(57)【要約】【課題】種々の形状を有し、様々な用途に使用可能な第５族金属酸化物の粒子を提供すること。【解決手段】本発明の酸化物粒子は周期表第５族金属の酸化物粒子である。この粒子は、対向する二辺を有する複数の薄片体の集合体からなる。各薄片体は、前記の辺が、前記粒子の中心域から放射状に延びるように集合している。各薄片体は、前記の辺を、他の薄片体における前記の辺と共有していない。酸化物粒子は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ５０が０．１μｍ以上５０μｍ以下であることが好適である。走査型電子顕微鏡観察によって測定された粒径ＤＳＥＭとＤ５０との比であるＤＳＥＭ／Ｄ５０の値が０．０２以上２．０以下であることも好適である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期表第５族金属の化合物粒子であって、
前記粒子は、対向する二辺を有する複数の薄片体の集合体からなり、
前記各薄片体は、前記の辺が、前記粒子の中心域から放射状に延びるように集合しており、
前記各薄片体は、前記の辺を、他の薄片体における前記の辺と共有していない、化合物粒子。
【請求項２】
二次元投影像が略円形である周期表第５族金属の化合物粒子であって、
前記粒子は、対向する二辺を有する複数の薄片体の集合体からなり、
前記各薄片体は、前記の辺が、前記粒子の中心域から放射状に延びるように集合しており、
前記各薄片体は、前記の辺を、他の薄片体における前記の辺と共有しており、それによって、前記粒子は、複数の前記薄片体の囲繞により画成された複数の空間を有し、
前記空間は、前記粒子の中心域から放射状に延び且つ外部に向けて開口している、化合物粒子。
【請求項３】
レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ５０が０．１μｍ以上５０μｍ以下であり、
走査型電子顕微鏡観察によって測定された粒径ＤＳＥＭとＤ５０との比であるＤＳＥＭ／Ｄ５０の値が０．０２以上２．０以下である請求項１又は２に記載の化合物粒子。
【請求項４】
複数の薄片体の集合体からなる周期表第５族金属の化合物粒子であって、
前記各薄片体が不規則に堆積して前記集合体を形成しており、
前記集合体は、複数の前記薄片体によって画成される空間を複数有している、化合物粒子。
【請求項５】
レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ５０が０．１μｍ以上５０μｍ以下である請求項４に記載の化合物粒子。
【請求項６】
第５族金属がタンタル又はニオブである請求項１ないし５のいずれか一項に記載の化合物粒子。
【請求項７】
請求項１に記載の化合物粒子の製造方法であって、
周期表第５族金属の水溶性塩及びアンモニアを含む水溶液を密閉容器内で、該密閉容器と同じ圧力下で飽和水蒸気圧となる温度以上に加熱する工程を備える、化合物粒子の製造方法。
【請求項８】
請求項２に記載の化合物粒子の製造方法であって、
周期表第５族金属の水溶性塩、及び有機カルボン酸又は高分子分散剤を含む水溶液を密閉容器内で、該密閉容器と同じ圧力下で飽和水蒸気圧となる温度以上に加熱する工程を備える、化合物粒子の製造方法。
【請求項９】
前記有機カルボン酸が、酢酸、シュウ酸、Ｌ−酒石酸、クエン酸又はエチレンジアミン四酢酸である請求項８に記載の化合物粒子の製造方法。
【請求項１０】
前記高分子分散剤が、ポリ（ビニルピロリドン）、カルボキシメチルセルロース又はポリ（アクリル酸アンモニウム塩）である請求項８に記載の化合物粒子の製造方法。
【請求項１１】
請求項４に記載の化合物粒子の製造方法であって、
周期表第５族金属の水溶性塩を含む水溶液を密閉容器内で、該密閉容器と同じ圧力下で飽和水蒸気圧となる温度以上に加熱する工程を備える、化合物粒子の製造方法。
【請求項１２】
第５族金属がタンタル又はニオブである請求項７ないし１１のいずれか一項に記載の化合物粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周期表第５族金属の化合物粒子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子材料、セラミックス原料及び表面処理剤等に酸化タンタル及び酸化ニオブ等を初めとする周期表第５族金属の酸化物を使用する需要が高まっている。特に、触媒、半導体材料、表面保護剤、反射防止材、屈折率調整剤及びオプトエレクトロニクス等の材料としては、粒子径が小さく、高比表面積を有する周期表第５族金属の酸化物（以下「第５族金属酸化物」ともいう。）が要求されている。しかし第５族金属酸化物は、一般に第５族金属の水酸化物等からなる原料粉末を焼成し、焼成物を粉砕して使用されるので、その粒子は不均一であるだけでなく、比較的粒子径の大きな粒子が使用されているのが現状である。したがって、高比表面積で、且つ微粒な第５族金属酸化物の要求が高くなっている。
