題とする。
　本発明者は、鋭意検討の結果、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面間において、被処理流動体として金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性物質を少なくとも１種類含む塩基性流体とを混合して、酸化物及び／または水酸化物を析出させる際に、上記金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体との少なくとも何れか一方に関する特定の条件を変化させる事によって、酸化物と水酸化物との比率が制御された酸化物及び／または水酸化物が得られることを見出し、本発明を完成させた。
　本願の請求項１に記載の発明は、少なくとも２種類の被処理流動体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の被処理流動体は、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体であり、上記以外の被処理流動体で少なくとも１種類の被処理流動体は、塩基性物質を少なくとも１種類含む塩基性流体であり、上記の被処理流動体を、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する少なくとも２つの処理用面の間にできる薄膜流体中で混合し、酸化物または水酸化物あるいはそれらの混合物を析出させる酸化物及び／または水酸化物の製造方法において、上記少なくとも２つの処理用面間に導入される上記金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と上記塩基性流体との少なくともいずれか一方に関する特定の条件を変化させることによって、酸化物及び／または水酸化物に含まれる酸化物と水酸化物との比率を制御して析出させるものであり、上記特定の条件が、上記金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と上記塩基性流体とのうちの少なくともいずれか一方の導入速度と、上記金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と上記塩基性流体とのうちの少なくともいずれか一方のｐHとからなる群から選択された少なくとも１種であることを特徴とする酸化物及び／または水酸化物の製造方法を提供する。上記少なくとも２つの処理用面間に導入される金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体との少なくともいずれか一方に関する特定の条件を変化させることにおいて、具体的には、上記処理用面間への導入速度の制御については、下記の（１）～（３）を挙げることができ、また、ｐHの制御については、下記の（４）～（６）を挙げることできる。そして、（１）～（３）の導入速度の制御と、（４）～（６）のｐHの制御とを夫々組合せて実施することもできる。
（１）少なくとも１種の金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体について、上記処理用面間への導入速度を変化させる。
（２）少なくとも１種の塩基性流体について、上記処理用面間への導入速度を変化させる。
（３）少なくとも１種の金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と少なくとも１種の塩基性流体の双方について、上記処理用面間への導入速度を変化させる。
（４）少なくとも１種の金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体について、ｐHを変化させる。
（５）少なくとも１種の塩基性流体について、ｐHを変化させる。
（６）少なくとも１種の金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と少なくとも１種の塩基性流体の双方について、ｐHを変化させる。
　また、本発明における酸化物または水酸化物またはそれらの混合物を構成する元素としては特に限定されないが、化学周期表上の全ての元素を挙げることができる。好ましくは化学周期表上における全ての金属元素であり、それらの金属元素に加えて、Ｂ，Ｓi，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｃ，Ｎ，Ｓ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，Ａｔを挙げることができる。これらの元素はそれぞれ単独で酸化物、水酸化物、またはそれらの混合物を形成しても良く、複数の元素からなる複合体を形成しても良い。
　また、本願の請求項２に記載の発明は、上記金属または金属化合物を構成する元素が、化学周期表上における全ての金属元素、Ｂ、Ｓi、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔからなる群から選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の酸化物及び／または水酸化物の製造方法を提供する。
　また、本願の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の酸化物及び／または水酸化物の製造方法によって製造された酸化物及び／または水酸化物が、微粒子である事を特徴とする酸化物及び／または水酸化物の製造方法を提供する。
　また、本願の請求項４に記載の発明は、請求項１～３のいずれかに記載の酸化物及び／または水酸化物の製造方法によって製造された水酸化物または酸化物と水酸化物との混合物を焼成することによって酸化物を製造することを特徴とする酸化物の製造方法を提供する。
　上記本発明の実施の態様の単なる一例を示せば、被処理流動体に圧力を付与する流体圧付与機構と、上記少なくとも２つの処理用面のうち第１処理用面を備えた第１処理用部と、上記少なくとも２つの処理用面のうち第２処理用面を備えた第２処理用部とを備え、これらの処理用部を相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、上記の各処理用面は、上記の圧力が付与された被処理流動体が流される、密封された流路の一部を構成するものであり、上記第１処理用部と第２処理用部のうち、少なくとも第２処理用部は受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が上記第２処理用面により構成され、この受圧面は、上記の流体圧付与機構が被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面から第２処理用面を離反させる方向に移動させる力を発生させ、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する第１処理用面と第２処理用面との間に上記の圧力が付与された被処理流動体が通されることにより、上記被処理流動体が上記薄膜流体を形成し、この薄膜流体中において酸化物または水酸化物あるいはそれらの混合物を析出させる酸化物及び／または水酸化物の製造方法として実施することができる。
