(57)【要約】【課題】  有機溶媒に容易に分散する金属酸化物のナノ微粉末の製造方法、およびこれに好適に用い得る金属水酸化物の製造方法を提供する。【解決手段】  アセチルアセトン洗浄工程において、水酸化物のゲルがアセチルアセトンで洗浄されることにより、そのアセチルアセトンがキレート剤として働き、生成された有機化合物が水酸化物(Y-OH)の粒子表面に結合させられる。次いで、この水酸化物に熱処理を施すことにより表面に有機化合物が結合したY2O3粉末が得られる。そのため、生成されたY2O3ナノ微粉末は、粒子表面に有機化合物が結合していることから、有機溶媒との馴染みがよく、有機溶媒中に容易に分散する。すなわち、キレート剤で洗浄処理を施し、次いで、熱処理を施すだけの簡単な製造工程で有機溶媒に容易に分散するY2O3ナノ微粉末が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Y、Zr、Y-Zr、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Sn、Sb、およびInのうちから選択された一種の水酸化物のゲルまたは粉末をジケトン類またはEDTAで洗浄することにより、前記水酸化物の粒子表面に有機化合物を結合させたことを特徴とする金属水酸化物の製造方法。
【請求項２】
前記水酸化物のゲルまたは粉末をゾル−ゲル法で生成する水酸化物生成工程を含むものである請求項１の金属水酸化物の製造方法。
【請求項３】
Y、Zr、Y-Zr、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Sn、Sb、およびInのうちから選択された一種の水酸化物のゲルまたは粉末をジケトン類またはEDTAで洗浄することにより、前記水酸化物の粒子表面に有機化合物を結合させる洗浄工程と、
洗浄した前記水酸化物に所定温度で熱処理を施すことにより粒子表面に前記有機化合物またはこれに由来する炭素を含む化合物または炭素が結合した金属酸化物粉末を生成する熱処理工程と
を、含むことを特徴とする金属酸化物粉末の製造方法。
【請求項４】
前記水酸化物のゲルまたは粉末をゾル−ゲル法で生成する水酸化物生成工程を含むものである請求項３の金属酸化物粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属酸化物粉末、特にイットリア、ジルコニア、イットリア安定化ジルコニア、およびアルミナのナノ微粉末の製造方法およびそれらに好適に用い得る金属水酸化物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属酸化物粉末は、例えば、金属水酸化物ゾルを製造し、これを熱処理することで得ることができる。上記金属水酸化物ゾルは、例えば、金属塩を含む酸性水溶液中でｐＨや温度を制御することにより生成される(非特許文献１を参照。)。
【０００３】
また、ジルコニウム塩水溶液に尿素を添加し、加熱することにより尿素を加水分解してアンモニアを生成させ、ジルコニウム塩水溶液と反応させることによってジルコニアゾルを製造する方法が従来から知られており、そのジルコニアゾルには、粘度を調整し、或いは経時的安定性の向上の目的でキレート剤が添加される(特許文献１を参照。)。
【０００４】
また、アルコール溶媒中で、ジルコニウム化合物とイットリウム化合物のゾル−ゲル反応により前駆体を生成し、焼成するジルコニウム結晶の製造方法が提案されている(特許文献２を参照。)。この製造方法によれば、従来は1200〜1500(℃)が必要であった焼成温度が1000(℃)で十分になるものとされている。
【０００５】
また、水分散ジルコニアゾルに有機溶媒とジルコニアゾル安定化剤を加え、濾過により水を有機溶媒に置換する有機溶媒分散ジルコニアゾルの製造方法が提案されている(特許文献３を参照。)。この製造方法によれば、有機溶媒に分散したジルコニアゾルが得られる。上記ジルコニアゾル安定化剤は、ジルコニア粒子のゲル化や凝集を抑制して有機溶媒中への分散性を高めるためのもので、ジルコニアゾル表面への配位・吸着作用のあるものが用いられる。
