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JP5570011B2 - Method for producing yttrium oxide precursor aqueous sol and yttrium oxide precursor aqueous sol - Google Patents

Method for producing yttrium oxide precursor aqueous sol and yttrium oxide precursor aqueous sol Download PDF

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JP5570011B2 JP2010124027A JP2010124027A JP5570011B2 JP 5570011 B2 JP5570011 B2 JP 5570011B2 JP 2010124027 A JP2010124027 A JP 2010124027A JP 2010124027 A JP2010124027 A JP 2010124027A JP 5570011 B2 JP5570011 B2 JP 5570011B2
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

本発明は、加熱処理により酸化イットリウムが生成する酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法、及び、該製造方法により製造される酸化イットリウム前駆体水系ゾルに関するものである。   The present invention relates to a method for producing an yttrium oxide precursor aqueous sol in which yttrium oxide is generated by heat treatment, and an yttrium oxide precursor aqueous sol produced by the production method.

金属や合金の鋳造プロセスにおいて、溶融金属(溶湯)を収容する容器、溶湯の運搬・移送のために使用される柄杓状、樋状の部材などは、溶湯との接触により損傷を受け易い。そのため近年では溶湯に接触する部材として、従来の鋳鉄に替えて、チタン酸アルミニウムセラミックス、アルミナセラミックス、ムライトセラミックスなど、耐熱性、耐食性に優れるセラミックス材料が用いられている(例えば、特許文献1参照)。   In a metal or alloy casting process, a container for storing molten metal (molten metal), a handle rod-like or bowl-shaped member used for transporting or transferring the molten metal, is easily damaged by contact with the molten metal. Therefore, in recent years, ceramic materials excellent in heat resistance and corrosion resistance, such as aluminum titanate ceramics, alumina ceramics, and mullite ceramics, are used as members that contact the molten metal instead of conventional cast iron (see, for example, Patent Document 1). .

ところが、アルミニウムやマグネシウムは非常に還元性が高いため、上記のようなセラミックス材料であっても、アルミニウム溶湯、アルミニウム合金溶湯、マグネシウム合金溶湯との接触によりマトリクス中の金属イオンが還元され、浸食される。また、溶湯と直接接触しない部材であっても、還元性の高い金属を含むガスに曝されることにより浸食される。そこで、より耐還元性に優れる材料、あるいは、従来から使用されている材料をコーティングすることにより耐還元性を高めることができる材料が望まれる。   However, since aluminum and magnesium are highly reducible, metal ions in the matrix are reduced and eroded by contact with molten aluminum, molten aluminum alloy, and molten magnesium alloy even in the case of ceramic materials as described above. The Further, even a member that does not directly contact the molten metal is eroded by exposure to a gas containing a highly reducing metal. Therefore, a material that is more excellent in reduction resistance or a material that can improve reduction resistance by coating a conventionally used material is desired.

本発明者らは、後述のように、酸化イットリウムが耐還元性に優れる耐火材料として有望であることを見出し、本発明に至ったものである。イットリウムの酸化物は、ガスセンサや高強度構造材料として使用される安定化ジルコニアの安定化剤、赤色蛍光体、固体レーザ発振素子等に使用されているが、耐火材料としては従来着目されていなかった材料である。   As described later, the present inventors have found that yttrium oxide is promising as a refractory material excellent in reduction resistance, and have reached the present invention. Yttrium oxides are used in stabilized zirconia stabilizers, red phosphors, solid-state laser oscillators, etc. used as gas sensors and high-strength structural materials. Material.

ここで、酸化イットリウムが生成することに加え、コーティング膜を形成させることが可能であるためには、前駆体はゾルまたは溶液であることが望ましい。金属酸化物の前駆体ゾルを製造する一般的な方法としては、金属アルコキシドを有機溶媒に溶解し加水分解させるという方法がある。しかしながら、近年では、産業界に対してVOC(揮発性有機化合物)の排出を低減することが要請されており、媒液は水系であることが望ましい。   Here, in order to be able to form a coating film in addition to the generation of yttrium oxide, the precursor is preferably a sol or a solution. As a general method for producing a metal oxide precursor sol, there is a method in which a metal alkoxide is dissolved in an organic solvent and hydrolyzed. However, in recent years, the industry has been required to reduce the emission of VOC (volatile organic compounds), and it is desirable that the liquid medium be aqueous.

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、環境に与える負荷が低減された酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法、及び、該製造方法により製造される酸化イットリウム前駆体水系ゾルの提供を、課題とするものである。   Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides a method for producing an yttrium oxide precursor aqueous sol with reduced environmental load, and the provision of an yttrium oxide precursor aqueous sol produced by the production method. It is what.

上記の課題を解決するため、本発明にかかる酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法は、「イットリウム塩の水溶液をアルカリ性とし、水酸化イットリウムの沈殿物を生成させる工程と、生成した水酸化イットリウムを溶媒と分離する工程と、分離された水酸化イットリウムを乾燥させることなく、イットリウムイオン1モルに対しカルボキシル基が1.5モル以上3モル未満となる割合でカルボン酸としての酢酸と混合し撹拌することにより、無色透明のゾルを得る工程ととを具備する」ものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing an aqueous yttrium precursor precursor sol according to the present invention is described as follows. A step of separating from a solvent, and stirring without mixing the separated yttrium hydroxide with acetic acid as a carboxylic acid at a ratio of 1.5 mol or more and less than 3 mol of carboxyl group to 1 mol of yttrium ion And a step of obtaining a colorless and transparent sol ”.

本発明において「水系」とは、ゾルの分散媒が水であり、アルコール等の有機溶媒は分散媒に含有されないことを意味している。   In the present invention, “aqueous” means that the dispersion medium of the sol is water and an organic solvent such as alcohol is not contained in the dispersion medium.

「イットリウム塩」としては、例えば、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩を使用することができる。また、イットリウム塩の水溶液をアルカリ性に調整するための添加剤としては、例えば、アンモニア水、水酸化ナトリム水溶液、水酸化カリウム水溶液、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を使用することができる。   As the “yttrium salt”, for example, chloride, nitrate, sulfate, carbonate, oxalate, and acetate can be used. Moreover, as an additive for adjusting the aqueous solution of yttrium salt to be alkaline, for example, ammonia water, aqueous sodium hydroxide solution, aqueous potassium hydroxide solution, and aqueous tetramethylammonium hydroxide solution can be used.

