WO2017126602A1 - 多孔質金属酸化物の製造方法 - Google Patents

多孔質金属酸化物の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017126602A1
WO2017126602A1 PCT/JP2017/001729 JP2017001729W WO2017126602A1 WO 2017126602 A1 WO2017126602 A1 WO 2017126602A1 JP 2017001729 W JP2017001729 W JP 2017001729W WO 2017126602 A1 WO2017126602 A1 WO 2017126602A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal oxide
porous
firing
slurry
pore
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/001729
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
翔吾 坪田
ロバート ヘップバーン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujimi Inc
Original Assignee
Fujimi Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujimi Inc filed Critical Fujimi Inc
Priority to EP17741479.4A priority Critical patent/EP3409640B1/en
Priority to JP2017562883A priority patent/JPWO2017126602A1/ja
Priority to US16/071,214 priority patent/US11554967B2/en
Priority to PL17741479T priority patent/PL3409640T3/pl
Publication of WO2017126602A1 publication Critical patent/WO2017126602A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US18/094,542 priority patent/US12012337B2/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/34Preparation of aluminium hydroxide by precipitation from solutions containing aluminium salts
    • C01F7/36Preparation of aluminium hydroxide by precipitation from solutions containing aluminium salts from organic aluminium salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/04Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047Titanium dioxide
    • C01G23/053Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • C01G25/02Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14Pore volume
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16Pore diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a porous metal oxide.
  • Porous metal oxides such as porous alumina and porous zirconia are widely used as catalyst carriers and adsorbents.
  • Patent documents 1 to 3 can be cited as technical documents related to porous alumina or its production.
  • Patent Document 4 is cited as a technical document relating to the use of a metal oxide having a mesoporous structure as a catalyst carrier.
  • the porous metal oxide is as a Mo adsorbent in a technetium 99m ( 99m Tc) generator.
  • the 99m Tc generator is an apparatus in which molybdenum 99 ( 99 Mo) as a parent nuclide is adsorbed on a column packed with Mo adsorbent, and 99m Tc generated from 99 Mo by passing physiological saline through the column. It is comprised so that it can elute. 99m Tc extracted by the elution is combined with an appropriate drug and used as a so-called radiopharmaceutical (technetium preparation) for nuclear medical diagnosis and the like.
  • Non-patent document 1 is cited as a technical document related to porous alumina for a Mo adsorbent of a 99m Tc generator.
  • Non-Patent Document 1 describes the production of porous alumina using glucose as a template for pore formation.
  • porous metal oxide is as a catalyst carrier.
  • a three-way catalyst containing a metal such as platinum as a catalyst component is typically widely used in a form supported on a catalyst carrier.
  • a metal oxide powder can be preferably used.
  • the catalyst carrier having a porous structure can be advantageous from the viewpoint of the contact efficiency between the catalyst component and the target component.
  • a suitable example of the catalyst carrier is a porous metal oxide such as porous alumina or porous zirconia.
  • Patent Documents 1 to 3 describe porous alumina as a catalyst carrier, an adsorbent and the like, there is no description of using porous alumina as a Mo adsorbent for a 99m Tc generator.
  • the method for producing mesoporous alumina described in Patent Document 1 includes a step of preparing a slurry in which an aqueous solution of aluminum salt such as aluminum nitrate and an aqueous solution of ammonium carbonate are mixed, but the step of preparing the slurry is unstable.
  • Patent Document 2 proposes a method for producing a porous alumina product comprising hydrolyzing aluminum alcoholate in an aqueous solution containing 8 to 20% by weight of a compound capable of decomposing NH 3 and / or CO 2 .
  • the above compound is used in an amount of 0.5 to 3.0 parts by weight per 10 parts by weight of aluminum alcoholate, which is clearly different from the production method provided by this specification.
  • Patent Document 3 relates to a method for producing alumina suitable for use as a catalyst carrier for treating exhaust products from an internal combustion engine, and is a technology that preferentially takes into account the heat resistance required in the above-mentioned use, Relevance to the disclosed invention is low.
  • Patent Document 4 also does not describe the use of a porous metal oxide as the Mo adsorbent of the 99m Tc generator.
  • hexadecyltrimethylammonium bromide is dissolved in an aqueous hydrochloric acid solution, and tetrapropoxide zirconium is further added and dissolved.
  • a separately prepared aqueous ammonium sulfate solution is mixed, stirred, cooled, centrifuged, and the like. Manufacturing porous zirconia is described, but this manufacturing method is complicated and there is room for improvement.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly versatile production method for a porous metal oxide that can be suitably used in various applications.
  • the method for producing a porous metal oxide includes mixing a metal source, a pore forming agent, and an aqueous solvent to prepare a slurry.
  • the method includes drying the slurry to obtain a metal oxide precursor.
  • it includes firing the metal oxide precursor to produce a porous metal oxide.
  • the metal source an organometallic compound containing a metal constituting the porous metal oxide or a hydrolyzate thereof is used.
  • the pore forming agent an inorganic compound that decomposes at a temperature equal to or lower than the temperature at which the metal oxide precursor is calcined to generate a gas is used.
  • the slurry is prepared using about 50 parts by weight or more of the pore forming agent with respect to 100 parts by weight of the metal source.
  • an organometallic compound or a hydrolyzate thereof is used as a metal source, a slurry with good homogeneity can be easily prepared. Since this slurry is prepared using about 50 parts by weight or more of a pore-forming agent with respect to 100 parts by weight of the metal source, the slurry is dried and fired for various applications (for example, Mo adsorbent, catalyst, etc.). It is possible to accurately produce a porous metal oxide having a structure suitable for use such as a carrier.
  • the technique disclosed herein can be preferably implemented in a mode in which the organometallic compound is a metal alkoxide.
  • a metal isopropoxide is mentioned as a suitable example of a metal alkoxide.
  • the pore forming agent at least one compound selected from ammonium salts, carbonates and hydrogen carbonates can be preferably used.
  • a pore forming agent pores suitable for various applications (for example, adsorption of Mo) tend to be efficiently formed.
  • the slurry is prepared using about 1 part by weight or more and about 50 parts by weight or less of the metal source (for example, metal alkoxide) with respect to 100 parts by weight of the aqueous solvent. Can be done. According to such an embodiment, a slurry with good homogeneity tends to be easily prepared.
  • the metal source for example, metal alkoxide
  • the slurry is prepared using about 2 parts by weight or more and about 30 parts by weight or less of the pore forming agent with respect to 100 parts by weight of the aqueous solvent. be able to. According to such an embodiment, a slurry with good homogeneity tends to be easily prepared.
  • the firing of the metal oxide precursor is preferably performed at a firing temperature of about 500 ° C. or higher and about 700 ° C. or lower.
  • the metal oxide precursor is fired in N stages (N is an integer of 2 or more) from the first stage to the Nth stage. Can be included in order. According to this aspect, the homogeneity of the porous metal oxide can be improved. From the viewpoint of obtaining a higher effect, the fired product of the firing stage in the n-1st stage (n is an integer of 2 or more and N or less) among the N stages of firing is once heated to a temperature of less than 300 ° C. After cooling, it may be subjected to the next (that is, n-th) firing stage.
  • the firing of the metal oxide precursor is performed at a temperature equal to or higher than a temperature at which the pore forming agent decomposes to generate gas (for example, approximately 500 ° C. or more and approximately 700 ° C. or less).
  • a first firing stage and a second firing stage performed at a firing temperature).
  • the fired product obtained in the first firing stage can be once cooled to a temperature of less than 300 ° C. and then subjected to the second firing stage. According to such an embodiment, a porous metal oxide with better homogeneity can be produced.
  • the porous metal oxide having an average pore diameter of 9 nm or more is generated by firing the metal oxide precursor.
  • a porous metal oxide having such an average pore diameter can be preferably used for various applications such as a Mo adsorbent and a catalyst carrier.
  • the porous metal oxide having a pore volume of 0.3 cm 3 / g or more is generated by firing the metal oxide precursor.
  • the porous metal oxide having such a pore volume can be preferably used for various applications such as a Mo adsorbent and a catalyst carrier.
  • the porous metal oxide having a specific surface area of 180 m 2 / g or more is generated by firing the metal oxide precursor.
  • the porous metal oxide having such a specific surface area can be preferably used for various applications such as a Mo adsorbent and a catalyst carrier.
  • porous metal oxides in the technology disclosed herein include porous alumina and porous zirconia. Such a porous metal oxide can be preferably used for various applications such as a Mo adsorbent and a catalyst carrier.
  • a preferable example of the porous alumina is porous alumina substantially composed of ⁇ -alumina.
  • a method for manufacturing a 99m Tc generator includes producing a porous metal oxide by any of the methods disclosed herein and incorporating the porous metal oxide into a 99m Tc generator shield. According to such a method, a high-performance 99m Tc generator can be manufactured by providing a porous metal oxide (for example, porous alumina) with good Mo adsorption performance.
  • a porous metal oxide for example, porous alumina
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a porous metal oxide according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a 99m Tc generator.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing the Mo adsorption amount of the porous alumina produced in Examples 1 to 4 and 6.
  • FIG. 4 is a TEM image of porous zirconia produced according to Example 7.
  • FIG. 5 is a TEM image of porous zirconia produced according to Example 8.
  • the porous metal oxide production method provided by this specification can be preferably applied to the production of porous alumina, for example. That is, according to this specification, an aluminum source (Al source), a pore forming agent, and an aqueous solvent are mixed to prepare a slurry; the slurry is dried to obtain an alumina precursor; and the alumina A method for producing porous alumina is provided that includes calcining a precursor to produce porous alumina.
  • the Al source is an organometallic compound containing aluminum which is a metal constituting the porous alumina (that is, an organoaluminum compound) or a hydrolyzate thereof.
  • the pore forming agent is an inorganic compound that decomposes at a temperature equal to or lower than the temperature at which the alumina precursor is calcined to generate gas.
  • the slurry is prepared using 50 parts by weight or more of the pore forming agent with respect to 100 parts by weight of the Al source.
  • porous metal oxide other than porous alumina and a method for producing the same can be provided by using another metal source, for example, another metal alkoxide, instead of the Al source. Therefore, according to this specification, porous metal oxides (including porous alumina and other porous metal oxides) and methods for producing the same are included. Examples of porous metal oxides other than porous alumina include porous zirconia. According to this specification, a slurry is prepared by mixing a zirconium source (Zr source), a pore forming agent and an aqueous solvent; drying the slurry to obtain a zirconia precursor; and the zirconia precursor To produce porous zirconia.
  • Zr source zirconium source
  • the Zr source may be an organic zirconium compound or a hydrolyzate thereof.
  • the pore-forming agent may be an inorganic compound that decomposes at a temperature lower than the temperature for firing the zirconia precursor to generate a gas.
  • the slurry may be prepared using 50 parts by weight or more of the pore forming agent with respect to 100 parts by weight of the Zr source.
  • Another example of the porous metal oxide other than porous alumina is porous titania.
  • a porous titania production method can be provided, wherein a titanium source (for example, titanium alkoxide) is used in place of the Al source in the porous alumina production method.
  • a typical embodiment of a method for producing a porous metal oxide (for example, porous alumina such as ⁇ -alumina or porous zirconia) disclosed herein will be described with reference to FIG.
  • a metal source, a pore forming agent, and an aqueous solvent are mixed to prepare a slurry (step S10).
  • the slurry prepared in step S10 is dried to obtain a metal oxide precursor (step S20).
  • the metal oxide precursor obtained by step S20 is baked, and a porous metal oxide is produced
  • a porous metal oxide for example, porous alumina such as ⁇ -alumina or porous zirconia
  • an organometallic compound containing a metal corresponding to the target porous metal oxide or a hydrolyzate thereof is used as a metal source.
  • the metal is not particularly limited as long as it can form a porous oxide.
  • the metal can be, for example, a metal belonging to any one of groups 2 to 14 (typically groups 3 to 13) of the periodic table.
  • the metal may be a typical metal element or a transition metal element. Specific examples of the metal include aluminum and zirconium.
  • an organoaluminum compound or a hydrolyzate thereof is used.
  • an organic zirconium compound or a hydrolyzate thereof is used. It can preferably be employed as a metal source. By using such a metal source, a slurry with good homogeneity can be easily prepared. This is preferable from the viewpoint of productivity and quality stability of the porous metal oxide.
  • an organoaluminum compound refers to a compound containing Al and an organic group. Accordingly, non-limiting examples of the organoaluminum compounds mentioned here include compounds having a direct bond between an organic group carbon (C) and Al, such as alkylaluminum, for example, and the organic group C is another element. And compounds having a structure bonded to Al via An organoaluminum compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The same applies to organic zirconium compounds and other organometallic compounds.
  • a water-insoluble compound can be preferably used as the organoaluminum compound.
  • a nonionic organoaluminum compound can be preferably employed from the viewpoint of ease of preparation of the slurry. The same applies to organic zirconium compounds and other organometallic compounds.
  • the organometallic compound in the technology disclosed herein can be, for example, a compound having a structure in which C of the organic group is bonded to the metal via oxygen (O).
  • a typical example of such an organometallic compound is a metal alkoxide.
  • the technique disclosed here can be preferably implemented in an embodiment using a metal alkoxide as the organometallic compound.
  • a metal alkoxide as the organometallic compound.
  • the process of preparing the said slurry can be grasped
  • the metal alkoxide may be used for preparing the slurry in a form in which at least a part thereof is hydrolyzed.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group in the metal alkoxide is not particularly limited.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group may be, for example, about 1 or more and 12 or less.
  • a metal alkoxide in which the number of carbon atoms of the alkoxy group is 6 or less, more preferably 5 or less, for example 4 or less can be preferably used.
  • a metal alkoxide having 2 or more carbon atoms in the alkoxy group can be preferably used.
  • Preferable examples of the metal alkoxide that can be used in the technology disclosed herein include ethoxide, sec-butoxide and tert-butoxide of the metal.
  • aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, aluminum sec-butoxide, and aluminum tert-butoxide are preferred examples of aluminum alkoxides that can be used to produce the porous alumina. Is mentioned. Of these, aluminum isopropoxide is preferred.
  • the technique disclosed here can be preferably implemented in an embodiment in which aluminum isopropoxide is used alone as the organoaluminum compound.
  • zirconium alkoxide that can be used for the production of porous zirconia
  • zirconium ethoxide zirconium isopropoxide