【０００６】
なお、ペロブスカイト型化合物であるPb-Ba-Ti薄膜に関するものであるが、ゾル−ゲル法において、キレート剤としてアセチルアセトンを使用することにより、高配向の薄膜を製造し得ることが報告されている(非特許文献２を参照。)。この薄膜製造方法によれば、キレート剤としてアセチルアセトンが、溶剤としてエチレングリコールが、Pb-Ba-Ti前駆体ゾルを安定的に製造し得るために好適に用いられることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０３−２１８９２８号公報
【特許文献２】特開２００４−２０３６９７号公報
【特許文献３】特開２００７−２３８４２２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Egon Matijevic、"Monodispersed Metal (Hydrous) Oxides - A Fascinating Field of Colloid Science"、Accounts of Chemical Research、1981年、Vol.14、p.22-29
【非特許文献２】Wein-Duo Yang and Sossina M. Haile、"HIGHLY PREFERRED ORIENTED LEAD BARIUM TITANATE THIN FILMS USING ACETYLACETON AS CHELATING AGENT IN A SOL-GEL PROCESS"、Rev.Adv.Mater.Sci.、2005年、Vol.10、p.143-148
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記のゾル−ゲル法は、金属酸化物ナノ微粒子の製造方法としてもよく用いられるものであるが、一般に水溶液中で合成される。このようなナノ微粒子を用いて薄膜を形成する場合には、有機溶剤に混合してナノ微粒子ペーストを調製する必要があるが、粒子表面が酸化していることから有機溶媒との馴染みが悪いため、有機溶媒に分散させることが困難であった。金属酸化物ナノ微粒子の凝集を抑制して分散性を高める方法としては、分散剤を添加することも考えられるが、凝集が残り完全な分散は実現困難である。また、高品質の膜形成のためにはペースト中に分散剤等の不純物の添加は避けることが望まれる。また、三本ロールミルで処理する等、物理的に分散性を高める方法もあるが、多大な手間を要する工程の追加も避けることが望まれる。
【００１０】
なお、前記特許文献３には、前述したように、ゾル−ゲル法で水分散ジルコニアゾルを合成した後、水を有機溶媒で置換して有機溶媒分散ジルコニアゾルを得る技術が記載されているが、有機溶媒に対する分散性の高い粉末を得る方法は記載されていない。上記有機溶媒分散ジルコニアゾルでは、粒子表面に吸着された有機溶媒によって有機溶媒に対する分散性が高められている。これをそのまま用いるのであれば特に支障はないが、輸送や保管等の面で利便性に優る粉末を得るために熱処理を施すと、粒子表面に吸着された有機溶媒がその際に殆ど焼失するので、得られる粉末は有機溶媒に分散し難いものとなる。
【００１１】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、有機溶媒に容易に分散する金属酸化物のナノ微粉末の製造方法およびこれに好適に用い得る金属水酸化物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
斯かる目的を達成するための第１発明の金属水酸化物の製造方法の要旨とするところは、Y、Zr、Y-Zr、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Sn、Sb、およびInのうちから選択された一種の水酸化物のゲルまたは粉末をジケトン類またはEDTAで洗浄することにより、前記水酸化物の粒子表面に有機化合物を結合させたことにある。
【００１３】
