JPH0420843B2 - - Google Patents
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- JPH0420843B2 JPH0420843B2 JP30258587A JP30258587A JPH0420843B2 JP H0420843 B2 JPH0420843 B2 JP H0420843B2 JP 30258587 A JP30258587 A JP 30258587A JP 30258587 A JP30258587 A JP 30258587A JP H0420843 B2 JPH0420843 B2 JP H0420843B2
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- metal compound
- hydrolysis
- titanium
- volatile metal
- sec
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/20—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation of elements in the gaseous state; by oxidation or hydrolysis of compounds in the gaseous state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/34—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation or hydrolysis of sprayed or atomised solutions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は球状金属酸化物超微粒子の製造方法に
関し、詳しくは化粧料、塗料、吸着剤、触媒、触
媒担体など幅広い用途に供することのできる球状
金属酸化物超微粒子の製造方法に関する。 ［従来技術及び発明が解決しようとする問題点］ チタン、ジルコニウムなどの金属酸化物の微粒
子を製造する方法として種々の方法が知られてい
る。 例えば酸化チタンは耐侯性にすぐれ、しかも強
い隠蔽力を有しているため、化粧品、塗料等の分
野において広く用いられているが、このような酸
化チタンの製造方法として、硫酸チタン水溶液を
中和した後、生成する沈澱を焼成する硫酸法や四
塩化チタンを高温で分解酸化させる塩素法などが
知られている。しかしながら、これら従来のルチ
ル型の酸化チタンの製造方法においては、製造過
程中に粒子成長が起るため、得られる酸化チタン
の粒子径は1μｍ（1000nｍ）を超える大きいもの
である。 また、四塩化チタンと水を200〜800℃にて気相
で混合しアナターゼ型の微粒子状の酸化チタンを
製造したり、液相で四塩化チタンと水を反応させ
てアナターゼもしくは僅かにルチルの混じつたア
ナターゼ型の微粒子状の酸化チタンを製造しうる
ことが確認されている。しかしながら、これらの
方法では不定形の粒子しか得ることができず、球
状のものは得られていない。 そこでチタンアルコキサイドを熱分解して球
状、非晶質の微粒子状チタニアを製造する方法が
提案されている（特開昭61−201604号公報）。し
かしながら、この方法において水蒸気を導入して
加水分解した場合、球状で非晶質の微粒子が得ら
れるものの、原料と水蒸気の混合が不充分なた
め、その粒径が20nｍ以上でその粒径分布も広
く、さらにその微粒子中には、未反応アルコキシ
ドに起因する炭素質が1wt％以上残留し、純度と
いう点で品質に問題があつた。 本発明は上記従来の問題点を解消し、粒径が５
〜20nｍと極めて小さく、また粒径分布がシヤー
プで、しかも残留炭素が極めて少なく高純度の球
状金属酸化物超微粒子を効率よく製造する方法を
提供することを目的とするものである。 ［問題点を解決するための手段］ すなわち本発明は揮発性金属化合物を気化また