  • zirconium sec-butoxide zirconium sec-butoxide
  • zirconium tert-butoxide zirconium tert-butoxide
  • zirconium isopropoxide is preferable.
  • the technique disclosed here can be preferably implemented in an embodiment in which zirconium isopropoxide is used alone as the organic zirconium compound.
  • metal alkoxides that can be used in the production of other porous metal oxides (for example, titanium alkoxides that can be used in the production of porous titania).
  • a slurry is prepared by mixing the metal source, the pore forming agent and an aqueous solvent, and the slurry is dried and fired to obtain a porous metal oxide.
  • the pore-forming agent an inorganic compound that decomposes at a temperature not higher than the temperature at which the firing is performed to generate a gas is used.
  • a pore forming agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Without wishing to be bound by theory, the inventor believes that the gas generated from the pore former (eg, one or both of CO 2 and NH 3 ) during at least one of the drying and firing steps.
  • the metal may be, for example, aluminum or zirconium, but is not limited thereto.
  • a compound that generates gas at a temperature of about 500 ° C. or lower, more preferably about 400 ° C. or lower, typically about 300 ° C. or lower can be preferably used.
  • a compound that generates gas at a temperature of about 200 ° C. or lower, or about 100 ° C. or lower may be used.
  • a compound that generates gas at a temperature of about 30 ° C. or higher, more preferably about 40 ° C. or higher, typically about 50 ° C. or higher can be preferably used.
  • the technology disclosed herein can be preferably implemented in an embodiment in which a compound that generates a gas at a temperature of about 40 ° C. or higher and about 300 ° C. or lower (eg, about 50 ° C. or higher and about 150 ° C. or lower) is used as the pore forming agent. .
  • the pore forming agent is not particularly limited, and for example, ammonium salts, carbonates, bicarbonates and the like can be used.
  • a compound belonging to at least one of ammonium salt and carbonate can be preferably used.
  • Specific examples of the compound that can be used as the pore forming agent include ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbamate, sodium hydrogen carbonate and the like.
  • the pore-forming agent substantially not containing a metal element other than the metal constituting the target porous metal oxide. can be preferably employed.
  • a water-soluble compound can be preferably employed as the pore forming agent from the viewpoint of ease of slurry preparation.
  • the technique disclosed herein can be preferably implemented in an embodiment using at least ammonium carbonate as a pore forming agent.
  • a pore forming agent for example, it is preferable that about 70% or more (more preferably about 85% or more, for example, about 95% or more) of the pore forming agent used is ammonium carbonate on a weight basis.
  • substantially only ammonium carbonate may be used as the pore forming agent.
  • substantially means that a pore forming agent other than ammonium carbonate is not intentionally used, and the presence of unavoidable impurities and denatured products can be tolerated.
  • the procedure for preparing the slurry is not particularly limited.
  • a preparation procedure may be employed in which a metal source is added to and mixed with an aqueous solvent containing a pore former (eg, an aqueous solution of a pore former).
  • the metal may be, for example, aluminum or zirconium, but is not limited thereto.
  • the aqueous solvent is a concept including water and a mixed solvent containing water as a main component (typically a component that is contained most on a weight basis).
  • the components other than water constituting the mixed solvent include solvents that can be uniformly mixed with water, such as lower alcohols (typically monoalcohols having about 1 to 4 carbon atoms such as methanol, ethanol, etc.) and lower ketones.
  • lower alcohols typically monoalcohols having about 1 to 4 carbon atoms such as methanol, ethanol, etc.
  • One type or two or more types of solvents selected from the above may be used.
  • the aqueous solvent in the technology disclosed herein has a water ratio of typically more than 50% and 100% or less by weight.
  • the proportion of water in the aqueous solvent is typically 50% by weight. In general, 70% or more is appropriate.
  • the ratio of the water may be 80% or more, 90% or more, 95% or more, 99% or more, and substantially 100% or more. May be.
  • substantially means that a solvent other than water is not used at least intentionally.
  • the technique disclosed here can be implemented, for example, in a mode in which a metal source is added to an aqueous solution of a pore forming agent and mixed.
  • the metal source may be added as it is, or may be added together with an appropriate solvent, for example, in a form dissolved or dispersed in the solvent.
  • the technique disclosed herein is a method for forming a pore-forming agent by using a metal source that is solid at normal temperature (for example, 25 ° C.) as in aluminum isopropoxide in the solid state (that is, without being dissolved in a solvent). It can preferably be carried out in an embodiment in which it is added to an aqueous solvent containing
  • the solid metal source is preferably added in the form of a powder.
  • the average particle size of the powder is usually about 300 ⁇ m or less, preferably about 100 ⁇ m or less. The lower limit of the average particle size of the powder is not particularly limited.
  • the average particle size of the powder can be, for example, about 100 nm or more from the viewpoint of the handleability of the powder.
  • the average particle diameter can also be applied to the average particle diameter of the powder in an embodiment in which the metal source powder is added in a form dispersed in a solvent.
  • the “average particle diameter” means a particle diameter (50% volume average particle) at an integrated value of 50% in a particle size distribution measured based on a particle size distribution measuring apparatus based on a laser diffraction scattering method. Diameter; hereinafter, it may be abbreviated as D50).
  • the solvent used for dissolving or dispersing the metal source is water, and uniformly mixed with water.
  • Usable solvents, mixed solvents thereof and the like can be used.
  • the solvent that can be uniformly mixed with water include one or more selected from lower alcohols (typically monoalcohols having about 1 to 4 carbon atoms, such as methanol and ethanol), lower ketones, and the like. Can be used.
  • the amount of the solvent used for dissolving or dispersing the metal source can be, for example, about 500 g or less with respect to 100 g of the metal source, or about 300 g or less, about 200 g or less, May be about 150 g or less.
  • the amount of the solvent used for 100 g of the metal source can be, for example, about 10 g or more, about 50 g or more, about 80 g or more, and further about 100 g or more.
  • the proportion of water in the total aqueous solvent used to prepare the slurry is typically greater than 50% by weight. It is preferably 100% or less, and usually 70% or more and 100% or less.
  • the ratio of the water may be 80% or more, 90% or more, 95% or more, and further 99% or more. In one embodiment, the percentage of water may be substantially 100%. That is, the aqueous solvent used for preparing the slurry may be only water.
  • the ratio of the water to the aqueous solvent used for preparation of a slurry may be less than 95%, for example, and may be less than 90%.
  • the technique disclosed here can be implemented in a mode in which the ratio of water in the aqueous solvent used for preparing the slurry is, for example, 80% or more and 100% or less.
  • the amount of the pore forming agent used for the preparation of the slurry is suitably about 50 parts by weight or more, preferably about 100 parts by weight or more, more preferably about 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal source. More than a part. Increasing the amount of pore-forming agent used for the metal source tends to increase the amount of metal (for example, Mo, platinum group metals, and other catalytic metals) that can be retained per weight of the porous metal oxide. is there. In one embodiment, the use amount of the pore forming agent with respect to 100 parts by weight of the metal source may be about 200 parts by weight or more, and further about 250 parts by weight or more.
  • the upper limit of the amount of the pore-forming agent used is not particularly limited, but usually it is suitably about 1000 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the metal source, preferably about 500 parts by weight or less, For example, it can be about 350 parts by weight or less.
  • the amount of the aqueous solvent used for the preparation of the slurry is such that the amount of the pore-forming agent used is about 30 parts by weight or less, preferably about 20 parts by weight or less, more preferably about 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the aqueous solvent.
  • the lower limit of the amount of pore-forming agent used with respect to 100 parts by weight of the aqueous solvent is not particularly limited, but it is usually appropriate to be about 2 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the aqueous solvent, and about 4 parts by weight or more. For example, it may be about 5 parts by weight or more.
  • the amount of the aqueous solvent used for the preparation of the slurry is such that the amount of the metal source used is about 50 parts by weight or less, preferably about 30 parts by weight or less, more preferably about 20 parts by weight or less, for example, 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the aqueous solvent. It can set so that it may become below a weight part.
  • a slurry that provides a porous metal oxide capable of efficiently supporting a metal (for example, Mo, catalytic metal, etc.) by adding a metal source to a liquid containing such an amount of an aqueous solvent and a pore-forming agent and mixing them is suitable. Tend to be prepared.
  • the gelation of the slurry can be suppressed to maintain a good stirring state, and the hydrolysis reaction of the metal alkoxide can proceed more uniformly. This tends to form a porous metal oxide with better structural homogeneity.
  • the minimum of the usage-amount of a metal source with respect to 100 weight part of aqueous solvents is not specifically limited. From the standpoint of slurry drying efficiency, the amount of metal source used per 100 parts by weight of water is usually about 1 part by weight or more, preferably about 2 parts by weight or more, for example, about 3 parts. It can be more than parts by weight.
  • the time for mixing the metal source, the pore forming agent and the aqueous solvent is not particularly limited, and the metal used Depending on the type of the source and the like, it can be set so that a slurry that provides a suitable porous metal oxide is prepared. From the viewpoint of the homogeneity of the slurry, it is usually appropriate that the mixing time is about 1 hour or longer, preferably 3 hours or longer, more preferably 6 hours or longer, for example, 12 hours or longer.
  • the mixing time is suitably about 12 hours or more, preferably about 24 hours or more.
  • the mixing time is usually suitably 72 hours or less, preferably 48 hours or less, and more preferably 36 hours or less.
  • the slurry can be prepared, for example, at a temperature of less than about 60 ° C., and at a temperature of less than about 50 ° C., or even less than about 40 ° C. (eg, less than about 35 ° C.). Also good. According to the said temperature, a more homogeneous slurry can be prepared stably.
  • the slurry is usually prepared at a temperature of about 10 ° C. or higher, preferably from about 15 ° C. or higher, from the viewpoint of productivity.
  • the slurry preparation temperature mentioned above can be preferably applied, for example in the aspect using a metal alkoxide (for example, metal isopropoxide) as a metal source.
  • the porous metal oxide production method disclosed herein typically includes a step of drying the slurry to obtain a metal oxide precursor.
  • the metal may be, for example, aluminum or zirconium, but is not limited thereto.
  • a metal alkoxide for example, metal isopropoxide
  • the method disclosed herein can be preferably carried out in an embodiment in which no additional organic solvent is used in the process of obtaining the metal oxide precursor from the slurry.
  • it can carry out without performing operation which wash
  • the method disclosed herein includes an operation of separating (separating) the solid content contained in the slurry from the solvent by filtration, centrifugation, etc. Can be carried out in such a manner that the operation of washing (in particular, washing with a solvent capable of dissolving the pore forming agent) is not performed. By this, the function of the said pore formation agent can be exhibited effectively at the time of baking of the said metal oxide precursor.
  • the fact that separation and washing of solid content is not required can be advantageous from the viewpoint of simplification of manufacturing equipment, reduction of environmental burden due to reduction of waste liquid, and improvement of productivity.
  • the drying temperature of the slurry is not particularly limited.
  • the slurry is dried at room temperature (typically about 15 ° C. or more, eg, about 20 ° C. or more, typically less than about 40 ° C., preferably about 35 ° C. or less, eg, about 30 ° C. or less). It can be carried out.
  • the drying temperature of the slurry may be about 40 ° C. or higher (preferably about 60 ° C. or higher, more preferably about 70 ° C. or higher). Further, the drying temperature can be, for example, about 150 ° C.
  • the drying time of the slurry is not particularly limited, and can be set so that an appropriate drying state can be obtained. From the viewpoint of productivity, it is usually appropriate to set the drying time to 120 hours or shorter (for example, 72 hours or shorter).
  • a porous metal oxide is obtained by firing the metal oxide precursor.
  • the calcined porous metal oxide can be prepared to an appropriate particle size by a known method such as sieving after crushing as necessary.
  • the firing conditions of the metal oxide precursor can be set so as to obtain a porous metal oxide having desired properties, and is not particularly limited. For example, in order to obtain a porous metal oxide having desired properties, only one-stage (one time) firing may be performed, or two or more N-stage (N times) firing may be performed. . That is, the firing of the metal oxide precursor may include N stages (N is an integer of 2 or more) of firing stages from the first stage to the Nth stage in this order.
  • the firing temperature of the metal oxide precursor can be, for example, about 150 ° C. or higher, and is usually about 250 ° C. or higher, preferably about 300 ° C. or higher, about 350 ° C. or higher, and further about 400 ° C. or higher. It is good. Moreover, the said calcination temperature can be made into about 1200 degreeC or less, for example, about 1000 degreeC or less is suitable normally, and about 800 degreeC or less is preferable. In one embodiment of the technology disclosed herein, the baking can be performed at approximately 300 ° C. or higher and approximately 1000 ° C. or lower (eg, approximately 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower).
  • Calcination time is not particularly limited, and can be set so that a porous metal oxide having desired properties is generated.
  • the firing time is usually suitably 1 hour or longer, 2 hours or longer, 3 hours or longer, for example 5 hours or longer.
  • the firing temperature is usually 72 hours or less, preferably 48 hours or less, more preferably 50 hours or less.
  • the said baking time means the time which maintains a baking target object in the said baking temperature, and the aspect maintained in the said baking temperature in each baking stage in the aspect which performs a 2 or more times baking process so that it may mention later. The total time.
  • the firing temperature and firing time described above can be applied to firing conditions in the production of porous alumina, porous zirconia and other porous metal oxides, for example.
  • porous alumina In the production of porous alumina, it is easy to increase the amount of metal (for example, Mo, catalytic metal, etc.) retained per weight of alumina, so that the porous alumina is sometimes referred to as ⁇ -alumina (activated alumina). Is preferably fired so as to form. Whether the porous alumina is ⁇ -alumina can be confirmed by, for example, X-ray diffraction.
  • metal for example, Mo, catalytic metal, etc.
  • the firing temperature of the alumina precursor can be, for example, about 400 ° C. or higher, and is usually about 450 ° C. or higher, preferably about 500 ° C. or higher, more preferably about 550 ° C. or higher.
  • the firing temperature is suitably about 800 ° C. or lower, preferably about 700 ° C. or lower, and more preferably about 650 ° C. or lower.
  • the technique disclosed herein can be preferably implemented, for example, in an embodiment in which the firing is performed at about 500 ° C. or higher and about 700 ° C. or lower (more preferably, about 550 ° C. or higher and about 650 ° C. or lower).