　また、上記本発明の実施の態様の単なる一例を示せば、上記の被処理流動体のうちの少なくともいずれか１種の流体が上記薄膜流体を形成しながら上記両処理用面間を通過し、上記少なくともいずれか１種の流体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、上記第１処理用面と第２処理用面の少なくとも何れか一方が、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、上記少なくともいずれか１種の流体とは異なる少なくとも１種の流体を、上記開口部から上記処理用面の間に導入し、上記の被処理流動体を上記薄膜流体中で混合し、この薄膜流体中において酸化物または水酸化物あるいはそれらの混合物を析出させる酸化物及び／または水酸化物の製造方法としてとして実施することができる。
　本発明は、従来の製造方法では困難であった、酸化物及び／または水酸化物における酸化物と水酸化物との比率制御を可能とし、比率を制御された酸化物及び／または水酸化物の製造を簡単且つ連続的に行う事を可能とした。また、簡単な処理条件の変更によって、得られる酸化物と水酸化物との混合比率を制御することが可能となったため、これまで以上に低コスト、低エネルギーで酸化物と水酸化物との比率が異なる酸化物及び／または水酸化物を作り分ける事が可能となり、安価且つ安定的に酸化物または水酸化物またはそれらの混合物を提供する事ができる。さらに、得られる酸化物、水酸化物、または酸化物と水酸化物との混合物について、微粒子として析出させることができるため、比率を制御された酸化物及び／または水酸化物の微粒子を作製することが可能である。
本発明の実施の形態に係る流体処理装置の略断面図である。 （Ａ）は図１に示す流体処理装置の第１処理用面の略平面図であり、（Ｂ）は同装置の処理用面の要部拡大図である。 （Ａ）は同装置の第２導入部の断面図であり、（Ｂ）は同第２導入部を説明するための処理用面の要部拡大図である。 本発明の実施例１，３，５，６において作製された酸化亜鉛、水酸化亜鉛またはこれらの混合物の微粒子のＸＲＤ測定結果を示すＸＲＤチャートである。
　以下に本発明の実施の形態の一例について、具体的に説明する。
　（概要）
　本発明は、酸化物及び／または水酸化物の製造方法であって、被処理流動体として金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性物質を少なくとも１種類含む塩基性流体とを、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する少なくとも２つの処理用面の間にできる薄膜流体中で混合し、酸化物または水酸化物あるいはそれらの混合物を析出させるものである。金属または金属化合物と塩基性物質とを種々の条件下にて反応させて酸化物、水酸化物、または酸化物と水酸化物とを析出させる際のｐＨによる各々の生成速度の差を利用したものであるが、従来は、得られる酸化物及び／または水酸化物における酸化物と水酸化物との比率を制御することができなかった。そこで、本発明では、上記の被処理流動体を混合して、酸化物または水酸化物またはそれらの混合物を析出させる際に、上記少なくとも２つの処理用面間に導入される金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体との少なくともいずれか一方に関する特定の条件を変化させる事によって、酸化物と水酸化物との比率が制御された酸化物及び／または水酸化物を得ることを見出し、本発明を完成させた。上記の特定の条件としては、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体及び／または塩基性流体の導入速度と、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体及び／または塩基性流体のｐＨとからなる群から選択された少なくとも１種とする。
　本発明における酸化物及び／または水酸化物は、特に限定されない。一例を挙げると、式ＭｘＯｙの酸化物、式Ｍｐ（ＯＨ）ｑの水酸化物、式Ｍｒ（ＯＨ）sＯtの水酸化酸化物、またはこれらの溶媒和形態や、これらが主成分である組成物（式中ｘ、ｙ、ｐ、ｑ、ｒ、s、tはそれぞれ任意の整数である）等が挙げられる。これらの酸化物及び／または水酸化物には、過酸化物や超酸化物等も含まれる。
（酸化物または水酸化物またはそれらの混合物に含まれる元素）
　本発明における酸化物または水酸化物またはそれらの混合物を構成する元素は、特に限定されない。好ましくは、化学周期表上における全ての金属元素の酸化物及び／または水酸化物である。また、本発明においては、それらの金属元素に加えて、Ｂ，Ｓi，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｃ，Ｎ，Ｓ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，Ａｔを挙げることができる。これらの元素はそれぞれ単独で酸化物、水酸化物、またはそれらの混合物を形成しても良く、複数の元素からなる複合体を形成しても良い。
（原料：金属または金属化合物）
　本発明における金属は、特に限定されない。好ましくは化学周期表上における全ての金属元素である。また、本発明においては、それらの金属元素に加えて、Ｂ，Ｓi，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｓ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，Ａｔの非金属元素を挙げることができる。これらの金属について、単一の元素であっても良く、複数の元素からなる合金や金属元素に非金属元素を含む物質であっても良い。
　また、本発明において、上記の金属（上記に列挙した非金属元素をも含む）の化合物を金属化合物という。本発明における金属または金属化合物については特に限定されないが、金属の単体、またはそれらの化合物が挙げられる。金属化合物としては特に限定されないが、一例を挙げると、金属の塩や酸化物、水酸化物、水酸化酸化物、窒化物、炭化物、錯体、有機塩、有機錯体、有機化合物またはそれらの水和物、有機溶媒和物などが挙げられる。金属塩としては、特に限定されないが、金属の硝酸塩や亜硝酸塩、硫酸塩や亜硫酸塩、蟻酸塩や酢酸塩、リン酸塩や亜リン酸塩、次亜リン酸塩や塩化物、オキシ塩やアセチルアセトナート塩またはそれらの水和物、有機溶媒和物などや、有機化合物としては金属のアルコキシドなどが挙げられる。以上、これらの金属化合物は単独で使用しても良く、複数以上の混合物として使用しても良い。