は霧化せしめた後、加熱下に加水分解して球状金
属酸化物超微粒子を製造する方法において、気化
または霧化した揮発性金属化合物と水蒸気とを、
各々の流路における流速を少なくともいずれか一
方が５ｍ／秒以上として加水分解炉に導入し、加
水分解を行なうことを特徴とする球状金属酸化物
超微粒子の製造方法を提供するものである。 本発明の方法において原料として用いる揮発性
金属化合物としては様々なものを挙げることがで
きる。 例えば、チタンアルコキサイド、チタンハライ
ドなどの揮発性を有するチタン化合物；ジルコニ
ウムアルコキサイド、ジルコニウムハライド、有
機ジルコニウム化合物などの揮発性を有するジル
コニウム化合物；スカンジウム、イツトリウム、
ランタン、セリウム等の希土類金属のアルコキサ
イドなどを挙げることができ、これらを単独で若
しくは組合せて用いることができる。例えば、揮
発性金属化合物としてチタンアルコキサイドを用
いる場合、生成する酸化チタンの安定性を増大さ
せるために、チタンアルコキサイドのモル濃度の
50％を超えない範囲で塩化アルミニウム、ジルコ
ニウムアルコキサイド、希土類塩化物或いは希土
類アルコキサイドなど揮発性を有する金属の化合
物を共存させてもよい。 ここでチタンアルコキサイドとして具体的には
例えば、チタンテトラメトキサイド、チタンテト
ラエトキサイド、チタンテトラプロポキサイド、
チタンテトラブトキサイド、ジエトキシチタンオ
キサイドなどを挙げることができる。 また、チタンハライドとして具体的には四塩化
チタン、四臭化チタンなどのテトラハロゲン化チ
タンが挙げられる。さらに、トリハロゲン化モノ
アルコキシチタン、モノハロゲン化トリアルコキ
シチタン、ジハロゲン化ジアルコキシチタンなど
の揮発性を有するチタン化合物を用いることもで
きる。 また、ジルコニウムアルコキサイドとして具体
的には例えば、ジルコニウムテトラメトキサイ
ド、ジルコニウムテトラエトキサイド、ジルコニ
ウムテトライソプロポキサイド、ジルコニウムテ
トラブトキサイド、などのテトラアルコキシジル
コニウムなどを挙げることができる。 また、ジルコニウムハライドとして具体的には
四塩化ジルコニウム、四臭化ジルコニウムなどの
テトラハロゲン化ジルコニウムが挙げられ、さら
にトリハロゲン化モノアルコキシジルコニウム、
モノハロゲン化トリアルコキシジルコニウム、ジ
ハロゲン化ジアルコキシジルコニウムなどを用い
ることもできる。また、ジルコニウムフエノキシ
ドなど揮発性の有機ジルコニウム化合物を用いる
こともできる。 本発明の方法においては、まず上記の揮発性金
属化合物を気化または霧化せしめる。ここで揮発
性金属化合物を気化または霧化、すなわち蒸発ま
たは霧化せしめる条件は揮発性金属化合物の種類
等に応じて適宜選定すればよい。 なお、上記の揮発性金属化合物を気化または霧
化するに際しては、該化合物を低温で気化または
霧化させるために希釈ガスを用いる。したがつ
て、この希釈ガスについては特に量的制約はない
があまり少ないと気化温度を高めねばならずその
場合原料が水蒸気と混合される前に熱分解してベ
ーパライザーを閉塞させる可能性がある。それ
故、上記の揮発性金属化合物を気化または霧化す
るに際しては、希釈ガスで揮発性金属化合物を
0.01〜10容量％の割合となるように希釈すること
が好ましい。この希釈ガスは、気化または霧化せ
しめられた揮発性金属化合物を加水分解炉に導入
するためのキヤリアーガスとしての役割を果たす
ものである。 ここで希釈ガス（キヤリアーガス）としてはア
ルゴン、ヘリウム、窒素などの不活性ガスや空
気、酸素等が用いられ、特にヘリウム、窒素を用
いることが好ましい。 ここで揮発性金属化合物を気化または霧化せし
める手段をより具体的な態様で説明すると、例え
ば原料とする揮発性金属化合物をエバポレーター
などを用いて加熱しておき、この中へ希釈ガスを
導入して揮発性金属化合物を含有するガスとして
後述する加水分解炉へ導入する。 また、このようにキヤリアーガスを用いる場
合、原料とする揮発性金属化合物は必ずしも完全