【０００３】
第５族金属酸化物の粒子に関し、特許文献１には、水酸化アルカリ水溶液に、Ｎｂ２Ｏ５と界面活性剤とを添加して水熱合成を行い、得られた生成物を有機溶媒で洗浄した後に１７０℃〜７００℃で焼成することで、特定の結晶面が配向する板状結晶の粉末が得られることが記載されている。
【０００４】
同様の板状結晶の粉末を製造する方法は、特許文献２及び３にも記載されている。特許文献２には、ＫＯＨとＮａＯＨとを予め定めた比率で溶解して得た水酸化アルカリ水溶液に、斜方晶系の結晶構造を有するＮｂ２Ｏ５の粉末を加え、更に界面活性剤を添加して水熱合成を行い、得られた生成物を有機溶媒で洗浄した後、１７０℃〜７００℃で焼成する方法が記載されている。特許文献３には、濃度を１１ｍｏｌ／Ｌ以上１５ｍｏｌ／Ｌ以下とした水酸化ナトリウム水溶液に、モル比でＮａＯＨ／Ｎｂ２Ｏ５が３０以上になるように、斜方晶系の結晶構造を持つＮｂ２Ｏ５の粉末を添加して混合溶液を生成させ、この混合溶液の温度を水熱合成する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３２１１８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８８３００号公報
【特許文献３】特開２０１４−１２６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のとおり第５族金属酸化物は様々な用途に用いられつつあり、用途に応じた粒径や形状が求められている。特許文献１ないし３に記載の技術によれば板状結晶の粉末が得られるが、それ以外の種々の形状の粒子も必要とされている。
【０００７】
したがって本発明の課題は、様々な形状を有する第５族金属の化合物粒子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、周期表第５族金属の化合物粒子であって、
前記粒子は、対向する二辺を有する複数の薄片体の集合体からなり、
前記各薄片体は、前記の辺が、前記粒子の中心域から放射状に延びるように集合しており、
前記各薄片体は、前記の辺を、他の薄片体における前記の辺と共有していない、化合物粒子を提供するものである。
【０００９】
また本発明は、前記の化合物粒子の好適な製造方法として、
周期表第５族金属の水溶性塩及びアンモニアを含む水溶液を密閉容器内で、該密閉容器と同じ圧力下で飽和水蒸気圧となる温度以上に加熱する工程を備える、化合物粒子の製造方法を提供するものである。
【００１０】
また本発明は、二次元投影像が略円形である周期表第５族金属の化合物粒子であって、
前記粒子は、対向する二辺を有する複数の薄片体の集合体からなり、
前記各薄片体は、前記の辺が、前記粒子の中心域から放射状に延びるように集合しており、
前記各薄片体は、前記の辺を、他の薄片体における前記の辺と共有しており、それによって、前記粒子は、複数の前記薄片体の囲繞により画成された複数の空間を有し、
前記空間は、前記粒子の中心域から放射状に延び且つ外部に向けて開口している、化合物粒子を提供するものである。
【００１１】
また本発明は、前記の化合物粒子の好適な製造方法として、
周期表第５族金属の水溶性塩、及びカルボン酸又は高分子分散剤を含む水溶液を密閉容器内で、該密閉容器と同じ圧力下で飽和水蒸気圧となる温度以上に加熱する工程を備える、化合物粒子の製造方法を提供するものである。
【００１２】
更に本発明は、複数の薄片体の集合体からなる周期表第５族金属の化合物粒子であって、
前記各薄片体が不規則に堆積して前記集合体を形成しており、
前記集合体は、複数の前記薄片体によって画成される空間を複数有している、化合物粒子を提供するものである。
【００１３】
更に本発明は、前記の化合物粒子の好適な製造方法として、周期表第５族金属の水溶性塩を含む水溶液を密閉容器内で、該密閉容器と同じ圧力下で飽和水蒸気圧となる温度以上に加熱する工程を備える、化合物粒子の製造方法を提供するものである。
【００１４】