  • Calcination time is not particularly limited, and can be set so that porous alumina having desired properties is generated.
  • the firing time is usually suitably 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer, for example 3 hours or longer.
  • the firing time may be 6 hours or longer, and may be 12 hours or longer, for example, 24 hours or longer.
  • the firing temperature is usually 72 hours or less, preferably 48 hours or less, more preferably 50 hours or less.
  • the number of times of firing in the case where the metal precursor is fired in a plurality of times can be, for example, 2 to 5 times.
  • a more homogeneous porous metal oxide can be obtained.
  • firing at the firing temperature for example, firing at about 300 ° C. or higher, preferably about 400 ° C. or higher, more preferably about 500 ° C. or higher
  • firing at the firing temperature for example, firing at about 300 ° C. or higher, preferably about 400 ° C. or higher, more preferably about 500 ° C. or higher
  • N stages for example, firing at about 300 ° C. or higher, preferably about 400 ° C. or higher, more preferably about 500 ° C. or higher
  • the firing object (the previous firing step) After cooling to a temperature of less than about 300 ° C. (typically about 100 ° C. or less, preferably about 50 ° C. or less, more preferably about 40 ° C. or less). ) Can be subjected to a firing stage. It is preferable that the cooled object to be fired is subjected to an operation of crushing (unwinding) as necessary, and then subjected to the next firing step. This tends to provide a more homogeneous porous metal oxide.
  • an operation of passing the firing object through a sieve having an appropriate size can be mentioned.
  • a sieve having a mesh size of approximately 200 mesh or more and approximately 30 mesh or less typically having a mesh opening of approximately 77 ⁇ m or more and approximately 600 ⁇ m or less
  • the above operation is performed between the first stage firing (first firing stage) and the second stage firing (second firing stage). It can be carried out. You may perform the said operation after each baking step.
  • this manufacturing method is a metal source, pore, for example. It can be carried out in a mode in which materials other than the forming agent and the aqueous solvent are not substantially used. This can be advantageous from the viewpoints of ease of setting conditions in each process, ease of procurement of materials used for manufacturing, and improvement of productivity.
  • the porous metal oxide production method according to the above aspect can be carried out in an aspect using only two kinds of materials other than the aqueous solvent. .
  • a porous metal in which the amount of Mo retained (the weight (mg) of Mo atoms retained per gram of porous metal oxide) measured by the following method is approximately 200 mg / g or more.
  • An oxide can be provided.
  • a porous metal oxide having a Mo holding amount of about 300 mg / g or more typically about 400 mg / g or more, for example, about 500 mg / g or more, further about 600 mg / g or more).
  • the upper limit of the Mo holding amount is not particularly limited, and may be, for example, about 2000 mg / g or less (typically about 1000 mg / g or less).
  • the porous metal oxide can be, for example, porous alumina (preferably porous ⁇ -alumina), porous zirconia, or the like.
  • the amount of Mo retained (supported) on the porous metal oxide is determined from the change in the amount of Mo.
  • Mo retention amount [mg / g] is calculated by converting this Mo amount into a numerical value per 1 g of the porous metal oxide used. The same method is adopted for the embodiments described later.
  • the specific surface area of the porous metal oxide provided by this specification is not particularly limited.
  • the specific surface area of the porous metal oxide can be, for example, 4.0 m 2 / g or more, and is usually 5.0 m 2 / g or more (typically 6.0 m 2 / g or more).
  • the specific surface area of the porous metal oxide eg, porous alumina, preferably porous ⁇ -alumina
  • the specific surface area of the porous metal oxide may be about 280 m 2 / g or more (eg, about 300 m 2 / g or more).
  • the upper limit of the specific surface area of the porous metal oxide is not particularly limited.
  • the specific surface area of the porous metal oxide can be measured by a nitrogen gas adsorption amount measurement method (BET method). The same method is adopted for the embodiments described later.
  • the average pore diameter of the porous metal oxide provided by this specification is not particularly limited.
  • the average pore diameter of the porous metal oxide can be, for example, about 5 nm or more, typically about 7 nm or more, usually about 9 nm or more, preferably about 10 nm or more (for example, more than 10 nm), more preferably It is about 12 nm or more, more preferably about 15 nm or more.
  • the retention performance of Mo tends to be improved by increasing the average pore diameter.
  • the average pore size of the porous metal oxide may be, for example, about 18 nm or more.
  • the average pore diameter of the porous metal oxide can be, for example, about 500 nm or less, typically about 300 nm or less, usually about 100 nm or less, preferably about 50 nm or less, more preferably about 30 nm or less ( For example, approximately 25 nm or less).
  • the technology disclosed herein can be preferably applied to, for example, a porous metal oxide having an average pore diameter in the range of about 5 nm to about 50 nm (for example, about 10 nm to about 25 nm) and the production thereof.
  • the porous metal oxide having such an average pore diameter tends to show a good holding performance for a metal such as Mo, it can be preferably used for various applications such as a Mo adsorbent and a catalyst carrier.
  • the average pore diameter of the porous metal oxide can be measured by a nitrogen gas adsorption amount measurement method. The same method is adopted for the embodiments described later.
  • the porous metal oxide can be, for example, porous alumina (preferably porous ⁇ -alumina), porous zirconia, or the like.
  • the pore volume of the porous metal oxide is not particularly limited.
  • the pore volume of the porous metal oxide for example, be a 0.010 cm 3 / g or more, is generally suitable 0.020 cm 3 / g or more.
  • the pore volume of the porous metal oxide eg, porous alumina, preferably porous ⁇ -alumina
  • the pore volume of the porous metal oxide may be approximately 1.2 cm 3 / g or more. Further, the pore volume of the porous metal oxide may be about 3.0 cm 3 / g or less, typically about 2.5 cm 3 / g or less, for example, about 2.0 cm 3 / g or less. In the technique disclosed herein, for example, the pore volume is about 0.5 cm 3 / g or more and about 2.5 cm 3 / g or less (preferably about 0.6 cm 3 / g or more and about 2.0 cm 3 / g or less). It can preferably be applied to porous metal oxides in the range and their production.
  • the porous metal oxide having such a pore volume tends to show a good holding performance for a metal such as Mo, it can be preferably used for various applications such as a Mo adsorbent and a catalyst carrier.
  • the pore volume of the porous metal oxide can be measured by a nitrogen gas adsorption amount measurement method. The same method is adopted for the embodiments described later.
  • a porous metal oxide for example, porous alumina having a large amount of Mo retained per surface area (weight of Mo atoms (mg) retained per 1 m 2 of surface area of the porous metal oxide). ) May be provided.
  • a porous metal oxide having a Mo retention amount per surface area of about 0.9 mg / m 2 or more can be provided.
  • the upper limit of the Mo retention amount per surface area is not particularly limited, and may be, for example, about 10 mg / m 2 or less.
  • a porous metal oxide for example, porous alumina having a pore volume of 0.3 cm 3 / g or more and an average pore diameter of 9 nm or more is provided.
  • a porous metal oxide satisfying the above pore volume and average pore diameter and having a specific surface area of 180 m 2 / g or more is particularly preferred.
  • the porous metal oxide having such a structure tends to exhibit good holding performance with respect to metals (including a simple substance of metal, an alloy, and a metal compound). Therefore, it can be preferably used for various applications such as a catalyst carrier and a metal adsorbent.
  • porous alumina having such a structure tends to exhibit excellent retention performance with respect to Mo, and thus is suitable for applications such as Mo adsorbents.
  • the porous metal oxide production method disclosed herein is a method for producing a porous metal oxide satisfying the pore volume and the average pore diameter (preferably a porous metal oxide satisfying the specific surface area). It can be suitably employed.
  • the outer shape of the porous metal oxide is not particularly limited, and can be prepared in an appropriate shape according to the application and usage.
  • the porous metal oxide can be prepared, for example, in the form of particles having an average particle diameter of about 1 ⁇ m to about 400 ⁇ m (more preferably about 10 ⁇ m to about 300 ⁇ m).
  • it can be prepared so as not to substantially contain particles having a diameter of more than about 500 ⁇ m.
  • the metal oxide provided by the technique disclosed herein can be preferably used in various fields.
  • the porous alumina provided by the technology disclosed herein can be preferably applied to a Mo adsorbent in a 99m Tc generator.
  • the technology disclosed herein can be preferably applied to the production of porous alumina for such applications.
  • the matter provided by this specification includes porous alumina produced by any of the methods disclosed herein, any porous alumina disclosed herein (any of those disclosed herein) 99m Tc generator comprising Mo as an adsorbent, and porous alumina for Mo adsorbent, and any porous alumina disclosed herein.
  • a method of manufacturing a 99m Tc generator is included.
  • the 99m Tc generator can be configured in the same manner as the conventional 99m Tc generator except that any porous alumina disclosed herein is used as the Mo adsorbent. An outline of a configuration example of such a 99m Tc generator will be described with reference to FIG.
  • the 99m Tc generator 10 shown in FIG. 2 includes a column 14 containing 99 Mo adsorption alumina 20, a physiological saline container 12 connected to the upstream side of the column 14, and a 99m Tc solution connected to the downstream side of the column 14.
  • a recovery container 16 At least the periphery of the column 14 of the 99m Tc generator 10 is covered with a shield (not typically shown) (typically a lead shield).
  • a shield typically a lead shield.
  • Column 99 Mo adsorbed alumina 20 in 14, to one of the porous alumina 22 disclosed herein, after receiving prior to or accommodated in the column 14 is obtained by adsorbing 99 Mo.
  • 99 Mo can be adsorbed on the porous alumina 22 by supplying an aqueous solution containing ( 99 Mo) O 4 2 ⁇ to the column 14.
  • the adsorbed 99 Mo decays by emitting ⁇ -rays to generate 99m Tc.
  • the produced 99m Tc is eluted as 99m TcO 4 ⁇ by passing the physiological saline supplied from the physiological saline container 12 through the column 14 and is recovered in the 99m Tc solution recovery container 16, and the radiopharmaceutical (Technetium) Used in the manufacture of pharmaceutical preparations).
  • porous alumina provided by the technology disclosed herein is not limited to the Mo adsorbent as described above, but as a general porous metal oxide, it can be used as another adsorbent or as a catalyst carrier. It can be preferably used for applications and the like.
  • porous metal oxides other than porous alumina provided by the technology disclosed herein are not limited to metal adsorbents (for example, Mo adsorbents), but other adsorbents as well as general porous metal oxides. It can also be preferably used for applications as a material or a catalyst carrier.
  • Example 1 ⁇ Manufacture of porous alumina> (Example 1) At room temperature, 970 g of distilled water was charged into a glass beaker, and 30 g of ammonium carbonate as a pore-forming agent was charged and dissolved while stirring with a magnetic stirrer. To this aqueous ammonium carbonate solution, 32 g of powdered aluminum isopropoxide was added, and stirring was continued at room temperature for 24 hours to prepare a slurry. As the aluminum isopropoxide, a commercially available product was crushed with a mortar and prepared to have an average particle size of about 100 ⁇ m.
  • the slurry (the contents of the beaker) was transferred to a heat-resistant tray made of silicone resin, left in an oven at 80 ° C. and dried for 48 hours. Thereafter, the alumina precursor (dried product of the slurry) in the heat-resistant tray was transferred to a mortar and fired in a firing furnace in an atmospheric atmosphere.
  • the first firing step of heating at 600 ° C. for 6 hours is first performed, once taken out of the firing furnace, cooled to room temperature, passed through a 50-mesh wire mesh, the particle size is made uniform to some extent, and then fired.
  • the second baking step of returning to the furnace and further heating at 600 ° C. for 24 hours was performed, allowed to cool to room temperature, and again passed through a 50-mesh wire mesh to obtain porous alumina according to Example 1.
  • Example 2 and 3 Porous alumina according to Examples 2 and 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ammonium carbonate used was changed to 60 g (Example 2) and 90 g (Example 3), respectively.
  • Example 4 In Example 1, 30 g of glucose was used as the pore forming agent instead of 30 g of ammonium carbonate as the pore forming agent. In addition, aluminum isopropoxide was added to an aqueous ammonium carbonate solution, and then the pH was adjusted to 5.0 using HNO 3 , and then stirred at room temperature for 24 hours to prepare a slurry. Otherwise in the same manner as in Example 1, porous alumina according to Example 4 was obtained.
  • Example 5 In Example 2, an attempt was made to produce porous alumina using aluminum nitrate instead of aluminum isopropoxide. However, when the aluminum nitrate aqueous solution was started to be added to the ammonium carbonate aqueous solution, gelation rapidly progressed in the middle and the stirring was stopped. Therefore, it was judged that it was difficult to obtain a homogeneous slurry, and the subsequent experiments were stopped.
  • Example 6 Porous alumina (Aluminum Oxide, model number 1999966) available from Sigma Aldrich USA was used.
  • Example 6 As shown in Table 1, the porous materials of Examples 1 to 3 manufactured using ammonium carbonate as compared to the porous alumina of Example 4 manufactured using glucose and the commercially available porous alumina (Example 6). Alumina had a higher molybdenum retention per alumina weight. Among them, the porous aluminas of Examples 2 and 3 showed excellent Mo adsorptivity 4.5 times or more as compared with Example 6.
  • a porous alumina was produced in the same manner as in Example 2 except that sodium hydrogen carbonate was used instead of ammonium carbonate, and the measurement and evaluation were conducted in the same manner.
  • the specific surface area was 3.9 g / m 2
  • the pore volume was 0.06 cm 3 / g
  • the average pore diameter was 62.9 nm
  • the amount of Mo retained per weight was 412 mg / g.
  • Example 7 ⁇ Manufacture of porous zirconia> (Example 7) At room temperature, 300 g of distilled water was charged into a glass beaker, and 60 g of ammonium carbonate as a pore-forming agent was charged and dissolved while stirring with a magnetic stirrer. A solution B containing 32 g of zirconium tetraisopropoxide in 50 mL of methanol was added to this aqueous ammonium carbonate solution (solution A), and stirring was continued at room temperature for 24 hours to prepare a slurry. Next, the slurry (the contents of the beaker) was transferred to a heat-resistant tray made of silicone resin and dried at room temperature.
  • the zirconia precursor (the dried product of the slurry) in the heat-resistant tray was transferred to a mortar and fired at 600 ° C. for 6 hours in a firing furnace in an air atmosphere.
  • the fired product was allowed to cool to room temperature and passed through a 50-mesh wire mesh to obtain porous zirconia according to Example 7.
  • a TEM (transmission electron microscope) image of the obtained porous zirconia is shown in FIG.
  • the specific surface area was 8.5 m 3 / g
  • the pore volume was 0.027 cm 3 / g
  • the average pore diameter was 11.1 nm. It was.
  • Example 8 A porous zirconia according to Example 8 was obtained in the same manner as in Example 7 except that the firing conditions of the zirconia precursor were changed to 200 ° C. for 6 hours.
  • a TEM image of the obtained porous zirconia is shown in FIG.
  • the specific surface area of this porous zirconia was 66.9 m 3 / g, the pore volume was 0.062 cm 3 / g, and the average pore diameter was 2.3 nm.
  • porous zirconia in obtaining porous zirconia by firing a zirconia precursor containing a pore-forming agent, the properties of porous zirconia obtained by varying the firing conditions (here, firing temperature) of the precursor are different. It has been shown that (eg average pore size) can be adjusted.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

