JPS60174807A - 微粒子の精製方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微粒子の新規な精製法に関する。

近年、窒化鉄微粒子や金属微粒子の製造法として金属ハ
ロゲン化物ガスを水素やアンモニアなどの還元性ガスと
反応させる、いわゆる気相反応法が注目されている。

この気相反応による微粒子の″製造法は生産性が高く、
粒径の制御が容易で、原料ハロゲン化物の組成制御によ
り種々の組成の合金微粒子や、窒化物微粒子が製造出来
る等数々の優れた特徴を持った製造法である。しかしな
がらこの方法には生成微粒子中に、未反応・・ロゲン化
物や副生成物が含有され生成物の粒径な小さくした場合
には、特に未反応ハロゲン化物の含有量が多くなるとい
う問題があった。

か（のどとき生成物中に混入する未反応ハロゲン化物及
び副生成物は、生成微粒子の純度を下げるのみならず、
生成微粒子の酸化を促進する等の悪影響を及ぼしており
、その除去方法の開発が望まれていた。この生成物中の
未反応物や、副生成物の除去方法としては、例えばハロ
ゲン化物が気化する温度において高温気固分離し、金属
ハロゲン化物をガスとして除く方法や、水やアルコール
などの金属ハロゲン化物や副生成物を溶解する溶媒を用
いて、生成物を洗浄し、未反応ハロゲン化物や副生成物
を溶解除去する方法などが考えられてきプこ。

しかしながら、高温における気固分離では、生成物が微
粒子であり、表面活性が高いことより、微粒子間の焼結
が進みやすいという欠点があり、また大気中で水やアル
コールなどの溶媒で洗浄する方法では、洗浄中に生成物
が酸化してしまうという欠点があるため実用には適した
方法とは言えない。

今般本発明者は、かかる気相反応法によって製造された
微粒子に含まれる不純物を、焼結や酸化を防ぎつつ除去
精製する方法を検討した結果気相反応法によって得られ
た微粒子を、未反応ハロゲン化物及び副生成物を溶解オ
る溶媒を用い、不活性ガス雰囲気で洗浄することにより
、酸化や焼結を防ぎつつ精製出来ることを見出し、本発
明に到達した。

本発明の対象となる微粒子は、金属ノ・ロゲン化物をガ
ス状または微小粒状とした状態で、実質的に気相中にお
いてアンモニアや水素等の還元性ガスと反応させるいわ
ゆる気相反応によって得られるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ
、　Ａｄ、　Ｇａ、　Ｃｒ、■、Ｓｎ、Ｔｉ。

Ｓ　ｉ、Ｍｎ、　Ｚｎ等の単体もしくは合金となった、
金属もしくは窒化物の微粒子である。

洗浄に用いる溶媒としては、上記の金属ハロゲン化物等
の未反応ハロゲン化物や、アンモニアと反応した場合に
生じるハロゲン化アンモニウム等の副生物を溶解するも
ので、例えば水やエタノール、メタノール等のアルコー
ルが挙げられる。

洗浄に当っては、溶媒をそのまま使ってもよいが、溶媒
中の溶存酸素は前もって除いた方が好ましい。溶存酸素
を除去する方法としては、例えば溶媒に不活性ガスを吹
き込み溶存酸素を窒素で置換する方法、溶媒を真空槽内
に入れ、溶存酸素を抜く方法等が挙げられる。不活性ガ
スとしてはこれら金属等と反応しないものであればよく
、窒素、ヘリウム、アルゴン等が好適に用いられる。

微粒子の洗浄は不活性ガス雰囲気中で行なうが、この方
法としては、内部を不活性ガス置換したグローブボック
ス内で溶媒中に末梢製粉を入れ、攪拌後、濾過やデカン
テーション等の操作で、精製粉と不純物を含んだ溶媒に
分離する方法、不活性ガス置換した攪拌槽内に溶媒と末
梢製粉を入れ、攪拌した後窒素雰囲気下で、ど過オる方
法等力１ある。

洗浄に当っては、溶媒の温度には特に制限はな（ゝ０ 以上のようにして、洗浄、精製された微粒子は、不活性
ガス雰囲気下で乾燥され、ｌ−／レニンなどσ）溶θν
中にて保存される。

以下実施例にて、本発明を説明する。

実施例１ 原料ノ・ロゲンｆヒ物として市販のｐ　ｅ：　Ｃ１２・
ｎ１１２０を窒素気流中、２５０℃で２時間脱水処理し
たＦ　ｃ　Ｃ１２を用いた。

反応は流通法で行なった。反応器としては外径４５ｍｍ
φ、長さ８０ｃＩｒＬの石英管を用（・た。この石英管
はガス入口側より４０儂が三重管となっており、一番内
側には原料ＦｅＣ４を入れたアルミナボート側の管には
アンモニアを流し、反応部で一挙に混合反応させるよう
に設計されている。加熱には長さ２３ｃｍの電気炉を２
台直列に並べて使用し、ガス入口側の電気炉は原料Ｆ　
ｅ　Ｃ　（Ｊ　２の蒸発に、ガス出口側の電気炉は反応
部を所定反応温度まで加熱するのに用いた。