　また、本発明においては、上記金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体として用いるものであり、上記金属または金属化合物が固体の場合には、上記金属または金属化合物を溶融させた状態、または後述する溶媒に混合または溶解された状態で用いる事が好ましい。上記の金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体には、分散液やスラリーなどの状態のものも含んでも実施できる。
（塩基性物質及び塩基性流体）
　本発明に用いる塩基性物質としては、特に限定されないが、アンモニア類やアミン類、または金属や非金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、アルコキシドなどが挙げられる。その他ヒドラジンまたはヒドラジン一水和物などが挙げられる。上記に挙げた塩基性物質には、それらの水和物や有機溶媒和物、または無水物などを含む。これらの塩基性物質は、それぞれ単独で使用しても良く、複数以上が混合された混合物として使用しても良い。また、本発明においては、上記塩基性物質を少なくとも１種類含む塩基性流体として用いるものであり、上記塩基性物質が固体の場合には、上記塩基性物質を溶融させた状態、または後述する溶媒に混合または溶解された状態で用いる事が好ましい。上記の塩基性流体には、分散液やスラリーなどの状態のものも含んでも実施できる。
（溶媒）
　本発明に用いる溶媒としては特に限定されないが、イオン交換水やＲＯ水、純水や超純水などの水や、メタノールやエタノールのようなアルコール系有機溶媒や、エチレングリコールやプロピレングリコール、トリメチレングリコールやテトラエチレングリコール、またはポリエチレングリコールやグリセリンなどのポリオール(多価アルコール)系有機溶媒、アセトンやメチルエチルケトンのようなケトン系有機溶媒、酢酸エチルや酢酸ブチルのようなエステル系有機溶媒、ジメチルエーテルやジブチルエーテルなどのエーテル系有機溶媒、ベンゼンやトルエン、キシレンなどの芳香族系有機溶媒、ヘキサンや、ペンタンなどの脂肪族炭化水素系有機溶媒などが挙げられる。上記溶媒はそれぞれ単独で使用しても良く、複数以上を混合して使用しても良い。
(流体処理装置）
　本発明においては、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と、塩基性物質を少なくとも１種類含む塩基性流体との混合を、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合する方法を用いて行うことが好ましく、例えば、本願出願人による、特許文献３に示される装置と同様の原理の装置を用いて混合する事によって酸化物または水酸化物またはそれらの混合物を析出させることが好ましい。このような原理の装置を用いる事によって、酸化物と水酸化物との混合比率を厳密に制御できるだけでなく、同時に酸化物または水酸化物またはそれらの混合物を微粒子として析出させることができるため、酸化物微粒子及び／または水酸化物微粒子を作製する事が可能である。
　以下、図面を用いて上記流体処理装置の実施の形態について説明する。
　図１～図３に示す流体処理装置は、特許文献３に記載の装置と同様であり、接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における処理用面の間で被処理物を処理するものであって、被処理流動体のうちの第１の被処理流動体である第１流体を処理用面間に導入し、前記第１流体を導入した流路とは独立し、処理用面間に通じる開口部を備えた別の流路から被処理流動体のうちの第２の被処理流動体である第２流体を処理用面間に導入して処理用面間で上記第１流体と第２流体を混合・攪拌して処理を行う装置である。なお、図１においてＵは上方を、Ｓは下方をそれぞれ示しているが、本発明において上下前後左右は相対的な位置関係を示すに止まり、絶対的な位置を特定するものではない。図２（Ａ）、図３（Ｂ）においてＲは回転方向を示している。図３（Ｂ）においてＣは遠心力方向（半径方向）を示している。
　この装置は、被処理流動体として少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については被処理物を少なくとも１種類含むものであり、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面を備え、これらの処理用面の間で上記の各流体を合流させて薄膜流体とするものであり、当該薄膜流体中において上記の被処理物を処理する装置である。この装置は、上述のとおり、複数の被処理流動体を処理することができるが、単一の被処理流動体を処理することもできる。
　この流体処理装置は、対向する第１及び第２の、２つの処理用部１０，２０を備え、少なくとも一方の処理用部が回転する。両処理用部１０，２０の対向する面が、夫々処理用面となる。第１処理用部１０は第１処理用面１を備え、第２処理用部２０は第２処理用面２を備える。
　両処理用面１，２は、被処理流動体の流路に接続され、被処理流動体の流路の一部を構成する。この両処理用面１，２間の間隔は、適宜変更して実施することができるが、通常は、１ｍｍ以下、例えば０．１μｍから５０μｍ程度の微小間隔に調整される。これによって、この両処理用面１，２間を通過する被処理流動体は、両処理用面１，２によって強制された強制薄膜流体となる。
　この装置を用いて複数の被処理流動体を処理する場合、この装置は、第１の被処理流動体の流路に接続され、当該第１被処理流動体の流路の一部を形成すると共に、第１被処理流動体とは別の、第２被処理流動体の流路の一部を形成する。そして、この装置は、両流路を合流させて、処理用面１，２間において、両被処理流動体を混合し、反応させるなどの流体の処理を行なう。なお、ここで「処理」とは、被処理物が反応する形態に限らず、反応を伴わずに混合・分散のみがなされる形態も含む。
　具体的に説明すると、上記の第１処理用部１０を保持する第１ホルダ１１と、第２処理用部２０を保持する第２ホルダ２１と、接面圧付与機構と、回転駆動機構と、第１導入部ｄ１と、第２導入部ｄ２と、流体圧付与機構ｐとを備える。
　図２（Ａ）へ示す通り、この実施の形態において、第１処理用部１０は、環状体であり、より詳しくはリング状のディスクである。また、第２処理用部２０もリング状のディスクである。第１、第２処理用部１０、２０の材質は、金属の他、カーボン、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、サファイア、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したものを採用することができる。この実施の形態において、両処理用部１０，２０は、互いに対向する第１、第２の処理用面１、２の少なくとも一部が鏡面研磨されている。
　この鏡面研磨の面粗度は、特に限定されないが、好ましくはＲａ０．０１～１．０μｍ、より好ましくはＲａ０．０３～０．３μｍとする。