に気化せしめる必要はなく、一部乃至全部を霧状
のものとしてキヤリアーガスにより後述する加水
分解炉へ導入してもよい。 一方揮発性金属化合物を加水分解せしめる水蒸
気は水を加熱して得られるものでもよいし、ある
いは通常のスチームを用いてもよく、これをヒー
ターによりさらに加熱して過熱水蒸気として用い
るのがよい。また状況により窒素、アルゴン、ヘ
リウムなどの不活性ガスや空気、酸素ガスを水蒸
気のキヤリアーガスとして用いてもよい。 このようにして気化または霧化せしめられた揮
発性金属化合物と水蒸気を加水分解炉へ導入す
る。 本発明の方法においては、上記の揮発性金属化
合物と水蒸気とを、各々の流路における流速を少
なくともいずれか一方が５ｍ／秒以上、好ましく
は10ｍ／秒以上として加水分解炉に導入し、加水
分解を行なう。ここで両者の流速が５ｍ／秒より
も遅いと、揮発性金属化合物と水蒸気の混合が不
完全となり、生成物の粒径が大きくなり、しかも
粒径分布が広くなるとともに、未反応アルコキシ
ドに起因する炭素質が増加するため好ましくな
い。上記流速を達成するには加水分解炉への流路
の断面積を小さくしても良いし、揮発性金属化合
物或いは水蒸気の流量を増加させても良い。 上記揮発性金属化合物と水蒸気の加水分解炉へ
の導入は、各々の流路の出口が互いに平行でない
導入ノズルを用いて行なうことが好ましい。各々
の流路の出口が平行であると、両者の混合が良く
行なわれず、その結果粒径分布が広くなるため好
ましくない。導入ノズル出口部分における各々の
流路のなす角は5°〜160°、特に30°〜110°の範囲と
することが好ましい。 このようにして揮発性金属化合物と水蒸気を加
水分解炉に導入して加水分解を行なう。 加水分解の温度としては100℃以上で600℃以下
が好ましく、特に200〜400℃が好ましい。100℃
以下の温度では混合が完全に行なわれても加水分
解速度が遅く、反応が充分進行せず、未分解原料
が炭化水素として残留する量が増す。一方600℃
を超える高温では比表面積の大きい粒子が得られ
ず球状、非晶質粒子が得られない。 また、加水分解炉中における、気化または霧化
状態の揮発性金属化合物の滞留時間や流速等は特
に制限はなく、様々な条件で行なうことができ
る。好ましくは、滞留時間は0.01〜10秒であり、
流速は0.01〜10ｍ／秒である。 また、分解が行なわれる加水分解炉としては特
に制限はなく、通常使用されているものを用いる
ことができる。 このようにして、球状で超微粒子状の金属酸化
物粒子が生成するが、このままでは生成した超微
粒子同士が気相中で合体する虞れがある。 そこで、本発明の方法においては加水分解後直
ちに、得られた金属酸化物超微粒子が再び合体し
ない温度まで冷却することが好ましい。この様に
得られた金属酸化物超微粒子を直ちに急冷するこ
とにより、金属酸化物超微粒子同士の合体を防止
することができる。 すなわち、この急冷により金属酸化物粒子の合
体を防止し、得られた球状かつ超微粒子状の金属
酸化物をそのままの状態（１次粒子）で捕集する
わけである。 この操作はできるだけ速やかに行なうことが好
ましい。また、冷却温度は、得られた金属酸化物
超微粒子が合体しない温度までであるが、冷却速
度等によつても異なり必ずしも一義的に決定する
ことは困難である。通常、100℃以下の温度にで
きるだけ短時間で冷却することが好ましい。な
お、冷却手段は特に制限はなく、例えば空気、窒
素ガス、水などを用いて行なえばよい。 この冷却操作は加水分解炉の直後に設置した冷
却装置を用いても行なつてもよく、或いは加水分
解炉の内に組み込むなどの方法によつてもよい。 叙上の如くして平均粒径が５〜20nｍで粒径分
布が５〜60nｍの超微粒子状の金属酸化物が得ら
れるが、これをメンブランフイルター、バグフイ
ルターあるいは電気集じん機などを用いて過を
行なうことにより分離、捕集して最終製品とす
る。 また、反応系内に冷却装置を置いた場合、生成
した超微粒子は熱泳動を利用することにより、こ
の装置上に捕集することも可能である。 ［実施例］ 次に、本発明を実施例により詳しく説明する。 実施例 １ 第１図に示す反応装置（導入ノズル出口部分Ｃ
