(57)【要約】【課題】気化した三酸化モリブデンを効率的に捕集する化学的な方法を提供する。【解決手段】高温気固反応を利用して、三酸化モリブデンを含む高温反応や焼成等の高温プロセスまたは加工プロセスから気化し発生した三酸化モリブデンを捕集する方法に関する、気化した三酸化モリブデン（Ａ）を、塩基性金属酸化物（Ｂ）と反応させモリブデン酸金属塩とする三酸化モリブデンの捕集法、モリブデン化合物を融剤とする無機化合物の製造工程で発生した、気化した三酸化モリブデン（Ａ）を塩基性金属酸化物（Ｂ）と反応させモリブデン酸金属塩とする三酸化モリブデンの捕集法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化した三酸化モリブデン（Ａ）を、塩基性金属酸化物（Ｂ）と反応させモリブデン酸金属塩とする三酸化モリブデンの捕集法。
【請求項２】
塩基性金属酸化物（Ｂ）が酸化カリウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ビスマス、酸化鉄からなる群から選択される、少なくともひとつの塩基性金属酸化物である請求項１に記載の三酸化モリブデンの捕集法。
【請求項３】
塩基性金属酸化物（Ｂ）が、酸化カルシウムまた酸化マグネシウムである請求項１または２に記載の三酸化モリブデンの捕集法。
【請求項４】
モリブデン化合物を融剤とする無機化合物の製造工程で発生した、気化した三酸化モリブデン（Ａ）を用いる請求項１〜３のいずれか一項に記載の三酸化モリブデンの捕集法。
【請求項５】
無機化合物が、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素である請求項４に記載の三酸化モリブデンの捕集法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温気固反応を利用して、三酸化モリブデンを含む高温反応や焼成等の高温プロセスまたは加工プロセスから気化し発生した三酸化モリブデンを捕集する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三酸化モリブデンは、結晶育成の融剤（フラックス剤と呼ぶ場合もある）、触媒、パワー半導体、構造用合金鋼添加剤、電子写真用トナー、顔料／染料の中間原料、などとして幅広く使用されている。また、三酸化モリブデンは、フォトクロミックやエレクトロクロミックを示す材料であり、表示／情報デバイス、ガスセンサなどへの応用も期待されている。
【０００３】
三酸化モリブデンの応用の多くは、例えば、結晶育成の融剤、構造用合金鋼添加剤、三酸化モリブデン構造体の合成や精製など、高温プロセスが用いられる。三酸化モリブデンは昇華性物質であり、７５０℃以上になると、固体から気体になる。このように高温プロセスで、気化し発生した三酸化モリブデンが合成／加工装置（例えば、焼成炉）を傷めたり、周囲に放出し、環境を汚染したりすることがある。そこで、三酸化モリブデンを用いる高温プロセスにおいて、昇華した三酸化モリブデンを効率的に捕集することが、工業的にも、環境面においても、重要である。
【０００４】
三酸化モリブデンを融剤として用い、ルビー結晶（α−アルミナ、六角両錐形結晶体）育成方法が開示されている（特許文献１）。この時、結晶育成用の白金るつぼを大きな磁器のるつぼに入れ、両者の隙間に大量のアルミナ粉末を詰めて、白金るつぼからの高温で溶液状の酸化モリブデンの漏れによる電気炉の汚染を最小限に抑える方法が示されている（非特許文献１）。しかしながら、このような方法は、物理的な方法であって、三酸化モリブデンの漏れによる電気炉の汚染は若干、抑制されるものの、三酸化モリブデンは効率的に捕集されず、結果的には完全に捕集する方法ではなかった。
【０００５】
７００℃以上の温度になると、酸性である三酸化モリブデンと両性である酸化アルミニウムとが反応し、モリブデン酸アルミニウムを形成する。形成したモリブデン酸アルミニウムは８００℃付近から分解を始め、この分解温度は三酸化モリブデンの昇華温度７９０℃に近い。例えば、α−アルミナの結晶育成を行なうには、温度を１０００℃以上にする必要がある。そのため、アルミナを用いて、融剤である三酸化モリブデンの気体を効率的に捕集することは、理論的にも困難である。
