JPS59150543A - Ｌｉ↑＋選択性イオン交換体 - Google Patents
Ｌｉ↑＋選択性イオン交換体Info
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- JPS59150543A JPS59150543A JP58025292A JP2529283A JPS59150543A JP S59150543 A JPS59150543 A JP S59150543A JP 58025292 A JP58025292 A JP 58025292A JP 2529283 A JP2529283 A JP 2529283A JP S59150543 A JPS59150543 A JP S59150543A
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Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、無機質で層状の結晶構造を有し高い陽イオン
交換能を発揮するチタン酸アルカリ系イオン交換体の合
成方法に関するものである。
交換能を発揮するチタン酸アルカリ系イオン交換体の合
成方法に関するものである。
この種のチタン酸アルカリ系イオン交換体は後述するよ
うに、高温下あるいは放射線下でのイオン交換反応や分
子ふるいあるｂは固体電解質等の出発原料として産業上
広く利用される可能性があるため、該チタン酸アルカリ
系イオン交換体を効率よく合成する方法の開発が望まれ
ている。
うに、高温下あるいは放射線下でのイオン交換反応や分
子ふるいあるｂは固体電解質等の出発原料として産業上
広く利用される可能性があるため、該チタン酸アルカリ
系イオン交換体を効率よく合成する方法の開発が望まれ
ている。
しかして、本発明の発明者は、Ａｘ Ｔｉ、ｌＯ＊ｙｌ
＋ ｔ（Ａはアルカリ金属、６は３または４）で表わさ
れる層状の結晶構造を有するチタン酸アルカリ （以下
「Ａ型化合物」と略称する）においては、層間のアルカ
リ金属イオン（Ａ＋）とホストの（Ｔ１ηｏ！Ｙｌ＋１
）層の酸素との結合が比較的弱いために、該Ａ＋に
は陽イオン交換能があるという点に着目して前記チタン
酸アルカリ系イオン交換体の合成方法に関する研究を重
ねた結果、前記Ａ型化合物を酸で処理して、ｍ、Ｔ、ｔ
、ｏ、の組成を持つ化合物（以下「ＮａＨ型化合物」と
略称する）およびＨ，Ｔｉ４０・・Ｈ，Ｏの組成を持つ
化合物（以下「ＫＨ型化合物」と略称する）に変えると
、各種の陽イオン（無機および有機陽イオン）を高＾効
率で（Ｔｊ−ηＯＩｎｔｌ ）”−が作る層間に取り込
むことができるという事実を見出した。つまシ、これら
の化合物はイオン交換体としての機能を発揮し得るとい
うことが判明した。
＋ ｔ（Ａはアルカリ金属、６は３または４）で表わさ
れる層状の結晶構造を有するチタン酸アルカリ （以下
「Ａ型化合物」と略称する）においては、層間のアルカ
リ金属イオン（Ａ＋）とホストの（Ｔ１ηｏ！Ｙｌ＋１
）層の酸素との結合が比較的弱いために、該Ａ＋に
は陽イオン交換能があるという点に着目して前記チタン
酸アルカリ系イオン交換体の合成方法に関する研究を重
ねた結果、前記Ａ型化合物を酸で処理して、ｍ、Ｔ、ｔ
、ｏ、の組成を持つ化合物（以下「ＮａＨ型化合物」と
略称する）およびＨ，Ｔｉ４０・・Ｈ，Ｏの組成を持つ
化合物（以下「ＫＨ型化合物」と略称する）に変えると
、各種の陽イオン（無機および有機陽イオン）を高＾効
率で（Ｔｊ−ηＯＩｎｔｌ ）”−が作る層間に取り込
むことができるという事実を見出した。つまシ、これら
の化合物はイオン交換体としての機能を発揮し得るとい
うことが判明した。
本発明はかかる知見に基づいて完成されたものであって
、その目的とするところは、操作が簡単でしかも確実性
のある高い陽イオン交換能をもつチタン酸アルカリ系イ
オン交換体の合成方法を提供するところにある。
、その目的とするところは、操作が簡単でしかも確実性
のある高い陽イオン交換能をもつチタン酸アルカリ系イ
オン交換体の合成方法を提供するところにある。
しかして、本発明に係るチタン酸アルカリ系イオン交換
体の合成方法は、Ａ型化合物を酸処理して、高い陽イオ
ン交換能を持つチタン酸アルカリ系イオン交換体（つま
りＮａＨ型およびＫＨ型化合物冷得る亀のである。
体の合成方法は、Ａ型化合物を酸処理して、高い陽イオ
ン交換能を持つチタン酸アルカリ系イオン交換体（つま