　少なくとも一方のホルダは、電動機などの回転駆動機構（図示せず）にて、他方のホルダに対して相対的に回転することができる。図１の５０は、回転駆動機構の回転軸を示しており、この例では、この回転軸５０に取り付けられた第１ホルダ１１が回転し、この第１ホルダ１１に支持された第１処理用部１０が第２処理用部２０に対して回転する。もちろん、第２処理用部２０を回転させるようにしてもよく、双方を回転させるようにしてもよい。また、この例では、第１、第２ホルダ１１、２１を固定しておき、この第１、第２ホルダ１１、２１に対して第１、第２処理用部１０、２０が回転するようにしてもよい。
　第１処理用部１０と第２処理用部２０とは、少なくとも何れか一方が、少なくとも何れか他方に、接近・離反可能となっており、両処理用面１，２は、接近・離反できる。
　この実施の形態では、第１処理用部１０に対して、第２処理用部２０が接近・離反するもので、第２ホルダ２１に設けられた収容部４１に、第２処理用部２０が出没可能に収容されている。但し、これとは、逆に、第１処理用部１０が、第２処理用部２０に対して接近・離反するものであってもよく、両処理用部１０，２０が互いに接近・離反するものであってもよい。
　この収容部４１は、第２処理用部２０の、主として処理用面２側と反対側の部位を収容する凹部であり、平面視において、円を呈する、即ち環状に形成された、溝である。この収容部４１は、第２処理用部２０を回転させ得る十分なクリアランスを持って、第２処理用部２０を収容する。なお、第２処理用部２０は軸方向に平行移動のみが可能なように配置してもよいが、上記クリアランスを大きくすることにより、第２処理用部２０は、収容部４１に対して、処理用部２０の中心線を、上記収容部４１の軸方向と平行の関係を崩すように傾斜して変位できるようにしてもよく、さらに、第２処理用部２０の中心線と収容部４１の中心線とが半径方向にずれるように変位できるようにしてもよい。
　このように、３次元的に変位可能に保持するフローティング機構によって、第２処理用部２０を保持することが望ましい。
　上記の被処理流動体は、各種のポンプや位置エネルギーなどによって構成される流体圧付与機構ｐによって圧力が付与された状態で、第１導入部ｄ１と、第２導入部ｄ２から両処理用面１、２間に導入される。この実施の形態において、第１導入部ｄ１は、環状の第２ホルダ２１の中央に設けられた通路であり、その一端が、環状の両処理用部１０、２０の内側から、両処理用面１、２間に導入される。第２導入部ｄ２は、第１の被処理流動体と反応させる第２の被処理流動体を処理用面１，２へ供給する。この実施の形態において、第２導入部ｄ２は、第２処理用部２０の内部に設けられた通路であり、その一端が、第２処理用面２にて開口する。流体圧付与機構ｐにより加圧された第１の被処理流動体は、第１導入部ｄ１から、両処理用部１０，２０の内側の空間に導入され、第１処理用面１と第２処理用面２との間を通り、両処理用部１０，２０の外側に通り抜けようとする。これらの処理用面１，２間において、第２導入部ｄ２から流体圧付与機構ｐにより加圧された第２の被処理流動体が供給され、第１の被処理流動体と合流し、混合、攪拌、乳化、分散、反応、晶出、晶析、析出などの種々の流体処理がなされ、両処理用面１，２から、両処理用部１０，２０の外側に排出される。なお、減圧ポンプにより両処理用部１０，２０の外側の環境を負圧にすることもできる。
　上記の接面圧付与機構は、第１処理用面１と第２処理用面２とを接近させる方向に作用させる力を、処理用部に付与する。この実施の形態では、接面圧付与機構は、第２ホルダ２１に設けられ、第２処理用部２０を第１処理用部１０に向けて付勢する。
　前記の接面圧付与機構は、第１処理用部１０の第１処理用面１と第２処理用部２０の第２処理用面２とが接近する方向に押す力（以下、接面圧力という）を発生させるための機構である。この接面圧力と、流体圧力などの両処理用面１、２間を離反させる力との均衡によって、ｎｍ単位ないしμｍ単位の微小な膜厚を有する薄膜流体を発生させる。言い換えれば、上記力の均衡によって、両処理用面１、２間の間隔を所定の微小間隔に保つ。
　図１に示す実施の形態において、接面圧付与機構は、上記の収容部４１と第２処理用部２０との間に配位される。具体的には、第２処理用部２０を第１処理用部１０に近づく方向に付勢するスプリング４３と、空気や油などの付勢用流体を導入する付勢用流体導入部４４とにて構成され、スプリング４３と上記付勢用流体の流体圧力とによって、上記の接面圧力を付与する。このスプリング４３と上記付勢用流体の流体圧力とは、いずれか一方が付与されるものであればよく、磁力や重力などの他の力であってもよい。この接面圧付与機構の付勢に抗して、流体圧付与機構ｐにより加圧された被処理流動体の圧力や粘性などによって生じる離反力によって、第２処理用部２０は、第１処理用部１０から遠ざかり、両処理用面間に微小な間隔を開ける。このように、この接面圧力と離反力とのバランスによって、第１処理用面１と第２処理用面２とは、μｍ単位の精度で設定され、両処理用面１，２間の微小間隔の設定がなされる。上記離反力としては、被処理流動体の流体圧や粘性と、処理用部の回転による遠心力と、付勢用流体導入部４４に負圧を掛けた場合の当該負圧、スプリング４３を引っ張りスプリングとした場合のバネの力などを挙げることができる。この接面圧付与機構は、第２処理用部２０ではなく、第１処理用部１０に設けてもよく、双方に設けてもよい。
　上記の離反力について、具体的に説明すると、第２処理用部２０は、上記の第２処理用面２と共に、第２処理用面２の内側（即ち、第１処理用面１と第２処理用面２との間への被処理流動体の進入口側）に位置して当該第２処理用面２に隣接する離反用調整面２３を備える。この例では、離反用調整面２３は、傾斜面として実施されているが、水平面であってもよい。被処理流動体の圧力が、離反用調整面２３に作用して、第２処理用部２０を第１処理用部１０から離反させる方向への力を発生させる。従って、離反力を発生させるための受圧面は、第２処理用面２と離反用調整面２３とになる。
　さらに、この図１の例では、第２処理用部２０に近接用調整面２４が形成されている。この近接用調整面２４は、離反用調整面２３と軸方向において反対側の面（図１においては上方の面）であり、被処理流動体の圧力が作用して、第２処理用部２０を第１処理用部１０に接近させる方向への力を発生させる。
　なお、第２処理用面２及び離反用調整面２３に作用する被処理流動体の圧力、即ち流体圧は、メカニカルシールにおけるオープニングフォースを構成する力として理解される。処理用面１，２の接近・離反の方向、即ち第２処理用部２０の出没方向（図１においては軸方向）と直交する仮想平面上に投影した近接用調整面２４の投影面積Ａ１と、当該仮想平面上に投影した第２処理用部２０の第２処理用面２及び離反用調整面２３との投影面積の合計面積Ａ２との、面積比Ａ１／Ａ２は、バランス比Ｋと呼ばれ、上記オープニングフォースの調整に重要である。このオープニングフォースについては、上記バランスライン、即ち近接用調整面２４の面積Ａ１を変更することで、被処理流動体の圧力、即ち流体圧により調整できる。