「カルボン酸」として、本願発明では酢酸を使用する。なお、「イットリウムイオン1モルに対しカルボキシル基3モル未満となる割合」とは、カルボン酸がモノカルボン酸である場合はイットリウムイオン1モルに対しカルボン酸が3モル未満、カルボン酸がジカルボン酸である場合はイットリウムイオン1モルに対しカルボン酸が1.5モル未満、カルボン酸がトリカルボン酸である場合はイットリウムイオン1モルに対しカルボン酸が1モル未満、という意味であり、カルボン酸が酢酸である本願発明の場合はイットリウムイオン1モルに対し酢酸が3モル未満である
As “carboxylic acid” , acetic acid is used in the present invention . The ratio of less than 3 moles of carboxyl groups per mole of yttrium ions” means that when the carboxylic acid is a monocarboxylic acid, the carboxylic acid is less than 3 moles and the carboxylic acid is a dicarboxylic acid per mole of yttrium ions. in some cases the carboxylic acid is less than 1.5 mole of yttrium ion 1 mole, less than 1 mole carboxylic acid to yttrium ions per mol when the carboxylic acid is a tricarboxylic acid, makes sense der that, carboxylic acid acetate In the case of the present invention, the acetic acid is less than 3 moles per mole of yttrium ions .

本発明において、酸化イットリウムを耐還元性に優れる耐火材料として有望であると考える根拠は、以下のようである。図7に、酸化物生成の標準生成エネルギー△Gを定圧比熱の文献値に基づいて算出し、温度との関係で示したエリンガム図を示す。本発明者らは、種々の金属酸化物について標準生成エネルギー△Gを算出して検討を行った結果、イットリウムはアルミニウムやマグネシウムより酸化物として安定であることに着眼した。すなわち、エリンガム図においては、下に位置するほど酸化物として安定である。図7に示すように、Alの酸化物の線及びMgの酸化物の線より、Yの酸化物の線は下に位置する。従って、酸化イットリウムでコーティングされた部材や酸化イットリウムで形成された部材は、アルミニウムやマグネシウムの溶湯と接触しても還元され難く、長期に亘り酸化物として安定であると期待される。   In the present invention, the grounds for considering yttrium oxide as a promising refractory material with excellent reduction resistance are as follows. FIG. 7 shows an Ellingham diagram in which the standard generation energy ΔG for oxide generation is calculated based on the literature value of the constant pressure specific heat and shown in relation to the temperature. As a result of calculating the standard generation energy ΔG for various metal oxides, the present inventors have noticed that yttrium is more stable as an oxide than aluminum or magnesium. That is, in the Ellingham diagram, the lower the position, the more stable the oxide. As shown in FIG. 7, the Y oxide line is located below the Al oxide line and the Mg oxide line. Therefore, a member coated with yttrium oxide or a member formed with yttrium oxide is hardly reduced even when it comes into contact with a molten aluminum or magnesium, and is expected to be stable as an oxide over a long period of time.

そこで、単に酸化イットリウムを生成するだけではなく、酸化イットリウムのコーティング膜を形成するためのコーティング剤としても使用可能なゾル、という新規なゾルを実現すべく検討を行った結果、上記構成の製造方法により酸化イットリウム前駆体水系ゾルを製造することに成功した。すなわち、本発明によれば、イットリウム塩の水溶液をアルカリ性として水酸化イットリウムを沈殿させ、この水酸化イットリウムをカルボン酸と混合し撹拌するのみの極めて簡易な方法で、酸化イットリウムの前駆体であるゾルを製造することができる。   Therefore, as a result of investigations to realize a new sol that can be used not only as yttrium oxide but also as a coating agent for forming a coating film of yttrium oxide, a manufacturing method having the above-described configuration The yttrium oxide precursor water-based sol was successfully produced. That is, according to the present invention, a sol which is a precursor of yttrium oxide is obtained by an extremely simple method of simply precipitating yttrium hydroxide by making an aqueous solution of an yttrium salt alkaline, mixing the yttrium hydroxide with a carboxylic acid and stirring. Can be manufactured.

ここで、水酸化イットリウムを「乾燥させることなく」カルボン酸と混合し撹拌することは、本発明の特徴の一つである。水酸化イットリウムを溶媒と分離した後、乾燥させた場合は、カルボン酸と混合し撹拌しても透明なゾルは得られない。また、市販されている水酸化イットリウムの粉末材料を水に懸濁し、カルボン酸と混合し撹拌しても透明なゾルは得られない。これらの理由は明らかではないが、生成したばかりの水酸化イットリウムは結晶が小さく、水酸化物としても不安定なためと考察している。   Here, it is one of the features of the present invention that yttrium hydroxide is mixed with carboxylic acid “without drying” and stirred. When yttrium hydroxide is separated from the solvent and then dried, a transparent sol cannot be obtained even when mixed with carboxylic acid and stirred. Further, even if a commercially available yttrium hydroxide powder material is suspended in water, mixed with carboxylic acid and stirred, a transparent sol cannot be obtained. Although these reasons are not clear, it is considered that yttrium hydroxide just formed is small in crystal and unstable as a hydroxide.

また、イットリウムイオンは3価のイオンであるため、水酸化イットリウムとカルボン酸を混合しようとする場合、カルボン酸の割合はイットリウムイオン1モルに対してカルボキシル基が3モルとなる割合とするのが当業者の通常の考え方である。或いは、より確実に反応させるために、イットリウムイオン1モルに対するカルボキシル基の割合を3モル以上とするのが、当業者の通常の考え方であるかもしれない。これに対し、本発明では、イットリウムイオン1モルに対してカルボキシル基が3モルに満たない割合のカルボン酸の添加で、安定なゾルを製造できることも特徴の一つである。これにより、酸化イットリウムを生成するための加熱処理の際に発生する二酸化炭素が低減するため、環境に与える負荷を低減することができる。加えて、製造されるゾルをコーティング剤として使用した場合に、加熱処理の際に消失する成分が少ないことにより、コーティング膜の収縮や欠損が少なく、均一な膜が形成することが期待される。   In addition, since yttrium ions are trivalent ions, when mixing yttrium hydroxide and carboxylic acid, the proportion of carboxylic acid should be such that the carboxyl group is 3 moles per mole of yttrium ions. This is the normal concept of those skilled in the art. Or in order to make it react more reliably, it may be a general idea of those skilled in the art that the ratio of the carboxyl group to 1 mol of yttrium ions is 3 mol or more. On the other hand, the present invention is characterized in that a stable sol can be produced by adding a carboxylic acid in a proportion of less than 3 moles of carboxyl groups per mole of yttrium ions. Thereby, since the carbon dioxide which generate | occur | produces in the case of the heat processing for producing | generating a yttrium oxide reduces, the load given to an environment can be reduced. In addition, when the sol to be produced is used as a coating agent, it is expected that a uniform film can be formed with less shrinkage and loss of the coating film due to the small amount of components that disappear during the heat treatment.