りＮａＨ型およびＫＨ型化合物冷得る亀のである。
Ａ型化合物、つまりＡ ２ ＴｉｎＣ）ｔ、＋１ で表
わされる化合物におけるＡには、ナトリウム（Ｎａ ’
）、カリウム（Ｋ）等の各種アルカリ金属原子が含まれ
る。７１を３と４の整数に限定したのは、その範囲での
み、該Ａ型化合物が安定な層状の結晶構造をなすからで
ある。Ａ型化合物をそのまま陽イオン交換体として利用
するのではなく、一旦酸処理した化合物、つまりＮａＨ
型および藷 型化合物として陽イオン交換体としたのは
、Ａ型化合物に直接能の陽イオンを反応させたのでは（
Ｔｉｎ Ｏ＊ｎ−１ｘ ）’−が作る層間に前記陽イオ
ンをうまく取り込むことができない、またはできにくい
という経験に基づくものであるが、かかる手順を導入す
ることによって、高い陽イオン交換能を持つチタン酸ア
ルカリ系イオン交換体の合成が確実化する理由は、プロ
トン（Ｈｔ）がＡ十より小さい為に、該Ｈｔｈ他の陽イ
オンとの間でイオン交換反応が起こりやすい為およびＨ
ｔと他の陽イオンの間に塩基性度の差が生じる為に、こ
れが反応の推進力となる為であると考えられる。
わされる化合物におけるＡには、ナトリウム（Ｎａ ’
）、カリウム（Ｋ）等の各種アルカリ金属原子が含まれ
る。７１を３と４の整数に限定したのは、その範囲での
み、該Ａ型化合物が安定な層状の結晶構造をなすからで
ある。Ａ型化合物をそのまま陽イオン交換体として利用
するのではなく、一旦酸処理した化合物、つまりＮａＨ
型および藷 型化合物として陽イオン交換体としたのは
、Ａ型化合物に直接能の陽イオンを反応させたのでは（
Ｔｉｎ Ｏ＊ｎ−１ｘ ）’−が作る層間に前記陽イオ
ンをうまく取り込むことができない、またはできにくい
という経験に基づくものであるが、かかる手順を導入す
ることによって、高い陽イオン交換能を持つチタン酸ア
ルカリ系イオン交換体の合成が確実化する理由は、プロ
トン（Ｈｔ）がＡ十より小さい為に、該Ｈｔｈ他の陽イ
オンとの間でイオン交換反応が起こりやすい為およびＨ
ｔと他の陽イオンの間に塩基性度の差が生じる為に、こ
れが反応の推進力となる為であると考えられる。
したがって、本発明に係る合成方法によれば複雑な手順
を要中ることがなく、単にＡ型化合物を酸で処理して脱
アルカリさせるという単純な操作によって、確実に、高
い陽イオン交換能を持つチタン酸アルカリ系イオン交換
体（つまりＮａＨ型およびＫＨ型化合物）を合成できる
ものである。
を要中ることがなく、単にＡ型化合物を酸で処理して脱
アルカリさせるという単純な操作によって、確実に、高
い陽イオン交換能を持つチタン酸アルカリ系イオン交換
体（つまりＮａＨ型およびＫＨ型化合物）を合成できる
ものである。
しかも、このようにして合成されたチタン酸アルカリ系
イオン交換体は、産業上の利用分野で利用が可能である
。例えば、高温下あるいは放射線下でのイオン交換反応
への利用が可能である。現在量も多く使用されているイ
オン交換樹脂は有機系高分子であるために、自ずから高
温下あるいは放射線下での性用には限界があるが、該チ
タン酸アルカリ系イオン交換体は無機化合物である為に
、上記のような苛酷な条件下でも使用できる可能性があ
る。また、例えば、分子ふるいの出発原料としての利用
も可能である。すなわち、該イオン交換体の層間でＨと
種々の大きさを持つ無機イオン（例えば、リチウム（Ｌ
「）、ナトリウム（Ｎａ”）、カリウム（Ｋ１）イオン
等）および有機イオン（例えば、アルキルアンモニウム
イオン等）をイオン交換させると種々の層間距離を持つ
チタン酸アｌレカリ層間化合物が得られることになるの
で、特定分子のみを層間に吸着できるつま＃）選択吸着
性のあるいわゆる分子ふるいを合成できるという応用が
期待できる。さらに例えば、固体電解質の出発原料とｌ
−での利用も可能である。すなわち、層間でＨ“が一部
大きな陽イオンと交換すれば、該陽イオンが層間を広げ
る為、該層間に広いスペースが生まれることになる。そ
の為層間のＨ尊前のイオンが比較的自由に動き回ること
が考えられ固体電解質として使用できる可能性もある。
イオン交換体は、産業上の利用分野で利用が可能である
。例えば、高温下あるいは放射線下でのイオン交換反応
への利用が可能である。現在量も多く使用されているイ
オン交換樹脂は有機系高分子であるために、自ずから高
温下あるいは放射線下での性用には限界があるが、該チ
タン酸アルカリ系イオン交換体は無機化合物である為に
、上記のような苛酷な条件下でも使用できる可能性があ
る。また、例えば、分子ふるいの出発原料としての利用