また、前記目的を達成するための第２発明の金属酸化物粉末の製造方法の要旨とするところは、(ａ)Y、Zr、Y-Zr、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Sn、Sb、およびInのうちから選択された一種の水酸化物のゲルまたは粉末をジケトン類またはEDTAで洗浄することにより、前記水酸化物の粒子表面に有機化合物を結合させる洗浄工程と、(ｂ)洗浄した前記水酸化物に所定温度で熱処理を施すことにより粒子表面に前記有機化合物またはこれに由来する炭素を含む化合物または炭素が結合した金属酸化物粉末を生成する熱処理工程とを、含むことにある。
【発明の効果】
【００１４】
前記第１発明によれば、水酸化物のゲルまたは粉末がジケトン類(アセチルアセトンやメチルアセチルアセトン等)またはEDTAで洗浄されることにより、それらジケトン類或いはEDTAがキレート剤として働き、それらから生成された有機化合物が水酸化物の粒子表面に結合させられる。すなわち、金属水酸化物がキレート化させられる。そのため、この金属水酸化物に適当な温度で熱処理を施して酸化物に変化させると、粒子表面に上記キレート剤に由来する炭素を含む化合物または炭素が付着した金属酸化物粉末を得ることができる。すなわち、粒子表面の炭素を含む化合物等によって有機溶媒に好適に分散する金属酸化物粉末の製造に好適に用い得る金属水酸化物が得られる。
【００１５】
また、前記第２発明によれば、洗浄工程において、水酸化物のゲルまたは粉末がジケトン類またはEDTAで洗浄されることにより、それらジケトン類或いはEDTAがキレート剤として働き、それらから生成された有機化合物が水酸化物の粒子表面に結合させられる。すなわち、金属水酸化物がキレート化させられる。次いで、熱処理工程において、この水酸化物に熱処理を施すことにより表面に炭素を含む化合物または炭素が結合した金属酸化物粉末が得られる。このように粒子表面に炭素を含む化合物等が結合した金属酸化物粉末は、有機溶媒との馴染みがよく、有機溶媒中に容易に分散する。すなわち、キレート剤で洗浄処理を施し、次いで、熱処理を施すだけの簡単な製造工程で有機溶媒に容易に分散する金属酸化物ナノ微粉末が得られる。
【００１６】
しかも、第１、第２発明によれば、アモルファスな水酸化物前駆体である水酸化物のゲルまたは粉末をキレート剤で洗浄することによって水酸化物粒子がキレート化させられるため、ゲルや粉末の発達した三次元多孔構造内にキレート剤が閉じ込められる。そのため、前記特許文献３に記載されるようなキレート剤を含む有機溶媒をゾルに添加して濾過する方法に比較して、一層多くのキレート剤を粒子表面に吸着させることができる。この結果、水酸化物から酸化物が生成される程度の温度で熱処理を施しても、キレート剤或いはこれに由来する炭素を含む化合物等が粒子表面に十分に残存した酸化物粒子が得られる。
【００１７】
なお、前記第２発明の熱処理工程における処理温度は、例えば下記(１)式に示すような反応により金属水酸化物から水が失われて酸化物になり得る温度であって、洗浄工程において水酸化物粒子表面に結合した有機化合物またはこれに由来する炭素を含む化合物等が酸化物粉末表面に残存する温度であれば足りる。すなわち、金属水酸化物が酸化物になり得る温度であれば、キレート剤に由来する有機化合物がそのまま酸化物粒子表面に残存するような低温であっても差し支えない。また、反対に、キレート剤に由来する有機化合物が完全には焼失しない温度であれば、これが炭化させられるような高温であっても差し支えない。本発明によれば、酸化物粉末の粒子表面に有機化合物が存在することで有機溶媒との馴染みが改善され、分散性が高められるので、その有機化合物の種類は特に問われない。
2Al(OH)3 → Al2O3＋3H2O  ・・・(１)
【００１８】
ここで、好適には、前記製造方法は、前記水酸化物のゲルまたは粉末をゾル−ゲル法で生成する水酸化物生成工程を含むものである。ゾル−ゲル法によれば、微細な水酸化物のゲルまたは粉末が容易に得られることから、微細な金属酸化物粉末を一層容易に得ることができる。また、粒径が10(nm)未満のナノ微粒子を容易に得ることができる。