更に、本製造方法では有機溶媒を使用しないため、VOC排出の低減に対する社会的な要請に沿うものであり、この点からも環境に与える負荷を低減することができる。   Furthermore, since this manufacturing method does not use an organic solvent, it meets social demands for reducing VOC emissions, and the load on the environment can be reduced in this respect as well.

また、酸化イットリウムのコーティング膜を形成するための前駆体として、イットリウムイオンを含む水溶液を想到し得るところ、イットリウムの塩化物、硝酸塩、硫酸塩の水溶液を使用した場合は、酸化イットリウムを生成させる加熱処理において、塩素、窒素、硫黄を含有する有害なガスが発生する。これに対し、水酸化イットリウムとカルボン酸から生成した本発明のゾルは、イットリウム、炭素、水素、及び酸素の元素のみからなる。加えて、イットリウムの塩化物、硝酸塩、硫酸塩を出発物質のイットリウム塩として使用する場合であっても、水酸化イットリウムの沈殿物を経てゾルとなるため、沈殿物を溶媒と分離する工程において、塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオンは溶媒と共に水酸化イットリウムと分離される。従って、本発明によれば、加熱処理において有害なガスが発生するおそれが低減されたゾルを製造することができ、環境に与える負荷をより低減することができる。   Also, an aqueous solution containing yttrium ions can be conceived as a precursor for forming a coating film of yttrium oxide. However, when an aqueous solution of yttrium chloride, nitrate, or sulfate is used, heating to generate yttrium oxide is possible. During processing, harmful gases containing chlorine, nitrogen and sulfur are generated. On the other hand, the sol of the present invention produced from yttrium hydroxide and carboxylic acid is composed only of elements of yttrium, carbon, hydrogen, and oxygen. In addition, even when using yttrium chloride, nitrate, and sulfate as the starting yttrium salt, it becomes a sol through the yttrium hydroxide precipitate, so in the step of separating the precipitate from the solvent, Chloride ion, nitrate ion and sulfate ion are separated from yttrium hydroxide together with the solvent. Therefore, according to the present invention, it is possible to produce a sol in which the risk of generating harmful gases during heat treatment is reduced, and the load on the environment can be further reduced.

なお、イットリウム塩の水溶液をアルカリ性に調整するための添加剤に由来するイオンも、水酸化イットリウムの沈殿を溶媒と分離する工程において溶媒と共に分離される。これにより、添加剤としてアンモニア水を使用した場合に、酸化イットリウムを生成させるゾルの加熱処理の際に窒素を含むガスが発生するおそれや、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを添加剤として使用した場合に、ゾルから生成した酸化イットリウムの耐熱性が、ナトリムやカリウムの存在によって低下するおそれが低減される。   It should be noted that ions derived from an additive for adjusting the aqueous solution of yttrium salt to alkaline are also separated together with the solvent in the step of separating the yttrium hydroxide precipitate from the solvent. As a result, when ammonia water is used as an additive, a gas containing nitrogen may be generated during heat treatment of a sol that generates yttrium oxide, or when sodium hydroxide or potassium hydroxide is used as an additive. In addition, the possibility that the heat resistance of the yttrium oxide produced from the sol is lowered due to the presence of sodium or potassium is reduced.

本発明にかかる酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法は、上記構成において、「水酸化イットリウムに対するカルボン酸の割合は、イットリウムイオン1モルに対しカルボキシル基1.5モル〜2.5モルとなる割合である」ものとすることができる。   The method for producing an yttrium oxide precursor aqueous sol according to the present invention has the above-described configuration, wherein “the ratio of the carboxylic acid to the yttrium hydroxide is 1.5 mol to 2.5 mol of the carboxyl group with respect to 1 mol of the yttrium ion. Can be.

イットリウムイオンに対するカルボキシル基の割合を、より低減して透明なゾルを得ることを目的として検討を行った結果、イットリウムイオンに対するカルボキシル基の割合の大きい方が、水酸化イットリウムから透明なゾルが生成する速度が大きいものの、イットリウムイオン1モルに対するカルボキシル基の割合を、少なくとも1.5モル〜2.5モルまで低減させても、十分に速い速度で透明なゾルが得られることが明らかとなった。換言すれば、イットリウムイオン1モルに対するカルボキシル基の割合を1.5モル〜2.5モルまで低減させても、ほぼ全量の水酸化イットリウムからゾルを得ることができる。従って、本発明によれば、酸化イットリウムを生成するためにゾルを加熱処理する際に発生する二酸化炭素を、より低減することができると共に、加熱により消失する成分をより少なくすることができ、ゾルをコーティング剤として使用した場合により均一なコーティング膜が形成することが期待される。   As a result of investigations aimed at obtaining a transparent sol by further reducing the ratio of carboxyl groups to yttrium ions, a transparent sol is formed from yttrium hydroxide when the ratio of carboxyl groups to yttrium ions is large. Although the speed is large, it has been clarified that a transparent sol can be obtained at a sufficiently high speed even if the ratio of the carboxyl group to 1 mole of yttrium ions is reduced to at least 1.5 moles to 2.5 moles. In other words, the sol can be obtained from almost the whole amount of yttrium hydroxide even if the ratio of the carboxyl group to 1 mol of yttrium ions is reduced to 1.5 mol to 2.5 mol. Therefore, according to the present invention, carbon dioxide generated when heat-treating the sol to produce yttrium oxide can be further reduced, and the components disappeared by heating can be reduced. When is used as a coating agent, it is expected that a more uniform coating film is formed.

本発明にかかる酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法は、上記構成に加え、「水酸化イットリウムを溶媒と分離する工程の後に、水酸化イットリウムの沈殿物を水洗する工程を具備する」ものとすることができる。   The method for producing an aqueous yttrium oxide precursor sol according to the present invention includes, in addition to the above-described configuration, “having a step of washing the yttrium hydroxide precipitate with water after the step of separating yttrium hydroxide from the solvent”. be able to.

水洗する工程を備えることにより、水酸化イットリウムの沈殿物に付着する溶媒から、イットリウム塩に由来する陰イオンや、イットリウム塩の水溶液の液性を調整するために使用した添加剤に由来するイオンを、ほぼ完全に除くことが可能となる。これにより、酸化イットリウムを生成させるゾルの加熱処理の際に有害なガスが発生するおそれや、生成する酸化イットリウムの性状に影響及ぼす不純物が存在するおそれが、ほとんどないものとなる。   By providing a step of washing with water, from the solvent adhering to the yttrium hydroxide precipitate, the anion derived from the yttrium salt and the ion derived from the additive used to adjust the liquidity of the aqueous solution of the yttrium salt It becomes possible to remove almost completely. Thereby, there is almost no fear that harmful gas is generated during the heat treatment of the sol that generates yttrium oxide and there is a possibility that impurities that affect the properties of the generated yttrium oxide exist.