本発明によれば、種々の形状を有し、様々な用途に使用可能な第５族金属酸化物の化合物粒子、及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の化合物粒子の一実施形態を示す走査顕微鏡像である。
【図２】図２は、図１（ａ）及び（ｂ）に示す化合物粒子を構成する薄片体の模式図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の化合物粒子の別の実施形態を示す走査顕微鏡像である。
【図４】図４は、本発明の化合物粒子の更に別の実施形態を示す走査顕微鏡像である。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、実施例３で得られた化合物粒子の走査顕微鏡像である。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、実施例４で得られた化合物粒子の走査顕微鏡像である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。本発明の粒子は、周期表第５族金属の化合物を含んでなるものである。周期表第５族金属には、バナジウム、ニオブ及びタンタルが含まれる。本発明においては、これらの金属元素のいずれか１種を用いることができる。あるいは、これらの金属元素の２種以上の組み合わせを用いてもよい。どの金属元素を用いるかは、本発明の化合物粒子の具体的な用途に応じて適切に選択すればよい。特に好ましい金属元素はタンタル及び／又はニオブである。
【００１７】
本発明の化合物粒子は、例えば酸化物であり得る。あるいは本発明の化合物粒子は、例えば水酸化物又はオキシ水酸化物であり得る。更に本発明の化合物粒子は、酸化物、水酸化物又はオキシ水酸化物の水和物であり得る。本発明の化合物粒子が酸化物である場合、該酸化物は一般に組成式ＭＸＯＹで表されることが好ましい。式中、Ｍは周期表第５族金属を表す。Ｍの価数をｎ（ｎは１以上の自然数を表す。）とする場合、ＸとＹとの間には、Ｙ＝（ｎ／２）Ｘの関係がある。周期表第５族金属が例えばニオブやタンタルである場合、その酸化物としては、例えばＮｂ２Ｏ５、ＮｂＯ、ＮｂＯ２、Ｔａ２Ｏ５などが挙げられるが、これらに限られない。
【００１８】
図１（ａ）及び（ｂ）には本発明の化合物粒子の一実施形態としての酸化物粒子の走査型電子顕微鏡観察の像が示されている。同図に示す酸化物粒子は、後述する実施例１で得られたものであり、Ｎｂ２Ｏ５から構成されている。この酸化物粒子は、全体として略球状の形状をしている。酸化物粒子は、対向する二辺を有する複数の薄片体の集合体からなる。図２には、この薄片体の模式図が示されている。図２に示すとおり、薄片体Ｆは一般に第１の方向Ｘと、それに直交する第２の方向Ｙとを有する板状体からなる。前記の対向する二辺Ｌは、第１の方向Ｘに沿って延びている。この薄片体Ｆが複数集合して、上述した全体として概ね略球状の形状をなしている。なお、図２に示す薄片体Ｆは、第１の方向Ｘに沿う長さが、第２の方向Ｙに沿う長さよりも大きくなっている細長い形状で表されているが、この形状はあくまで一例であり、その他の形状、例えば第２の方向Ｙに沿う長さが、第１の方向Ｘに沿う長さよりも大きくなっている薄片体が存在する場合もある。また、図２に示す薄片体Ｆは、第１の方向Ｘの前後端が丸みを帯びた形状になっているが、この形状はあくまで一例であり、その他の形状、例えば第１の方向Ｘの前後端が尖鋭形状になっている場合もある。
【００１９】
各薄片体Ｆは、前記の辺Ｌが、全体として概ね略球状の形状をしている粒子の中心域から放射状に延びるように集合している。この集合体においては、各薄片体Ｆは、前記の辺Ｌを、他の薄片体Ｆにおける前記の辺Ｌと共有していない。各薄片体Ｆは、その長手方向Ｘに沿う前記の辺Ｌの端部域Ｔを、他の薄片体Ｆにおける長手方向Ｘに沿う前記の辺Ｌの端部域Ｔと共有していることで集合体を形作っている。
【００２０】
図１（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子は、前記の薄片体Ｆを構成要素として含むものであるところ、薄片体Ｆのみから構成されていることは要せず、本発明の効果を損なわない限りにおいて、他の形状を有する構成単位を構成要素として含んでいてもよい。また、各薄片体Ｆは、前記の辺Ｌを、他の薄片体Ｆにおける前記の辺Ｌと全く共有していないことは要せず、本発明の効果を損なわない限りにおいて、一部の薄片体Ｆにおいては、その辺Ｌを、他の薄片体Ｆにおける前記の辺Ｌと共有していることが許容される。
【００２１】