【０００６】
この様に、高温プロセスにおいて、気化した三酸化モリブデンが装置を傷めたり、環境に放出したりすることもなく、高温で効率的に三酸化モリブデンを捕集できる方法がないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開ＷＯ２００５／０５４５５０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】大石修治、宍戸統悦、手嶋勝弥、フラックス結晶成長のはなし、日刊工業新聞社、２０１０、ｐ２４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の実情を鑑み、本発明が解決しようとする課題は、三酸化モリブデンを含む反応や焼成等の高温プロセスまたは加工プロセスから、高温で、気化し発生する三酸化モリブデンを効率的に捕集する化学的な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、気化した酸性である三酸化モリブデンを塩基性金属酸化物との反応でモリブデン酸金属塩を形成させることで、効率的かつ効果的な三酸化モリブデンの捕集法を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明は、高温での気体−固体の反応を利用して、三酸化モリブデンの昇華温度以上で、その温度で安定なモリブデン酸金属塩を形成する三酸化モリブデンの捕集法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、高温での気体−固体の反応を利用して、気化した三酸化モリブデン（Ａ）を、塩基性金属酸化物（Ｂ）と反応させ、三酸化モリブデンの昇華温度以上で安定なモリブデン酸金属塩とするので、酸性又は両性金属酸化物を用いる場合に比べて、より分解し難いモリブデン酸金属塩を形成させることができ、三酸化モリブデンを含む反応や焼成等の高温プロセスまたは加工プロセスから、高温で、気化し、発生した三酸化モリブデンを効率的かつ効果的にトラップすることができる、という格別顕著な効果を奏する。
【００１３】
本発明の捕集法を利用することで、気化した三酸化モリブデンが反応や焼成等の高温プロセスまたは加工プロセスの装置（例えば、焼成炉）を傷める問題を解決でき、また気化した三酸化モリブデンが、冷却され固体化し、微小粉塵として、環境に放出されることもなくなる。
【００１４】
また、本発明の捕集法は、溶剤や廃液の排出、高価な設備、複雑のプロセスなどは必要がなく、他の環境負荷を伴わない三酸化モリブデンの捕集法であり、且つ、三酸化モリブデンにかかわる各種の高温焼成プロセスへの適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第一の坩堝（内側の坩堝）と、第二の坩堝（外側の坩堝）と、第二の坩堝にする開閉可能な蓋とから構成される二重の坩堝のセットからなる、気化した三酸化モリブデンを捕集する装置の一例の断面図である。
【図２】実施例１において、気化した三酸化モリブデンを捕集した後の、捕集剤である酸化マグネシウムの広角Ｘ線回折（ＸＲＤ）チャートである。
【図３】実施例１において、仕込み時（気化した三酸化モリブデンの捕集前）における酸化マグネシウム走査型電子顕微鏡写真である。写真の右上隅は、表面を拡大した写真となっている。
【図４】実施例１において、気化した三酸化モリブデンを捕集した後の酸化マグネシウムの走査型電子顕微鏡写真である。写真の右上隅は、表面を拡大した写真となっている。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、気化した三酸化モリブデン（Ａ）を、塩基性金属酸化物（Ｂ）と反応させモリブデン酸金属塩とする三酸化モリブデンの捕集法に関する。
三酸化モリブデンは、化学式ＭｏＯ３で表される、分子量１４３．９４、融点７９５℃、沸点１１５５℃の常温固体であり、高温にすることで昇華（気化）する性質を有している。本発明においては、任意の前工程を経て生成した、気化した三酸化モリブデンを含むガスから、三酸化モリブデンをモリブデン酸金属塩として捕集する。例えば、三酸化モリブデンと金属酸化物とは、次の様な反応式に基づいて、モリブデン酸金属塩を生ずる。
