JPS6013969B2 - 繊維状含水酸化チタンの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は四塩化チタンより繊維状含水酸化チタン及び
繊維状活性酸化チタンを製造する方法に関するものであ
って、従来の含水酸化チタン及び酸化チタンとは異なり
、繊維状の形状を呈する新規な含水酸化チタン及び活性
酸化チタンを得る製造法を提供することを目的とする。

特許請求の範囲に記載された第１番目の発明は四塩化チ
タンより繊維状含水酸化チタンを製造する方法であり、
第２番目の発明は、第１番目の発明方法によって得られ
た繊維状含水酸化チタンを蝦擁することによって繊維状
を呈する活性酸化チタンを製造する方法であって、これ
ら繊維状酸化チタンは従釆の含水酸化チタン及び酸化チ
タンとは異なる性質を示すものである。従って、この発
明によって得られた製品は、従来品と同様の用途の他、
これら繊維状の酸化チタンの特性とコロイド的特性を利
用する部門、高温安定性特性を利用する部門等の広い用
途に期待でき、これらの主な用途としては、例えば触媒
、吸着剤、充填材、医薬などに使用可能である。本発明
者らは、繊維状の酸化チタンを得る目的をもって種々試
験研究の結果、塩化チタン特に四塩化チタン（ＴＩＣ１
３にＣＩを付加して得られるＴＩＣ１４も含む）の水溶
液中で尿素をチタン塩の塩基奪取剤として用い、尿素童
は酸基に相当するイヒ学当量以上を使用し、反応の進行
中及び反応終了時にも常に尿素を存在させ、反応温度は
少なくとも尿素が加水分解を初める温度以上、望ましく
はその水溶液の沸騰点附近の温度の条件下で８〜１幼時
間反応を行なうことにより品質安定な繊維状含水酸化チ
タンが容易に得られることを見出し、この発明に到達し
たものであり、更に尿素誘導体、及び尿素又は尿素誘導
体を含むアンモニア、アンモニアと零賓酸の化合物につ
いても、上記諸条件を満足することによって尿素の場合
と同様な結果が得られることを再確認した。

ここで、この発明を充足する尿素誘導体としては水溶性
のものが挙げられ、特に限定しないが市販の尿素誘導体
が用いられる。その代表例としてチオ尿素、また加水分
解でアンモニアを生成するアミド（鞍アミドを含む）、
ィミド化合物が挙げられる。また、塩化チタンの塩基奪
取剤としての尿素又はその誘導体の量については、上記
せるように醗基に相当する化学当量以上の使用について
述べたが、このことは塩化チタン水溶液に例えば尿素を
添加すると、尿素は次式によって（ＮＨ）２ＣＯ＋日２
０一州ＨＺ＋ＣＯ登‐アンモニアイオンと炭酸イオンに
加水分解され、この進行はＮＨＺ，ＣＯ奪‐の消費に従
って進行し、混和によって溶液内で均一に分散混合して
から反応を緩慢に進行させて自然的な反応制御を行なわ
せるためである。

このように、反応系内を均一にすることは、生成する繊
維状含水酸化チタンの品質安定化に寄与するものである
。また、反応条件は尿素又はその誘導体／Ｔｉ（モル）
化、反応温度、反応時間は相互に規制し合うものであり
、望ましい反応条件下で合成すれば、Ｔｉ０２換算収率
で約９０〜９５％の繊維状含水酸化チタンが得られる。

このものは白色の沈澱物で極めて容易に炉過分鱗が出来
、陰イオン（ＣＩ−）をほとんど含まないケーキが容易
に得られる。 ３反応時間は８時間〜１２時間の範囲が
好ましく、反応時間８時間未満では繊維状含水酸化チタ
ンが生成されず、池条件が充足してもその生成量は僅少
で工業的に好ましくない。また反応時間１幼時間を超え
ても繊維状含水酸化チタンの生成は飽和状態となり、こ
れ以上の時間を探ることを要しない。上記発明方法のよ
うにして得られた繊維状含水酸化チタンの乾燥物を解砕
し、このものを約１００℃〜融点温度以下で蝦暁すると
繊維状の活性酸化チタン粉末が得られる。

この発明の方法において、塩化チタン （ＴＩＣ１４）から繊維状の含水酸化チタンが得られる
こと、更にこのものの暇擦過程中においても繊維状形態
を保持するなどの生成機構は定かでないので、次の試験
例を示して本発明を実証する。

試験例 １四塩化チタン１モル溶液１のこ尿素ｌｏｗ‘
を添加０し、蒸気裕中で１幼時間反応（尿素は反応中及
び反応終結後も存在させた）を行なうと白色の沈殿が得
られた。