図１（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子が上述のとおりの形状をしていることで、該酸化物粒子は、それを構成する薄片体Ｆどうしの間に空間を有している。その結果、該酸化物粒子は、全体として概ね略球状の形状をしていることと相まって見掛け密度の低いものとなるとともに、比表面積の大きなものとなる。このような特性を活かして、図１（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子は、種々の用途に好適に用いられる。
【００２２】
図３（ａ）及び（ｂ）には、本発明の化合物粒子の別の実施形態としての酸化物粒子のＳＥＭ像が示されている。同図に示す酸化物粒子は、後述する実施例２で得られたものであり、Ｎｂ２Ｏ５から構成されている。この酸化物粒子は、全体として概ね略球状の形状をしており、二次元投影像が略円形になっている。酸化物粒子は、図１（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子と同様に、薄片体Ｆ（図２参照）を構成要素として含んでいる。
【００２３】
図３（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子を構成する各薄片体Ｆは、その辺Ｌが、全体として概ね略球状の形状をしている粒子の中心域から放射状に延びるように集合している。この集合体においては、各薄片体Ｆは、前記の辺Ｌを、他の薄片体Ｆにおける前記の辺Ｌと共有している。それによって酸化物粒子は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すとおり、複数の薄片体Ｆの囲繞により画成された複数の空間を有している。この空間は、酸化物粒子の径方向に沿って延びており、該酸化物粒子の中央域付近において終端している。また、この空間はそれぞれ独立しており、他の空間と連通していないことが好ましい。更にこの空間は、他の空間と連通していないものの、外界とは連通している。つまり、この空間は、酸化物粒子の中心域から放射状に延び且つ外部に向けて開口しているものである。
【００２４】
図３（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子は、前記の薄片体Ｆを構成要素として含むものであるところ、薄片体Ｆのみから構成されていることは要せず、本発明の効果を損なわない限りにおいて、他の形状を有する構成単位を構成要素として含んでいてもよい。また、各薄片体Ｆは、前記の辺Ｌをその全長にわたって、他の薄片体Ｆにおける前記の辺Ｌの全長と共有していることは要せず、本発明の効果を損なわない限りにおいて、一部の薄片体Ｆにおいては、その辺Ｌの一部を、他の薄片体Ｆにおける前記の辺Ｌの一部又は全部と共有していてもよい。
【００２５】
図３（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子が上述のとおりの形状をしていることで、該酸化物粒子が有する空間は、各種の化学反応の反応場を提供するものとなる。また、該酸化物粒子は、かかる空間を有することと、全体として概ね略球状の形状をしていることとが相まって、見掛け密度の低いものとなるとともに、比表面積の大きなものとなる。このような特性を活かして、図３（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子は、種々の用途に好適に用いられる。
【００２６】
図１（ａ）及び（ｂ）並びに図３（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子からなる本発明の化合物粒子が有する各種の利点を一層顕著なものとする観点から、これらの酸化物粒子は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ５０が、０．１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上２５μｍ以下であることが更に好ましく、１μｍ以上１５μｍ以下であることが一層好ましい。
【００２７】
同様の観点から、図１（ａ）及び（ｂ）並びに図３（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子からなる本発明の化合物粒子は、ＳＥＭ観察によって測定された粒径ＤＳＥＭとＤ５０との比であるＤＳＥＭ／Ｄ５０の値が０．０２以上２．０以下であることが好ましく、０．１以上１．６以下であることが更に好ましく、０．８以上１．２以下であることが一層好ましい。