【００１７】
【化１】
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【００１８】
上記反応を効果的に進める際の温度範囲は、用いる金属酸化物の種類により各々相違するが、気化した三酸化モリブデンを捕集することから、三酸化モリブデンが気化状態にある温度であることが好ましい。本発明においては、この金属酸化物が、三酸化モリブデンの捕集剤として機能する。
【００１９】
一方、上記反応により生じたモリブデン酸金属塩は、三酸化モリブデンが気体状態であるどんな温度でも安定というわけではなく、モリブデン酸金属塩の種類に応じて、各々ある温度以上で分解することから、モリブデン酸金属塩の分解温度よりも低い温度とすることが好ましい。
【００２０】
上記反応を行うに当たって用いる金属酸化物としては、理論上、どの様な金属酸化物を用いることも出来る。金属酸化物は、基本的に塩基性金属酸化物、両性金属酸化物と酸性金属酸化物の３種類に分類される。
【００２１】
塩基性金属酸化物は酸と反応して塩を生じる酸化物である。アルカリ金属，アルカリ土類金属および低原子価状態の遷移金属の酸化物が挙げられる。水に溶かすと OH-生じる金属酸化物である。
【００２２】
両性金属酸化物は酸とも塩基とも反応して塩を生じる金属酸化物であり、例えば、アルミナ、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化鉛などである。
【００２３】
酸性金属酸化物は塩基と反応して塩を生じる金属酸化物である。水に溶けて酸になる酸化物であり、酸化ケイ素、酸化マンガン、三酸化モリブデン、酸化リン、五酸化ヒ素、三酸化硫黄、酸化ホウ素などである。
【００２４】
本発明においては、三酸化モリブデンが酸性を示すことから、モリブデン酸金属塩をより容易に得るために、金属酸化物として、塩基性金属酸化物（Ｂ）を選択的に用いる。この塩基性金属酸化物（Ｂ）は、捕集剤と呼ばれる場合もある。
【００２５】
捕集剤となる塩基性金属酸化物（Ｂ）は、高温において気化した三酸化モリブデンと反応して、三酸化モリブデンの昇華温度以上で安定なモリブデン酸金属塩を形成できるものであり、具体的には、酸化カリウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ビスマス、酸化鉄からなる群から選択される少なくともひとつの塩基性金属酸化物あるいはこれらの混合物である。
【００２６】
塩基性金属酸化物（Ｂ）としては、工業的に容易に入手することが出来る点から、好ましくは、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化カリウム、酸化ナトリウムからなる群から選択される少なくともひとつの金属酸化物あるいはこれらの混合物であり、取扱性にさらに優れる点で、さらに好ましくは、酸化マグネシウム、酸化カルシウムである。
【００２７】
本発明で捕集剤は、常温において塩基性金属酸化物（Ｂ）であり、かつ気化した三酸化モリブデンとの反応温度においても塩基性金属酸化物（Ｂ）であるものでも、常温においては塩基性金属酸化物（Ｂ）ではないが、気化した三酸化モリブデンとの反応温度においては塩基性金属酸化物（Ｂ）となるものでも良い。後者の様なものとしては、高温焼成によって、上記の塩基性金属酸化物（Ｂ）を形成できる金属や金属化合物及びこれらの混合物が挙げられ、この様なものとしては、例えば、対応する水酸化物、塩化物、硫酸化物、硝酸化物、りん酸化物、複合体酸化物及びこれらの混合物などが挙げられる。
【００２８】
捕集剤となる塩基性金属酸化物（Ｂ）の形状は、特に限定はなく、コストや取り扱い易さに応じて適切な形状の金属酸化物（Ｂ）を選択することができる。例えば、球状、無定形、アスペクトのある構造体（ワイヤ、ファイバー、リボン、チューブなど）、シート、モノリスなど、いずれの形状であっても、好適に用いることができる。
【００２９】
また、この塩基性金属酸化物（Ｂ）は、その比表面積に特に限定はなく、高温で気化した三酸化モリブデンとの気体−固体の反応の効率をより高められる点で、出来るだけ比表面積の大きい塩基性金属酸化物（Ｂ）を選択することが好ましい。