も可能である。すなわち、該イオン交換体の層間でＨと
種々の大きさを持つ無機イオン（例えば、リチウム（Ｌ
「）、ナトリウム（Ｎａ”）、カリウム（Ｋ１）イオン
等）および有機イオン（例えば、アルキルアンモニウム
イオン等）をイオン交換させると種々の層間距離を持つ
チタン酸アｌレカリ層間化合物が得られることになるの
で、特定分子のみを層間に吸着できるつま＃）選択吸着
性のあるいわゆる分子ふるいを合成できるという応用が
期待できる。さらに例えば、固体電解質の出発原料とｌ
−での利用も可能である。すなわち、層間でＨ“が一部
大きな陽イオンと交換すれば、該陽イオンが層間を広げ
る為、該層間に広いスペースが生まれることになる。そ
の為層間のＨ尊前のイオンが比較的自由に動き回ること
が考えられ固体電解質として使用できる可能性もある。
５−
以下、本発明の実施例につき説明する。
実施例１
特級試薬の二酸化チタン（Ｔｉ−Ｏｉ）と炭酸ナトリウ
ム（ＮａβＯｘ）を２．９：１０（ル比で混合し、これ
を磁製のるつぼに入れａｔ炉により８００°Ｃの温度下
で２０時間焼成した。これをよく粉砕・混合した後、再
度８００°Ｃの温度下で２０時間焼成し、白色粉末状の
三チタン酸ナトリウム（前記Ａ型化合物の１つでＮａ
型化合物とよぶ）を得た。
ム（ＮａβＯｘ）を２．９：１０（ル比で混合し、これ
を磁製のるつぼに入れａｔ炉により８００°Ｃの温度下
で２０時間焼成した。これをよく粉砕・混合した後、再
度８００°Ｃの温度下で２０時間焼成し、白色粉末状の
三チタン酸ナトリウム（前記Ａ型化合物の１つでＮａ
型化合物とよぶ）を得た。
次に、このＮａ型化合物ｌｆＩを０．１規定、０゜５規
定および１゜０規定の塩酸２００ ｍ／に浸し、６０°
Ｃの温度下で３日間反応させた。この際、反応水溶液は
攪拌器にて３時間攪拌し、その後静置し、上澄み液を除
いた後、新しい塩酸水溶液を加えるという操作を５回繰
り返し、反応の進行を完全なものにするようにした。結
果、反応生成物はすべて同じ化合物（ＮａＨ型化合物）
であった。
定および１゜０規定の塩酸２００ ｍ／に浸し、６０°
Ｃの温度下で３日間反応させた。この際、反応水溶液は
攪拌器にて３時間攪拌し、その後静置し、上澄み液を除
いた後、新しい塩酸水溶液を加えるという操作を５回繰
り返し、反応の進行を完全なものにするようにした。結
果、反応生成物はすべて同じ化合物（ＮａＨ型化合物）
であった。
以下にＮａＨ型化合物について述べる。ＮａＨＩＪ化合
物はＨ，Ｔｉ＝Ｏ，の組成を持つことが以下の実験結果
によシ確認された。ＮａＨ型化合物中にはアル ６− カリ金属が含捷れていないことが、その水溶液の原子吸
光分析により確認された。また、Ｎａ 型化合物は単斜
晶系の化合物であり、ＮａＨ型化合物については、発明
者らが同じく単斜晶糸で指数付けした。それらの格子定
数は、 Ｎａ 型化合物ａ ＝ ８゜５７１ Ａ、 ｂ ＝ ３
゜８０４ ；、 、 ｃ−９，１３５；。
物はＨ，Ｔｉ＝Ｏ，の組成を持つことが以下の実験結果
によシ確認された。ＮａＨ型化合物中にはアル ６− カリ金属が含捷れていないことが、その水溶液の原子吸
光分析により確認された。また、Ｎａ 型化合物は単斜
晶系の化合物であり、ＮａＨ型化合物については、発明
者らが同じく単斜晶糸で指数付けした。それらの格子定
数は、 Ｎａ 型化合物ａ ＝ ８゜５７１ Ａ、 ｂ ＝ ３
゜８０４ ；、 、 ｃ−９，１３５；。
β＝１０１．５７゜
ＮａＨ型化合物ａ＝ ８．０８０ ；、％１：ｌ： ３
．７５２ Ａ、 ｃ ＝９゜ｘ７ｓＡ、β＝１０１゜２
７゜ であり、酸処理により層間距離に対応するａの値が小さ
くなシ、ｂ、ｃ、βの値は大きく変化しなかった。この
ことはＮａ型化合物の層間ｍが酸処理により小さいイに
置き換わったことおよびその際ホストの（Ｔ１．ｏ、（
−＠の構造は保たれていることを示している。さらにＮ
ａ’Ｈ型化合物について室温から８００°Ｃまでの範囲
で示差熱分析を行なったところ、２５０°Ｃまでは変化
がなく、２５０〜３６００Ｃに重量減少を伴う吸熱ピー
クが認められた。
．７５２ Ａ、 ｃ ＝９゜ｘ７ｓＡ、β＝１０１゜２
７゜ であり、酸処理により層間距離に対応するａの値が小さ
くなシ、ｂ、ｃ、βの値は大きく変化しなかった。この
ことはＮａ型化合物の層間ｍが酸処理により小さいイに
置き換わったことおよびその際ホストの（Ｔ１．ｏ、（
−＠の構造は保たれていることを示している。さらにＮ
ａ’Ｈ型化合物について室温から８００°Ｃまでの範囲