における原料である揮発性金属化合物の流路Ａと
水蒸気の流路Ｂとのなす角90°）を用いて金属酸
化物粒子の製造を行なつた。原料のチタンテトラ
イソプロポキサイド（Ti（OC3H7）4）を流量44
ｇ／hrで、キヤリアーガスとしての窒素ガス（流
量1.05Nm3／hr）とともに、130℃に加熱したベ
ーパライザー１へ導入し、原料を完全に気化せし
めた。一方流量5.6ｇ／hrの水を流量3.75Nm3／hr
の窒素ガスとともに、450℃に加熱したベーパラ
イザー２へ導入し、ちようど原料に対して理論量
の過熱水蒸気を調製した。この過熱水蒸気を、気
化させた原料と同時に加水分解炉３へ送り込み
260℃で加水分解させ、超微粒子状酸化チタンを
得た。この時の加水分解炉３へ送り込むガス速度
は原料側で23ｍ／秒、水蒸気側で46ｍ／秒となる
様に導入ノズル出口部分の断面積を調整しておい
た。 混合後のガス流速は加水分解炉３の中央部Ｄの
点で0.48ｍ／秒であつた。なおこの場合急冷は窒
素ガスを冷却室４中に吹込むことにより行なつ
た。 得られた生成物の収率と物性値を第１表に示
す。なお、図中符号５はヒーター、符号６はバグ
フイルター、符号７はフローメーター、符号８は
原料チヤージポンプ、符号９は水チヤージポンプ
である。 比較例 １ 実施例１において導入ノズル出口部分の断面積
を調整して、原料ガス流速を1.3ｍ／秒、水蒸気
流速を2.6ｍ／秒としたことの他は実施例１と同
様に行なつた。得られた生成物の収率と物性値を
第１表に示す。 実施例 ２ 実施例１において原料のチタンテトライソプロ
ポキサイドの流量を189ｇ／hrとし、流量3.72N
m3／hrの窒素ガスとともに流量24.0ｇ／hrの理論
量の水を用いて過熱水蒸気としたことの他は実施
例１と同様に行なつた。得られた生成物の収率と
物性値を第１表に示す。 比較例 ２ 実施例２において、導入ノズル出口部分の断面
積を調整して原料ガス流速を1.3ｍ／秒、水蒸気
流速を2.6ｍ／秒としたことの他は実施例２と同
様に行なつた。得られた生成物の収率と物性値を
第１表に示す。
関し、詳しくは化粧料、塗料、吸着剤、触媒、触
媒担体など幅広い用途に供することのできる球状
金属酸化物超微粒子の製造方法に関する。 ［従来技術及び発明が解決しようとする問題点］ チタン、ジルコニウムなどの金属酸化物の微粒
子を製造する方法として種々の方法が知られてい
る。 例えば酸化チタンは耐侯性にすぐれ、しかも強
い隠蔽力を有しているため、化粧品、塗料等の分
野において広く用いられているが、このような酸
化チタンの製造方法として、硫酸チタン水溶液を
中和した後、生成する沈澱を焼成する硫酸法や四
塩化チタンを高温で分解酸化させる塩素法などが
知られている。しかしながら、これら従来のルチ
ル型の酸化チタンの製造方法においては、製造過
程中に粒子成長が起るため、得られる酸化チタン
の粒子径は1μｍ（1000nｍ）を超える大きいもの
である。 また、四塩化チタンと水を200〜800℃にて気相
で混合しアナターゼ型の微粒子状の酸化チタンを
製造したり、液相で四塩化チタンと水を反応させ
てアナターゼもしくは僅かにルチルの混じつたア
ナターゼ型の微粒子状の酸化チタンを製造しうる
ことが確認されている。しかしながら、これらの
方法では不定形の粒子しか得ることができず、球
状のものは得られていない。 そこでチタンアルコキサイドを熱分解して球
状、非晶質の微粒子状チタニアを製造する方法が
提案されている（特開昭61−201604号公報）。し
かしながら、この方法において水蒸気を導入して
加水分解した場合、球状で非晶質の微粒子が得ら
れるものの、原料と水蒸気の混合が不充分なた
め、その粒径が20nｍ以上でその粒径分布も広
く、さらにその微粒子中には、未反応アルコキシ
ドに起因する炭素質が1wt％以上残留し、純度と
いう点で品質に問題があつた。 本発明は上記従来の問題点を解消し、粒径が５
〜20nｍと極めて小さく、また粒径分布がシヤー
プで、しかも残留炭素が極めて少なく高純度の球