これを炉過洗糠し、１００℃で乾燥すると鰍砕し易い白
色物質を得た。上記炉過洗液は極めて容易であった。タ
生成白色物質を分析したところ、灼熱減量１３．５％
，Ｓｉ０２０．００５％，Ｆｅ２０３０．００５％，Ｃ
ＩＯ．０１％，Ｔｉ０２８６．４８％であった。

従って含水酸化チタンと判定された。更に白色物質のＸ
線回折図によると、第１図に示すようにアナターゼ構造
を示し、０また第２図の電子顕微鏡写真（×２００，０
００）に見られるように繊維状を呈していた。このもの
の比表面積は２８０〆／夕であった。試験例 ２ 四塩化チタン２００夕を冷却した水１０００の上に除々
に滴加する。

この溶液に尿素２ｋｇを添加して加熱９５〜１００ｑｏ
に保ち、８時間反応（尿素は反応終結後も存在）すると
白色沈澱物が得られた。この白色沈澱物を炉過洗糠し、
１１０℃で乾燥すると解砕し易い白色物質が得られた。
この際の炉過洗糠は極めて容易であった。この白色物質
はＴｉ０２８６％、灼熱減量１４．３％で収率は９５％
であった。比表面積は２４０〆／夕、Ｘ線回折ではアナ
ターゼの構造を示し、電子顕微鏡で見ると繊維状を呈し
ていた。試験例 ３ ２０％のＴｉ０２を含む四塩化チタン水溶液１０００夕
と尿素５０００夕を水５れこ溶解し、この溶液を９５〜
１００℃で１幼時間（尿素は反応終結後も存在）保つと
白色の沈殿が得られた。

このものを炉過洗膝し、１００℃で乾燥すると解砕し易
い白色物質を得た。炉過洗糠は極めて容易であった。こ
の白色物質のＸ線回折はアナターゼの構造を示し、電子
顕微鏡写真によれば繊維状を呈し、比表面積は２６０の
／夕であった。この白色物質を９００℃で２独特間蝦擁
して得た蝦焼物は、Ｘ線回折ではルチルの構造を示し、
電子顕微鏡写真（×１００，０００）によれば第３図の
写真に見られるように繊維状を呈し、比表面積４５め／
夕の活性二酸化チタンであった。

上記尿素以外の尿素誘導体、尿素もしくは尿素誘導体を
含むアンモニア又はアンモニアと弱酸の化合物について
上記各試験例に準じて試験を行なった結果、何れも繊維
状含水酸化チタンが得られた。

このものを暇隣すると繊維状活性酸化チタンが得られた
。これら試験結果は再現性のあることが確認された。こ
の発明方法によれば、四塩化チタンより繊維状舎水酸化
チタンが簡便にして、しかも品質均一にして収率よく製
造することができ、加えて高純度にして炉過性が極めて
良く、かつ１まぐれ易い繊維状舎水酸化チタンが得られ
ると共に、このものを蝦擁することによって得られる酸
化チタンは繊維状を維持し、繊維状を呈するがうえに優
れた特性を有する。

次に、従来の含水酸化チタンと本発明方法で得られた繊
維状含水酸化チタンとの蝦焼物の物性の異なる点の一例
を次表に示す。

上表が示すように、本発明方法で得られた繊維状製品は
従釆品に比較して耐熱性が良いことが認められ、かつ比
表面積（９００℃、２４時間の蝦燈の場合、４５〆／の
との関連において明らかに従釆品とは異なる特性を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の試験例１によって得られた含水酸
化チタンのＸ線回折図、第２図はその電子顕微鏡写真、
第３図は試験例３の蝦燐によって得られた蝦焼物の電子
顕微鏡写真である。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 四塩化チタン水溶液にＯ，ＯＨ，ＣＯ＿３以外の陰
   イオンを中和するに足る以上の尿素もしくはその誘導体
   あるいは尿素又は誘導体を含むアンモニア及びアンモニ
   アと弱酸の化合物の水溶液を添加し、少なくとも前記添
   加物の加水分解を開始する温度以上で、反応中も反応終
   結後も常に尿素もしくはその誘導体が存在する状態下で
   ８時間以上反応を行なうことを特徴とする繊維状含水酸
   化チタンの製造法。 ２ 四塩化チタン水溶液にＯ，ＯＨ，ＣＯ＿３以外の陰
   イオンを中和するに足る以上の尿素もしくはその誘導体
   あるいは尿素又はその誘導体を含むアンモニア及びアン
   モニアと弱酸の化合物の水溶液を添加し、少なくとも前
   記添加物の加水分解を開始する温度以上で、反応中も反
   応終結後も常に尿素もしくはその誘導体が存在する状態
   下で８時間以上反応を行なって得られた繊維状含水酸化
   チタンを約１００℃乃至融点以下の温度で■焼して繊維
   状の活性酸化チタンを製造することを特徴とする繊維状
   活性酸化チタンの製造法。