次に、本発明にかかる酸化イットリウム前駆体水系ゾルは、「イットリウムイオン1モルに対し1.5モル以上3モル未満の酢酸イオンを含有し、硝酸イオン、塩化物イオン、及び硫酸イオンを含有しないと共に、無色透明である」ものである。 Next, the yttrium oxide precursor aqueous sol according to the present invention contains “acetate ions of 1.5 mol or more and less than 3 mol per mol of yttrium ions, and does not contain nitrate ions, chloride ions, and sulfate ions. In addition, it is colorless and transparent .

これは、上述の酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法において、カルボン酸として酢酸を使用した場合に製造されるゾルである。酢酸は炭素数の小さい構造であるため、酸化イットリウムを生成する加熱処理の際に発生する二酸化炭素が少ない。また、加熱処理により消失する成分が少ないため、均一なコーティング膜を形成できると期待される。加えて、同じく炭素数が小さいギ酸やシュウ酸とは異なり劇物ではないため、取り扱いが容易であるという利点も有している。   This is a sol produced when acetic acid is used as the carboxylic acid in the above-described method for producing an yttrium oxide precursor aqueous sol. Since acetic acid has a structure with a small number of carbon atoms, less carbon dioxide is generated during the heat treatment for producing yttrium oxide. Moreover, since there are few components lose | disappeared by heat processing, it is anticipated that a uniform coating film can be formed. In addition, unlike formic acid and oxalic acid, which have the same number of carbon atoms, it is not a deleterious substance, and therefore has an advantage of easy handling.

また、酸化イットリウムのコーティング膜を形成するための前駆体として、水に易溶な酢酸イットリウム4水和物の水溶液も想到し得るところ、この場合はイットリウムイオン1モルに対し3モルの酢酸イオンが存在する。これに対し、本発明のゾルに含有される酢酸イオンは、イットリウムイオン1モルに対し3モル未満であるため、酢酸イットリウム4水和物の水溶液を使用した場合より、酸化イットリウムを生成する加熱処理の際に発生する二酸化炭素が少ないと共に、均一なコーティング膜を形成するという点においても、より有望であると考えられる。   Further, as a precursor for forming a coating film of yttrium oxide, an aqueous solution of yttrium acetate tetrahydrate which is easily soluble in water can be conceived. In this case, 3 mol of acetate ions per 1 mol of yttrium ions Exists. On the other hand, since the acetic acid ion contained in the sol of the present invention is less than 3 mol per 1 mol of yttrium ion, the heat treatment for generating yttrium oxide is more than when an aqueous solution of yttrium acetate tetrahydrate is used. It is considered more promising in that the amount of carbon dioxide generated at the time is small and a uniform coating film is formed.

以上のように、本発明の効果として、環境に与える負荷が低減された酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法、及び、該製造方法により製造される酸化イットリウム前駆体水系ゾルの提供を、提供することができる。   As described above, as an effect of the present invention, there is provided a method for producing an yttrium oxide precursor aqueous sol with reduced environmental load, and provision of an yttrium oxide precursor aqueous sol produced by the production method. be able to.

本発明の一実施形態である酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the yttrium oxide precursor aqueous sol which is one Embodiment of this invention. 図1の製造方法で製造された本実施形態の酸化イットリウム前駆体水系ゾルであるサンプルY−1.5乾燥物,Y−2乾燥物について、室温で測定したX線回折パターンを酢酸イットリウム4水和物と対比した図である。The Y-1.5 dried product and the Y-2 dried product, which are yttrium oxide precursor aqueous sols of the present embodiment manufactured by the manufacturing method of FIG. It is the figure contrasted with the Japanese thing. 昇温しながら測定したX線回折パターンを(a)サンプルY−1.5乾燥物、(b)サンプルY−2乾燥物、及び、(c)酢酸イットリウム4水和物について対比した図である。It is the figure which contrasted the X-ray-diffraction pattern measured while raising temperature about (a) sample Y-1.5 dried material, (b) dried sample Y-2, and (c) yttrium acetate tetrahydrate. . 示差熱重量分析の結果を(a)サンプルY−1.5乾燥物、(b)サンプルY−2乾燥物、及び、(c)酢酸イットリウム4水和物の脱水和物について対比したグラフである。It is the graph which compared the result of the differential thermogravimetric analysis about the dehydrate of (a) sample Y-1.5 dried material, (b) sample Y-2 dried material, and (c) yttrium acetate tetrahydrate. . サンプルY−1.5乾燥物を400℃、500℃、及び600℃でそれぞれ2時間加熱処理した試料のX線回折パターンを示す図である。It is a figure which shows the X-ray-diffraction pattern of the sample which heat-processed each sample Y-1.5 dried material at 400 degreeC, 500 degreeC, and 600 degreeC for 2 hours. 酸化イットリウムの水における溶解平衡を濃度とpHの関係で示した図である。It is the figure which showed the melt | dissolution equilibrium in the water of yttrium oxide by the relationship between a density | concentration and pH. 金属酸化物の標準生成エネルギーの算出に基づき作成したエリンガム図である。It is an Ellingham figure created based on calculation of the standard production energy of a metal oxide.

以下、本発明の一実施形態である酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法、及び、該製造方法により製造される本実施形態の酸化イットリウム前駆体水系ゾルについて、図1乃至図5を用いて説明する。   Hereinafter, a method for producing an yttrium oxide precursor aqueous sol according to an embodiment of the present invention and an yttrium oxide precursor aqueous sol of this embodiment produced by the production method will be described with reference to FIGS. 1 to 5. To do.

本実施形態の酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法(以下、単に「製造方法」と称する)は、図1に示すように、イットリウム塩の水溶液を調整する工程S1と、イットリウム塩の水溶液をアルカリ性とし、水酸化イットリウムの沈殿物を生成させる工程S2と、生成した水酸化イットリウムを溶媒と分離する工程S3と、分離された水酸化イットリウムを水洗する工程S4と、分離後に水洗された水酸化イットリウムを乾燥させることなく、イットリウムイオン1モルに対しカルボキシル基3モル未満となる割合でカルボン酸と混合し撹拌する工程S5とを、具備している。   As shown in FIG. 1, the production method of the yttrium oxide precursor aqueous sol of the present embodiment (hereinafter simply referred to as “production method”) includes a step S1 of adjusting an aqueous solution of yttrium salt and an alkaline solution of the aqueous solution of yttrium salt. Step S2 for producing a precipitate of yttrium hydroxide, Step S3 for separating the produced yttrium hydroxide from a solvent, Step S4 for washing the separated yttrium hydroxide with water, and yttrium hydroxide washed with water after separation Step S5, which is mixed with carboxylic acid and stirred at a ratio of less than 3 mol of carboxyl groups per 1 mol of yttrium ions without drying.