多孔質金属酸化物の製造方法が提供される。その方法は、金属源と細孔形成剤と水性溶媒とを混合してスラリーを調製することと、上記スラリーを乾燥させて金属酸化物前駆体を得ることと、上記金属酸化物前駆体を焼成して多孔質金属酸化物を生成することとを含む。ここで、上記金属源は、上記多孔質金属酸化物を構成する金属を含む有機金属化合物またはその加水分解物であり、上記細孔形成剤は、上記金属酸化物前駆体を焼成する温度以下の温度で分解してガスを生じる無機化合物である。上記スラリーの調製は、上記金属源100重量部に対して上記細孔形成剤50重量部以上を用いて行われる。

Description

多孔質金属酸化物の製造方法
 本発明は、多孔質金属酸化物の製造方法に関する。
 本出願は、2016年1月21日出願の米国仮特許出願第62/281,361号および2016年5月19日出願の米国仮特許出願第62/338,756号に基づく優先権を主張しており、それらの出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
 多孔質アルミナや多孔質ジルコニア等の多孔質金属酸化物は、触媒担体や吸着材等として広く用いられている。多孔質アルミナまたはその製造に係る技術文献として、特許文献1~3が挙げられる。メソポーラス構造を有する金属酸化物の触媒担体としての利用に関する技術文献として、特許文献4が挙げられる。
 多孔質金属酸化物の一用途として、テクネチウム99m(99mTc)ジェネレータにおけるMo吸着材としての用途が挙げられる。99mTcジェネレータは、Mo吸着材を充填したカラムに親核種であるモリブデン99(99Mo)を吸着させた装置であって、上記カラムに生理食塩水を通すことにより、99Moから生成する99mTcを溶出させ得るように構成されている。上記溶出により取り出された99mTcは、適切な薬剤と結合させて、いわゆる放射性医薬品(テクネチウム製剤)として核医学的診断等に利用される。
 99mTcジェネレータのMo吸着材として好ましく用いられる得る多孔質金属酸化物の一例として、多孔質アルミナが挙げられる。また、99mTcジェネレータのMo吸着材用の多孔質アルミナに係る技術文献として、非特許文献1が挙げられる。この非特許文献1には、細孔形成のテンプレートとしてグルコースを用いて多孔質アルミナを製造することが記載されている。
 多孔質金属酸化物の他の一用途として、触媒担体としての用途が挙げられる。例えば、自動車用エンジン等の内燃機関から排出される排気ガスを浄化するために、白金等の金属を触媒成分として含む三元触媒が、典型的には触媒担体に担持された形態で広く用いられている。触媒担体としては、例えば金属酸化物の粉末が好ましく用いられ得る。また、多孔質構造を有する触媒担体は、触媒成分と目的成分との接触効率の観点から有利となり得る。さらに触媒担体の実際の使用環境下における耐久性を考慮して、触媒担体の好適例として多孔質アルミナや多孔質ジルコニア等の多孔質金属酸化物が挙げられる。
日本国特許出願公開2013-129574号公報 米国特許第4175118号明細書 米国特許出願公開第2012/0122671号明細書 日本国特許出願公開2002-320850号公報
インダストリアル・アンド・エンジニアリング・ケミストリー・リサーチ(Ind. Eng. Chem. Res.),第52巻,第11673~11684ページ(2013)
 99mTcジェネレータの高性能化の観点から、より多くのMoを保持(担持)し得るMo吸着材が求められている。しかし、特許文献1~3には、触媒担体や吸着剤等の用途としての多孔質アルミナの記載はあるものの、99mTcジェネレータのMo吸着材として多孔質アルミナを用いることの記載はない。また、特許文献1に記載されたメソポーラスアルミナの製造方法は、硝酸アルミニウム等のアルミニウム塩水溶液と炭酸アンモニウム水溶液とが混合されたスラリーを用意する工程を含むが、上記スラリーを用意する工程は不安定になりやすく、例えば上記混合の過程で急激なゲル化が生じて均質なスラリーが得られない、あるいはゲル化を抑制するための製造上の制約が多いという不便がある。特許文献2は、NH及び/又はCOを分解する化合物を8~20重量%含有する水溶液中でアルミニウムアルコラートを加水分解することを含む多孔性アルミナ生成物の製造方法を提案しているが、上記化合物はアルミニウムアルコラート10重量部毎に0.5~3.0重量部の量で用いられており、本明細書により提供される製造方法とは明らかに異なる。特許文献3は、内燃機関からの排気生成物を処理する触媒担体としての用途に適するアルミナを製造する方法に関し、上記用途において要請される耐熱性を優先的に考慮した技術であって、ここに開示される発明との関連性は低い。特許文献4にも、99mTcジェネレータのMo吸着材として多孔質金属酸化物を用いることの記載はない。また、この特許文献4には、塩酸水溶液にヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミドを溶解し、さらにテトラプロポキシドジルコニウムを加えて溶解し、別に準備した硫酸アンモニウム水溶液を混合して攪拌、冷却、遠心分離等の工程を経て多孔質ジルコニアを製造することが記載されているが、かかる製造方法は煩雑であり、改善の余地がある。
 本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、様々な用途で好適に使用し得る多孔質金属酸化物に関する汎用性の高い製造方法を提供することを目的とする。
 この明細書により提供される多孔質金属酸化物の製造方法は、金属源と細孔形成剤と水性溶媒とを混合してスラリーを調製することを含む。また、上記スラリーを乾燥させて金属酸化物前駆体を得ることを含む。さらに、上記金属酸化物前駆体を焼成して多孔質金属酸化物を生成することを含む。ここで、上記金属源としては、上記多孔質金属酸化物を構成する金属を含む有機金属化合物またはその加水分解物が用いられる。上記細孔形成剤としては、上記金属酸化物前駆体を焼成する温度以下の温度で分解してガスを生じる無機化合物が用いられる。そして、上記スラリーの調製は、上記金属源100重量部に対して凡そ50重量部以上の上記細孔形成剤を用いて行われる。
 上記製造方法によると、金属源として有機金属化合物またはその加水分解物を用いるので、均質性のよいスラリーを容易に調製することができる。このスラリーは、金属源100重量部に対して凡そ50重量部以上の細孔形成剤を用いて調製されるので、該スラリーを乾燥および焼成することにより、種々の用途(例えばMo吸着材、触媒担体等の用途)に適した構造を有する多孔質金属酸化物を的確に生成することができる。
 ここに開示される技術は、上記有機金属化合物が金属アルコキシドである態様で好ましく実施され得る。金属アルコキシドの一好適例として、金属イソプロポキシドが挙げられる。
 上記細孔形成剤としては、アンモニウム塩、炭酸塩および炭酸水素塩から選択される少なくとも1種の化合物を好ましく使用し得る。このような細孔形成剤を用いることにより、種々の用途(例えばMoの吸着)に適した細孔が効率よく形成される傾向にある。
 ここに開示される技術の好ましい一態様において、上記スラリーの調製は、上記水性溶媒100重量部に対して凡そ1重量部以上かつ凡そ50重量部以下の上記金属源(例えば、金属アルコキシド)を用いて行うことができる。このような態様によると、均質性のよいスラリーが容易に調製される傾向にある。
 ここに開示される技術の他の好ましい一態様において、上記スラリーの調製は、上記水性溶媒100重量部に対して凡そ2重量部以上かつ凡そ30重量部以下の上記細孔形成剤を用いて行うことができる。このような態様によると、均質性のよいスラリーが容易に調製される傾向にある。
 上記金属酸化物前駆体の焼成は、凡そ500℃以上かつ凡そ700℃以下の焼成温度で行うことが好ましい。このことによって、種々の用途に適した構造を有する多孔質金属酸化物を効率よく生成することができる。
 ここに開示される技術の一態様において、上記金属酸化物前駆体の焼成は、第1段目から第N段目までのN段(Nは2以上の整数である。)の焼成段階をこの順に含み得る。かかる態様によると、多孔質金属酸化物の均質性が向上し得る。より高い効果を得る観点から、上記N段の焼成段階のうち第n-1段目(nは2以上N以下の整数である。)の焼成段階による焼成物を、いったん300℃未満の温度まで冷却した後に次の(すなわち、第n段目の)焼成段階に供してもよい。
 ここに開示される技術の一態様において、上記金属酸化物前駆体の焼成は、前記細孔形成剤が分解してガスを生じる温度以上の温度(例えば、凡そ500℃以上かつ凡そ700℃以下の焼成温度)で行われる第1焼成段階および第2焼成段階を含み得る。上記第1焼成段階による焼成物は、いったん300℃未満の温度まで冷却した後に上記第2焼成段階に供することができる。このような態様によると、より均質性のよい多孔質金属酸化物が製造され得る。
 ここに開示される技術の一態様では、上記金属酸化物前駆体を焼成することにより、平均細孔径が9nm以上の上記多孔質金属酸化物を生成する。このような平均細孔径を有する多孔質金属酸化物は、例えば、Mo吸着材や触媒担体等の種々の用途に好ましく用いられ得る。
 ここに開示される技術の他の一態様では、上記金属酸化物前駆体を焼成することにより、細孔容積が0.3cm/g以上の上記多孔質金属酸化物を生成する。このような細孔容積を有する多孔質金属酸化物は、例えば、Mo吸着材や触媒担体等の種々の用途に好ましく用いられ得る。
 ここに開示される技術の他の一態様では、上記金属酸化物前駆体を焼成することにより、比表面積が180m/g以上の上記多孔質金属酸化物を生成する。このような比表面積を有する多孔質金属酸化物は、例えば、Mo吸着材や触媒担体等の種々の用途に好ましく用いられ得る。
 ここに開示される技術における多孔質金属酸化物の非限定的な例には、多孔質アルミナおよび多孔質ジルコニアが含まれる。このような多孔質金属酸化物は、例えば、Mo吸着材や触媒担体等の種々の用途に好ましく用いられ得る。上記多孔質アルミナの一好適例として、実質的にγ-アルミナからなる多孔質アルミナが挙げられる。
 この明細書によると、また、99mTcジェネレータの製造方法が提供される。その方法は、ここに開示されるいずれかの方法により多孔質金属酸化物を製造することと、上記多孔質金属酸化物を99mTcジェネレータの遮蔽体内に組み込むこととを包含する。かかる方法によると、Mo吸着性能のよい多孔質金属酸化物(例えば多孔質アルミナ)を備えることにより、高性能な99mTcジェネレータを製造することができる。
図1は、本発明に係る多孔質金属酸化物製造方法を示すフロー図である。 図2は、99mTcジェネレータの概略構成を示す模式図である。 図3は、例1~4,6により製造された多孔質アルミナのMo吸着量を示す特性図である。 図4は、例7により製造された多孔質ジルコニアのTEM像である。 図5は、例8により製造された多孔質ジルコニアのTEM像である。
 以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
 以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明することがあり、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、実際に提供される製品のサイズや縮尺を必ずしも正確に表したものではない。
 この明細書により提供される多孔質金属酸化物製造方法は、例えば、多孔質アルミナの製造に好ましく適用され得る。すなわち、この明細書によると、アルミニウム源(Al源)と細孔形成剤と水性溶媒とを混合してスラリーを調製すること;上記スラリーを乾燥させてアルミナ前駆体を得ること;および、上記アルミナ前駆体を焼成して多孔質アルミナを生成すること;を包含する多孔質アルミナ製造方法が提供される。ここで、上記Al源は、上記多孔質アルミナを構成する金属であるアルミニウムを含む有機金属化合物(すなわち、有機アルミニウム化合物)またはその加水分解物である。また、上記細孔形成剤は、上記アルミナ前駆体を焼成する温度以下の温度で分解してガスを生じる無機化合物である。そして、上記スラリーの調製は、上記Al源100重量部に対して上記細孔形成剤50重量部以上を用いて行われる。
 上記多孔質アルミナ製造方法において、Al源に代えて他の金属源、例えば他の金属アルコキシドを用いることにより、多孔質アルミナ以外の多孔質金属酸化物およびその製造方法が提供され得る。したがって、この明細書によると、多孔質金属酸化物(多孔質アルミナおよび他の多孔質金属酸化物を包含する。)およびその製造方法が含まれる。多孔質アルミナ以外の多孔質金属酸化物の一例として、多孔質ジルコニアが挙げられる。この明細書によると、ジルコニウム源(Zr源)と細孔形成剤と水性溶媒とを混合してスラリーを調製すること;上記スラリーを乾燥させてジルコニア前駆体を得ること;および、上記ジルコニア前駆体を焼成して多孔質ジルコニアを生成すること;を包含する、多孔質ジルコニア製造方法が提供される。ここで、上記Zr源は、有機ジルコニウム化合物またはその加水分解物であり得る。また、上記細孔形成剤は、上記ジルコニア前駆体を焼成する温度以下の温度で分解してガスを生じる無機化合物であり得る。そして、上記スラリーの調製は、上記Zr源100重量部に対して上記細孔形成剤50重量部以上を用いて行われ得る。多孔質アルミナ以外の多孔質金属酸化物の他の一例として、多孔質チタニアが挙げられる。この明細書によると、上記多孔質アルミナ製造方法においてAl源に代えてチタニウム源(例えばチタニウムアルコキシド)を使用することを特徴とする、多孔質チタニア製造方法が提供され得る。