　摺動面の実面圧Ｐ、即ち、接面圧力のうち流体圧によるものは次式で計算される。
　Ｐ＝Ｐ１×（Ｋ－ｋ）＋Ｐｓ
　ここでＰ１は、被処理流動体の圧力即ち流体圧を示し、Ｋは上記のバランス比を示し、ｋはオープニングフォース係数を示し、Ｐｓはスプリング及び背圧力を示す。
　このバランスラインの調整により摺動面の実面圧Ｐを調整することで処理用面１，２間を所望の微小隙間量にし被処理流動体による流動体膜を形成させ、生成物などの処理された被処理物を微細とし、また、均一な反応処理を行うのである。
　なお、図示は省略するが、近接用調整面２４を離反用調整面２３よりも広い面積を持ったものとして実施することも可能である。
　被処理流動体は、上記の微小な隙間を保持する両処理用面１，２によって強制された薄膜流体となり、環状の両処理用面１、２の外側に移動しようとする。ところが、第１処理用部１０は回転しているので、混合された被処理流動体は、環状の両処理用面１，２の内側から外側へ直線的に移動するのではなく、環状の半径方向への移動ベクトルと周方向への移動ベクトルとの合成ベクトルが被処理流動体に作用して、内側から外側へ略渦巻き状に移動する。
　尚、回転軸５０は、鉛直に配置されたものに限定するものではなく、水平方向に配位されたものであってもよく、傾斜して配位されたものであってよい。被処理流動体は両処理用面１，２間の微細な間隔にて処理がなされるものであり、実質的に重力の影響を排除できるからである。また、この接面圧付与機構は、前述の第２処理用部２０を変位可能に保持するフローティング機構と併用することによって、微振動や回転アライメントの緩衝機構としても機能する。
　第１、第２処理用部１０、２０は、その少なくともいずれか一方を、冷却或いは加熱して、その温度を調整するようにしてもよく、図１では、第１、第２処理用部１０、２０に温調機構（温度調整機構）Ｊ１，Ｊ２を設けた例を図示している。また、導入される被処理流動体を冷却或いは加熱して、その温度を調整するようにしもよい。これらの温度は、処理された被処理物の析出のために用いることもでき、また、第１、第２処理用面１、２間における被処理流動体にベナール対流若しくはマランゴニ対流を発生させるために設定してもよい。
　図２に示すように、第１処理用部１０の第１処理用面１には、第１処理用部１０の中心側から外側に向けて、即ち径方向について伸びる溝状の凹部１３を形成して実施してもよい。この凹部１３の平面形状は、図２（Ｂ）へ示すように、第１処理用面１上をカーブして或いは渦巻き状に伸びるものや、図示はしないが、真っ直ぐ外方向に伸びるもの、Ｌ字状などに屈曲あるいは湾曲するもの、連続したもの、断続するもの、枝分かれするものであってもよい。また、この凹部１３は、第２処理用面２に形成するものとしても実施可能であり、第１及び第２の処理用面１，２の双方に形成するものとしても実施可能である。この様な凹部１３を形成することによりマイクロポンプ効果を得ることができ、被処理流動体を第１及び第２の処理用面１，２間に吸引することができる効果がある。
　この凹部１３の基端は第１処理用部１０の内周に達することが望ましい。この凹部１３の先端は、第１処理用部面１の外周面側に向けて伸びるもので、その深さ（横断面積）は、基端から先端に向かうにつれて、漸次減少するものとしている。
　この凹部１３の先端と第１処理用面１の外周面との間には、凹部１３のない平坦面１６が設けられている。
　前述の第２導入部ｄ２の開口部ｄ２０を第２処理用面２に設ける場合は、対向する上記第１処理用面１の平坦面１６と対向する位置に設けることが好ましい。
　この開口部ｄ２０は、第１処理用面１の凹部１３からよりも下流側（この例では外側）に設けることが望ましい。特に、マイクロポンプ効果によって導入される際の流れ方向が処理用面間で形成されるスパイラル状で層流の流れ方向に変換される点よりも外径側の平坦面１６に対向する位置に設置することが望ましい。具体的には、図２（Ｂ）において、第１処理用面１に設けられた凹部１３の最も外側の位置から、径方向への距離ｎを、約０．５ｍｍ以上とするのが好ましい。特に、流体中から微粒子を析出させる場合には、層流条件下にて複数の被処理流動体の混合と、微粒子の析出が行なわれることが望ましい。
　この第２導入部ｄ２は方向性を持たせることができる。例えば、図３（Ａ）に示すように、上記の第２処理用面２の開口部ｄ２０からの導入方向が、第２処理用面２に対して所定の仰角（θ１）で傾斜している。この仰角（θ１）は、０度を超えて９０度未満に設定されており、さらに反応速度が速い反応の場合には１度以上４５度以下で設置されるのが好ましい。
　また、図３（Ｂ）に示すように、上記の第２処理用面２の開口部ｄ２０からの導入方向が、上記の第２処理用面２に沿う平面において、方向性を有するものである。この第２流体の導入方向は、処理用面の半径方向の成分にあっては中心から遠ざかる外方向であって、且つ、回転する処理用面間における流体の回転方向に対しての成分にあっては順方向である。言い換えると、開口部ｄ２０を通る半径方向であって外方向の線分を基準線ｇとして、この基準線ｇから回転方向Ｒへの所定の角度（θ２）を有するものである。この角度（θ２）についても、０度を超えて９０度未満に設定されることが好ましい。
　この角度（θ２）は、流体の種類、反応速度、粘度、処理用面の回転速度などの種々の条件に応じて、変更して実施することができる。また、第２導入部ｄ２に方向性を全く持たせないこともできる。
　上記の被処理流動体の種類とその流路の数は、図１の例では、２つとしたが、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。図１の例では、第２導入部ｄ２から処理用面１，２間に第２流体を導入したが、この導入部は、第１処理用部１０に設けてもよく、双方に設けてもよい。また、一種類の被処理流動体に対して、複数の導入部を用意してもよい。また、各処理用部に設けられる導入用の開口部は、その形状や大きさや数は特に制限はなく適宜変更して実施し得る。また、上記第１及び第２の処理用面間１、２の直前或いはさらに上流側に導入用の開口部を設けてもよい。
　なお、処理用面１，２間にて上記処理を行う事が出来れば良いので、上記とは逆に、第１導入部ｄ１より第２流体を導入し、第２導入部ｄ２より第１流体を導入するものであっても良い。つまり、各流体における第１、第２という表現は、複数存在する流体の第ｎ番目であるという、識別のための意味合いを持つに過ぎないものであり、第３以上の流体も存在し得る。
　上記装置においては、析出・沈殿または結晶化のような処理が、図１に示すように、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１、２の間で強制的に均一混合しながら起こる。処理された被処理物の粒子径や単分散度は処理用部１０、２０の回転数や流速、処理用面１，２間の距離や、被処理流動体の原料濃度、または被処理流動体の溶媒種等を適宜調整することにより、制御することができる。