【００３０】
さらに、この塩基性金属酸化物（Ｂ）の使用量は、モリブデン酸金属塩を形成する上記化学式に従った化学量論的な使用量以上であれば、特に限定はないが、通常は、気化し発生した三酸化モリブデンの全量を反応し捕集できる量以上が使用される。効率良く捕集するとの観点から、気化し発生した三酸化モリブデンの全量を反応し捕集するために、塩基性金属酸化物（Ｂ）の使用量は、捕集される三酸化モリブデンのモル比で、５〜２０倍モルに相当する使用量であることが好ましい。本発明の捕集法によれば、塩基性金属酸化物（Ｂ）の気化した三酸化モリブデン（Ａ）と接触した部分で両者が反応し、モリブデン酸金属塩を形成する。
【００３１】
高温において、気化した三酸化モリブデンを効率的に捕集するためには、二つの重要な条件が不可欠である。それは、（１）気化した三酸化モリブデンと捕集剤との反応、（２）三酸化モリブデンの昇華温度以上での安定なモリブデン酸金属塩の形成である。
【００３２】
本発明では、例えば、高温において塩基性金属酸化物（Ｂ）からなる捕集剤の存在下で、気化した酸性である三酸化モリブデン（Ａ）を塩基性金属酸化物（Ｂ）からなる捕集剤に接触させ、気体−固体の反応を行うことによって、三酸化モリブデンの昇華温度以上で安定なモリブデン酸金属塩を形成させる。
【００３３】
気化した三酸化モリブデン（Ａ）を保持できる高温に保持された空間内で、気化した三酸化モリブデン（Ａ）と捕集剤となる塩基性金属酸化物（Ｂ）とを接触させ、高温での気体−固体の反応を行うことで安定なモリブデン酸金属塩を形成できれば、捕集プロセスの方式は任意である。例えば、三酸化モリブデンが気化し発生した空間内で、捕集剤となる塩基性金属酸化物（Ｂ）に接触させて捕集することができ、また気化した三酸化モリブデンが発生した空間から配管などを通して、気体状態で移動させ、別の空間で捕集することもできる。
【００３４】
上記気体−固体の反応を行うに当たっては、気化した三酸化モリブデン（Ａ）を含有するガスと塩基性金属酸化物（Ｂ）とを、所定の温度で接触させれば良く、所定の温度に昇温してそれを保って接触させても良いし、所定の温度に到達するまで、昇温・温度保持を段階的に繰り返して接触させても良い。また、両者の接触効率を高めるために、塩基性金属酸化物（Ｂ）を撹拌したりしても良い。
【００３５】
上記気体−固体の反応、即ち気化した三酸化モリブデンの捕集温度は、三酸化モリブデンが気体状態を維持する７５０℃以上の温度で、かつ、形成したモリブデン酸金属塩の分解温度以下であれば、特に限定されない。捕集剤として、例えば、酸化マグネシウムを用いた場合は、７５０℃〜１４００℃の範囲内にすることが好ましく、８００ｏＣ〜１３００ｏＣの範囲内にすることがより好ましく、８００ｏＣ〜１２００ｏＣの範囲内にすることが最も好ましい。酸化カルシウムを用いた場合は、７５０℃〜１８００℃の範囲内にすることが好ましく、８００℃〜１６００℃の範囲内にすることがより好ましく、８００ｏＣ〜１４００℃の範囲内にすることが最も好ましい。捕集時間については、捕集剤の種類や捕集温度によっても変わってくるが、例えば、３０分〜１０時間の範囲内となる様に選択することができる。
【００３６】
こうして得られるモリブデン酸金属塩は、塩基性金属酸化物が一価金属（Ｍ＋）の酸化物である場合には、化学式Ｍ２ＭＯ４で表され、塩基性金属酸化物が二価金属（Ｍ２＋）の酸化物である場合には、化学式ＭＭＯ４で表され、塩基性金属酸化物が三価金属（Ｍ３＋）の酸化物である場合には、化学式Ｍ２（ＭＯ４）３で表される。この様なモリブデン酸金属塩としては、例えば、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸リチウム、モリブデン酸バリウム、モリブデン酸ストロンチウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸マグネシウム、モリブデン酸ビスマス、モリブデン酸鉄を挙げることができる。
【００３７】