で示差熱分析を行なったところ、２５０°Ｃまでは変化
がなく、２５０〜３６００Ｃに重量減少を伴う吸熱ピー
クが認められた。
この重量減少よｊｉ ＮａＨ型化合物のＨ！Ｏ量を求め
た。
た。
また、さらにＮａＨ型化合物の赤外吸収スペクトルを測
定すると３０５０〜３３００ ｃｔ；’にＨ−０の伸縮
振動が認められＨ−０の結合を示したが、１６００ｄ１
付近にあるＨ−０−Ｈの変角振動は認められず、ＮａＨ
型化合物は層間水を持たず、取シ込まれたＨは層間で構
造水となっていることがわかりその組成はＨ，Ｔｉ、ｍ
Ｏγであることがわかった。
定すると３０５０〜３３００ ｃｔ；’にＨ−０の伸縮
振動が認められＨ−０の結合を示したが、１６００ｄ１
付近にあるＨ−０−Ｈの変角振動は認められず、ＮａＨ
型化合物は層間水を持たず、取シ込まれたＨは層間で構
造水となっていることがわかりその組成はＨ，Ｔｉ、ｍ
Ｏγであることがわかった。
また、このＮａＨ型化合物の陽イオン交換特性を調べだ
。
。
まず、ＮａＨ型化合物０５ ｆに０゜ＩＭのＡＣ工およ
びＡＯＨ（Ａ ｌｄ Ｌｉ、 ＮａまたはＫ）水溶液４
０ ｍｌを第１表に示す組合せによって加え、６０°Ｃ
の温度下において３日間イオン交換反応を行なわせた。
びＡＯＨ（Ａ ｌｄ Ｌｉ、 ＮａまたはＫ）水溶液４
０ ｍｌを第１表に示す組合せによって加え、６０°Ｃ
の温度下において３日間イオン交換反応を行なわせた。
第１表
仄心三戊吻ぼＸ線回折法、原子吸光法、比色分析法、示
差熱分析法等を用いて分析を行なった。それらの結果に
基いて計算した各反応生成物の化学式を第２表に示す。
差熱分析法等を用いて分析を行なった。それらの結果に
基いて計算した各反応生成物の化学式を第２表に示す。
第 ２ 表
このように、ＮａＨ型化合物は塩化物水溶液に浸漬中に
ほとんどイオン交換反応を起こさないことがわかった。
ほとんどイオン交換反応を起こさないことがわかった。
他方、水酸化物水溶液に浸漬するとＡ１の種類によって
異なるが、ＮａＨ型化合物の層間Ｈ＋のうち１５〜６３
％がににイオン交換されることがわかった。
異なるが、ＮａＨ型化合物の層間Ｈ＋のうち１５〜６３
％がににイオン交換されることがわかった。
このように、塩化物水溶液中と水酸化物水溶液中でイオ
ン交換率に大きな差があることから、 ９− 次にこの反応のｐＨ依存性を調べた。０．１ＭのＮａｏ
ｌとＮａＯＨ水溶液を混合して、ｐｎｎカミ。
ン交換率に大きな差があることから、 ９− 次にこの反応のｐＨ依存性を調べた。０．１ＭのＮａｏ
ｌとＮａＯＨ水溶液を混合して、ｐｎｎカミ。
９゜０．１０．０、ｌ １．０．１２．０および１２．
５の水浴液を調製し、これらの水溶液４０ｍ１に、それ
ぞれＮａＨ型化合物０．５ｇを加え、６０’Ｏの温度下
において３日間イオン交換反応を行なわせた。結果を第
１図に示す。このように、イオン交換率はｐＨが１１〜
１２付近に急激な立ち上がりを持つ曲線で表わされ、ｐ
Ｈの高い領域でイオン交換率が高くなることを示した。
５の水浴液を調製し、これらの水溶液４０ｍ１に、それ
ぞれＮａＨ型化合物０．５ｇを加え、６０’Ｏの温度下
において３日間イオン交換反応を行なわせた。結果を第
１図に示す。このように、イオン交換率はｐＨが１１〜
１２付近に急激な立ち上がりを持つ曲線で表わされ、ｐ
Ｈの高い領域でイオン交換率が高くなることを示した。
次に、高め交換率を示す水酸化物水溶液中でのＮａＨ型
化合物のイオン交換反応の経時変化を調べた。ＮａＨ型
化合物０，５ｆにＯ，１ＭＴ７）ＡＯＨ（ＡはＬｉ、Ｎ
ａおよびＫ）水溶液４０ｍ１を加え６０°Ｃの温度下に
おいて、１時間、３時間、６時間、１日、２日問および
３日間それぞれイオン交換反応を行なわせた。結果を第
２図に示す。イオン交換率は、０．１ＭのＬｉｏｎ水溶
液中では１時間で約４５％となり、その後時間とともに
増加し２日間で約６３％となシ、その後はぼ一定となる
。
化合物のイオン交換反応の経時変化を調べた。ＮａＨ型
化合物０，５ｆにＯ，１ＭＴ７）ＡＯＨ（ＡはＬｉ、Ｎ
ａおよびＫ）水溶液４０ｍ１を加え６０°Ｃの温度下に
おいて、１時間、３時間、６時間、１日、２日問および
３日間それぞれイオン交換反応を行なわせた。結果を第
２図に示す。イオン交換率は、０．１ＭのＬｉｏｎ水溶
液中では１時間で約４５％となり、その後時間とともに
増加し２日間で約６３％となシ、その後はぼ一定となる
。
−１０−
０．１ＭのＮａＯＨ水溶液中では、１時間で約１８％と
なシ、その後時間とともに増加ニー、３日間で約４４％