 ここに開示される多孔質金属酸化物(例えば、γ-アルミナ等の多孔質アルミナや多孔質ジルコニア)製造方法の典型的な一態様につき、図1を参照して説明する。まず、金属源と細孔形成剤と水性溶媒とを混合してスラリーを調製する(ステップS10)。次いで、ステップS10で調製したスラリーを乾燥させて金属酸化物前駆体を得る(ステップS20)。そして、ステップS20で得られた金属酸化物前駆体を焼成して多孔質金属酸化物を生成する(ステップS30)。以下、各ステップの内容および使用する材料等について詳細に説明する。
 <金属源>
 ここに開示される多孔質金属酸化物製造方法では、金属源として、目的とする多孔質金属酸化物に対応する金属を含む有機金属化合物またはその加水分解物を使用する。上記金属は、多孔質の酸化物を形成し得るものであればよく、特に限定されない。上記金属は、例えば、周期表2族~14族(典型的には3族~13族)のいずれかに属する金属であり得る。上記金属は、典型金属元素であってもよく、遷移金属元素であってもよい。上記金属の具体例としては、アルミニウム、ジルコニウム等が挙げられる。例えば、上記方法を多孔質アルミナの製造に適用する場合には有機アルミニウム化合物またはその加水分解物を、該方法を多孔質ジルコニアの製造に適用する場合には有機ジルコニウム化合物またはその加水分解物を、金属源として好ましく採用し得る。かかる金属源を用いることにより、均質性のよいスラリーを容易に調製することができる。このことは、多孔質金属酸化物の生産性や品質安定性の観点から好ましい。
 この明細書において有機アルミニウム化合物とは、Alと有機基とを含む化合物をいう。したがって、ここでいう有機アルミニウム化合物の非限定的な例示には、例えばアルキルアルミニウムのように有機基の炭素(C)とAlとの直接結合を有する化合物のほか、有機基のCが他の元素を介してAlに結合した構造を有する化合物が含まれる。有機アルミニウム化合物は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。有機ジルコニウム化合物およびその他の有機金属化合物についても同様である。
 ここに開示される技術の一態様において、上記有機アルミニウム化合物としては、水不溶性のものを好ましく採用し得る。また、スラリーの調製容易性等の観点から、非イオン性の有機アルミニウム化合物を好ましく採用し得る。有機ジルコニウム化合物およびその他の有機金属化合物についても同様である。
 ここに開示される技術における有機金属化合物は、例えば、有機基のCが酸素(O)を介して上記金属に結合した構造を有する化合物であり得る。かかる構造の有機金属化合物の典型例として金属アルコキシドが挙げられる。ここに開示される技術は、有機金属化合物として金属アルコキシドを用いる態様で好ましく実施され得る。このように金属アルコキシドを用いる態様において、上記スラリーを調製する工程は、細孔形成剤を含む水性溶媒中で金属アルコキシドを加水分解する工程として把握され得る。上記金属アルコキシドは、その少なくとも一部が加水分解した形態で上記スラリーの調製に用いられてもよい。
 上記金属アルコキシドにおけるアルコキシ基の炭素原子数は特に限定されない。上記アルコキシ基の炭素原子数は、例えば1以上12以下程度であり得る。ここに開示される技術における有機金属化合物としては、アルコキシ基の炭素原子数が6以下、より好ましくは5以下、例えば4以下である金属アルコキシドを好ましく使用し得る。また、ハンドリング性の観点から、アルコキシ基の炭素原子数が2以上の金属アルコキシドを好ましく使用し得る。ここに開示される技術において使用し得る金属アルコキシドの好適例として、該金属のエトキシド、イソプロポキシド、sec-ブトキシドおよびtert-ブトキシドが挙げられる。
 ここに開示される技術を多孔質アルミナに適用する場合、該多孔質アルミナの製造に使用し得るアルミニウムアルコキシドの好適例として、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムsec-ブトキシドおよびアルミニウムtert-ブトキシドが挙げられる。なかでもアルミニウムイソプロポキシドが好ましい。ここに開示される技術は、有機アルミニウム化合物としてアルミニウムイソプロポキシドを単独で使用する態様で好ましく実施され得る。
 ここに開示される技術を多孔質ジルコニアに適用する場合、該多孔質ジルコニアの製造に使用し得るジルコニウムアルコキシドの好適例として、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムイソプロポキシド、ジルコニウムsec-ブトキシドおよびジルコニウムtert-ブトキシドが挙げられる。なかでもジルコニウムイソプロポキシドが好ましい。ここに開示される技術は、有機ジルコニウム化合物としてジルコニウムイソプロポキシドを単独で使用する態様で好ましく実施され得る。その他の多孔質金属酸化物の製造に使用し得る金属アルコキシド(例えば、多孔質チタニアの製造に使用し得るチタニウムアルコキシド)についても同様である。
 <細孔形成剤>
 ここに開示される多孔質金属酸化物製造方法では、上記金属源と細孔形成剤と水性溶媒とを混合してスラリーを調製し、該スラリーを乾燥および焼成して多孔質金属酸化物を得る。上記細孔形成剤としては、上記焼成を行う温度以下の温度で分解してガスを生じる無機化合物が用いられる。細孔形成剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。理論により拘束されることを望むものではないが、本発明者は、上記乾燥および焼成の少なくともいずれかの過程で上記細孔形成剤から生じるガス(例えば、COおよびNHの一方または両方)が、種々の機能(例えばMo等の金属の保持、触媒担体としての機能等)を好適に発揮するために適した多孔質構造の形成に効果的に寄与するものと考えている。上記金属は、例えばアルミニウム、ジルコニウム等であり得るが、これらに限定されない。
 上記細孔形成剤としては、凡そ500℃以下、より好ましくは凡そ400℃以下、典型的には凡そ300℃以下の温度でガスを発生する化合物を好ましく使用し得る。上記細孔形成剤として、凡そ200℃以下、さらには凡そ100℃以下の温度でガスを発生する化合物を使用してもよい。また、上記細孔形成剤としては、例えば凡そ30℃以上、より好ましくは凡そ40℃以上、典型的には凡そ50℃以上の温度でガスを発生する化合物を好ましく使用し得る。ここに開示される技術は、凡そ40℃以上凡そ300℃以下(例えば、凡そ50℃以上凡そ150℃以下)の温度でガスを発生する化合物を細孔形成剤として使用する態様で好ましく実施され得る。
 上記細孔形成剤としては、特に限定されないが、例えば、アンモニウム塩、炭酸塩、炭酸水素塩等を用いることができる。例えば、アンモニウム塩および炭酸塩の少なくとも一方に属する化合物を好ましく使用し得る。細孔形成剤として使用し得る化合物の具体例としては、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。細孔形成剤の残渣を低減して高純度の多孔質アルミナを得る観点から、一態様において、目的の多孔質金属酸化物を構成する金属以外の金属元素を実質的に含有しない細孔形成剤を好ましく採用することができる。他の一態様において、スラリーの調製容易性の観点から、細孔形成剤として水溶性の化合物を好ましく採用することができる。
 ここに開示される技術は、細孔形成剤として少なくとも炭酸アンモニウムを使用する態様で好ましく実施され得る。例えば、重量基準で、使用する細孔形成剤の凡そ70%以上(より好ましくは凡そ85%以上、例えば凡そ95%以上)が炭酸アンモニウムである態様が好ましい。細孔形成剤として実質的に炭酸アンモニウムのみを使用してもよい。ここで「実質的に」とは、炭酸アンモニウム以外の細孔形成剤を少なくとも意図的には使用しないことをいい、不可避的な不純物や変性物の存在は許容され得る。
 <スラリーの調製>
 ここに開示される多孔質金属酸化物製造方法において、スラリーを調製する手順は特に限定されない。一態様において、細孔形成剤を含む水性溶媒(例えば、細孔形成剤の水溶液)に金属源を加えて混合するという調製手順を採用し得る。上記金属は、例えばアルミニウム、ジルコニウム等であり得るが、これらに限定されない。
 本明細書において水性溶媒とは、水と、水を主成分(典型的には、重量基準で最も多く含まれる成分)とする混合溶媒とを包含する概念である。上記混合溶媒を構成する水以外の成分としては、水と均一に混合し得る溶媒、例えば低級アルコール(典型的には炭素原子数1~4程度のモノアルコール、例えばメタノール、エタノール等)や低級ケトン等から選択される1種または2種以上の溶媒が用いられ得る。ここに開示される技術における水性溶媒は、重量基準で、水の割合が典型的には50%を超えて100%以下である。
 細孔形成剤を含む水性溶媒(典型的には、細孔形成剤の水性溶媒溶液)に金属源を加える態様において、該水性溶媒における水の割合は、重量基準で、典型的には50%以上であり、通常は70%以上が適当である。上記水の割合は、80%以上であってもよく、90%以上であってもよく、95%以上であってもよく、99%以上であってもよく、実質的に100%以上であってもよい。ここで「実質的に」とは、少なくとも意図的には水以外の溶媒を使用しないことをいう。ここに開示される技術は、例えば、細孔形成剤の水溶液に金属源を加えて混合する態様で実施することができる。
 細孔形成剤を含む水性溶媒に金属源を加える態様において、金属源は、そのまま加えてもよく、適当な溶媒とともに、例えば該溶媒に溶解または分散した形態で加えてもよい。
 ここに開示される技術は、例えばアルミニウムイソプロポキシドのように常温(例えば25℃)で固体状の金属源を、固体状のまま(すなわち、溶媒に溶解することなく)、上記細孔形成剤を含む水性溶媒に加える態様で好ましく実施され得る。この場合、上記固体状の金属源は、粉末の形態で加えることが好ましい。特に限定するものではないが、スラリーの均質性や上記粉末の分散性等の観点から、該粉末の平均粒径は、通常、凡そ300μm以下が適当であり、凡そ100μm以下が好ましい。上記粉末の平均粒径の下限は特に制限されない。一態様において、粉末の取扱い性等の観点から、上記粉末の平均粒径を例えば凡そ100nm以上とすることができる。上記平均粒径は、金属源の粉末を溶媒に分散させた形態で加える態様における該粉末の平均粒径にも適用され得る。
 なお、本明細書において「平均粒径」とは、特記しない限り、レーザ回折散乱法に基づく粒度分布測定装置に基づいて測定した粒度分布における積算値50%での粒径(50%体積平均粒子径;以下、D50と略記する場合もある。)を意味するものとする。
 細孔形成剤を含む水性溶媒に金属源を、該金属源が溶媒に溶解または分散した形態で加える態様において、上記金属源の溶解または分散に使用する溶媒としては、水、水と均一に混合し得る溶媒、これらの混合溶媒等を用いることができる。上記水と均一に混合し得る溶媒としては、低級アルコール(典型的には炭素原子数1~4程度のモノアルコール、例えばメタノール、エタノール等)や低級ケトン等から選択される1種または2種以上の溶媒が用いられ得る。特に限定するものではないが、金属源の溶解または分散に用いる溶媒の量は、金属源100gに対して、例えば凡そ500g以下とすることができ、凡そ300g以下としてもよく、凡そ200g以下、さらには凡そ150g以下としてもよい。また、金属源100gに対する溶媒の使用量は、例えば凡そ10g以上とすることができ、凡そ50g以上としてもよく、凡そ80g以上、さらには凡そ100g以上としてもよい。
 金属源と細孔形成剤と水性溶媒とを混合してスラリーを調製するにあたり、該スラリーの調製に使用する水性溶媒全体に占める水の割合は、重量基準で、典型的には50%を超えて100%以下であり、通常は、70%以上100%以下であることが好ましい。上記水の割合は、80%以上であってよく、90%以上であってもよく、95%以上、さらには99%以上であってもよい。一態様において、上記水の割合は、実質的に100%であってもよい。すなわち、スラリーの調製に使用する水性溶媒が水のみであってもよい。また、他の一態様において、スラリーの調製に使用する水性溶媒に占める水の割合は、例えば95%未満であってよく、90%未満であってもよい。ここに開示される技術は、スラリーの調製に使用する水性溶媒に占める水の割合が例えば80%以上100%以下である態様で実施することができる。
 スラリーの調製に使用する細孔形成剤の量は、金属源100重量部に対して、凡そ50重量部以上とすることが適当であり、好ましくは凡そ100重量部以上、より好ましくは凡そ150重量部以上である。金属源に対する細孔形成剤の使用量を多くすることにより、多孔質金属酸化物の重量当たりに保持し得る金属(例えば、Moや白金族金属その他の触媒金属等)の量が多くなる傾向にある。一態様において、金属源100重量部に対する細孔形成剤の使用量を凡そ200重量部以上、さらには凡そ250重量部以上としてもよい。細孔形成剤の使用量の上限は特に制限されないが、通常は、金属源100重量部に対して凡そ1000重量部以下とすることが適当であり、凡そ500重量部以下とすることが好ましく、例えば凡そ350重量部以下とすることができる。