状金属酸化物超微粒子を効率よく製造する方法を
提供することを目的とするものである。 ［問題点を解決するための手段］ すなわち本発明は揮発性金属化合物を気化また
は霧化せしめた後、加熱下に加水分解して球状金
属酸化物超微粒子を製造する方法において、気化
または霧化した揮発性金属化合物と水蒸気とを、
各々の流路における流速を少なくともいずれか一
方が５ｍ／秒以上として加水分解炉に導入し、加
水分解を行なうことを特徴とする球状金属酸化物
超微粒子の製造方法を提供するものである。 本発明の方法において原料として用いる揮発性
金属化合物としては様々なものを挙げることがで
きる。 例えば、チタンアルコキサイド、チタンハライ
ドなどの揮発性を有するチタン化合物；ジルコニ
ウムアルコキサイド、ジルコニウムハライド、有
機ジルコニウム化合物などの揮発性を有するジル
コニウム化合物；スカンジウム、イツトリウム、
ランタン、セリウム等の希土類金属のアルコキサ
イドなどを挙げることができ、これらを単独で若
しくは組合せて用いることができる。例えば、揮
発性金属化合物としてチタンアルコキサイドを用
いる場合、生成する酸化チタンの安定性を増大さ
せるために、チタンアルコキサイドのモル濃度の
50％を超えない範囲で塩化アルミニウム、ジルコ
ニウムアルコキサイド、希土類塩化物或いは希土
類アルコキサイドなど揮発性を有する金属の化合
物を共存させてもよい。 ここでチタンアルコキサイドとして具体的には
例えば、チタンテトラメトキサイド、チタンテト
ラエトキサイド、チタンテトラプロポキサイド、
チタンテトラブトキサイド、ジエトキシチタンオ
キサイドなどを挙げることができる。 また、チタンハライドとして具体的には四塩化
チタン、四臭化チタンなどのテトラハロゲン化チ
タンが挙げられる。さらに、トリハロゲン化モノ
アルコキシチタン、モノハロゲン化トリアルコキ
シチタン、ジハロゲン化ジアルコキシチタンなど
の揮発性を有するチタン化合物を用いることもで
きる。 また、ジルコニウムアルコキサイドとして具体
的には例えば、ジルコニウムテトラメトキサイ
ド、ジルコニウムテトラエトキサイド、ジルコニ
ウムテトライソプロポキサイド、ジルコニウムテ
トラブトキサイド、などのテトラアルコキシジル
コニウムなどを挙げることができる。 また、ジルコニウムハライドとして具体的には
四塩化ジルコニウム、四臭化ジルコニウムなどの
テトラハロゲン化ジルコニウムが挙げられ、さら
にトリハロゲン化モノアルコキシジルコニウム、
モノハロゲン化トリアルコキシジルコニウム、ジ
ハロゲン化ジアルコキシジルコニウムなどを用い
ることもできる。また、ジルコニウムフエノキシ
ドなど揮発性の有機ジルコニウム化合物を用いる
こともできる。 本発明の方法においては、まず上記の揮発性金
属化合物を気化または霧化せしめる。ここで揮発
性金属化合物を気化または霧化、すなわち蒸発ま
たは霧化せしめる条件は揮発性金属化合物の種類
等に応じて適宜選定すればよい。 なお、上記の揮発性金属化合物を気化または霧
化するに際しては、該化合物を低温で気化または
霧化させるために希釈ガスを用いる。したがつ
て、この希釈ガスについては特に量的制約はない
があまり少ないと気化温度を高めねばならずその
場合原料が水蒸気と混合される前に熱分解してベ
ーパライザーを閉塞させる可能性がある。それ
故、上記の揮発性金属化合物を気化または霧化す
るに際しては、希釈ガスで揮発性金属化合物を
0.01〜10容量％の割合となるように希釈すること
が好ましい。この希釈ガスは、気化または霧化せ
しめられた揮発性金属化合物を加水分解炉に導入
するためのキヤリアーガスとしての役割を果たす
ものである。 ここで希釈ガス（キヤリアーガス）としてはア
ルゴン、ヘリウム、窒素などの不活性ガスや空
気、酸素等が用いられ、特にヘリウム、窒素を用
いることが好ましい。 ここで揮発性金属化合物を気化または霧化せし
める手段をより具体的な態様で説明すると、例え
ば原料とする揮発性金属化合物をエバポレーター
などを用いて加熱しておき、この中へ希釈ガスを
導入して揮発性金属化合物を含有するガスとして