【００１９】
なお、前記洗浄工程において、キレート剤で洗浄する対象物がゲルであるか粉末であるかは、金属元素の種類や水酸化物の生成方法等に応じて決まる。例えば、ゾル−ゲル法で水酸化物を生成する場合には、Y,Alの水酸化物はゲルになることが多いため、洗浄工程において水酸化物ゲルをキレート剤で洗浄する。また、Zr,Y-Zrの水酸化物はゾルになることが多いため、乾燥して粉末状態とした後にキレート剤で洗浄する。
【００２０】
また、洗浄工程は、水酸化物粒子にキレート剤を混ぜる或いはエージングするもので、水酸化物粒子全体がキレート剤で濡れるように行われるのであれば、方法は特に問わない。例えば、スターラによる撹拌、シェイク、超音波洗浄等、適宜の方法を用い得る。
【００２１】
また、前記水酸化物生成工程に供される原料は、特に限定されないが、例えば、Y水酸化物を得る場合には、硝酸塩や塩酸塩等が挙げられる。また、Zr水酸化物に対しては、ジルコニウムアルコキシド(Zr(OR)x；但しOR＝エトキシド(OC2H5)、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、それらの誘導体)が、Y-Zr水酸化物に対しては、イットリウム塩およびジルコニウムアルコキシドが、Al水酸化物に対しては、アルミニウムアルコキシドが、それぞれ挙げられる。水酸化物を生成するに際して、上記原料を分散させる溶媒としては、水或いはアルコール等が挙げられる。
【００２２】
また、本発明により得られた金属酸化物ナノ微粉末は、種々の有機溶媒に好適に分散させ得るが、有機溶媒としては、例えば、N-メチルピロリドン(NMP)、ターピネオール、ヘキサン、トルエン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMA)、シクロヘキサン等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の金属酸化物ナノ微粉末の製造方法の一例(実施例１)を説明する工程図である。
【図２】本発明の金属酸化物ナノ微粉末の製造方法の他の一例(実施例２)を説明する工程図である。
【図３】本発明の金属酸化物ナノ微粉末の製造方法の更に他の一例(実施例３)を説明する工程図である。
【図４】実施例３の製造方法で得られる金属酸化物ナノ微粉末のXRDチャートを熱処理工程の処理温度毎に示す図である。
【図５】実施例３の製造方法で得られる金属酸化物ナノ微粉末の熱処理温度毎の結晶粒径と比表面積を示す図である。
【図６】実施例３により得られた銀ナノ微粒子分散液のTG-DTA測定結果を示す図である。
【図７】本発明の金属酸化物ナノ微粉末の製造方法の更に他の一例(実施例４)を説明する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
(実施例１)
図１は、本発明の一実施例のイットリア(Y2O3)ナノ微粉末の製造方法を説明するための工程図である。図１において、まず、硝酸イットリウム(Y(NO3)3)および蒸留水を用意し(工程１，２)、攪拌工程３において、これらを混合して攪拌する。混合割合は、硝酸イットリウム 0.3(g)に対して蒸留水 5〜25(g)の範囲内、例えば10(g)である。次いで、この混合物に水酸化アンモニウム(NH4OH)をゆっくり加え(工程４)、攪拌工程５において、更に攪拌する。水酸化アンモニウムの添加量は0.15〜0.5(g)の範囲内、例えば0.25(g)である。また、工程５における攪拌時間は10〜60分の範囲内、例えば30分である。これにより、イットリウム水酸化物(Y-OH)ゲルが生成される(工程６)。ここで生成されるY-OHゲルは、極めて微細なナノ微粒子から成るものである。本実施例においては、上記工程１〜６が水酸化物生成工程に対応する。
【００２６】