合成の具体例を述べる。まず前もって脱水したＦｅＣ１
２約６ｇをアルミナボートへ入れ、蒸発部で８００℃に
加熱する。次に発生したＦ　ｅ　Ｃ　４蒸気を高純度窒
素ガスにより反応部へ供給し、８８０℃でアンモニアと
混合、反応させた。

反応部におけるＦｅＣ４　とアンモニアのモル比は、約
４５倍のアンモニア過剰とした。

生成速度約０．２り７ｍ　ｉ　ｎ　’で得られた生成物
粉末は、反応管出口へ取り付けた静電捕集器にて回収し
た。

回収された生成物をＸ−線回折にて分析したところ窒化
鉄、金属鉄の他に未反応塩化鉄、副生塩化アンモニウム
を含んでいた。

次に生成物中の未反応塩化鉄、副生塩化アンモニウムを
除くため、生成物を、内部な窒素置換したグローブボッ
クス内に入れた。グローブボックス内には窒素を約１時
間吹き込み、溶存酸素を除いた水が入れてあり、ビーカ
ー内にこの水と、生成物を］：］ＯＯの割合で入れ、室
温で１時間攪拌した後デカンテーション法により水と生
成物を分離した。以」二の洗浄操作を３回くり返した後
、分離された精製粉を真空乾燥した。

真空乾燥した生成物を再度Ｘ−線回折にて分析すると、
窒化鉄と、金属鉄のピークのみで未反応塩化物、副生塩
化アンモニウムのピークは消えていた。

比較例１ 実施例１の方法で得られた、未反応塩化鉄、副生塩化ア
ンモニウムを含んだ粉末を用い、大気中で水中に入れ、
１時間攪拌したところ、生成粉末は赤く変色した。水と
分離後生成物をＸ−線回折にて分析すると、水酸化鉄の
ピークが得られた。

実施例２ 実施例１で用いた反応装置を用い、還元ガスを水素と変
えた他は、゛実施例Ｊと同じ条件で気相反応を行ない粉
状生成物を得た。

生成物をＸ−線回折にて分析すると、金属鉄と未反応塩
化鉄のピークが見られた。

この生成物１０りを窒素置換されたグローブボックス内
で、溶存酸素を除いた水１１に分散させ、１時間攪拌し
た後Ｅ過分前した。Ｐ別された生成物を真空乾燥した後
Ｘ−線分析を行なうと、金属鉄のみのピ〜りが現われた
。− 比較例２ 実施例２にで得られた未反応塩化鉄を含んだ粉末を、大
気中で水中に分散し、１時間攪拌したところ生成粉末は
赤く変色した。水を分離後Ｘ−線分析を行なうと、水酸
化鉄が生成していた。

実施例３ 実施例２で得られた未反応塩化鉄を含んだ生成粉末１ｇ
を窒素置換したグローブボックス内で、溶存酸素を除い
たエタノール　２００−に分散し、１時間攪拌した後炉
別し、戸残を真空乾燥した。

乾燥後Ｘ−線分析を行なうと、金属鉄のピークのみが得
られた。

実施例４ 実施例２で得られた、未反応塩化物を含んだ生成粉末Ｊ
すを、窒素置換したグローブボックス内で、溶存酸素除
去を特に行なっていない水１００ｇ中に分散し、１時間
攪拌した後戸別し、戸残を真空乾燥した。乾燥後Ｘ−線
分析を行なうと、金属鉄のピークのみで、水酸化鉄や酸
化鉄のピークは痕跡程度であった。

手　続　補　正　書　（白会Ｑ 昭和５９年　８月７日 特許庁長官　志　賀　学　殿 工、事件の表示 昭和５９年特許願第２９６３２号 ２発明の名称 微粒子の精製方法 ３補正をする者 ７ｒ゛、＼、 明１１１１書７頁４行目に「・・・・１：１００の割合
で・・・・」とあるを「・・・・１００：１の割合で・
・・・」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属ハロゲン化物をガス状または微小粒状とした
   状態で、実質的に気相中において、アンモニアや水素等
   の還元性ガスと反応させる気相反応法によって得られた
   、金属及び又は金属窒化物の微粒子を精製するに当り、
   未反応ハロゲン化物及び、副生成物を溶解する溶媒を用
   い、不活性ガス雰囲気で、該微粒子を洗浄し、該微粒中
   の未反応ハロゲン化物や、副生成物からなる不純物を溶
   解除去することを特徴とする微粒子の精製方法。