なお、工程1で、イットリウム塩として酢酸塩、シュウ酸塩、炭酸塩を使用する場合など、ハロゲン、窒素、硫黄など加熱により有害なガスを発生する元素をイットリウム塩が有していない場合は、分離された水酸化イットリウムを水洗する工程S4を省略することが可能である。ただし、有害なガスの源とならないイットリウム塩を使用する場合であっても、水洗する工程S4を行うことにより、水酸化イットリウムの沈殿物に付着する水中の陰イオンがほぼ完全に除かれるため、製造されたゾルを加熱処理する際の二酸化炭素の発生を低減することができる。   In Step 1, when an yttrium salt does not have an element that generates a harmful gas by heating, such as halogen, nitrogen, or sulfur, such as when an acetate, oxalate, or carbonate is used as an yttrium salt, It is possible to omit the step S4 of washing the separated yttrium hydroxide with water. However, even when using an yttrium salt that does not become a source of harmful gas, by performing step S4 of washing with water, anions in water adhering to the precipitate of yttrium hydroxide are almost completely removed. Generation of carbon dioxide when the produced sol is heat-treated can be reduced.

塩化イットリウム6水和物(関東化学製,高純度試薬99.99%)を水に溶解させ、0.1M水溶液とした(工程S1)。図6に、イットリウム水酸化物の水における溶解平衡を水溶液の濃度及びpHの関係で示すように、水溶液がアルカリ性であれば濃度に殆んど影響されず水酸化イットリウムが沈殿する。ここで、0.1M水溶液の場合は、図中に破線で示したように、pH約7以上の領域で水酸化物が生成する。本実施例では1.5Mに調製したアンモニア水(ナカライテスク製,試薬特級28%)を、塩化イットリウムの0.1M水溶液20mlに添加することによりpH9.5に調整し、白色の水酸化イットリウムを沈殿させた(工程S2)。ここで、pH測定には、ガラス電極式水素イオン濃度計(岩城硝子製,AC−50)及びpH電極(テルモ製,Orion81−72)を使用した。   Yttrium chloride hexahydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., high purity reagent 99.99%) was dissolved in water to obtain a 0.1 M aqueous solution (step S1). FIG. 6 shows the dissolution equilibrium of yttrium hydroxide in water in relation to the concentration and pH of the aqueous solution. If the aqueous solution is alkaline, yttrium hydroxide precipitates almost without being affected by the concentration. Here, in the case of a 0.1 M aqueous solution, hydroxide is generated in a region having a pH of about 7 or more, as indicated by a broken line in the figure. In this example, aqueous ammonia (made by Nacalai Tesque, 28% reagent grade) prepared to 1.5 M was added to 20 ml of a 0.1 M aqueous solution of yttrium chloride to adjust the pH to 9.5, and white yttrium hydroxide was added. Precipitated (step S2). Here, a glass electrode type hydrogen ion concentration meter (manufactured by Iwaki Glass, AC-50) and a pH electrode (manufactured by Terumo, Orion 81-72) were used for pH measurement.

沈殿物を含む水溶液を遠心分離機(トミー精工製,TD−65)で遠心分離し(回転数3000rpm,15分間)、水酸化イットリウムを溶媒と分離した(工程S3)。上澄み液(溶媒)のイットリウム濃度を誘導結合プラズマ発光分光分析装置(堀場製作所製,ICP−AES ULTIMA2)で測定し、水酸化イットリウムの収率を算出したところ、96.8%〜99.4%であった。なお、誘導結合プラズマ発光分光分析のための標準溶液としては、原子吸光分析用1000ppmイットリウム標準溶液(関東化学製)を使用した。   The aqueous solution containing the precipitate was centrifuged with a centrifuge (Tomy Seiko, TD-65) (rotation speed: 3000 rpm, 15 minutes) to separate yttrium hydroxide from the solvent (step S3). When the yttrium concentration of the supernatant (solvent) was measured with an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES ULTIMA2 manufactured by Horiba, Ltd.) and the yield of yttrium hydroxide was calculated, it was 96.8% to 99.4%. Met. As a standard solution for inductively coupled plasma emission spectroscopic analysis, a 1000 ppm yttrium standard solution (manufactured by Kanto Chemical) for atomic absorption analysis was used.

遠心分離された水酸化イットリウムに純水を加えて撹拌し、上記の遠心分離機で同条件で遠心分離する水洗操作を行った。この水洗操作は、塩化イットリウム6水和物に由来する塩化物イオン、及び、アンモニア水に由来するアンモニウムイオンを除去することを目的としており、上澄み液の電気伝導度が0.1S/m以下となることを目安とし、4回繰り返して行った(工程S4)。なお、電気伝導度の測定は、ガラス電極式水素イオン濃度計(堀場製作所製,D−24)及び電気伝導度電極(堀場製作所製)を使用した。   Pure water was added to the centrifuged yttrium hydroxide and stirred, followed by a water washing operation of centrifuging under the same conditions as described above. This washing operation is intended to remove chloride ions derived from yttrium chloride hexahydrate and ammonium ions derived from aqueous ammonia, and the electrical conductivity of the supernatant liquid is 0.1 S / m or less. As a guide, this was repeated four times (step S4). In addition, the electrical conductivity was measured using a glass electrode type hydrogen ion concentration meter (manufactured by Horiba, Ltd., D-24) and an electrical conductivity electrode (manufactured by Horiba, Ltd.).

水洗されたゲル状の水酸化イットリウムに、酢酸(ナカライテスク製,試薬特級99.7%)を添加して混合し撹拌した(工程S5)。撹拌は、振とう器(東京理科器製,マルチシェイカーMMS BASE−L50)を使用し、混合液が無色透明となるまで時間を計測しつつ、振とう速度260rpmで行った。この工程は、下記の表1に示すように、添加する酢酸のイットリウムイオンに対する割合(カルボキシル基の割合)を異ならせた5種類のサンプルY−3,Y−2.5,Y−2,Y−1.5,Y−1について行い、混合液の撹拌による変化を対比した。   Acetic acid (manufactured by Nacalai Tesque, reagent special grade 99.7%) was added to the gel-like yttrium hydroxide washed with water, mixed and stirred (step S5). Stirring was performed at a shaking speed of 260 rpm using a shaker (manufactured by Tokyo Science Instruments, Multi-shaker MMS BASE-L50) while measuring the time until the mixture became colorless and transparent. As shown in Table 1 below, this process is performed with five types of samples Y-3, Y-2.5, Y-2, Y with different ratios of the acetic acid to be added to the yttrium ions (the ratio of carboxyl groups). -1.5, Y-1 was performed, and the change due to stirring of the mixed solution was compared.