次いで、水洗工程７において、生成されたY-OHゲルを水洗する。更に、アセチルアセトン洗浄工程８において、これをキレート剤であるアセチルアセトンで洗浄すると、Y-OHナノ微粒子の表面にアセチルアセトンに由来する有機化合物が結合したキレートが生成される。上記反応は、例えば、以下のようなものであると推定される。アセチルアセトンは水中でエノール体とケト体との平衡状態にある。ケト体はH+が電離した状態であり、これにYが接触すると、Hに代えてYが結合し、六員環を形成する。
【００２７】
上記のようにしてキレートが形成された後、乾燥工程９において、例えば室温で乾燥させる。これにより、Y-OHナノ微粒子の表面に有機化合物が結合した表面改質Y-OHナノ微粉末が得られる(工程１０)。上記有機化合物は、アセチルアセトンのケト体である。
【００２８】
次いで、熱処理工程１１では、表面改質Y-OH微粉末に熱処理を施す。これにより、水酸化物微粉末から水が失われ、酸化物が生成される。すなわち、Y2O3ナノ微粉末が得られる(工程１２)。上記熱処理温度は、例えば800(℃)であり、熱処理後の比表面積は例えば10.5(m2/g)である。Yに結合していた有機化合物は炭化しているが焼失していないものと考えられる。このようにして得られたY2O3ナノ微粉末は、ターピネオール等の有機溶媒を加えてペーストを調製する際に、良好な分散性を示す。
【００２９】
なお、上述した製造工程では、硝酸イットリウム水溶液に水酸化アンモニウムを添加したが、水酸化イットリウムを生成する工程は、適宜変更することができる。例えば、水酸化アンモニウムと蒸留水とを混合して水酸化アンモニウムの希薄溶液を調製し、これに硝酸イットリウムを加え、次いで、撹拌工程５以下を実施しても、上記と同様なY2O3ナノ微粉末を得ることができる。また、硝酸イットリウムに代えて、他の種々のイットリウム塩を用いても同様な結果が得られる。
【００３０】
(実施例２)
次に、本発明の他の実施例を説明する。図２は、表面改質ZrO2ナノ微粉末の製造工程を説明する図である。図２において、工程１で蒸留水を用意し、これを撹拌する(工程２)。用意する蒸留水の量は、300(ml)〜1(L)の範囲内、例えば500(ml)である。一方、ジルコニウムイソプロポキシドとＩＰＡとを別途混合する(工程３，４)。混合割合は、ＩＰＡを20〜100(g)の範囲内、例えば60(g)に対して、ジルコニウムイソプロポキシドが例えば25.6(g)である。蒸留水を撹拌しつつ、これにこの混合物をゆっくり加える。次いで、1M HNO3を加える(工程５)。添加量は、30〜60(ml)の範囲内、例えば40(ml)である。そして、この混合物を、85〜95(℃)の範囲内の温度、例えば90(℃)で保持したまま、1〜5時間の範囲内、例えば3時間撹拌する(工程６)。これにより、ジルコニウム水酸化物(Zr-OH)ゾルが生成される(工程７)。
【００３１】
次いで、乾燥工程８では、上記Zr-OHゾルを乾燥して水を除去する。これにより、Zr-OHナノ微粉末が得られる(工程９)。前記実施例１では、ゾル−ゲル反応によってY-OHゲルが得られるため、そのままアセチルアセトン洗浄工程８を実施したが、本実施例２では、Zr-OHゾルが得られるため、上記乾燥工程８が必要になる。
【００３２】
次いで、アセチルアセトン洗浄工程１０において、上記のZr-OH微粉末をアセチルアセトンで洗浄する。これにより、Zr-OHナノ微粒子の表面にアセチルアセトンに由来する有機化合物が結合したキレートが生成される。次いで、乾燥工程１１では、これを例えば室温で乾燥する。これにより、Zr-OHナノ微粒子の表面に有機化合物が結合した表面改質Zr-OHナノ微粉末が得られる(工程１２)。
【００３３】
次いで、熱処理工程１３では、表面改質Zr-OH微粉末に熱処理を施す。これにより、水酸化物微粉末から水が失われ、酸化物が生成される。すなわち、ZrO2ナノ微粉末が得られる(工程１４)。上記熱処理温度は、例えば400(℃)であり、熱処理後の比表面積は例えば34(m2/g)である。この実施例２でも、実施例１と同様にZrに結合していた有機化合物は炭化しているが焼失していないものと考えられる。このようにして得られたZrO2ナノ微粉末は、ターピネオール等の有機溶媒を加えてペーストを調製する際に、良好な分散性を示す。