　以下、上記の装置を用いて行う酸化物及び／または水酸化物の製造方法の具体的な態様について説明する。
　上記の装置においては、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間に形成される薄膜流体中で、被処理流動体として金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性物質を少なくとも１種類含む塩基性流体とを混合させ、酸化物、水酸化物、または酸化物と水酸化物との混合物を析出させる。その際、処理用面１，２間に導入される金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体との少なくとも何れか一方に関する特定の条件を変化させることによって析出される酸化物及び／または水酸化物における酸化物と水酸化物との混合比率を制御する。特定の条件とは、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体との少なくともいずれか一方の導入速度と、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体との少なくともいずれか一方のｐＨとからなる群から選択された少なくとも１種である。
　上記の酸化物及び／または水酸化物の析出反応は、本願の図１に示す装置の、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間で強制的に均一混合しながら起こる。
　まず、一つの流路である第１導入部ｄ１より、第１流体として塩基性物質を少なくとも１種類含む塩基性流体を、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間に導入して、この処理用面間に第１流体から構成された薄膜流体である第１流体膜を作る。
　次いで別流路である第２導入部ｄ２より、第２流体として金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体を、上記処理用面１，２間に作られた第１流体膜に直接導入する。
　上記のように、被処理流動体の供給圧と回転する処理用面の間にかかる圧力との圧力バランスによって距離を固定された処理用面１，２間にて、第１流体と第２流体とが混合され、酸化物及び／または水酸化物の析出反応を行う事が出来る。
　なお、処理用面１，２間にて上記反応を行う事が出来れば良いので、上記とは逆に、第１導入部ｄ１より第２流体を導入し、第２導入部ｄ２より第１流体を導入するものであっても良い。つまり、各流体における第１、第２という表現は、複数存在する流体の第ｎ番目であるという、識別のための意味合いを持つに過ぎないものであり、第３以上の流体も存在し得る。
　前述のように、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設けることもできるが、この場合にあっては、例えば各導入部から、第１流体、第２流体、第３流体として後述するｐＨ調整物質を含む流体をそれぞれ別々に処理装置に導入することが可能である。そうすると、各溶液の濃度や圧力を個々に管理することができ、析出反応及び微粒子の粒子径の安定化などをより精密に制御することができる。なお、各導入部へ導入する被処理流動体（第１流体～第３流体）の組み合わせは、任意に設定できる。第４以上の導入部を設けた場合も同様であって、このように処理装置へ導入する流体を細分化できる。この場合、ｐＨ調整物質は、少なくとも上記の第３流体に含まれていればよく、上記の第１流体、上記の第２流体の少なくともいずれか一方に含まれていてもよく、上記第１流体及び第２流体の双方に含まれていなくてもよい。
　さらに、第１、第２流体等の被処理流動体の温度を制御したり、第１流体と第２流体等との温度差（即ち、供給する各被処理流動体の温度差）を制御することもできる。供給する各被処理流動体の温度や温度差を制御するために、各被処理流動体の温度（処理装置、より詳しくは、処理用面１，２間に導入される直前の温度）を測定し、処理用面１，２間に導入される各被処理流動体の加熱又は冷却を行う機構を付加して実施することも可能である。
（導入速度変更）
　本発明においては、処理用面１，２間に導入される金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体とのうちの、少なくとも何れか一方の被処理流動体の導入速度を変化させる事によって、得られる酸化物と水酸化物との混合比率を制御する事が可能である。この方法を用いた場合には、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体とのうちの、少なくとも何れか一方の導入速度を変化させるだけで、金属、金属化合物または金属イオンに対する塩基性物質の混合比を容易に制御できる利点があり、結果として酸化物と水酸化物との混合比率を容易に制御できるため、これまでのように複雑な処方検討を必要とせずに、目的に応じた酸化物と水酸化物との比率を制御することが可能である。また、上記の流体処理装置における第１導入部ｄ１から導入される第１流体（塩基性流体）と、第２導入部ｄ２から導入される第２流体（金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体）とのうちの、少なくとも何れか一方の導入速度を変化させればよく、前述のとおり、第１導入部ｄ１より第２流体を導入し、第２導入部ｄ２より第１流体を導入しても良い。
　処理用面１，２間に導入される、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体とのうちの少なくとも何れか一方の導入速度を変化させる方法としては、特に限定されない。上記流体処理装置の流体圧付与機構ｐを用いて、処理用面１，２間に導入される、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体との、少なくとも何れか一方の導入速度を変化させてもよいし、ポンプ等の送液装置を用いて、処理用面１，２間に導入される、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基流体との、少なくとも何れか一方の導入速度を変化させてもよい。また、空気や窒素などの気体による圧送方式を用いて、処理用面１，２間に導入される、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基流体との、少なくとも何れか一方の導入速度を変化させてもよい。上記の流体圧付与機構ｐと、ポンプ等の送液装置と、気体による圧送方式とを組み合わせて実施してもよい。
（微粒子）