これらモリブデン酸金属塩は、ある温度以上になると熱分解が始まる。この熱分解の始まる温度は、モリブデン酸金属塩を、昇温加熱して行ったとき、当該分解により重量減量が見られる温度である。塩基性金属酸化物と三酸化モリブデンとの反応で形成されたモリブデン酸塩の熱分解の始まる温度は通常１０００℃以上である。
【００３８】
反応や焼成等の高温プロセスまたは加工プロセスで、気化し発生する三酸化モリブデンの捕集プロセスは、特に限定されず、反応プロセスまたは加工プロセスと同じ高温の空間で捕集しても、配管等で気体状態を維持したまま、他の場所に移動してから、捕集しても良い。
【００３９】
こうして得られたモリブデン酸金属塩は、その分解温度より低い温度で回収することで、それを固体として廃棄したり、各種の用途に用いることができる。
【００４０】
気化した三酸化モリブデンを発生させる反応や、焼成等の高温プロセスまたは加工プロセスは、気化した三酸化モリブデン（Ａ）と捕集剤である塩基性金属酸化物（Ｂ）との高温での反応を阻害することがなければ、特に限定されるものではない。この様な反応やプロセスとしては、例えば、三酸化モリブデンを融剤とした反応系あるいは結晶育成系、モリブデン化合物またはモリブデン化合物を含む試料の高温焼成、金属モリブデンまたは金属モリブデンを含む試料の高温焼成／高温加工、三酸化モリブデンを添加剤とする構造用合金鋼の加工などが挙げられる。
【００４１】
本発明の気化した三酸化モリブデンの捕集法は、高温で気化した三酸化モリブデンが発生するプロセスであれば、特に限定されず、好適に用いられ、例えば、高温で、三酸化モリブデンに転化する物質を用いるプロセスでも、本発明の捕集法を使用することができる。即ち、金属モリブデンやモリブデン化合物などを用いる高温のプロセスでも、好適に用いることができる。
【００４２】
この様な場合の三酸化モリブデンの発生源として、モリブデン金属が酸素との結合からなる酸根アニオン（ＭＯｘｎ−）を含有する化合物などが挙げられ、高温焼成によって酸化モリブデンに転化することができ、他の生成物が気化した三酸化モリブデンと捕集剤である塩基性金属酸化物（Ｂ）との反応を阻害しなければ、特に限定されず、具体的には、モリブデン酸、Ｈ３ＰＭｏ１２Ｏ４０、Ｈ３ＳｉＭｏ１２Ｏ４０、ＮＨ４Ｍｏ７Ｏ１２などが挙げられる。
【００４３】
しかしながら、本発明の捕集法と組み合わせることで、本発明の技術的効果がいかんなく発揮可能なプロセスは、融剤として三酸化モリブデンを用いたフラックス法による特定の結晶型の金属酸化物の製造方法である。フラックス法とは、溶質となる金属酸化物原料粉末を融剤（フラックス）に混合して坩堝で加熱溶融し、溶液を徐冷しながら結晶を析出・成長させる、または溶液を坩堝の中で温度勾配をつけながら結晶を析出・成長させる、或いは融剤を蒸発させながら結晶を析出・成長させる方法である。これらはいずれも過飽和状態をつくり、結晶型変換及び／又は結晶成長をさせる方法であり、それぞれ順に、フラックス徐冷法、フラックス温度勾配法、フラックス蒸発法と呼ばれる。
【００４４】
本発明の捕集法は、中でも特に、モリブデン化合物を融剤とする無機化合物の製造工程で発生した、気化した三酸化モリブデン（Ａ）を捕集するために用いることが好ましい。具体的には、三酸化モリブデンまたは高温で三酸化モリブデンを生じるモリブデン化合物を融剤として用いて、無機化合物（酸化ケイ素や酸化アルミニウムなど金属酸化物、金属硫化物、複合酸化物／塩など）の結晶型などの構造制御や結晶成長を行うフラックス蒸発法と組み合わせた場合に効果的で、蒸発気化し発生する大量の三酸化モリブデンで焼成炉を傷めることがなく、大気環境中にも放出されることもなく、三酸化モリブデンを効率的に捕集することができる。
【００４５】
この様な三酸化モリブデンを融剤として用いるフラックス蒸発法では、種々の無機化合物を製造することができる。この様な無機化合物としては、気化した三酸化モリブデンが発生する反応で合成できれば、特に限定されず、例えば、金属酸化物、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物、金属を２種以上含有する複合酸化物／塩、硫化物などが好適に使用することができる。好ましくは酸化アルミニウム、酸化ケイ素、Ａｌ０．２Ｃｒ０．２ＫＭｏ２Ｏ８，Ａｌ１．６Ｋ１．６Ｔｉ６．４Ｏ１６，Ｄｙ２ＭｏＯ４Ｓｂ２Ｏ１８，Ｇｄ２ＭｏＯ４Ｓｂ２Ｏ１８，Ｋ１．６Ｍｇ０．８Ｔｉ７．２Ｏ１６，ＭｏＳ２などであり、工業的な有用性の点で、さらに好ましくは酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素である。