【００３４】
(実施例３)
図３は、更に他の実施例の表面改質YSZナノ微粉末の製造工程を説明する図である。図３において、まず、ジルコニウムブトキシドを２−プロパノールに撹拌しながら加える(工程１，２)。混合割合は、ジルコニウムブトキシドを22(g)に対して、２−プロパノールが100(ml)〜1(L)の範囲内、例えば400(ml)である。この混合物を撹拌しつつ(工程３)、これに更に1M 硝酸およびY(NO3)3を順次に加える(工程４，５)。添加量は、1M 硝酸が15〜25(ml)の範囲内、例えば20(ml)、Y(NO3)3が2.2(g)である。次いで、撹拌工程６において、この混合物を70〜90(℃)の範囲内、例えば80(℃)に保ったまま、1〜5時間の範囲内、例えば3時間撹拌する。これにより、イットリウム−ジルコニウム水酸化物(Y-Zr-OH)ゾルが生成される(工程７)。
【００３５】
次いで、乾燥工程８では、このようにして得られたY-Zr-OHゾルを乾燥して、実施例２と同様に水を除去する。これにより、Y-Zr-OHナノ微粉末が得られる(工程９)。次いで、アセチルアセトン洗浄工程１０において、このY-Zr-OH微粉末をアセチルアセトンで洗浄する。これにより、Y-Zr-OHナノ微粒子の表面にアセチルアセトンに由来する有機化合物が結合したキレートが生成される。次いで、乾燥工程１１で、これを例えば室温で乾燥すると、Y-Zr-OHナノ微粒子の表面に有機化合物が結合した表面改質Y-Zr-OHナノ微粉末が得られる(工程１２)。
【００３６】
次いで、熱処理工程１３では、上記表面改質Y-Zr-OHナノ微粉末に熱処理を施す。これにより、水酸化物から水が失われ、酸化物が生成される。すなわち、YSZナノ微粉末が得られる(工程１４)。上記熱処理温度は、例えば400〜1000(℃)の範囲内である。
【００３７】
上記YSZナノ微粉末のXRDチャートを図４に、結晶粒径および比表面積を図５にそれぞれ示す。XRDチャートによれば、400(℃)〜1000(℃)の何れの熱処理温度においても、YSZのピークが認められた。また、不純物ピークは無く、アセチルアセトンは酸化物粉末の品質に影響しないことが確認できた。図４に示す測定結果によれば、400(℃)という非常な低温でも8YSZが得られていることが判る。また、図５に示す結晶粒径は、上記XRDチャートからシェーラの式で算出し、比表面積はBET法で求めた。何れの焼成温度でもナノ微粒子が得られているが、結晶粒径は800(℃)までは僅かな変化に留まり、これを越えると急激に増大している。800(℃)まではアセチルアセトンが結合しているため、モビリティが低かったものと考えられる。また、図６は、表面改質Y-Zr-OHナノ微粉末の1000(℃)までのTG-DTA分析結果である。TG曲線が800〜1000(℃)の間で僅かに曲がっていることから、この範囲でアセチルアセトンが焼失したものと推察される。
【００３８】
(比較例)
上記実施例３の製造工程において、アセチルアセトン洗浄を施さない(すなわち工程１０〜１２を実施しない)比較試料を用意し、実施例３と同様にして400〜1000(℃)で熱処理を施した。実施例３の試料および上記比較試料を、それぞれトルエン、ヘキサン、シクロヘキサンに加え、分散性を比較した。各試料は、それぞれ5(wt%)の濃度になるように有機溶媒に加えた後、超音波洗浄機で10分間混合し、分散液を調製した。これを1日静置した後、沈殿物の有無で分散性を判断した。アセチルアセトンで洗浄し、400〜800(℃)で熱処理した実施例３の試料は、沈殿物がなく、比較試料に比べて安定した分散性を有することが確かめられた。なお、アセチルアセトンで洗浄した後、1000(℃)で熱処理した試料は、比較試料と同様に沈殿物が認められ、分散性が不十分な結果であった。この評価結果によれば、YSZの場合の熱処理温度は800(℃)以下に留めることが好ましいと考えられる。
【００３９】
(実施例４)