　本発明においては、接近・離反可能な処理用面１，２間において酸化物及び／または水酸化物を析出させるため、上記酸化物と水酸化物の混合比率を厳密に制御した酸化物及び／または水酸化物を、微粒子として析出させることが可能である。上記の流体処理装置の処理用部１０，２０の回転数や、被処理流動体の上記流体装置への導入速度や温度、処方などの変更によって、粒子径についても容易に制御できるため、酸化物と水酸化物との混合比率の制御と同時に、粒子径の制御についても容易に行うことが可能である。本発明の実施によって得られる酸化物微粒子及び／または水酸化物微粒子の粒子径としては特に限定されない。平均粒子径１ｍｍ以下の微粒子、または１μｍ未満のナノ微粒子であってもよく、それ以上の粒子径を持つものであってもよい。
（混合物）
　本発明においては、得られる酸化物及び／または水酸化物における酸化物と水酸化物との混合比率を制御するものであるが、その混合状態は、酸化物と水酸化物がそれぞれ単独に存在しているような混合物でも良いし、例えば一つの粒子中において、酸化物と水酸化物が混合しているような混合物でも良い。
（混合比率）
　本発明においては、酸化物と水酸化物との混合比率を制御するものであって、得られる酸化物及び／または水酸化物は、酸化物単独（水酸化物を含まない）であるものも、水酸化物単独（酸化物を含まない）であるものであっても実施できる。
（ｐＨ調製）
　また、本発明においては、処理用面１，２間に導入される、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体とのうちの、少なくとも何れか一方のｐＨを変化させることによって、得られる酸化物と水酸化物との混合比率を容易に制御する事が可能である。具体的には、特に限定されないが、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体とのうちの少なくとも何れか一方に、後述するｐＨ調整物質を含む事によってｐＨを変化させても良いし、上記金属または金属化合物の溶媒への溶解濃度の変更や、塩基性流体に含まれる塩基性物質の濃度変更によって、ｐＨを変化させても良い。さらに、複数種の金属及び／または金属化合物を溶媒に溶解するような方法や、塩基性流体に複数種の塩基性物質を含むなどの方法によって金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体とのうちの少なくとも何れか一方のｐＨを変化させても実施できる。これらのｐＨ調製によって、酸化物と水酸化物の混合比率を容易に制御でき、目的に応じた酸化物及び／または水酸化物を作りわけることが可能である。
（ｐＨ調製物質）
　上記ｐＨを調製するためのｐＨ調整物質としては、特に限定されないが、塩酸や硫酸、硝酸や王水、トリクロロ酢酸やトリフルオロ酢酸、リン酸やクエン酸、アスコルビン酸などの無機または有機の酸のような酸性物質や、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの金属水酸化物や、トリエチルアミンやジメチルアミノエタノールなどのアミン類またはアンモニアなどの塩基性物質、また上記酸性物質や塩基性物質の塩などが挙げられる。上記のｐＨ調整物質は、それぞれ単独で使用しても良く、複数以上を混合して使用しても良い。金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体及び／または塩基性流体への上記ｐＨ調整物質の混合量や金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体及び／または塩基性流体の濃度を変化させることによって、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体とのうちの少なくとも何れか一方のｐＨを変化させることが可能である。
　上記のｐＨ調整物質は、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体、もしくは塩基性流体、またはその両方に含まれていてもよい。また、上記のｐＨ調整物質は、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体とも塩基性流体とも異なる第３の流体に含まれていてもよい。
（ｐＨ領域）
　本発明における金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体及び／または塩基性流体のｐＨは特に限定されないが、塩基性流体については、ｐＨ７以上が好ましく、ｐＨ9以上がより好ましい。また、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体とを混合した後のｐＨについては特に限定されない。用いる金属または金属化合物の種類、目的や対象となる酸化物及び／または水酸化物の種類や混合比率、粒子径などによって、適宜変更する事が可能である。
（分散剤等）
　また、本発明においては、目的や必要に応じて各種分散剤や界面活性剤を用いる事ができる。特に限定されないが、界面活性剤及び分散剤としては一般的に用いられる様々な市販品や、新規に合成したものなどを使用できる。一例として、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤や、各種ポリマーなどの分散剤などを挙げることができる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　上記の界面活性剤及び分散剤は、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体もしくは塩基性流体、またはその両方に含まれていてもよい。また、上記の界面活性剤及び分散剤は、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体とも塩基性流体とも異なる第３の流体に含まれていてもよい。
（温度）
　本発明において、金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と塩基性流体とを混合する際の温度は特に限定されない。用いる金属または金属化合物の種類、目的や対象となる酸化物及び／または水酸化物の種類や混合比率、粒子径、または上記ｐＨなどによって適切な温度で実施することが可能である。
　本発明によって得られた水酸化物、または酸化物と水酸化物の混合物を焼成することによって酸化物を得ることができる。焼成の際の温度や時間等の焼成条件は、適宜選択して実施することができる。
　以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。しかし、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
　実施例１～６として、後述する亜鉛化合物溶液（金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体）とアンモニア水溶液（塩基性流体）とを、図１に示すように、特許文献３に示された装置と同様の原理の装置を用いて、処理用面１，２間に形成される薄膜流体中で混合し、酸化亜鉛、または水酸化亜鉛、またはそれらの混合物を微粒子として析出させた。その際、亜鉛化合物溶液とアンモニア水溶液との少なくとも何れか一方の導入速度と、亜鉛化合物溶液とアンモニア水溶液との少なくとも何れか一方のｐＨとからなる群から選択された少なくとも１種を変化させることによって、得られた酸化亜鉛または水酸化亜鉛またはこれらの混合物の微粒子における酸化亜鉛と水酸化亜鉛との混合比率を制御した。