【００４６】
フラックス法は、原料として用いる溶質について、結晶型、結晶径、純度等を改質する目的で行われるものであり、例えば、原料（溶質）として、両性金属酸化物である、γ型アルミナ（酸化アルミニウム）を用いるフラックス蒸発法では、原料と異なる結晶型のα型アルミナ（酸化アルミニウム）を選択的に得ることが可能であり、また水酸基を含有するシリカ（酸化ケイ素）を用いるフラックス蒸発法では、水酸基が減少しかつ比表面積が小さくなった中密の（内部がつまった）シリカ（酸化ケイ素）を選択的に得ることが可能であり、融剤として仕込んだ三酸化モリブデンが、高温に加熱することで、気化した三酸化モリブデンとなるが、これは、極めて短時間のうちに、捕捉剤として仕込まれた塩基性金属酸化物と反応することで、モリブデン酸金属塩となる。その結果、反応系内にフリーの気体状態の三酸化モリブデンは存在することが無い。
【００４７】
尚、本発明で用いた図１の様な、第一の坩堝（内側の坩堝）と、第二の坩堝（外側の坩堝）と、第二の坩堝にする開閉可能な蓋とから構成される二重の坩堝のセットからなる、気化した三酸化モリブデンを捕集する装置を用い、フラックス蒸発法と組み合わせて本発明を実施する様な場合には、溶質として用いる金属酸化物と、捕集剤として用いる金属酸化物とは異なるものが用いられる。捕集剤として用いる金属酸化物としては、溶質として用いる金属酸化物よりも、相対的に塩基性度がより高い金属酸化物を用いることが好ましい。この金属酸化物の塩基性度は上記非特許文献にある様な下記「酸・塩基性度パラメータ」で規定することが出来る。下表においては、酸・塩基性度パラメータの値が小さいほど、相対的には塩基性度が高くなる。
【００４８】
【表１】
2015036347.tif 000004
【００４９】
【表２】
2015036347.tif 000005
【００５０】
上記表から明らかな通り、三酸化モリブデンは、塩基性度が最も低い（酸・塩基性度パラメータ＝９５３である）ことから、それより相対的に塩基性度が高い（酸・塩基性度パラメータが小さい）酸性金属酸化物、両性金属酸化物及び塩基性金属酸化物のいずれも捕集剤として用いることが出来る。
【００５１】
二重坩堝を用い、フラックス蒸発法と組み合わせて本発明を実施する様な場合には、酸・塩基性度パラメータ値において、融剤（ＭｏＯ３の場合、酸・塩基性度パラメータ＝９５３）＞溶質＞捕集剤の関係を満たす様に、各原料を選択して組み合わせることが好ましく、融剤と捕集剤との各酸・塩基性度パラメータ値の差が大きくなる様に、両者を選択することが、確実に、気体−固体反応を生起させ三酸化モリブデンの捕集効率を高める上では、好ましい。
【００５２】
尚、融剤（ＭｏＯ３）と捕集剤〔塩基性金属酸化物（Ｂ）〕との使用割合は、上記した基準に基づいて決定すれば良いが、融剤（ＭｏＯ３）と溶質〔塩基性金属酸化物（Ｂ）よりも酸・塩基性度パラメータが大きい金属酸化物〕との使用割合は、例えば、融剤１モル当たり、溶質０．０２〜１０モルの範囲で選択することができる。しかしながら、融剤に対して溶質を過飽和状態（例えば、融剤１モル当たり、溶質１〜１０モルの範囲）とすることで、形状がそろっており、ミクロンオーダーの粒径の金属酸化物微粒子を容易に得ることができることが、上記フラックス蒸発法の長所である。従って、前記した使用モル範囲において、上記長所を活かせる範囲において、融剤の使用量を少なめにすることが、より容易に前記した過飽和状態を容易に形成でき、しかも、捕集の対象となる、発生する、気化した三酸化モリブデン自体を抑制することも可能となることから、好ましい。
【００５３】
本発明においては、用いる溶質、融剤及び捕集剤の組み合わせ、捕集工程や組み合わせる前工程の環境等によっても、融剤のある温度での蒸発速度や、モリブデン酸金属塩の分解温度等は異なったものとなる。よって、実際に採用する前工程や捕集工程において、当業者の技術的常識に従って、高温における幾つかの温度で、溶質、融剤、捕集剤、モリブデン酸金属塩の挙動を予め確認した上で、本発明を実施することが好ましい。そうすれば、融剤の昇華温度、気化温度やモリブデン酸金属塩の分解温度などが、公知文献では明らかになっていない原料を用いる場合でも、当業者であれば、好適な温度や時間の条件を設定することができる。