に達する。０．ＬＭのＫＯＥ（水溶液中では１時間で約
５％で、その後３日間で約１１％まで増加する。
なシ、その後時間とともに増加ニー、３日間で約４４％
に達する。０．ＬＭのＫＯＥ（水溶液中では１時間で約
５％で、その後３日間で約１１％まで増加する。
最後に、Ｌ１＋、Ｎａ＋およびＫｔに対するイオン交換
反応のイオン選択性について調べた。０．ＩＭのＬｉＯ
Ｈ％ＮａＯＨおよびＫＯＨ水溶液をそれぞれ＋ｏｍｌず
つ混合した水溶液にＮａＨ型化合物０．５ｆを加えて、
６Ｃｆ′Ｃの温度下において３日間イオン交換反応を行
なわせた。結果、反応生成物中ＯＬｉ ： Ｎａ ：
Ｋ（Ｄモｔｖ比は１゜ＯＯ： ０，２６ ：０．０１と
なり最もイオン半径の小さいＬｌが最も多く取シ込まれ
擾ことがわかった。
反応のイオン選択性について調べた。０．ＩＭのＬｉＯ
Ｈ％ＮａＯＨおよびＫＯＨ水溶液をそれぞれ＋ｏｍｌず
つ混合した水溶液にＮａＨ型化合物０．５ｆを加えて、
６Ｃｆ′Ｃの温度下において３日間イオン交換反応を行
なわせた。結果、反応生成物中ＯＬｉ ： Ｎａ ：
Ｋ（Ｄモｔｖ比は１゜ＯＯ： ０，２６ ：０．０１と
なり最もイオン半径の小さいＬｌが最も多く取シ込まれ
擾ことがわかった。
実施例２
特級試薬の二酸化チタンと炭酸カリウム（Ｋ。
Ｃ０３）を３．５：ｌのモル比で混合し、実施例１と同
じ条件で焼成し、白色粉末状の四チタン酸カリウムＣ前
ＥＡ型化合物の１つでに型化合物と呼ぶ）を得た。次に
、とのＫＪ化合物１ｇを実施例１と同じ条件で酸処理し
た。結果、反応生成物はすべて同じ化合物（ＫＨ型化合
物）であった。
じ条件で焼成し、白色粉末状の四チタン酸カリウムＣ前
ＥＡ型化合物の１つでに型化合物と呼ぶ）を得た。次に
、とのＫＪ化合物１ｇを実施例１と同じ条件で酸処理し
た。結果、反応生成物はすべて同じ化合物（ＫＨ型化合
物）であった。
以下にＫＨ型化合物について述べる。ＫＨ型化合物はＨ
２Ｔ：Ｌ４０−・Ｈ，Ｏの組成を持つことが以下の実験
結果によシ確認された。ＫＨ型化合物中にはアルカリ金
属イオンが含まれていないことが、その水溶液の原子吸
光分析により確認された。また、Ｋ型化合物は単斜晶糸
の化合物であり、ＫＥ（型化合物については、発明者ら
が同じく単斜晶糸で指数付けした。それらの格子定数は
、Ｋ型化合物ａ ＝ １８．２５ Ａ 、 ｂ ＝ ３
．７９１ Ａ 、 ｏ ＝ １２．０１Ａ１β＝１０６
．４゜ ＫＨ型化合物ａ＝ｌｓ、７ｙＡ、 ｂ＝３゜７５ｏ；、
。
２Ｔ：Ｌ４０−・Ｈ，Ｏの組成を持つことが以下の実験
結果によシ確認された。ＫＨ型化合物中にはアルカリ金
属イオンが含まれていないことが、その水溶液の原子吸
光分析により確認された。また、Ｋ型化合物は単斜晶糸
の化合物であり、ＫＥ（型化合物については、発明者ら
が同じく単斜晶糸で指数付けした。それらの格子定数は
、Ｋ型化合物ａ ＝ １８．２５ Ａ 、 ｂ ＝ ３
．７９１ Ａ 、 ｏ ＝ １２．０１Ａ１β＝１０６
．４゜ ＫＨ型化合物ａ＝ｌｓ、７ｙＡ、 ｂ＝３゜７５ｏ；、
。
Ｑ ＝ １１．６２人、β＝１０４．６゜であシ、酸処
理により層間距離に対応するａの値が大きくなシ、他の
す、ｃ、βは大きく変化しなかった。このことは、Ｋ型
化合物の層間に’（半径１．３３ Ａ ）が少し大きい
ヒドロニウムイオンＨｓ Ｏ十（１，４０Ａ） に置
き換わったこととその際ホストの（ＴＬ ｏｓ ）”＠
の構造は保たれたままであったことをボしている。さら
に、ＫＨ型化合物について室温から８００°Ｃまでの範
囲で示差熱分析を行なったところ、４０〜９０°Ｃおよ
び９０〜２５０℃に重量減少を伴なう吸熱ピークが認め
られた。この重量減少よりＫＨ型化合物のＨｔＯ量を求
めた。またさらに、ＫＨ型化合物の赤外吸収スペクトル
を測定すると、３０５０〜３３００ｃＩＩｒｊのＨ−０
の伸縮振動およびｌ ６ｏ ｏｃｗｊ’付近のＨ−０−
Ｈの変角振動が共に認められ、Ｈ，Ｏの存在を示した。
理により層間距離に対応するａの値が大きくなシ、他の
す、ｃ、βは大きく変化しなかった。このことは、Ｋ型
化合物の層間に’（半径１．３３ Ａ ）が少し大きい
ヒドロニウムイオンＨｓ Ｏ十（１，４０Ａ） に置
き換わったこととその際ホストの（ＴＬ ｏｓ ）”＠
の構造は保たれたままであったことをボしている。さら
に、ＫＨ型化合物について室温から８００°Ｃまでの範
囲で示差熱分析を行なったところ、４０〜９０°Ｃおよ
び９０〜２５０℃に重量減少を伴なう吸熱ピークが認め
られた。この重量減少よりＫＨ型化合物のＨｔＯ量を求