後述する加水分解炉へ導入する。 また、このようにキヤリアーガスを用いる場
合、原料とする揮発性金属化合物は必ずしも完全
に気化せしめる必要はなく、一部乃至全部を霧状
のものとしてキヤリアーガスにより後述する加水
分解炉へ導入してもよい。 一方揮発性金属化合物を加水分解せしめる水蒸
気は水を加熱して得られるものでもよいし、ある
いは通常のスチームを用いてもよく、これをヒー
ターによりさらに加熱して過熱水蒸気として用い
るのがよい。また状況により窒素、アルゴン、ヘ
リウムなどの不活性ガスや空気、酸素ガスを水蒸
気のキヤリアーガスとして用いてもよい。 このようにして気化または霧化せしめられた揮
発性金属化合物と水蒸気を加水分解炉へ導入す
る。 本発明の方法においては、上記の揮発性金属化
合物と水蒸気とを、各々の流路における流速を少
なくともいずれか一方が５ｍ／秒以上、好ましく
は10ｍ／秒以上として加水分解炉に導入し、加水
分解を行なう。ここで両者の流速が５ｍ／秒より
も遅いと、揮発性金属化合物と水蒸気の混合が不
完全となり、生成物の粒径が大きくなり、しかも
粒径分布が広くなるとともに、未反応アルコキシ
ドに起因する炭素質が増加するため好ましくな
い。上記流速を達成するには加水分解炉への流路
の断面積を小さくしても良いし、揮発性金属化合
物或いは水蒸気の流量を増加させても良い。 上記揮発性金属化合物と水蒸気の加水分解炉へ
の導入は、各々の流路の出口が互いに平行でない
導入ノズルを用いて行なうことが好ましい。各々
の流路の出口が平行であると、両者の混合が良く
行なわれず、その結果粒径分布が広くなるため好
ましくない。導入ノズル出口部分における各々の
流路のなす角は5°〜160°、特に30°〜110°の範囲と
することが好ましい。 このようにして揮発性金属化合物と水蒸気を加
水分解炉に導入して加水分解を行なう。 加水分解の温度としては100℃以上で600℃以下
が好ましく、特に200〜400℃が好ましい。100℃
以下の温度では混合が完全に行なわれても加水分
解速度が遅く、反応が充分進行せず、未分解原料
が炭化水素として残留する量が増す。一方600℃
を超える高温では比表面積の大きい粒子が得られ
ず球状、非晶質粒子が得られない。 また、加水分解炉中における、気化または霧化
状態の揮発性金属化合物の滞留時間や流速等は特
に制限はなく、様々な条件で行なうことができ
る。好ましくは、滞留時間は0.01〜10秒であり、
流速は0.01〜10ｍ／秒である。 また、分解が行なわれる加水分解炉としては特
に制限はなく、通常使用されているものを用いる
ことができる。 このようにして、球状で超微粒子状の金属酸化
物粒子が生成するが、このままでは生成した超微
粒子同士が気相中で合体する虞れがある。 そこで、本発明の方法においては加水分解後直
ちに、得られた金属酸化物超微粒子が再び合体し
ない温度まで冷却することが好ましい。この様に
得られた金属酸化物超微粒子を直ちに急冷するこ
とにより、金属酸化物超微粒子同士の合体を防止
することができる。 すなわち、この急冷により金属酸化物粒子の合
体を防止し、得られた球状かつ超微粒子状の金属
酸化物をそのままの状態（１次粒子）で捕集する
わけである。 この操作はできるだけ速やかに行なうことが好
ましい。また、冷却温度は、得られた金属酸化物
超微粒子が合体しない温度までであるが、冷却速
度等によつても異なり必ずしも一義的に決定する
ことは困難である。通常、100℃以下の温度にで
きるだけ短時間で冷却することが好ましい。な
お、冷却手段は特に制限はなく、例えば空気、窒
素ガス、水などを用いて行なえばよい。 この冷却操作は加水分解炉の直後に設置した冷
却装置を用いても行なつてもよく、或いは加水分
解炉の内に組み込むなどの方法によつてもよい。 叙上の如くして平均粒径が５〜20nｍで粒径分
布が５〜60nｍの超微粒子状の金属酸化物が得ら
れるが、これをメンブランフイルター、バグフイ
ルターあるいは電気集じん機などを用いて過を
行なうことにより分離、捕集して最終製品とす
る。 また、反応系内に冷却装置を置いた場合、生成