【００５４】
本発明において、三酸化モリブデンと塩基性金属酸化物との、気体−固体反応が確実に生起しているか否かは、例えば、反応系の空間に存在する気体のガス分析により、三酸化モリブデンが検出されないこと、塩基性金属酸化物（Ｂ）の減量及びモリブデン酸金属塩の増量等、常温での仕込み時の固体原料からの重量増加、電子顕微鏡写真による表面状態変化から、容易に確認することができる。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特に断わりがない限り、「％」は「質量％」を表わす。
【００５６】
［走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による融剤とモリブデン酸金属塩の形状分析］
試料を両面テープにてサンプル支持台に固定し、それを株式会社キーエンス製表面観察装置ＶＥ−９８００にて観察した。
【００５７】
［Ｘ線回折法（ＸＲＤ）による結晶状態分析］
試料を測定試料用ホルダーにのせ、それを株式会社リガク製広角Ｘ線回折装置（Ｒｉｎｔ−Ｕｌｔｍａ）にセットし、Ｃｕ／Ｋα線、４０ｋＶ／３０ｍＡ，スキャンスピード１．０ｏ／分、走査範囲５〜８０oの条件で測定を行った。測定結果はチャートとした。
【００５８】
［蛍光Ｘ線による組成分析］
試料約１００ｍｇをろ紙にとり、ＰＰフィルムをかぶせて蛍光Ｘ線測定（ＺＳＸ１００２Ｐ／理学電機工業株式会社）を行った。
【００５９】
［焼成法］
焼成は、株式会社アサヒ理化製作所製セラミック電気管状炉ＡＲＦ−１００Ｋ型にＡＭＦ−２Ｐ型温度コントローラ付きの焼成炉装置にて行った。
【００６０】
［二重の坩堝のセットによる捕集方式］
図１に示すように、予め三酸化モリブデンを含む試料を充填した坩堝を、それより大きい坩堝の中に置き、ふたつの坩堝の壁の間に、捕集剤として塩基性金属酸化物（例えば酸化マグネシウム）を充填し、外側の坩堝に蓋をして、７５０ｏＣ以上の温度で焼成を行う。ここでは、第一の坩堝内から気化した融剤が、その流通を阻害されることなく、第二の坩堝の内側空間全体を流通できる様に、かつ、気化した融剤が外部に漏れない様に、第二の坩堝に蓋がされている。第一の坩堝から気化し発生した三酸化モリブデンが、第一の坩堝の外側と第二の坩堝の内側の空間に、第一の坩堝の隔壁を超えない様に、充填された捕集剤と反応し、安定なモリブデン酸金属塩を形成することで、気化した三酸化モリブデンが捕集できる。
【００６１】
実施例１
溶質である活性アルミナ（和光純薬工業株式会社製γ型Ａｌ２Ｏ３、平均粒径４５μｍ）の８ｇと、融剤である三酸化モリブデン（和光純薬工業株式会社製）の２ｇとを均一に混合し、第一の坩堝に仕込んだ。次に、図１の様に、この第一の坩堝を、これを完全に入れることができる大きさの第二の坩堝の中に置き、ふたつの坩堝の壁の間に、捕集剤であるＲＦ−９８（宇部マテリアルズ株式会社製の酸化マグネシウム）の８ｇを充填した。第二の坩堝に蓋をして、電気炉で、１０００℃で１時間焼成した。
【００６２】
第一の坩堝中の三酸化モリブデンの殆どが昇華し、第一の坩堝には、三酸化モリブデンのフラックス作用によるα型アルミナが生成した。酸化マグネシウムは、焼成前の８ｇから焼成後の９．８５ｇになり、酸化マグネシウムと反応して捕集できた事を確認した。
【００６３】
蛍光Ｘ線による組成分析により、ふたつの坩堝の間に充填されていた酸化マグネシウム中に、当初は存在が確認されていなかったモリブデンの存在が確認され、また、Ｘ線回折法による結晶状態分析の評価により、当初は存在していなかった新たなブラッグ角に特異ピークが見られ、三酸化モリブデンと酸化マグネシウムとの高温での反応によるモリブデン酸マグネシウムの形成が新たに確認できた（図２）。さらに、ＳＥＭ観察により、捕集剤として使用した酸化マグネシウム（図３）とは異なる表面構造の形成を確認した（図４）。
【００６４】
実施例２