めた。またさらに、ＫＨ型化合物の赤外吸収スペクトル
を測定すると、３０５０〜３３００ｃＩＩｒｊのＨ−０
の伸縮振動およびｌ ６ｏ ｏｃｗｊ’付近のＨ−０−
Ｈの変角振動が共に認められ、Ｈ，Ｏの存在を示した。
以上のことよυ、ＫＨ型化合物に取シ込まれたＨ＊Ｏｔ
は層間で自由水（層間水）となっていることがわかりそ
の組成はＨ１Ｔｉ４０ｅ・Ｈ，Ｏであ石ととがわかった
。
は層間で自由水（層間水）となっていることがわかりそ
の組成はＨ１Ｔｉ４０ｅ・Ｈ，Ｏであ石ととがわかった
。
また、このＫＨ型化合物の陽イオン交換特性を調べた。
まず、ＫＨ型化合物０．５１にＯ，１ＭのＡＣＩおよび
ＡＯＨ（ＡはＬｉ、、ＮａまだはＫ）水溶液４０ｍ１を
第３表に示す組合せによって加え、６００Ｃの温度下に
おいて３日間イオン交換反応を行なわせた。
ＡＯＨ（ＡはＬｉ、、ＮａまだはＫ）水溶液４０ｍ１を
第３表に示す組合せによって加え、６００Ｃの温度下に
おいて３日間イオン交換反応を行なわせた。
第３表
反応生成物は実施例２と同じ方法で分析を行なった。そ
れらの結果に基づいて計算した各反応生成物の化学式を
第４表に示す。
れらの結果に基づいて計算した各反応生成物の化学式を
第４表に示す。
第４表
中にほとんどイオン交換反応を起こさないことがわかっ
た。他方、水酸化物水溶液に浸漬すると、ｔの種類によ
って異方るが、ＫＨ型化合物の層間ぎおよびＨ３Ｏ１の
うち７５〜８５％がｉにイオン交換されることがわかっ
た。
た。他方、水酸化物水溶液に浸漬すると、ｔの種類によ
って異方るが、ＫＨ型化合物の層間ぎおよびＨ３Ｏ１の
うち７５〜８５％がｉにイオン交換されることがわかっ
た。
次に、実施例２と同様、反応のｐＨ依存性を調べた。Ｏ
ｏＩＭのＫＣｌとＫｏＨ水溶液を混合して、ｐＨが８．
０．９．０．１０．０．１１．０．１２゜０および１２
．５の水溶液を調製し、これらの水溶液４０ｍＪに、そ
れぞれＫｎ型化合物００５ｆを加え、６０ＰＯの温度下
において３日間イオン交換反応を行なわせた。結果を第
３図に示す。このように、イオン交換率はｐＨが１１〜
１２付近に急激な立ち上がりを持つ曲線で表わされ、ｐ
Ｈの高い領域でイオン交換率が高くなることを示した。
ｏＩＭのＫＣｌとＫｏＨ水溶液を混合して、ｐＨが８．
０．９．０．１０．０．１１．０．１２゜０および１２
．５の水溶液を調製し、これらの水溶液４０ｍＪに、そ
れぞれＫｎ型化合物００５ｆを加え、６０ＰＯの温度下
において３日間イオン交換反応を行なわせた。結果を第
３図に示す。このように、イオン交換率はｐＨが１１〜
１２付近に急激な立ち上がりを持つ曲線で表わされ、ｐ
Ｈの高い領域でイオン交換率が高くなることを示した。
次に、高い交換率を示す水酸化物水溶液中でのＫＥ（型
化合物のイオン交換反応の経時変化を調べた。ＫＨ型化
合物０．５ｆにＯｏＩＭのＡＯＨ（ＡはＬｌ、Ｎａおよ
びＫ）水溶液４Ｃ）ｎｌを加え、６０°Ｃの温度下にお
いて、１時間、３時間、６時間１日、２日問および３日
間それぞれイオン交換反危を行なわせた。結果を第４図
に示す。イオン交換率は、０゜ＩＭのＬｉＯＨ水溶液中
では１時間で約７５％に達し、その後もほぼこの値で一
定となる。０．１ＭのＮａＯＨ水溶液中では１時間で約
６０％、２時間で約６５％、その後約７０％まで達しほ
ぼ一定となる。０．１ＭのＫＯＨ水溶液中では１時間で
約８２％に達し、その後もほぼこの値で一定となる。
化合物のイオン交換反応の経時変化を調べた。ＫＨ型化
合物０．５ｆにＯｏＩＭのＡＯＨ（ＡはＬｌ、Ｎａおよ
びＫ）水溶液４Ｃ）ｎｌを加え、６０°Ｃの温度下にお
いて、１時間、３時間、６時間１日、２日問および３日
間それぞれイオン交換反危を行なわせた。結果を第４図
に示す。イオン交換率は、０゜ＩＭのＬｉＯＨ水溶液中
では１時間で約７５％に達し、その後もほぼこの値で一
定となる。０．１ＭのＮａＯＨ水溶液中では１時間で約
６０％、２時間で約６５％、その後約７０％まで達しほ
ぼ一定となる。０．１ＭのＫＯＨ水溶液中では１時間で
約８２％に達し、その後もほぼこの値で一定となる。
最後に、Ｌ１＋、Ｎ ａ”およびに＋に対するイオン交
換反応のイオン選択性について調べた。０．１ＭのＬｉ
ＯＨ，ＮａＯＨおよびＫＯＨ水溶液をそれぞれ＋Ｏｍｌ
ずつ混合した水溶液にＫＨ型化合物０．５１を加えて、
６０°Ｃの温度下において３日間イオン交換反応を行な
わせた。結果、反応生成物中のＬ ｉ ： Ｎ ａ ：
Ｋノモｖ比は１゜ＯＯ： Ｏ： ０，５１となりＮａ