Figure 0005570011
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その結果、表1に示すように、イットリウムイオン1モルに対し酢酸3モルのサンプルY−3、及び、イットリウムイオン1モルに対し酢酸2.5モルのサンプルY−2.5は、酢酸の添加により直ちに無色透明のゾルとなった。また、イットリウムイオン1モルに対し酢酸2モルのサンプルY−2は、酢酸の添加時には白濁した状態であったが、時間の経過に伴って透明度が増し、1日間の撹拌で無色透明のゾルとなった。イットリウムイオン1モルに対し酢酸1.5モルのサンプルY−1.5も、同様に酢酸添加時の白濁した状態から4日間の撹拌で無色透明のゾルとなった。このように、サンプルY−3,Y−2.5,Y−2,Y−1.5については、無色透明なゾルが得られたことから、水酸化イットリウムのほぼ全量からゾルが生成したと考えられた。そして、これらの無色透明のゾルは、何れも半年以上を経過した時点でも、分散状態は安定していた。   As a result, as shown in Table 1, 3 mol of acetic acid sample Y-3 per 1 mol of yttrium ions and 2.5 mol of acetic acid sample Y-2.5 per 1 mol of yttrium ions were added with acetic acid. Immediately became a colorless and transparent sol. Sample Y-2 with 2 moles of acetic acid per 1 mole of yttrium ions was clouded when acetic acid was added, but the transparency increased with the passage of time. became. Similarly, sample Y-1.5 having 1.5 moles of acetic acid with respect to 1 mole of yttrium ions also turned into a colorless and transparent sol by stirring for 4 days from the cloudy state when acetic acid was added. Thus, for samples Y-3, Y-2.5, Y-2, and Y-1.5, since a colorless and transparent sol was obtained, the sol was generated from almost the entire amount of yttrium hydroxide. it was thought. These colorless and transparent sols were stable in dispersion state even when half a year or more passed.

一方、イットリウムイオン1モルに対し酢酸1モルのサンプルY−1の混合液は、3カ月間の撹拌によっても完全には無色透明とならなかった。しかしながら、上澄み液は白濁していたため、水酸化イットリウムの全量ではないまでも部分的にゾルが生成していると考えられた。   On the other hand, the mixed solution of sample Y-1 containing 1 mol of acetic acid per 1 mol of yttrium ions was not completely colorless and transparent even after stirring for 3 months. However, since the supernatant was cloudy, it was considered that the sol was partially formed even if not the total amount of yttrium hydroxide.

上記の結果から、少なくともイットリウムイオン1モルに対し酢酸1.5〜2.5モルの範囲であれば、十分に実用的な速度で、且つ、高い割合(ほぼ全量)で水酸化イットリウムからゾルを生成させることができ、酸化イットリウムを生成させる加熱処理時に消失する成分の割合が低減されたゾルを製造することができる。   From the above results, at least in the range of 1.5 to 2.5 moles of acetic acid per mole of yttrium ions, the sol is made from yttrium hydroxide at a sufficiently practical rate and at a high rate (almost all). It is possible to produce a sol in which the ratio of components that can be produced and disappear during the heat treatment for producing yttrium oxide is reduced.

生成されたゾルの同定を目的として、サンプルY−1.5,Y−2のゾルの乾燥物について、室温でX線回折パターンの測定を行った。ゾルの乾燥は、常温乾燥機(DRN−420DA)を使用し、150℃で12時間行った。また、対照として、市販の酢酸イットリウム4水和物(関東化学製,高純度試薬99.99%)についても、同様に室温でX線回折パターンの測定を行った。ここで、X線回折にはX線回折装置(マックサイエンス製,MXP18)を使用し、線源CuKα線、計測時間1.00sec、ステップ幅0.02degree、出力8.000kW(電圧40.00kV,電流200.00mA)の条件で測定を行った。   For the purpose of identifying the produced sol, X-ray diffraction patterns were measured at room temperature for the dried sols of Samples Y-1.5 and Y-2. The sol was dried at 150 ° C. for 12 hours using a room temperature dryer (DRN-420DA). As a control, a commercially available yttrium acetate tetrahydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., high-purity reagent 99.99%) was similarly measured for an X-ray diffraction pattern at room temperature. Here, an X-ray diffractometer (manufactured by Mac Science, MXP18) is used for X-ray diffraction, the source CuKα ray, measurement time 1.00 sec, step width 0.02 degree, output 8.000 kW (voltage 40.00 kV, Measurement was performed under the condition of a current of 200.00 mA.

測定されたX線回折パターンを図2に示す。サンプルY−1.5乾燥物及びY−2乾燥物について、測定された回折パターンから読み取られた格子定数と合致する値は、JCPDSには見当たらず結晶相の同定はできなかった。しかしながら、サンプルY−1.5乾燥物、サンプルY−2乾燥物は何れも酢酸イットリウム4水和物とは結晶相が異なり、サンプルY−1.5乾燥物とサンプルY−2乾燥物も、結晶相が異なっていると考えられた。   The measured X-ray diffraction pattern is shown in FIG. For the sample Y-1.5 dried product and the Y-2 dried product, values consistent with the lattice constant read from the measured diffraction pattern were not found in JCPDS, and the crystal phase could not be identified. However, the dried sample Y-1.5 and the dried sample Y-2 are different in crystal phase from yttrium acetate tetrahydrate, and the dried sample Y-1.5 and dried sample Y-2 are also The crystal phases were thought to be different.

そこで、サンプルY−1.5乾燥物及びサンプルY−2乾燥物について、有機元素分析を行った。分析には有機微量元素分析装置(ヤナコ分析工業製,CHNコーダーMT−6)を使用した。また、酢酸イットリウム4水和物についても同様に有機元素分析を行った。結果を表2に示す。   Therefore, organic elemental analysis was performed on the dried sample Y-1.5 and the dried sample Y-2. For the analysis, an organic trace element analyzer (manufactured by Yanaco Analytical Industry, CHN coder MT-6) was used. Moreover, the organic elemental analysis was similarly performed about the yttrium acetate tetrahydrate. The results are shown in Table 2.