した超微粒子は熱泳動を利用することにより、こ
の装置上に捕集することも可能である。 ［実施例］ 次に、本発明を実施例により詳しく説明する。 実施例 １ 第１図に示す反応装置（導入ノズル出口部分Ｃ
における原料である揮発性金属化合物の流路Ａと
水蒸気の流路Ｂとのなす角90°）を用いて金属酸
化物粒子の製造を行なつた。原料のチタンテトラ
イソプロポキサイド（Ti（OC3H7）4）を流量44
ｇ／hrで、キヤリアーガスとしての窒素ガス（流
量1.05Nm3／hr）とともに、130℃に加熱したベ
ーパライザー１へ導入し、原料を完全に気化せし
めた。一方流量5.6ｇ／hrの水を流量3.75Nm3／hr
の窒素ガスとともに、450℃に加熱したベーパラ
イザー２へ導入し、ちようど原料に対して理論量
の過熱水蒸気を調製した。この過熱水蒸気を、気
化させた原料と同時に加水分解炉３へ送り込み
260℃で加水分解させ、超微粒子状酸化チタンを
得た。この時の加水分解炉３へ送り込むガス速度
は原料側で23ｍ／秒、水蒸気側で46ｍ／秒となる
様に導入ノズル出口部分の断面積を調整しておい
た。 混合後のガス流速は加水分解炉３の中央部Ｄの
点で0.48ｍ／秒であつた。なおこの場合急冷は窒
素ガスを冷却室４中に吹込むことにより行なつ
た。 得られた生成物の収率と物性値を第１表に示
す。なお、図中符号５はヒーター、符号６はバグ
フイルター、符号７はフローメーター、符号８は
原料チヤージポンプ、符号９は水チヤージポンプ
である。 比較例 １ 実施例１において導入ノズル出口部分の断面積
を調整して、原料ガス流速を1.3ｍ／秒、水蒸気
流速を2.6ｍ／秒としたことの他は実施例１と同
様に行なつた。得られた生成物の収率と物性値を
第１表に示す。 実施例 ２ 実施例１において原料のチタンテトライソプロ
ポキサイドの流量を189ｇ／hrとし、流量3.72N
m3／hrの窒素ガスとともに流量24.0ｇ／hrの理論
量の水を用いて過熱水蒸気としたことの他は実施
例１と同様に行なつた。得られた生成物の収率と
物性値を第１表に示す。 比較例 ２ 実施例２において、導入ノズル出口部分の断面
積を調整して原料ガス流速を1.3ｍ／秒、水蒸気
流速を2.6ｍ／秒としたことの他は実施例２と同
様に行なつた。得られた生成物の収率と物性値を
第１表に示す。
【表】
［発明の効果］
本発明の方法においてはその粒径が５〜20nｍ
と極めて小さく、さらにその粒径分布が狭く、従
つて紫外線遮断性に優れ、可視光線透過性のよい
超微粒子状金属酸化物を得ることができる。また
残留炭素は0.5wt％以下と極めて少なく高純度で
あり、あるいは収率が向上することから製造コス
トを低減することができる。
と極めて小さく、さらにその粒径分布が狭く、従
つて紫外線遮断性に優れ、可視光線透過性のよい
超微粒子状金属酸化物を得ることができる。また
残留炭素は0.5wt％以下と極めて少なく高純度で
あり、あるいは収率が向上することから製造コス
トを低減することができる。
第１図は本発明の実施例および比較例で用いた
反応装置を示す説明図である。 １……ベーパライザー、２……ベーパライザ
ー、３……加水分解炉、４……冷却室、５……ヒ
ーター、６……バグフイルター、７……フローメ
ーター、８……原料チヤージポンプ、９……水チ
ヤージポンプ、Ａ……揮発性金属化合物の流路、
Ｂ……水蒸気の流路、Ｃ……導入ノズル出口部
分、Ｄ……加水分解炉の中央部。
反応装置を示す説明図である。 １……ベーパライザー、２……ベーパライザ
ー、３……加水分解炉、４……冷却室、５……ヒ
ーター、６……バグフイルター、７……フローメ
ーター、８……原料チヤージポンプ、９……水チ
ヤージポンプ、Ａ……揮発性金属化合物の流路、
Ｂ……水蒸気の流路、Ｃ……導入ノズル出口部
分、Ｄ……加水分解炉の中央部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 揮発性金属化合物を気化または霧化せしめた
後、加熱下に加水分解して球状金属酸化物超微粒
子を製造する方法において、気化または霧化した