 スラリーの調製に使用する水性溶媒の量は、該水性溶媒100重量部に対する細孔形成剤の使用量が凡そ30重量部以下、好ましくは凡そ20重量部以下、より好ましくは凡そ10重量部以下となるように設定することができる。かかる分量の水性溶媒と細孔形成剤とを含む液体に金属源を加えて混合することにより、金属(例えばMo、触媒金属等)を効率よく担持し得る多孔質金属酸化物を与えるスラリーが好適に調製される傾向にある。水性溶媒100重量部に対する細孔形成剤の使用量の下限は特に限定されないが、通常、水性溶媒100重量部に対して凡そ2重量部以上とすることが適当であり、凡そ4重量部以上とすることが好ましく、例えば凡そ5重量部以上とすることができる。
 スラリーの調製に使用する水性溶媒の量は、該水性溶媒100重量部に対する金属源の使用量が凡そ50重量部以下、好ましくは凡そ30重量部以下、より好ましくは凡そ20重量部以下、例えば10重量部以下となるように設定することができる。かかる分量の水性溶媒と細孔形成剤とを含む液体に金属源を加えて混合することにより、金属(例えばMo、触媒金属等)を効率よく担持し得る多孔質金属酸化物を与えるスラリーが好適に調製される傾向にある。例えば、金属源として金属アルコキシドを用いる態様において、スラリーのゲル化を抑制して良好な攪拌状態を維持し、上記金属アルコキシドの加水分解反応をより均一に進行させ得る。これにより、より構造の均質性のよい多孔質金属酸化物が形成される傾向にある。水性溶媒100重量部に対する金属源の使用量の下限は特に限定されない。スラリーの乾燥効率等の観点から、水100重量部に対する金属源の使用量は、通常、凡そ1重量部以上とすることが適当であり、凡そ2重量部以上とすることが好ましく、例えば凡そ3重量部以上とすることができる。
 金属源と細孔形成剤と水性溶媒とを混合する時間(典型的には、細孔形成剤を含む水性溶媒に金属源を加えた後の混合時間)は、特に限定されず、使用する金属源の種類等に応じて、好適な多孔質金属酸化物を与えるスラリーが調製されるように設定することができる。スラリーの均質性の観点から、通常は、上記混合時間を凡そ1時間以上とすることが適当であり、好ましくは3時間以上、さらには6時間以上であり、例えば12時間以上としてもよい。金属源として金属アルコキシド(例えば金属イソプロポキシド)を粉末状で加える態様では、上記混合時間を凡そ12時間以上とすることが適当であり、好ましくは凡そ24時間以上である。一方、生産性の観点から、上記混合時間は、通常、72時間以下とすることが適当であり、48時間以下とすることが好ましく、36時間以下とすることがより好ましい。
 特に限定するものではないが、上記スラリーの調製は、例えば凡そ60℃未満の温度で行うことができ、凡そ50℃未満、さらには凡そ40℃未満(例えば凡そ35℃未満)の温度で行ってもよい。上記温度によると、より均質性の高いスラリーが安定して調製され得る。また、スラリーの調製は、生産性の観点から、通常は凡そ10℃以上の温度で行うことが適当であり、例えば凡そ15℃以上で行うことが好ましい。上述したスラリー調製温度は、例えば、金属源として金属アルコキシド(例えば金属イソプロポキシド)を用いる態様において好ましく適用され得る。
 <スラリーの乾燥>
 ここに開示される多孔質金属酸化物製造方法は、典型的には、上記スラリーを乾燥させて金属酸化物前駆体を得る工程を含む。上記金属は、例えばアルミニウム、ジルコニウム等であり得るが、これらに限定されない。金属源として金属アルコキシド(例えば金属イソプロポキシド)を使用する態様では、上記乾燥により、上記スラリーの調製に用いた水性溶媒のほか、上記金属アルコキシドから生じたアルコールを揮発させて除去することが好ましい。
 ここに開示される方法は、上記スラリーから金属酸化物前駆体を得る過程において、追加の有機溶媒を使用しない態様で好ましく実施することができる。例えば、上記スラリーに含まれる固形分を有機溶媒で洗浄する操作や、上記スラリーに含まれる成分を有機溶媒で抽出する操作を行うことなく実施することができる。このことは環境負荷軽減の観点から好ましい。
 また、ここに開示される方法は、上記スラリーから金属酸化物前駆体を得る過程において、上記スラリーに含まれる固形分を濾過や遠心分離等により溶媒から分離(分別)する操作や、上記固形分を洗浄(特に、上記細孔形成剤を溶解し得る溶媒を用いて洗浄)する操作を行わない態様で実施することができる。このことによって、上記金属酸化物前駆体の焼成時において上記細孔形成剤の機能を効果的に発揮させることができる。また、固形分の分離や洗浄を要しないことは、製造設備の簡略化、廃液の減少による環境負荷の軽減、生産性向上等の観点からも有利となり得る。
 スラリーの乾燥温度は特に限定されない。一態様において、スラリーの乾燥を室温(典型的には凡そ15℃以上、例えば凡そ20℃以上であり、典型的には凡そ40℃未満、好ましくは凡そ35℃以下、例えば凡そ30℃以下)で行うことができる。あるいは、乾燥を促進する観点から、スラリーの乾燥温度を凡そ40℃以上(好ましくは凡そ60℃以上、より好ましくは凡そ70℃以上)としてもよい。また、上記乾燥温度は、例えば凡そ150℃以下とすることができ、より均質な金属酸化物前駆体を得る観点から、通常は凡そ100℃以下とすることが適当であり、好ましくは凡そ95℃以下、例えば凡そ90℃以下である。スラリーの乾燥時間は特に制限されず、適切な乾燥状態が得られるように設定することができる。生産性の観点から、通常は、上記乾燥時間を120時間以下(例えば72時間以下)とすることが適当である。
 <スラリーの焼成>
 ここに開示される方法では、上記金属酸化物前駆体を焼成することにより多孔質金属酸化物を得る。焼成後の多孔質金属酸化物は、必要に応じて解砕を行った後、篩分け等の公知の手法によって適当な粒子サイズに調製することができる。
 金属酸化物前駆体の焼成条件は、所望の性質を有する多孔質金属酸化物が得られるように設定することができ、特に限定されない。例えば、所望の性質を有する多孔質金属酸化物を得るために、1段階(1回)の焼成のみを行ってもよいし、2段階以上のN段(N回)の焼成を行ってもよい。すなわち、上記金属酸化物前駆体の焼成は、第1段目から第N段目までのN段(Nは2以上の整数)の焼成段階をこの順に含んでもよい。
 金属酸化物前駆体の焼成温度は、例えば凡そ150℃以上とすることができ、通常は凡そ250℃以上が適当であり、凡そ300℃以上が好ましく、凡そ350℃以上、さらには凡そ400℃以上としてもよい。また、上記焼成温度は、例えば凡そ1200℃以下とすることができ、通常は凡そ1000℃以下が適当であり、凡そ800℃以下が好ましい。ここに開示される技術の一態様において、上記焼成を凡そ300℃以上凡そ1000℃以下(例えば凡そ400℃以上800℃以下)で行うことができる。
 焼成時間は特に限定されず、所望の性質を有する多孔質金属酸化物が生成するように設定することができる。上記焼成時間は、通常、1時間以上とすることが適当であり、2時間以上としてもよく、3時間以上としてもよく、例えば5時間以上としてもよい。また、生産性の観点から、上記焼成温度は、通常、72時間以下とすることが適当であり、好ましくは48時間以下、より好ましくは50時間以下である。なお、上記焼成時間とは、焼成対象物を上記焼成温度に維持する時間をいい、後述するように2回以上の焼成段階を行う態様では、各焼成段階において上記焼成温度に維持される時間を合算した時間をいう。
 上述した焼成温度および焼成時間は、例えば、多孔質アルミナ、多孔質ジルコニアおよびその他の多孔質金属酸化物の製造における焼成条件に適用され得る。
 多孔質アルミナの製造においては、アルミナの重量当たりの金属(例えばMo、触媒金属等)の保持量を高めやすいことから、上記多孔質アルミナとしてγ-アルミナ(活性アルミナと称されることもある。)が生成するように焼成することが好ましい。多孔質アルミナがγ-アルミナであることは、例えばX線回折により確認することができる。
 アルミナ前駆体の焼成温度は、例えば凡そ400℃以上とすることができ、通常は凡そ450℃以上が適当であり、凡そ500℃以上が好ましく、凡そ550℃以上がより好ましい。また、上記焼成温度は、凡そ800℃以下とすることが適当であり、凡そ700℃以下が好ましく、凡そ650℃以下がより好ましい。ここに開示される技術は、例えば、上記焼成を凡そ500℃以上凡そ700℃以下(より好ましくは凡そ550℃以上凡そ650℃以下)で行う態様で好ましく実施され得る。
 焼成時間は特に限定されず、所望の性質を有する多孔質アルミナが生成するように設定することができる。上記焼成時間は、通常、1時間以上とすることが適当であり、好ましくは2時間以上、例えば3時間以上である。焼成時間を6時間以上としてもよく、さらに12時間以上、例えば24時間以上としてもよい。また、生産性の観点から、上記焼成温度は、通常、72時間以下とすることが適当であり、好ましくは48時間以下、より好ましくは50時間以下である。
 金属前駆体の焼成を複数回(複数段、すなわち複数の焼成段階)に分けて行う場合における焼成回数は、例えば2回以上5回以下とすることができる。このように複数回に分けて焼成を行う態様によると、より均質性の高い多孔質金属酸化物を得ることができる。生産性の観点から、通常は、焼成回数を2回または3回(典型的には2回)とすることが適当である。
 上記複数回の焼成は、例えば、上記焼成温度での焼成(例えば凡そ300℃以上、好ましくは凡そ400℃以上、より好ましくは凡そ500℃以上での焼成)を2段以上のN段に分けて行う態様で実施することができる。
 複数回に分けて焼成を行う場合、任意の焼成段階(第n-1段目の焼成段階。ここでnは2以上N以下の整数である。)の後、焼成対象物(前の焼成段階の結果物)をいったん凡そ300℃未満(典型的には凡そ100℃以下、好ましくは凡そ50℃以下、より好ましくは凡そ40℃以下)の温度まで冷却したうえで次の(第n段目の)焼成段階に供することができる。上記冷却した焼成対象物は、必要に応じて解砕する(ほぐす)操作を行った後に次の焼成段階に供することが好ましい。このことによって、より均質性の高い多孔質金属酸化物が得られる傾向にある。上記解砕操作の一好適例として、焼成対象物を適当なサイズの篩に通す操作が挙げられる。上記篩としては、例えば、凡そ200メッシュ以上凡そ30メッシュ以下(典型的には、目開きが凡そ77μm以上凡そ600μm以下)のものを好ましく用いることができる。特に限定するものではないが、例えば3回以上の焼成を行う場合、第1段目の焼成(第1焼成段階)と第2段目の焼成(第2焼成段階)との間で上記操作を行うことができる。各焼成段階の後に上記操作を行ってもよい。
 特に限定するものではないが、ここに開示される多孔質金属酸化物(例えば、多孔質ジルコニア、多孔質アルミナ等)の製造方法の一態様において、該製造方法は、例えば、金属源、細孔形成剤および水性溶媒以外の材料を実質的に使用しない態様で実施することができる。このことは、各工程における条件設定の容易性、製造に用いる材料の調達容易性、生産性向上等の観点から有利となり得る。例えば、金属源および細孔形成剤としてそれぞれ一種類の材料を使用する場合、上記態様に係る多孔質金属酸化物製造方法は、水性溶媒以外は2種類の材料のみを使用する態様で実施され得る。
 <多孔質金属酸化物>
 ここに開示される技術によると、下記の方法により測定されるMo保持量(多孔質金属酸化物1g当たりに保持されるMo原子の重量(mg))が凡そ200mg/g以上である多孔質金属酸化物が提供され得る。より好適な態様によると、Mo保持量が凡そ300mg/g以上(典型的には凡そ400mg/g以上、例えば凡そ500mg/g以上、さらには凡そ600mg/g以上)である多孔質金属酸化物が提供され得る。Mo保持量の上限は特に制限されず、例えば凡そ2000mg/g以下(典型的には凡そ1000mg/g以下)であり得る。上記多孔質金属酸化物は、例えば、多孔質アルミナ(好適には多孔質γ-アルミナ)、多孔質ジルコニア等であり得る。
  [Mo保持量の測定]
 内径2mmのガラス管の下端を塞ぎ、各例に係る粉末状の多孔質金属酸化物0.5gを充填する。濃度30重量%のモリブデン酸ナトリウム水溶液を用意し、上記ガラス管内に多孔質金属酸化物が浸るまで注ぐ。この状態で5分間放置した後、上記ガラス管の下端からモリブデン酸ナトリウム水溶液を抜き出す。高周波誘導結合プラズマ発光分析(ICP-OES;Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry)により、ガラス管に供給したモリブデン酸ナトリウム水溶液に含まれるMo量と、ガラス管から抜き出したモリブデン酸ナトリウム水溶液に含まれるMo量とを決定し、Mo量の変化から、多孔質金属酸化物に保持(担持)されたMo量を求める。このMo量を、使用した多孔質金属酸化物1g当たりの数値に換算することにより、Mo保持量[mg/g]を算出する。後述の実施例についても同様の方法が採用される。