Ｈ型と同じく、最もイオン半径の小さいＬｉが最も多く
取り込まれることがわかった。
換反応のイオン選択性について調べた。０．１ＭのＬｉ
ＯＨ，ＮａＯＨおよびＫＯＨ水溶液をそれぞれ＋Ｏｍｌ
ずつ混合した水溶液にＫＨ型化合物０．５１を加えて、
６０°Ｃの温度下において３日間イオン交換反応を行な
わせた。結果、反応生成物中のＬ ｉ ： Ｎ ａ ：
Ｋノモｖ比は１゜ＯＯ： Ｏ： ０，５１となりＮａ
Ｈ型と同じく、最もイオン半径の小さいＬｉが最も多く
取り込まれることがわかった。
第１図〜第４図は本発明の実施例を示し、第１図はＮａ
Ｈ型化合物のイオン交換反応のｐＨ依存性を示すグラフ
、第２図はＮａＨ型化合物の水酸化アＭカリ水溶液中で
のイオン交換反応の経時変化を示すグラフ、第３図はＫ
Ｈ型化合物のイオン交換反応のｐＨ依存性を示すグラフ
、第４図はＫＨ型化合物の水酸化アルカリ水溶液中での
イオン交換反応の経時変化を示すグラフである。 代理人 弁理士 赤澤−博 −１７− 第１図 ｐＨ 第２図 特開昭５９−１５０５４３（６） 第３図 ｐＨ 第４図
Ｈ型化合物のイオン交換反応のｐＨ依存性を示すグラフ
、第２図はＮａＨ型化合物の水酸化アＭカリ水溶液中で
のイオン交換反応の経時変化を示すグラフ、第３図はＫ
Ｈ型化合物のイオン交換反応のｐＨ依存性を示すグラフ
、第４図はＫＨ型化合物の水酸化アルカリ水溶液中での
イオン交換反応の経時変化を示すグラフである。 代理人 弁理士 赤澤−博 −１７− 第１図 ｐＨ 第２図 特開昭５９−１５０５４３（６） 第３図 ｐＨ 第４図
Claims (1)
- ４ Ｔｉｎ ０１お＋１ （Ａはアルカリ金属、Ｒは３
または４）で表わされる層状の結晶構造を有するチタン
酸アルカリを酸で処理して脱アＭカリすることによって
高い陽イオン交換能を持つイオン交換体を得ることを特
徴とするチタン酸アルカリ系イオン交換体の合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58025292A JPS59150543A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | Ｌｉ↑＋選択性イオン交換体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58025292A JPS59150543A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | Ｌｉ↑＋選択性イオン交換体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150543A true JPS59150543A (ja) | 1984-08-28 |
| JPS6133622B2 JPS6133622B2 (ja) | 1986-08-02 |
Family
ID=12161937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58025292A Granted JPS59150543A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | Ｌｉ↑＋選択性イオン交換体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150543A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007234233A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | リチウム二次電池用活物質及びその製造方法、並びにそれを用いたリチウム二次電池 |
| JP2009054298A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池用負極材料、非水電解質二次電池用負極材料の製造方法、非水電解質二次電池および電池パック |
| JP2011200779A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Shinshu Univ | ろ過材料及び浄化装置 |