揮発性金属化合物と水蒸気とを、各々の流路にお
ける流速を少なくともいずれか一方が５ｍ／秒以
上として加水分解炉に導入し、加水分解を行なう
ことを特徴とする球状金属酸化物超微粒子の製造
方法。 ２ 各々の流路における流速を少なくともいずれ
か一方が10ｍ／秒以上とした特許請求の範囲第１
項記載の方法。 ３ 加水分解炉への導入を、各々の流路の出口が
平行でない導入ノズルを用いて行なう特許請求の
範囲第１項記載の方法。 ４ 揮発性金属化合物の加水分解を600℃以下の
温度で行なう特許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30258587A JPH01145307A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 球状金属酸化物超微粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30258587A JPH01145307A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 球状金属酸化物超微粒子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01145307A JPH01145307A (ja) | 1989-06-07 |
| JPH0420843B2 true JPH0420843B2 (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=17910750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30258587A Granted JPH01145307A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 球状金属酸化物超微粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01145307A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0966237A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 光触媒粒子及びその合成方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2566805B2 (ja) * | 1988-01-28 | 1996-12-25 | 日鉄化工機株式会社 | 複合酸化物粉体の製造方法 |
| US6544493B1 (en) | 1999-08-30 | 2003-04-08 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Ultrafine particulate titanium oxide and production process therof |
| JP2003252627A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-10 | Toshiba Corp | 微粒子の製造方法および微粒子製造装置 |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP30258587A patent/JPH01145307A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0966237A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 光触媒粒子及びその合成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01145307A (ja) | 1989-06-07 |
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