 この明細書により提供される多孔質金属酸化物の比表面積は特に限定されない。上記多孔質金属酸化物の比表面積は、例えば4.0m/g以上であり得、通常は5.0m/g以上(典型的には6.0m/g以上)が適当である。一態様において、上記多孔質金属酸化物(例えば多孔質アルミナ、好適には多孔質γ-アルミナ)の比表面積は、例えば凡そ180m/g以上であり得、好ましくは凡そ200m/g以上、より好ましくは凡そ220m/g以上、さらに好ましくは凡そ250m/g以上である。比表面積を大きくすることにより、Mo保持量は概して向上する傾向にある。一態様において、多孔質金属酸化物の比表面積は、凡そ280m/g以上(例えば凡そ300m/g以上)であってもよい。多孔質金属酸化物の比表面積の上限は特に制限されない。
 多孔質金属酸化物の比表面積は、窒素ガス吸着量測定法(BET法)により測定することができる。後述の実施例についても同様の方法が採用される。
 この明細書により提供される多孔質金属酸化物の平均細孔径は特に限定されない。上記多孔質金属酸化物の平均細孔径は、例えば凡そ5nm以上であり得、典型的には凡そ7nm以上、通常は凡そ9nm以上であり、好ましくは凡そ10nm以上(例えば10nm超)、より好ましくは凡そ12nm以上、さらに好ましくは凡そ15nm以上である。平均細孔径の増大により、Moの保持性能が向上する傾向にある。一態様において、多孔質金属酸化物の平均細孔径は、例えば凡そ18nm以上であってもよい。また、多孔質金属酸化物の平均細孔径は、例えば凡そ500nm以下であり得、典型的には凡そ300nm以下、通常は凡そ100nm以下であり、好ましくは凡そ50nm以下、より好ましくは凡そ30nm以下(例えば凡そ25nm以下)である。ここに開示される技術は、例えば、平均細孔径が凡そ5nm以上凡そ50nm以下(例えば凡そ10nm以上凡そ25nm以下)の範囲にある多孔質金属酸化物およびその製造に好ましく適用され得る。このような平均細孔径を有する多孔質金属酸化物は、Mo等の金属に対する良好な保持性能を示す傾向にあるので、Mo吸着材や触媒担体等の種々の用途に好ましく用いられ得る。多孔質金属酸化物の平均細孔径は、窒素ガス吸着量測定法により測定することができる。後述の実施例についても同様の方法が採用される。上記多孔質金属酸化物は、例えば、多孔質アルミナ(好適には多孔質γ-アルミナ)、多孔質ジルコニア等であり得る。
 この明細書により提供される多孔質金属酸化物の細孔容積は特に限定されない。上記多孔質金属酸化物の細孔容積は、例えば0.010cm/g以上であり得、通常は0.020cm/g以上が適当である。一態様において、上記多孔質金属酸化物(例えば多孔質アルミナ、好適には多孔質γ-アルミナ)の細孔容積は、例えば凡そ0.3cm/g以上であり得、典型的には凡そ0.5cm/g以上、好ましくは凡そ0.6cm/g以上、より好ましくは凡そ1.0cm/g以上、さらに好ましくは凡そ1.1cm/g以上である。細孔容積の増大により、Moの保持性能が向上する傾向にある。一態様において、多孔質金属酸化物の細孔容積は、凡そ1.2cm/g以上であってもよい。また、多孔質金属酸化物の細孔容積は、凡そ3.0cm/g以下、典型的には凡そ2.5cm/g以下、例えば凡そ2.0cm/g以下であり得る。ここに開示される技術は、例えば、細孔容積が凡そ0.5cm/g以上凡そ2.5cm/g以下(好ましくは凡そ0.6cm/g以上凡そ2.0cm/g以下)の範囲にある多孔質金属酸化物およびその製造に好ましく適用され得る。このような細孔容積を有する多孔質金属酸化物は、Mo等の金属に対する良好な保持性能を示す傾向にあるので、Mo吸着材や触媒担体等の種々の用途に好ましく用いられ得る。多孔質金属酸化物の細孔容積は、窒素ガス吸着量測定法により測定することができる。後述の実施例についても同様の方法が採用される。
 ここに開示される技術によると、表面積当たりのMo保持量(多孔質金属酸化物の表面積1m当たりに保持されるMo原子の重量(mg))の多い多孔質金属酸化物(例えば多孔質アルミナ)が提供され得る。例えば、上記表面積当たりのMo保持量が凡そ0.9mg/m以上である多孔質金属酸化物が提供され得る。表面積当たりのMo保持量の上限は特に制限されず、例えば凡そ10mg/m以下であり得る。
 この明細書によると、例えば、細孔容積が0.3cm/g以上であり、かつ平均細孔径が9nm以上である多孔質金属酸化物(例えば多孔質アルミナ)が提供される。上記細孔容積および平均細孔径を満たし、かつ比表面積が180m/g以上である多孔質金属酸化物が特に好ましい。
 このような構造を有する多孔質金属酸化物は、金属(金属の単体、合金および金属化合物を包含する意味である。)に対して良好な保持性能を示す傾向にある。したがって触媒担体や金属吸着材等の種々の用途に好ましく用いられ得る。例えば、このような構造を有する多孔質アルミナは、Moに対して優れた保持性能を示す傾向にあることから、Mo吸着材等の用途に好適である。ここに開示される多孔質金属酸化物製造方法は、上記細孔容積および平均細孔径を満たす多孔質金属酸化物(好ましくは、さらに上記比表面積を満たす多孔質金属酸化物)を製造する方法として好適に採用され得る。
 多孔質金属酸化物の外形は特に限定されず、用途や使用態様に応じて適切な外形に調製することができる。ここに開示される技術の好ましい一態様において、多孔質金属酸化物は、例えば、平均粒径が凡そ1μm以上凡そ400μm以下(より好ましくは凡そ10μm以上凡そ300μm以下)の粒子状に調製され得る。例えば、直径が凡そ500μmを超える粒子を実質的に含有しないように調製することができる。
 <用途>
 ここに開示される技術により提供される金属酸化物は、種々の分野において好ましく用いられ得る。
 例えば、ここに開示される技術により提供される多孔質アルミナは、99mTcジェネレータにおいてMo吸着材に好ましく適用され得る。また、ここに開示される技術は、かかる用途向けの多孔質アルミナの製造に好ましく適用され得る。したがって、この明細書により提供される事項には、ここに開示されるいずれかの方法により製造された多孔質アルミナ、ここに開示されるいずれかの多孔質アルミナ(ここに開示されるいずれかの方法により製造された多孔質アルミナであり得る。以下同じ。)をMo吸着材として備える99mTcジェネレータ、該Mo吸着材用多孔質アルミナ、および、ここに開示されるいずれかの多孔質アルミナを用いて99mTcジェネレータを製造する方法が包含される。
 上記99mTcジェネレータは、ここに開示されるいずれかの多孔質アルミナをMo吸着材として用いる点以外は、従来の99mTcジェネレータと同様に構成され得る。かかる99mTcジェネレータの一構成例につき、図2を参照してその概略を説明する。
 図2に示す99mTcジェネレータ10は、99Mo吸着アルミナ20を収容したカラム14と、カラム14の上流側に接続された生理食塩水容器12と、カラム14の下流側に接続された99mTc溶液回収容器16とを備える。99mTcジェネレータ10のうち少なくともカラム14の周囲は、図示しない遮蔽体(典型的には鉛製のシールド)により覆われている。
 カラム14内の99Mo吸着アルミナ20は、ここに開示されるいずれかの多孔質アルミナ22に、カラム14への収容前または収容後に99Moを吸着させたものである。例えば、カラム14に多孔質アルミナ22を充填した後、このカラム14に(99Mo)O 2-を含む水溶液を供給することにより、多孔質アルミナ22に99Moを吸着させることができる。吸着された99Moは、β線を放出して崩壊し、99mTcを生じる。
 生成した99mTcは、生理食塩水容器12から供給される生理食塩水をカラム14に通液することにより、99mTcO として溶出して99mTc溶液回収容器16に回収され、放射性医薬品(テクネチウム製剤)の製造等に利用される。
 ここに開示される技術により提供される多孔質アルミナは、上述のようなMo吸着材に限定されず、一般的な多孔質金属酸化物と同様、その他の吸着材としての用途や触媒担体としての用途等にも好ましく利用され得る。
 また、ここに開示される技術により提供される多孔質アルミナ以外の多孔質金属酸化物も、金属吸着材(例えばMo吸着材)のほか、一般的な多孔質金属酸化物と同様、その他の吸着材としての用途や触媒担体としての用途等にも好ましく利用され得る。
 以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。
 <多孔質アルミナの製造>
  (例1)
 室温において、ガラス製のビーカーに蒸留水970gを投入し、マグネチックスターラーで攪拌しながら、細孔形成剤としての炭酸アンモニウム30gを投入して溶解させた。この炭酸アンモニウム水溶液に粉末状のアルミニウムイソプロポキシド32gを投入し、室温で24時間攪拌を継続してスラリーを調製した。上記アルミニウムイソプロポキシドとしては、市販品を乳鉢ですり潰して平均粒径100μm程度に調製したものを使用した。
 次いで、上記スラリー(ビーカーの内容物)をシリコーン樹脂製の耐熱トレーに移し、80℃の乾燥器内に静置して48時間乾燥させた。
 その後、上記耐熱トレー内のアルミナ前駆体(上記スラリーの乾燥物)を匣鉢に移し、大気雰囲気の焼成炉にて焼成した。具体的には、まず600℃で6時間加熱する第1焼成段階を行い、いったん焼成炉から取り出して室温まで冷却し、50メッシュの金網を通過させることにより粒子サイズをある程度均一化した後、焼成炉に戻し、さらに600℃で24時間加熱する第2焼成段階を行い、室温まで放冷し、再度50メッシュの金網を通過させて、例1に係る多孔質アルミナを得た。
  (例2,3)
 炭酸アンモニウムの使用量を60g(例2)および90g(例3)にそれぞれ変更した他は例1と同様にして、例2,3に係る多孔質アルミナを得た。
  (例4)
 例1において、細孔形成剤としての炭酸アンモニウム30gに代えて、細孔形成剤としてグルコース30gを使用した。また、炭酸アンモニウム水溶液にアルミニウムイソプロポキシドを投入した後、HNOを用いてpHを5.0に調整し、その後、室温で24時間攪拌してスラリーを調製した。その他の点は例1と同様にして、例4に係る多孔質アルミナを得た。
  (例5)
 例2において、アルミニウムイソプロポキシドに代えて硝酸アルミニウムを用いて多孔質アルミナを製造することを試みた。しかし、炭酸アンモニウム水溶液に硝酸アルミニウム水溶液を加え始めたところ、途中で急激にゲル化が進行して攪拌が停止したため、均質なスラリーを得ることは困難と判断し、それ以降の実験を中止した。
  (例6)
 Sigma Aldrich USA社から入手可能な多孔質アルミナ(Aluminum Oxide、型番199966)を使用した。
  (評価)
 例1~4,6に係る多孔質アルミナの比表面積、細孔容積および平均細孔径を上述した方法により測定した。結果を表1に示す。また、上述した方法により、これらの多孔質アルミナの重量当たりのモリブデン保持量を測定した。結果を表1および図3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示されるように、グルコースを用いて製造された例4の多孔質アルミナおよび市販の多孔質アルミナ(例6)に比べて、炭酸アンモニウムを用いて製造された例1~3の多孔質アルミナは、アルミナの重量当たりのモリブデン保持量がより多かった。なかでも例2,3の多孔質アルミナは、例6に比べて4.5倍以上という優れたMo吸着性を示した。
 なお、炭酸アンモニウムに代えて炭酸水素ナトリウムを用いた他は例2と同様にして同様にして多孔質アルミナを製造し、同様に測定および評価を行ったところ、比表面積3.9g/m、細孔容積0.06cm/g、平均細孔径62.9nmであり、重量当たりのMo保持量は412mg/gであった。
 <多孔質ジルコニアの製造>
  (例7)
 室温において、ガラス製のビーカーに蒸留水300gを投入し、マグネチックスターラーで攪拌しながら、細孔形成剤としての炭酸アンモニウム60gを投入して溶解させた。この炭酸アンモニウム水溶液(溶液A)に、メタノール50mL中にジルコニウムテトライソプロポキシド32gを含む溶液Bを加え、室温で24時間攪拌を継続してスラリーを調製した。次いで、上記スラリー(ビーカーの内容物)をシリコーン樹脂製の耐熱トレーに移し、室温で乾燥させた。その後、上記耐熱トレー内のジルコニア前駆体(上記スラリーの乾燥物)を匣鉢に移し、大気雰囲気の焼成炉にて、600℃で6時間焼成した。その焼成物を室温まで放冷し、50メッシュの金網を通過させて、例7に係る多孔質ジルコニアを得た。得られた多孔質ジルコニアのTEM(透過型電子顕微鏡)像を図4に示す。この多孔質ジルコニアの性状を上述した多孔質アルミナと同様にして評価したところ、比表面積は8.5m/g、細孔容積は0.027cm/g、平均細孔径は11.1nmであった。
  (例8)
 ジルコニア前駆体の焼成条件を200℃で6時間に変更した他は例7と同様にして、例8に係る多孔質ジルコニアを得た。得られた多孔質ジルコニアのTEM像を図5に示す。この多孔質ジルコニアの比表面積は66.9m/g、細孔容積は0.062cm/g、平均細孔径は2.3nmであった。
 これらの例により、細孔形成剤を含むジルコニア前駆体を焼成して多孔質ジルコニアを得るにあたり、該前駆体の焼成条件(ここでは焼成温度)を異ならせることによって、得られる多孔質ジルコニアの性状(例えば平均細孔径)を調節し得ることが示された。
 以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
 10 99mTcジェネレータ
 12 生理食塩水容器
 14 カラム
 16 99mTc溶液回収容器
 20 99Mo吸着金属酸化物
 22 多孔質アルミナ(Mo吸着材)