【００２８】
前記の粒径ＤＳＥＭは、次の方法で測定される。走査型電子顕微鏡で観察された粒子において、単独で存在する粒子について５回以上直径を測定し、その平均値とした。
【００２９】
図１（ａ）及び（ｂ）並びに図３（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子からなる本発明の化合物粒子は、水熱合成によって好適に製造することができる。詳細には、本製造方法における水熱合成は、周期表第５族金属の水溶性塩を含む水溶液を密閉容器内で自生圧力下に加熱する工程によって行われる。周期表第５族金属の水溶性塩としては、水溶性である限り種々のものを用いることができる。周期表第５族金属が例えばニオブである場合には、ニオブ酸アンモニウム〔（ＮＨ４）３Ｎｂ（Ｏ２）４〕、ペンタメトキシニオブ、ペンタエトキシニオブ、ペンタ−ｉ−プロポキシニオブ、ペンタ−ｎ−プロポキシニオブ、ペンタ−ｉ−ブトキシニオブ、ペンタ−ｎ−ブトキシニオブ、ペンタ−ｓｅｃ−ブトキシニオブ、シュウ酸ニオブ、シュウ酸水素ニオブ、クエン酸ニオブなどを用いることができる。周期表第５族金属が例えばタンタルである場合には、タンタル酸アンモニウム、ペンタメトキシタンタル、ペンタエトキシタンタル、ペンタ−ｉ−プロポキシタンタル、ペンタ−ｎ−プロポキシタンタル、ペンタ−ｉ−ブトキシタンタル、ペンタ−ｎ−ブトキシタンタル、トリスタンタル、ペンタ−ｓｅｃ−ブトキシタンタル、ペンタ−ｔ−ブトキシタンタル、シュウ酸タンタル、クエン酸タンタルなどを用いることができる。
【００３０】
前記水溶液中における周期表第５族金属の水溶性塩の濃度は、該金属のモル数換算で、０．００３ｍｏｌ／Ｌ以上０．４ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上０．２ｍｏｌ／Ｌ以下であることが更に好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上０．１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが一層好ましい。
【００３１】
水熱合成に際しては、前記水溶液中に添加剤を添加することが好ましい。添加剤の添加によって、所望の形状を有する酸化物粒子が得られる。本発明者の検討の結果、添加剤としてアンモニアを用いると、図１（ａ）及び（ｂ）に示す形状の粒子が得られることが判明した。また、添加剤として分散剤を用いると、図３（ａ）及び（ｂ）に示す形状の粒子が得られることが判明した。
【００３２】
添加剤としてアンモニアを用いる場合、前記水溶液中でのアンモニアの濃度は、０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上１５質量％以下であることが更に好ましく、１質量％以上１０質量％以下であることが一層好ましい。この濃度範囲でアンモニアを添加することで、図１（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子が好適に製造される。
【００３３】
一方、添加剤として分散剤を用いる場合、該分散剤としては、有機カルボン酸系分散剤及び高分子分散剤を用いることができる。有機カルボン酸系分散剤としては、例えば一価のカルボン酸である酢酸、多価カルボン酸であるシュウ酸及びエチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシカルボン酸であるＬ―酒石酸及びクエン酸などが挙げられる。これらの有機カルボン酸系分散剤は１種を単独で用いることができ、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３４】
高分子分散剤としては、例えばポリ（ビニルピロリドン）、カルボキシメチルセルロース及びポリ（アクリル酸アンモニウム塩）などが挙げられる。また高分子分散剤として市販品を用いることもできる。そのような市販品としては例えばサンノプコ株式会社から入手できるディスパーサント５４６８等が挙げられる。
【００３５】