　尚、以下の実施例において、「中央から」というのは、図１に示す処理装置の「第１導入部ｄ１から」という意味であり、第１流体は、第１導入部ｄ１から導入される、前述の第１被処理流動体を指し、第２流体は、図１に示す処理装置の第２導入部ｄ２から導入される、前述の第２被処理流動体を指す。
（ｐＨ測定）
　ｐＨ測定には、HORIBA製の型番Ｄ－５１のｐＨメーターを用いた。各被処理流動体を流体処理装置に導入する前に、その被処理流動体のｐＨを室温にて測定した。
（粉末Ｘ線回折測定：ＸＲＤ）
　Ｘ線回折測定には、PANalytical社製の全自動多目的Ｘ線回折装置（Ｘ‘Pert PRO MPD）を用いた。回折角２θ＝１０～１００°の範囲での回折強度を測定した。　
（透過型電子顕微鏡観察：ＴＥＭ）
　透過型電子顕微鏡観察には、日本電子（株）製、ＪＥＭ－２１００を用いて、複数視野について観察倍率2万倍もしくは20万倍にて一次粒子径を観察並びに測定し、平均値を用いた。
（示差熱熱重量同時測定：ＴＧ－ＤＴＡ）
　示差熱熱重量同時測定には、ＳＩＩ株式会社製のＴＧ／ＤＴＡ６３００を用いた。４０℃～３００℃の範囲で昇温速度５℃／ｍｉｎ．にて測定した。
　中央から第１流体の塩基性流体としてアンモニア水溶液を、供給圧力=０．３０ＭＰａＧ、回転数２０００ｒｐｍ、１００℃で送液しながら、第２流体の亜鉛化合物溶液として、硝酸亜鉛（亜鉛化合物）を純水に溶解した硝酸亜鉛水溶液を処理用面１，２間に２０℃で導入し、第１流体と第２流体とを薄膜流体中で混合した。第１流体並びに第２流体の送液温度は、第１流体と第２流体のそれぞれの温度を処理装置導入直前（より詳しくは、処理用面１，２間に導入される直前）にて測定した。酸化亜鉛または水酸化亜鉛またはそれらの混合物の微粒子を含む分散液が処理用面１，２間より吐出された。吐出された酸化亜鉛または水酸化亜鉛またはそれらの混合物の微粒子分散液を遠心分離機にて、上澄み液を除去した後に、純水にて洗浄する作業を３回行い、６０℃の条件で大気圧にて乾燥した。乾燥後の粉体について、ＸＲＤ測定並びにＴＧ－ＤＴＡ分析を行った。また、ＴＥＭ観察にて一次粒子径を確認した。表１に処理条件並びにＴＧ－ＤＴＡ分析から算出した酸化亜鉛と水酸化亜鉛の混合比率をwt％で記載する。また、ＴＥＭ観察にて確認した一次粒子径を併せて記載する。また、図４に実施例１，３，５，６において作製された酸化亜鉛または水酸化亜鉛またはこれらの混合物の微粒子のＸＲＤ測定結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図４と表１から、亜鉛化合物溶液と塩基性流体とのうちの少なくともいずれか一方の導入速度と、亜鉛化合物溶液と塩基性流体とのうちの少なくともいずれか一方のｐＨとからなる群から選択された少なくとも１種を変化させることによって、得られた酸化亜鉛または水酸化亜鉛またはそれらの混合物における酸化亜鉛と水酸化亜鉛との混合比率が制御できていることが確認された。具体的には、実施例１，２については全て酸化亜鉛の微粒子、実施例３，４，５については酸化亜鉛と水酸化亜鉛の混合物の微粒子、実施例６については全て水酸化亜鉛の微粒子である事を確認した。
　また、表１から、亜鉛化合物溶液と塩基性流体とのうちの少なくともいずれか一方の導入速度と、亜鉛化合物溶液と塩基性流体とのうちの少なくともいずれか一方のｐＨとからなる群から選択された少なくとも１種を変化させることによって、得られた酸化亜鉛または水酸化亜鉛またはそれらの混合物における酸化物と水酸化物との混合比率を制御できることに加え、得られた酸化亜鉛または水酸化亜鉛またはそれらの混合物の粒子径が変化することが確認された。以上のことから、得られた酸化亜鉛または水酸化亜鉛またはそれらの混合物における酸化物と水酸化物との混合比率の制御と、得られた酸化亜鉛または水酸化亜鉛またはそれらの混合物の粒子径の制御とが、同時に行えることが確認できた。
　　１　　　第１処理用面
　　２　　　第２処理用面
　　１０　　第１処理用部
　　１１　　第１ホルダ
　　２０　　第２処理用部
　　２１　　第２ホルダ
　　ｄ１　　第１導入部
　　ｄ２　　第２導入部
　　ｄ２０　開口部

Claims (4)

  1. 　被処理流動体として少なくとも２種類の流体を用いるものであり、
    そのうちで少なくとも１種類の流体は、金属または金属化合物を少なくとも1種類含む流体であり、
    上記以外の流体で少なくとも１種類の流体は、塩基性物質を少なくとも１種類含む塩基性流体であり、
    上記の被処理流動体を、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する少なくとも２つの処理用面の間にできる薄膜流体中で混合し、酸化物または水酸化物あるいはそれらの混合物を析出させる酸化物及び／または水酸化物の製造方法において、
    上記少なくとも２つの処理用面間に導入される上記金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と上記塩基性流体との少なくともいずれか一方に関する特定の条件を変化させる事によって、酸化物と水酸化物との比率を制御して析出させるものであり、上記特定の条件が、上記金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と上記塩基性流体とのうちの少なくともいずれか一方の導入速度と、上記金属または金属化合物を少なくとも１種類含む流体と上記塩基性流体とのうちの少なくともいずれか一方のｐＨとからなる群から選択された少なくとも１種である事を特徴とする酸化物及び／または水酸化物の製造方法。
  2. 　上記金属または金属化合物を構成する元素が、化学周期表上における全ての金属元素、Ｂ、Ｓi、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔからなる群から選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の酸化物及び／または水酸化物の製造方法。
  3. 　請求項１または２に記載の酸化物及び／または水酸化物の製造方法によって製造された酸化物及び／または水酸化物が、微粒子である事を特徴とする酸化物及び／または水酸化物の製造方法。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の酸化物及び／または水酸化物の製造方法によって製造された水酸化物または酸化物と水酸化物との混合物を焼成することによって酸化物を製造することを特徴とする酸化物の製造方法。
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