Figure 0005570011
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市販の酢酸イットリウム4水和物についての分析結果は、化学式から算出されるモル比(Y:C:H=1:6:17)と比較的よく一致していた。サンプルY−1.5乾燥物については、元素分析の結果から化学式としてY(OH)1.5(CH3COO)1.5が考えられ、サンプルY−2乾燥物については、元素分析の結果から化学式としてY(OH)(CH3COO)が考えられる。これにより、本実施形態の製造方法によって、これまで確認されていなかった新規なゾルが製造されていると考えることができる。 The analysis results for the commercially available yttrium acetate tetrahydrate were relatively consistent with the molar ratio calculated from the chemical formula (Y: C: H = 1: 6: 17). For sample Y-1.5 dried product, Y (OH) 1.5 (CH 3 COO) 1.5 is considered as the chemical formula from the result of elemental analysis, and for sample Y-2 dry product, chemical formula is derived from the result of elemental analysis. Y (OH) (CH3COO) 2 can be considered. Thereby, it can be considered that the novel sol which has not been confirmed so far is manufactured by the manufacturing method of the present embodiment.

更に、上記の製造方法で得られた本実施形態のゾルは、以下に示すように、加熱処理により酸化イットリウムを生成する酸化イットリウムの前駆体であることが、X線回折パターンの測定により確認された。ここで、X線回折パターンの測定は、サンプルY−1.5乾燥物及びサンプルY−2乾燥物を白金製試料ホルダーに収容し、温度を昇温速度5℃/minで上昇させながら測定する以外は、上記と同一の装置及び測定条件で行った。また、酢酸イットリウム4水和物についても同様に測定を行った。その結果を図3に示す。   Furthermore, as shown below, the sol of this embodiment obtained by the above production method is confirmed to be a yttrium oxide precursor that generates yttrium oxide by heat treatment, by measuring an X-ray diffraction pattern. It was. Here, the measurement of the X-ray diffraction pattern is performed by storing the dried sample Y-1.5 and the dried sample Y-2 in a platinum sample holder and increasing the temperature at a heating rate of 5 ° C./min. Except for the above, the same apparatus and measurement conditions as described above were used. The same measurement was performed for yttrium acetate tetrahydrate. The result is shown in FIG.

JCPDSに記載された格子定数と対比すると、何れの試料も400℃から酸化イットリウムのブロードなピークが認められ、結晶性の悪い、或いは、結晶子の小さい酸化イットリウムが生成していると考えられた。そして、ピークは700℃でより明瞭となり、800℃ではシャープなピークとなった。従って、徐々に昇温しつつ800℃まで加熱することにより、何れの試料からも結晶性の高い酸化イットリウムが生成すると考えられた。   When compared with the lattice constant described in JCPDS, a broad peak of yttrium oxide was observed from 400 ° C., and it was considered that yttrium oxide having poor crystallinity or small crystallites was formed. . The peak became clearer at 700 ° C. and sharper at 800 ° C. Therefore, it was considered that yttrium oxide having high crystallinity was generated from any sample by heating to 800 ° C. while gradually raising the temperature.

なお、図3から明らかなように、何れの試料においても300℃〜400℃の間で結晶構造が大きく変化している。これについては、図4(a),(b),(c)に示すように、示差熱重量分析において300℃〜400℃の間で発熱ピーク及び重量減少が測定されたことと考え合わせると、この温度域で酢酸イオンが消失し、酸化イットリウムが生成し始めているためと考えられた。ここで、示差熱重量分析は、示差熱重量同時測定装置(SII製,EXSTAR TG/DTA6300)を使用して行い、図4(a)及び図(b)はそれぞれサンプルY−1.5乾燥物及びサンプルY−2乾燥物の結果である。また、図4(c)は酢酸イットリウム4水和物を予め150℃で12時間乾燥し、水和水を除去した試料についての測定結果である。この水和水を除去する条件は、図示しない示差熱重量分析の結果により、100℃付近に水和水の脱離によると考えられる重量減少及び吸熱ピークが観察されたことに基づいて定めたものである。   As is clear from FIG. 3, the crystal structure greatly changes between 300 ° C. and 400 ° C. in any sample. Regarding this, as shown in FIGS. 4 (a), (b), and (c), considering that an exothermic peak and weight loss were measured between 300 ° C. and 400 ° C. in differential thermogravimetric analysis, It was thought that acetate ions disappeared in this temperature range and yttrium oxide began to be generated. Here, the differential thermogravimetric analysis is performed using a differential thermogravimetric simultaneous measurement apparatus (manufactured by SII, EXSTAR TG / DTA6300), and FIGS. 4 (a) and 4 (b) show sample Y-1.5 dried products, respectively. And the results of the dried sample Y-2. FIG. 4C shows the measurement results for a sample obtained by previously drying yttrium acetate tetrahydrate at 150 ° C. for 12 hours to remove hydrated water. The conditions for removing the water of hydration were determined based on the results of differential thermogravimetric analysis (not shown) based on the observation of weight loss and endothermic peaks that were thought to be due to desorption of water of hydration near 100 ° C It is.

また、図3を用いて上述したように、5℃/minの速度で温度を上昇させながら測定したX線回折パターンによれば、800℃までの加熱処理で酸化イットリウムのシャープなピークが観察されたが、所定温度で所定時間の加熱処理を行う場合は、もっと低い温度で結晶性の高い酸化イットリウムが生成することが分かった。図5に、サンプルY−1.5乾燥物を所定温度で2時間加熱処理を行った後、室温でX線回折パターンを測定した結果を例示する。500℃の加熱処理によって、かなりシャープな酸化イットリウムのピークが観察され、600℃の加熱処理によって酸化イットリウムのピークはより明瞭となった。   In addition, as described above with reference to FIG. 3, according to the X-ray diffraction pattern measured while increasing the temperature at a rate of 5 ° C./min, a sharp peak of yttrium oxide is observed by heat treatment up to 800 ° C. However, it has been found that when heat treatment is performed at a predetermined temperature for a predetermined time, yttrium oxide having high crystallinity is generated at a lower temperature. FIG. 5 illustrates the result of measuring the X-ray diffraction pattern at room temperature after the sample Y-1.5 dried product was heat-treated at a predetermined temperature for 2 hours. A considerably sharp yttrium oxide peak was observed by the heat treatment at 500 ° C., and the yttrium oxide peak became clearer by the heat treatment at 600 ° C.