添加剤として分散剤を用いる場合、前記水溶液中での濃度は、該分散剤の種類に応じて適切に設定される。分散剤が有機カルボン酸系分散剤である場合には、前記水溶液中での有機カルボン酸系分散剤の濃度は、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上０．３ｍｏｌ／Ｌ以下であることが更に好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上０．１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが一層好ましい。
【００３６】
一方、分散剤が高分子分散剤である場合には、前記水溶液中での高分子分散剤の濃度は０．１ｇ／Ｌ以上１００ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１ｇ／Ｌ以上５０ｇ／Ｌ以下であることが更に好ましく、５ｇ／Ｌ以上２０ｇ／Ｌ以下であることが一層好ましい。
【００３７】
水熱合成の温度は、添加剤の種類によらず１００℃以上であることが好ましく、１５０℃以上であることが更に好ましく、２００℃以上であることが一層好ましい。水熱合成の温度の上限値に特に制限はないが、オートクレーブの耐圧性等を考慮すると、２３０℃以下に設定することが好ましい。なお、本発明における水熱合成は、周期表第５族金属の水溶性塩を含む水溶液を密閉容器内に入れ、該密閉容器と同じ圧力下で水の飽和蒸気圧（以下、飽和水蒸気圧ともいう。）となる温度以上に該水溶液を加熱することが好ましい。周期表第５族金属の水溶性塩を含む水溶液のモル濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌ以下である場合には、添加剤の種類によらず上記の温度範囲で水熱合成を行うことによって本発明の効果を得ることができるが、モル沸点上昇により周期表第５族金属の水溶性塩を含む水溶液の蒸気圧が低下する傾向にあることを考慮して、飽和水蒸気圧の温度よりもやや高温とすることが好ましい。水熱合成の時間は、温度がこの範囲内である場合には、０．５時間以上１００時間以下とすることが好ましく、１時間以上７２時間以下とすることが更に好ましく、６時間以上２４時間以下とすることが一層好ましい。
【００３８】
以上の条件を用い、周期表第５族金属の水溶性塩を含む水溶液を密閉容器内に入れ、該密閉容器と同じ圧力下で飽和水蒸気圧以上となる温度に、すなわち大気圧下では０．１ＭＰａ以上、好ましくは０．５ＭＰａ以上、更に好ましくは２．０ＭＰａ以上の自生圧力となる温度に加熱して水熱合成を行うことで、目的とする形状を有する化合物粒子を得ることができる。得られた化合物粒子を含むスラリーは、これを固液分離した後、固形分を水洗し乾燥させることで、目的物である化合物粒子となる。
【００３９】
図４には、本発明の化合物粒子の更に別の実施形態が示されている。同図に示す化合物粒子は、後述する実施例５で得られたものであり、酸化物であるＮｂ２Ｏ５から構成されている。同図に示す酸化物粒子は、複数の薄片体Ｆ（図２参照）の集合体から構成されている。各薄片体Ｆは不規則に堆積して前記集合体を形成している。この集合体は、複数の薄片体Ｆによって画成される空間を複数有している、複数の薄片体Ｆによって画成される空間とは、２以上の薄片体Ｆが離間していることによって、薄片体Ｆどうしの間に存在する空間のことである。本実施形態の酸化物粒子がこのような空間を有していることによって、該酸化物粒子は比表面積の大きなものとなる。このような特性を活かして、該酸化物粒子は、種々の用途に好適に用いられる。
【００４０】
図４に示す酸化物粒子は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ５０が、０．１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上２５μｍ以下であることが更に好ましく、１μｍ以上１５μｍ以下であることが一層好ましい。なお、図４から明らかなとおり、同図に示す酸化物粒子は不定形の形状をしているので、ＳＥＭ観察による粒径は測定することが容易でない。
【００４１】
図４に示す酸化物粒子は、先に述べた図１（ａ）及び（ｂ）並びに図３（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子と同様に、水熱合成によって製造することができる。水熱合成に用いられる水溶液及び水熱合成の条件は、図１（ａ）及び（ｂ）並びに図３（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子を製造する場合と同様である。ただし、図４に示す酸化物粒子を製造する場合には、水溶液中に周期表第５族金属の水溶性塩のみを含有させ、且つ上述の各種の添加剤は含有させない点が、図１（ａ）及び（ｂ）並びに図３（ａ）及び（ｂ）に示す酸化物粒子を製造する場合と異なる。