溶質と融剤の種類を変えた以外は実施例１と同様にして、焼成を行った。
溶質であるシリカゲル６０（関東化学株式会社製の球状シリカゲル、細孔直径６．４ｎｍで細孔容積１．１５ｍＬ／ｇのＳｉＯ２、平均粒径４０〜５０μｍ）の４ｇと、融剤であるリンモリブデン酸（Ｈ３ＰＭｏ１２Ｏ４０、和光純薬工業株式会社製）の１ｇとを乳鉢で均一に混合し、得られた混合物を第一の坩堝に仕込んだ。次に、この第一の坩堝を、これを完全に入れることができる大きさの第二の坩堝の中に置き、ふたつの坩堝の壁の間に、捕集剤であるＲＦ−９８（宇部マテリアルズ株式会社製の酸化マグネシウム）の１ｇを充填した。第二の坩堝に蓋をし、電気炉にて１０００℃で１時間焼成した。
【００６５】
第一の坩堝には、仕込み時よりも比表面積が小さい中密のシリカが生成した。このシリカは水酸基量が仕込み時に比べて減少し、疎水性が増した。酸化マグネシウムは、焼成する前の１ｇから焼成後の１．６ｇになり、第一の坩堝中のリンモリブデン酸は、焼成により、三酸化モリブデンを形成し、更に形成した三酸化モリブデンは、殆どが昇華し、酸化マグネシウムと反応して捕集できた事を確認した。
【００６６】
実施例１と同様に、蛍光Ｘ線測定、Ｘ線回折法による結晶状態分析の評価およびＳＥＭ観察により、三酸化モリブデンが酸化マグネシウムとを高温で反応し、モリブデン酸マグネシウムを形成し、三酸化モリブデンが捕集されたことを確認した。
【００６７】
実施例３
捕捉剤の種類を変えた以外は実施例１と同様にして、焼成を行った。
溶質である活性アルミナ（和光純薬工業株式会社製γ型Ａｌ２Ｏ３、平均粒径４５μｍ）の２ｇと、融剤である三酸化モリブデン（和光純薬工業株式会社製）の２ｇとを乳鉢で均一に混合し、第一の坩堝に仕込んだ。次に、この第一の坩堝を、これを完全に入れることができる大きさの第二の坩堝の中に置き、ふたつの坩堝の壁の間に、酸化カルシウム（和光純薬工業株式会社製）の６ｇを捕集剤として充填した。第二の坩堝に蓋をして、電気炉にて１１００℃で３時間焼成した。
【００６８】
実施例１と同様に、蛍光Ｘ線測定、Ｘ線回折法による結晶状態分析の評価およびＳＥＭ観察を行った。第一の坩堝には、溶質とほぼ同等の粒径のα型アルミナが生成した。酸化カルシウムは焼成する前の６ｇから焼成後の７．８ｇとなり、内側の坩堝中から気化し、発生した三酸化モリブデンが酸化カルシウムと反応し、捕集できた事を確認した。
【００６９】
実施例４
溶質を用いない以外は、実施例１と同様にして、焼成を行った。
融剤である三酸化モリブデン（和光純薬工業株式会社製）の２ｇを仕込んだ第一の坩堝を、この第一の坩堝を、これを完全に入れることができる大きさの第二の坩堝の中に置き、ふたつの坩堝の壁の間に、捕集剤である酸化マグネシウム（和光純薬工業株式会社製）の１６ｇを充填した。第二の坩堝に蓋をして、電気炉にて９００℃で６時間焼成した。
【００７０】
実施例１と同様に、蛍光Ｘ線測定、Ｘ線回折法による結晶状態分析の評価およびＳＥＭ観察を行った。第一の坩堝に仕込まれていた融剤は坩堝内から消失した。酸化マグネシウムは焼成する前の１６ｇから焼成後の１７．８ｇとなり、第一の坩堝中から気化し発生した三酸化モリブデンが酸化マグネシウムと反応し、捕集できた事を確認した。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明によれば、気化した三酸化モリブデンによる、反応や焼成等の高温プロセスまたは加工プロセスの装置（例えば、焼成炉）の損傷を防止でき、また気化した三酸化モリブデンが冷却固化して微小粉塵と飛散するなどの、環境悪化の心配もない。環境負荷を伴わない三酸化モリブデンの捕集法として有用であり、三酸化モリブデンにかかわる各種の高温焼成プロセスに適用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１  第一の坩堝（内側の坩堝）
２  第二の坩堝（外側の坩堝）
３  第二の坩堝にする開閉可能な蓋
４  融剤のみ又は融剤と溶質との混合物
５  捕集剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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