従って、上記の製造方法で得られた本実施形態のゾルからは、500℃〜600℃、2時間の加熱処理により、酸化イットリウムが生成することが確認された。一般的に、酸化物セラミックスの前駆体ゾルでセラミックス材料や金属の部材をコーティングしようと試みる場合、酸化物セラミックスの生成温度が1000℃を下回ることが目標とされる。このことを鑑みると、500℃〜600℃で酸化イットリウムが生成する本実施形態のゾルは、コーティング剤として極めて有用であると期待される。   Therefore, it was confirmed that yttrium oxide was produced from the sol of the present embodiment obtained by the above production method by heat treatment at 500 ° C. to 600 ° C. for 2 hours. In general, when an attempt is made to coat a ceramic material or a metal member with a precursor sol of an oxide ceramic, the target temperature for the formation of the oxide ceramic is below 1000 ° C. In view of this, the sol of this embodiment in which yttrium oxide is generated at 500 ° C. to 600 ° C. is expected to be extremely useful as a coating agent.

上記のように、本実施形態によれば、耐還元性に優れる耐火材料として有望であると考えられる酸化イットリウムの前駆体となるゾルを、極めて簡易な製造方法で製造することができる。そして、製造されたゾルは分散状態が長期間安定であり、且つ、500℃〜600℃という低温で酸化イットリウムが生成する。   As described above, according to the present embodiment, a sol that is a precursor of yttrium oxide, which is considered to be promising as a refractory material having excellent reduction resistance, can be manufactured by an extremely simple manufacturing method. The produced sol is stable in a dispersed state for a long time, and yttrium oxide is generated at a low temperature of 500 ° C. to 600 ° C.

加えて、本実施形態の製造方法によれば、イットリウムイオン1モルに対する酢酸イオンの割合を、少なくとも1.5〜2.5モルまで低減させて安定なゾルを製造することが可能である。これにより、本実施形態のゾルは加熱により消失する成分が少なく、均一なコーティング膜を形成できると期待される。   In addition, according to the production method of the present embodiment, it is possible to produce a stable sol by reducing the ratio of acetate ions to 1 mol of yttrium ions to at least 1.5 to 2.5 mol. Thereby, the sol of the present embodiment is expected to have a component that disappears by heating and can form a uniform coating film.

また、本実施形態のゾルは、イットリウムイオン1モルに対する酢酸イオンの割合が少ないことに加え、分散媒に有機溶媒を含有せず、ハロゲン、窒素、硫黄など加熱により有害なガスを発生する元素を有しないため、環境に与える負荷を極めて低減して酸化イットリウムを生成することができる。更に、水酸化物の沈殿を水洗する工程を経て製造されるため、出発物質の塩化イットリウムに由来する塩化物イオンや、液性を調整するための添加剤として使用したアンモニア水に由来するアンモニウムイオンがほぼ完全に除かれており、環境に与える負荷がより確実に低減されている。   In addition, the sol of this embodiment has a low ratio of acetate ions to 1 mol of yttrium ions, and does not contain an organic solvent in the dispersion medium. Since it does not have, it can produce | generate an yttrium oxide extremely reducing the load given to an environment. Furthermore, since it is produced through a step of washing the precipitate of hydroxide with water, chloride ions derived from the starting material yttrium chloride and ammonium ions derived from aqueous ammonia used as an additive for adjusting liquid properties Is almost completely eliminated, and the load on the environment is more reliably reduced.

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。   Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.

例えば、上記で記載した製造方法により製造されるゾルは、単独で熱処理することにより酸化イットリウムを生成するゾルであるが、他の金属酸化物の前駆体と混合して加熱処理を行うことにより、イットリウムと他の金属との複酸化物を生成させることも可能であると考えられる。   For example, the sol produced by the production method described above is a sol that produces yttrium oxide by heat treatment alone, but by mixing with a precursor of another metal oxide and performing a heat treatment, It is considered possible to generate double oxides of yttrium and other metals.

また、上記で記載した製造方法により製造されるゾルは、酸化イットリウムのコーティング膜を形成するコーティング剤として有用であると期待されるが、もちろん酸化イットリウムのバルク体やイットリウムの酸化物を含む材料のバルク体を製造するための前駆体としても、使用することが可能である。   In addition, the sol produced by the production method described above is expected to be useful as a coating agent for forming a coating film of yttrium oxide, but of course, a material containing a bulk body of yttrium oxide or an oxide of yttrium oxide. It can also be used as a precursor for producing a bulk body.

特表2003−506217号公報Special table 2003-506217 gazette

Claims (4)

イットリウム塩の水溶液をアルカリ性とし、水酸化イットリウムの沈殿物を生成させる工程と、
生成した水酸化イットリウムを溶媒と分離する工程と、
分離された水酸化イットリウムを乾燥させることなく、イットリウムイオン1モルに対しカルボキシル基が1.5モル以上3モル未満となる割合でカルボン酸としての酢酸と混合し撹拌することにより、無色透明のゾルを得る工程と
を具備することを特徴とする酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法。
Making the aqueous solution of yttrium salt alkaline and producing a precipitate of yttrium hydroxide;
Separating the produced yttrium hydroxide from the solvent;
Without drying the separated yttrium hydroxide, by mixing and stirring with acetic acid as a carboxylic acid at a ratio of 1.5 mol or more and less than 3 mol of carboxyl group to 1 mol of yttrium ion , colorless and transparent And a step of obtaining a sol . A method for producing an aqueous sol of yttrium oxide precursors.
水酸化イットリウムに対するカルボン酸の割合は、イットリウムイオン1モルに対しカルボキシル基1.5モル〜2.5モルとなる割合である
ことを特徴とする請求項1に記載の酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法。
2. The yttrium oxide precursor aqueous sol according to claim 1, wherein the ratio of the carboxylic acid to the yttrium hydroxide is a ratio of 1.5 mol to 2.5 mol of carboxyl groups with respect to 1 mol of yttrium ions. Production method.
水酸化イットリウムを溶媒と分離する工程の後に、水酸化イットリウムの沈殿物を水洗する工程を具備する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の酸化イットリウム前駆体水系ゾルの製造方法。
The method for producing an yttrium oxide precursor aqueous sol according to claim 1 or 2, further comprising a step of washing the precipitate of yttrium hydroxide with water after the step of separating yttrium hydroxide from the solvent.
イットリウムイオン1モルに対し1.5モル以上3モル未満の酢酸イオンを含有し、
硝酸イオン、塩化物イオン、及び硫酸イオンを含有しないと共に、
無色透明である
ことを特徴とする酸化イットリウム前駆体水系ゾル。
Containing 1.5 mol or more and less than 3 mol of acetate ion to 1 mol of yttrium ion ,
Contains no nitrate, chloride, and sulfate ions,
An aqueous sol of yttrium oxide precursor characterized by being colorless and transparent .
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