【００４２】
これまで説明してきた酸化物粒子は、その高い嵩密度や高い比表面積を活かして、触媒、半導体材料、表面保護剤、反射防止材、屈折率調整剤及びオプトエレクトロニクス等の材料として好適に用いられる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「％」は「質量％」を意味する。
【００４４】
〔実施例１〕
（１）ニオブ酸アンモニウムの合成
Ｎｂを弗酸で溶解した液（Ｈ２ＮｂＦ７）に過酸化水素水及びアンモニア水を添加して反応を起こさせた。Ｎｂを弗酸で溶解した液中のニオブの量は、Ｎｂ２Ｏ５換算で０．４ｍｏｌであった。過酸化水素水の添加量はＨ２Ｏ２換算で２．３ｍｏｌであった。アンモニア水の添加量は、ＮＨ４ＯＨ換算で１．２ｍｏｌであった。反応によって精製した析出物を固液分離して、ニオブ酸アンモニウムを得た。
【００４５】
（２）水熱合成による五酸化ニオブの合成
ニオブ酸アンモニウムを水に溶解して、ニオブのモル数換算で、０．０７ｍｏｌ／Ｌの水溶液を得た。この水溶液にアンモニア水を添加した。水溶液中のアンモニアの濃度は５％であった。この水溶液をオートクレーブに充填し、２．８ＭＰａ、２３０℃で６時間にわたり水熱合成を行った。このようにして得られた五酸化ニオブ粒子のＳＥＭ像を図１（ａ）及び（ｂ）に示す。
【００４６】
〔実施例２〕
実施例１で得られたニオブ酸アンモニウムを水に溶解して、ニオブのモル数換算で、０．０７ｍｏｌ／Ｌの水溶液を得た。この水溶液にディスパーサント５４６８（サンノプコ株式会社、重量平均分子量１２０００）を添加した。水溶液中のディスパーサント５４６８の濃度は２０ｇ／Ｌであった。この水溶液をオートクレーブに充填し、２．８ＭＰａ、２３０℃で６時間にわたり水熱合成を行った。このようにして得られた五酸化ニオブ粒子のＳＥＭ像を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。
【００４７】
〔実施例３〕
実施例１で得られたニオブ酸アンモニウムを水に溶解して、ニオブのモル数換算で、０．０７ｍｏｌ／Ｌの水溶液を得た。この水溶液にシュウ酸を添加した。水溶液中のシュウ酸の濃度は０．５ｍｏｌ／Ｌであった。この水溶液をオートクレーブに充填し、２．８ＭＰａ、２３０℃で６時間にわたり水熱合成を行った。このようにして得られた五酸化ニオブ粒子のＳＥＭ像を図５（ａ）及び（ｂ）に示す。
【００４８】
〔実施例４〕
実施例１で得られたニオブ酸アンモニウムを水に溶解して、ニオブのモル数換算で、０．０７ｍｏｌ／Ｌの水溶液を得た。この水溶液にポリビニルピロリドン（重量平均分子量２５０００）を添加した。水溶液中のポリビニルピロリドンの濃度は２０ｇ／Ｌであった。この水溶液をオートクレーブに充填し、２．８ＭＰａ、２３０℃で６時間にわたり水熱合成を行った。このようにして得られた五酸化ニオブ粒子のＳＥＭ像を図６（ａ）及び（ｂ）に示す。
【００４９】
〔実施例５〕
実施例１で得られたニオブ酸アンモニウムを水に溶解して、ニオブのモル数換算で、０．０７ｍｏｌ／Ｌの水溶液を得た。この水溶液をオートクレーブに充填し、２．８ＭＰａ、２３０℃で６時間にわたり水熱合成を行った。このようにして得られた五酸化ニオブ粒子のＳＥＭ像を図４に示す。
【００５０】
〔評価〕
各実施例で得られた酸化物粒子について、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による累積体積５０容量％における体積累積粒径Ｄ５０及びＳＥＭ観察による粒径ＤＳＥＭを測定した。それらの結果を以下の表１に示す。なお、実施例５については体積累積粒径Ｄ５０のみを測定した。
【００５１】
【表１】
2018177571.tif 000003
【００５２】
表１に示す結果から明らかなとおり、各実施例によれば、微粒の五酸化ニオブ粒子が得られることが判る。特に合成に際して有機カルボン酸系分散剤を用いた実施例３では特に微粒の粒子が得られることが判る。
【符号の説明】
【００５３】
Ｆ  薄片体
Ｌ  辺
Ｔ  端部域
【図１】
2018177571.tif 000004
【図２】
2018177571.tif 000005
【図３】
2018177571.tif 000006
【図４】
2018177571.tif 000007
【図５】
2018177571.tif 000008
【図６】
2018177571.tif 000009