Claims (16)

  1.  多孔質金属酸化物を製造する方法であって、
     金属源と細孔形成剤と水性溶媒とを混合してスラリーを調製すること;
     前記スラリーを乾燥させて金属酸化物前駆体を得ること;および
     前記金属酸化物前駆体を焼成して多孔質金属酸化物を生成すること;
    を包含し、
     ここで、前記金属源は、前記多孔質金属酸化物を構成する金属を含む有機金属化合物またはその加水分解物であり、
     前記細孔形成剤は、前記金属酸化物前駆体を焼成する温度以下の温度で分解してガスを生じる無機化合物であり、
     前記スラリーの調製は、前記金属源100重量部に対して前記細孔形成剤50重量部以上を用いて行われる、多孔質金属酸化物の製造方法。
  2.  前記有機金属化合物が金属アルコキシドである、請求項1に記載の方法。
  3.  前記金属アルコキシドは、アルミニウムアルコキシド、ジルコニウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項2に記載の方法。
  4.  前記細孔形成剤は、アンモニウム塩、炭酸塩および炭酸水素塩からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5.  前記スラリーの調製は、前記水性溶媒100重量部に対して1重量部以上50重量部以下の前記金属源を用いて行われる、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6.  前記スラリーの調製は、前記水性溶媒100重量部に対して2重量部以上30重量部以下の前記細孔形成剤を用いて行われる、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7.  前記金属酸化物前駆体の焼成を500℃以上700℃以下の焼成温度で行う、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8.  前記金属酸化物前駆体の焼成は、第1段目から第N段目までのN段の焼成段階をこの順に含み、ここでNは2以上の整数であり、
     前記N段の焼成段階のうち第n-1段目(ここで、nは2以上N以下の整数である。)の焼成段階による焼成物は、いったん300℃未満の温度まで冷却した後に第n段目の焼成段階に供される、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  9.  前記金属酸化物前駆体の焼成は、平均細孔径が9nm以上の前記多孔質金属酸化物を生成するように行われる、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  10.  前記金属酸化物前駆体の焼成は、細孔容積が0.3cm/g以上の前記多孔質金属酸化物を生成するように行われる、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  11.  前記金属酸化物前駆体の焼成は、比表面積が180m/g以上の前記多孔質金属酸化物を生成するように行われる、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12.  前記多孔質金属酸化物は多孔質アルミナである、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13.  前記多孔質金属酸化物は多孔質ジルコニアである、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  14.  請求項1から13のいずれかに記載の方法により製造された多孔質金属酸化物。
  15.  細孔容積が0.3cm/g以上であり、かつ平均細孔径が9nm以上である、多孔質金属酸化物。
  16.  比表面積が180m/g以上である、請求項15に記載の多孔質金属酸化物。
PCT/JP2017/001729 2016-01-21 2017-01-19 多孔質金属酸化物の製造方法 Ceased WO2017126602A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17741479.4A EP3409640B1 (en) 2016-01-21 2017-01-19 Method for producing porous metal oxide
JP2017562883A JPWO2017126602A1 (ja) 2016-01-21 2017-01-19 多孔質金属酸化物の製造方法
US16/071,214 US11554967B2 (en) 2016-01-21 2017-01-19 Method for producing porous metal oxide
PL17741479T PL3409640T3 (pl) 2016-01-21 2017-01-19 Sposób wytwarzania porowatego tlenku metalu
US18/094,542 US12012337B2 (en) 2016-01-21 2023-01-09 Method for producing porous metal oxide

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662281361P 2016-01-21 2016-01-21
US62/281,361 2016-01-21
US201662338756P 2016-05-19 2016-05-19
US62/338,756 2016-05-19

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/071,214 A-371-Of-International US11554967B2 (en) 2016-01-21 2017-01-19 Method for producing porous metal oxide
US18/094,542 Continuation US12012337B2 (en) 2016-01-21 2023-01-09 Method for producing porous metal oxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017126602A1 true WO2017126602A1 (ja) 2017-07-27

Family

ID=59362429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/001729 Ceased WO2017126602A1 (ja) 2016-01-21 2017-01-19 多孔質金属酸化物の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11554967B2 (ja)
EP (1) EP3409640B1 (ja)
JP (1) JPWO2017126602A1 (ja)
PL (1) PL3409640T3 (ja)
TW (1) TW201736265A (ja)
WO (1) WO2017126602A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102316874B1 (ko) * 2021-01-28 2021-10-25 영남대학교 산학협력단 다공성 중공 구조의 은 나노입자의 제조방법, 그로부터 제조된 다공성 중공 구조의 은 나노입자 및 이를 포함하는 폴리머 겔
WO2022030593A1 (ja) 2020-08-06 2022-02-10 株式会社フジミインコーポレーテッド 吸着方法およびその方法に用いられるメソポーラスアルミナ

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5275698A (en) * 1975-12-17 1977-06-24 Condea Petrochemie Gmbh Process for preparing porous alumina product
US4175118A (en) 1975-12-17 1979-11-20 Condea Chemie Gmbh Method for manufacturing a high porous alumina having a large surface area and a low bulk density
JP2002320850A (ja) 2001-04-25 2002-11-05 Toyota Motor Corp 触媒及びその触媒を用いた排気ガス浄化装置
WO2007021037A1 (ja) * 2005-08-19 2007-02-22 Kyoto University 無機系多孔質体及びその製造方法
JP2007522066A (ja) * 2004-01-26 2007-08-09 エイビービー ラマス グローバル インコーポレイテッド メソ細孔性またはメソ細孔性およびミクロ細孔性の組み合わせの無機酸化物を製造する方法
US20120122671A1 (en) 2010-11-16 2012-05-17 Rhodia Operations Alumina catalyst support
JP2013522164A (ja) * 2010-03-22 2013-06-13 ブリガム・ヤング・ユニバーシティ 細孔構造が制御された、高度に多孔性の、安定な金属酸化物を製造する方法
JP2013129574A (ja) 2011-12-22 2013-07-04 Taki Chem Co Ltd メソポーラスアルミナの製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1258854B (de) * 1963-05-11 1968-01-18 Deutsche Erdoel Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Alkoholen durch Hydrolyse von Aluminiumalkoxiden in einem homogenen System aus n-Butanol und Wasser
US3419352A (en) 1964-12-02 1968-12-31 Continental Oil Co Process for producing alpha alumina monohydrate
US3987155A (en) * 1971-10-20 1976-10-19 Continental Oil Company High-porosity, high-surface area, low-bulk density alumina
US4543341A (en) * 1983-12-23 1985-09-24 Massachusetts Institute Of Technology Synthesis and processing of monosized oxide powders
JPH10324580A (ja) 1997-03-21 1998-12-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 金属酸化物の多孔質化方法
US6399540B1 (en) * 1999-08-12 2002-06-04 Sumitomo Chemical Co., Ltd. Porous titania, catalyst comprising the porous titania
WO2010114561A1 (en) 2009-04-03 2010-10-07 Carrier Corporation Production of tailored metal oxide materials using a reaction sol-gel approach
US20110003085A1 (en) 2008-04-04 2011-01-06 Carrier Corporation Production Of Tailored Metal Oxide Materials Using A Reaction Sol-Gel Approach
US10464811B2 (en) 2009-04-06 2019-11-05 Nanyang Technological University Method of forming a particulate porous metal oxide or metalloid oxide

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5275698A (en) * 1975-12-17 1977-06-24 Condea Petrochemie Gmbh Process for preparing porous alumina product
US4175118A (en) 1975-12-17 1979-11-20 Condea Chemie Gmbh Method for manufacturing a high porous alumina having a large surface area and a low bulk density
JP2002320850A (ja) 2001-04-25 2002-11-05 Toyota Motor Corp 触媒及びその触媒を用いた排気ガス浄化装置
JP2007522066A (ja) * 2004-01-26 2007-08-09 エイビービー ラマス グローバル インコーポレイテッド メソ細孔性またはメソ細孔性およびミクロ細孔性の組み合わせの無機酸化物を製造する方法
WO2007021037A1 (ja) * 2005-08-19 2007-02-22 Kyoto University 無機系多孔質体及びその製造方法
JP2013522164A (ja) * 2010-03-22 2013-06-13 ブリガム・ヤング・ユニバーシティ 細孔構造が制御された、高度に多孔性の、安定な金属酸化物を製造する方法
US20120122671A1 (en) 2010-11-16 2012-05-17 Rhodia Operations Alumina catalyst support
JP2014500217A (ja) * 2010-11-16 2014-01-09 ロディア オペレーションズ アルミナ触媒担体
JP2013129574A (ja) 2011-12-22 2013-07-04 Taki Chem Co Ltd メソポーラスアルミナの製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH (IND. ENG. CHEM. RES., vol. 52, 2013, pages 11673 - 11684
See also references of EP3409640A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022030593A1 (ja) 2020-08-06 2022-02-10 株式会社フジミインコーポレーテッド 吸着方法およびその方法に用いられるメソポーラスアルミナ
KR20230048519A (ko) 2020-08-06 2023-04-11 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 흡착 방법 및 그 방법에 사용되는 메조포러스 알루미나
KR102316874B1 (ko) * 2021-01-28 2021-10-25 영남대학교 산학협력단 다공성 중공 구조의 은 나노입자의 제조방법, 그로부터 제조된 다공성 중공 구조의 은 나노입자 및 이를 포함하는 폴리머 겔

Also Published As

Publication number Publication date
US11554967B2 (en) 2023-01-17
US12012337B2 (en) 2024-06-18
EP3409640B1 (en) 2021-05-19
EP3409640A4 (en) 2019-12-04
JPWO2017126602A1 (ja) 2018-11-08
US20210139342A1 (en) 2021-05-13
EP3409640A1 (en) 2018-12-05
US20230159347A1 (en) 2023-05-25
PL3409640T3 (pl) 2021-11-02
TW201736265A (zh) 2017-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020143450A1 (zh) 阶梯式梯度升温煅烧法制备臭氧催化剂的方法及应用
CN105772048B (zh) 一种碳化钼与二氧化钛复合光催化分解水产氢催化剂及其制备方法
CN109794241B (zh) 一种氧化铈选择性包覆负载型钯催化剂及其制备方法
CN102302933A (zh) 磁性氧化物空心微球/二氧化钛复合光催化剂的制备方法
JP2009091238A (ja) 酸化セリウムウオッシュコート
CN103894194B (zh) 一种室温去除甲醛的负载型催化剂
CN101973590A (zh) 小尺寸介孔金属氧化物的制备方法
CN105948098B (zh) 一种球形氧化镧
Gaikwad et al. Photocatalytic performance of magnetically separable Fe, N co-doped TiO2-cobalt ferrite nanocomposite
CN106458593A (zh) 大直径、低密度碳纳米管以及制备该碳纳米管的方法
Fu et al. Exceptionally thermal-stable Al2O3/TiO2 nanofibers by depressing surface-initiated grain growth as new supports for anti-sintering Pt nanoparticles
US20230159347A1 (en) Method for producing porous metal oxide
CN103339061A (zh) 多孔质氧化铝材料及其制造方法、以及催化剂
JP5533783B2 (ja) 内燃機関の排気浄化用触媒
JP2016123932A (ja) 排ガス浄化触媒及びその製造方法
WO2013038674A1 (ja) 実質的に面心立方構造を有するルテニウム微粒子およびその製造方法
CN113617331A (zh) 一种双层金属有机骨架材料衍生石墨碳包裹纳米铁的制备方法与应用
CN106103343A (zh) 高密度捆绑形碳纳米管及其制备方法
CN105585035B (zh) 一种氧化铝空心微球的制备方法
CN1736603A (zh) 一种耐高温磁性载体及其制备方法及应用
CN111530461A (zh) 一种低负载量、高分散单活性位点Cu催化剂及其制备方法和应用
CN101791578A (zh) 有序双孔Al2O3-TiO2及其制备方法和应用
CN108620064B (zh) 一种高比表面积贵金属基硅铝酸盐催化剂及其制备方法
JP4883241B2 (ja) 触媒材料の製造方法およびそれによって製造される触媒材料並びに触媒体
CN107456982B (zh) 一种介孔铬基气相氟化催化剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17741479

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017562883

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017741479

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017741479

Country of ref document: EP

Effective date: 20180821