図７は、更に他の実施例の表面改質Al2O3ナノ微粉末の製造工程を説明する図である。図７において、工程１で蒸留水を用意し、これを撹拌しつつ加熱する(工程２)。用意する蒸留水の量は、300(ml)〜2(L)の範囲内、例えば650(ml)である。また、加熱温度は、85〜95(℃)の範囲内、例えば90(℃)である。次いで、これにアルミニウムトリ-sec-ブトキシド(ALTSB)を滴下し、混合する(工程３，４)。ALTSBの滴下量は、例えば127(g)である。また、混合撹拌時間は、2〜5時間の範囲内、例えば3時間である。これにより、AlOOHゲルが生成する(工程５)。
【００４０】
次いで、混合物を室温まで冷却した後、撹拌しつつ、これに1M HNO3を滴下する(工程６，７)。添加量は、30〜100(ml)の範囲内、例えば50(ml)である。これにより、生成されたゲルが解膠されコロイド状溶液(AlOOHゾル)になる(工程８)。次いで、このゾルに10(%) NH4OHをゆっくり加え、ゲル化させる(工程９，１０)。すなわち、AlOOHゲルを生成させる。前記工程５で得られるゲルは凝集が激しいため、分散性が不十分である。そのため、上記工程６，７を経ることにより、均一性の高いゲルを得ることができる。
【００４１】
次いで、アセチルアセトン洗浄工程１１において、上記のAlOOHゲルをアセチルアセトンで洗浄する。これにより、AlOOHナノ微粒子の表面にアセチルアセトンに由来する有機化合物が結合したキレートすなわち淡黄色のゲルが生成される。次いで、乾燥工程１２では、これを例えば80(℃)で乾燥する。これにより、AlOOHナノ微粒子の表面に有機化合物が結合した表面改質AlOOHナノ微粉末が得られる(工程１３)。
【００４２】
次いで、熱処理工程１４では、表面改質AlOOH微粉末に熱処理を施す。これにより、水酸化物微粉末から水が失われ、酸化物が生成される。すなわち、Al2O3ナノ微粉末が得られる(工程１５)。上記熱処理温度は、例えば600(℃)であり、熱処理後の比表面積は例えば259.3(m2/g)である。この実施例４でも、実施例１等と同様にAlに結合していた有機化合物は炭化しているが焼失していないものと考えられる。このようにして得られたAl2O3ナノ微粉末は、ターピネオール等の有機溶媒を加えてペーストを調製する際に、良好な分散性を示す。
【００４３】
(実施例５)
上記実施例４において、アセチルアセトンに代えて3-メチル-2,4-ペンタンジオン(＝メチルアセチルアセトン：C6H10O2)を用いた。実施例４と同様に、有機溶媒に良好な分散性を示すAl2O3ナノ微粉末が得られた。
【００４４】
上述したように、上記各実施例によれば、アセチルアセトン洗浄工程(或いはこれに代えてメチルアセチルアセトンが用いられる工程)において、水酸化物のゲルまたは粉末がアセチルアセトンまたはメチルアセチルアセトンで洗浄されることにより、それらアセチルアセトン或いはメチルアセチルアセトンがキレート剤として働き、それらから生成された有機化合物が水酸化物の粒子表面に結合させられる。すなわち、金属水酸化物がキレート化させられる。次いで、この水酸化物に熱処理を施すことにより表面に有機化合物が結合した金属酸化物粉末が得られる。そのため、生成された金属酸化物ナノ微粉末は、粒子表面に有機化合物が結合していることから、有機溶媒との馴染みがよく、有機溶媒中に容易に分散する。すなわち、キレート剤で洗浄処理を施し、次いで、熱処理を施すだけの簡単な製造工程で有機溶媒に容易に分散する金属酸化物ナノ微粉末が得られる。
【００４５】
しかも、上記各実施例によれば、水酸化物のゲルまたは粉末がゾル−ゲル法で生成されることから、微細な水酸化物のゲルまたは粉末が容易に得られるので、微細な金属酸化物粉末を一層容易に得ることができる利点がある。
【００４６】
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【図１】
2013170089.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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