| CN103483897A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-01-01 | 盐城工学院 | 基于缓蚀剂插层纳米钛酸载体的自修复涂层的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553371A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-11 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | Production of titania hydrate fiber, titania glass fiber and titania fiber |
| JPS5617928A (en) * | 1979-07-23 | 1981-02-20 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | Manufacture of titania hydrate fiber, titania glass fiber and titania fiber |
| JPS5687427A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-16 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | Adsorption and ion exchange material of cesium in aqueous solution and fixing method of cesium |
-
1983
- 1983-02-16 JP JP58025292A patent/JPS59150543A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553371A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-11 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | Production of titania hydrate fiber, titania glass fiber and titania fiber |
| JPS5617928A (en) * | 1979-07-23 | 1981-02-20 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | Manufacture of titania hydrate fiber, titania glass fiber and titania fiber |
| JPS5687427A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-16 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | Adsorption and ion exchange material of cesium in aqueous solution and fixing method of cesium |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007234233A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | リチウム二次電池用活物質及びその製造方法、並びにそれを用いたリチウム二次電池 |
| JP2009054298A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池用負極材料、非水電解質二次電池用負極材料の製造方法、非水電解質二次電池および電池パック |
| JP2011200779A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Shinshu Univ | ろ過材料及び浄化装置 |
| CN103483897A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-01-01 | 盐城工学院 | 基于缓蚀剂插层纳米钛酸载体的自修复涂层的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6133622B2 (ja) | 1986-08-02 |
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