JP2008169082A - オキシ水酸化鉄粒子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下の長軸長を有し、かつ粒度分布が狭いオキシ水酸化鉄粒子を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリおよび水酸化アルカリの１種または２種を含むアルカリ水溶液とを混合する工程（Ａ）と、工程（Ａ）で得られた懸濁液を０℃以上１０℃未満の温度範囲に制御しながら酸素含有ガスを吹き込んでオキシ水酸化鉄粒子前駆体を得る工程（Ｂ）と、水酸化アルカリを添加して懸濁液のｐＨを１０〜１３．５に調整することにより、オキシ水酸化鉄粒子前駆体からオキシ水酸化鉄粒子２を生成する工程（Ｃ）と、を備えることを特徴するオキシ水酸化鉄粒子２の製造方法である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリおよび水酸化アルカリの１種または２種を含むアルカリ水溶液とを混合する工程（Ａ）と、工程（Ａ）で得られた懸濁液を０℃以上１０℃未満の温度範囲に制御しながら酸素含有ガスを吹き込んでオキシ水酸化鉄粒子前駆体を得る工程（Ｂ）と、水酸化アルカリを添加して懸濁液のｐＨを１０〜１３．５に調整することにより、オキシ水酸化鉄粒子前駆体からオキシ水酸化鉄粒子２を生成する工程（Ｃ）と、を備えることを特徴するオキシ水酸化鉄粒子２の製造方法である。
【選択図】図１
Description
本発明は、高密度高容量磁気記録テープ向け磁性粒子の前駆体として好適に用いられるオキシ水酸化鉄粒子に関し、特に微細かつ粒度分布幅の狭いオキシ水酸化鉄粒子の製造方法に関する。
年々要求が高まる高密度高容量磁気記録テープは、記録密度が高くなるにつれ、ビット長やトラック幅が小さくなる。つまり、高密度化は記録密度とトラック密度の向上により達成される。しかしながら、ビット長とトラック幅が小さくなると、ビットあたりの磁性体数が減少してＳＮ比は低下する。さらに、粒子径にばらつきが生じると、磁性体の分布状態が不均一になり、ノイズが増加する。よって、高密度化の目的を達成するには、微細でかつ粒度分布幅の狭い粒子を形成することが求められる。
針状磁性粒子の前駆体であるオキシ水酸化鉄粒子を得る方法として、湿式合成法が知られている。この湿式合成法は、鉄原料水溶液と中和剤を混合攪拌して得られた水酸化第一鉄を酸化処理することによりオキシ水酸化鉄粒子を作製する。次いで、このオキシ水酸化鉄粒子を還元処理してＦｅを構成元素とする針状磁性粒子を得る。要求される微細な針状磁性粒子を得るためには、オキシ水酸化鉄粒子の長軸方向の成長を抑制する必要がある。この要求に応えるため、これまでに、オキシ水酸化鉄の種結晶を熟成することが提案されている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、オキシ水酸化鉄の種結晶を熟成する手法の一つである特許文献１は、樹枝状粒子の生成を排除することを主目的としながら、粒度分布幅を狭くすることをも考慮している。特許文献１によれば、０．０８μｍ（８０ｎｍ）の長軸長のオキシ水酸化鉄粒子が得られているが、粒度分布についての具体的な開示はなされていない。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、微細、具体的には２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下の長軸長を有し、かつ粒度分布幅の狭いオキシ水酸化鉄粒子を提供することを目的とする。
本発明者等は、オキシ水酸化鉄粒子の製造条件を従来の見識とはまったく別の観点から見直した。その結果、湿式合成法においてオキシ水酸化鉄粒子の粒度分布幅を狭くするためには、オキシ水酸化鉄粒子の前駆体を低温で生成し、この前駆体の粒径を小さくすればよいことを知見した。すなわち本発明は、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリおよび水酸化アルカリの１種または２種を含むアルカリ水溶液とを混合する工程（Ａ）と、工程（Ａ）で得られた懸濁液を０℃以上１０℃未満の温度範囲に制御しながら酸素含有ガスを吹き込んでオキシ水酸化鉄粒子前駆体を得る工程（Ｂ）と、水酸化アルカリを添加して懸濁液のｐＨを１０〜１３．５に調整することにより、オキシ水酸化鉄粒子前駆体からオキシ水酸化鉄粒子を生成する工程（Ｃ）と、を備えることを特徴するオキシ水酸化鉄粒子の製造方法である。
なお、本発明におけるオキシ水酸化鉄とは、α−オキシ水酸化鉄(α−ＦｅＯＯＨ:Goethite（ゲーサイト）)を言う。
なお、本発明におけるオキシ水酸化鉄とは、α−オキシ水酸化鉄(α−ＦｅＯＯＨ:Goethite（ゲーサイト）)を言う。
本発明は、工程（Ｃ）において、懸濁液の温度を０℃以上１０℃未満に制御することが好ましい。オキシ水酸化鉄粒子の収量を確保するため、および粒度分布幅を狭くするためである。
本発明は、工程（Ａ）において、第一鉄塩水溶液におけるＦｅの濃度が０．００１〜０．１ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。オキシ水酸化鉄粒子の収量を確保するため、およびマグヘマイトおよびマグネタイトなどの異相粒子の混在を低減するためである。
また本発明は、工程（Ｃ）で得られるオキシ水酸化鉄粒子は、好ましくは、平均長軸長が３５〜１００ｎｍ、軸比が３．５〜１０とされる。
本発明は、工程（Ａ）において、第一鉄塩水溶液におけるＦｅの濃度が０．００１〜０．１ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。オキシ水酸化鉄粒子の収量を確保するため、およびマグヘマイトおよびマグネタイトなどの異相粒子の混在を低減するためである。
また本発明は、工程（Ｃ）で得られるオキシ水酸化鉄粒子は、好ましくは、平均長軸長が３５〜１００ｎｍ、軸比が３．５〜１０とされる。
以上の本発明によれば、２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下の長軸長を有し、かつ粒度分布幅の狭いオキシ水酸化鉄粒子を提供することができる。この粒度分布は、オキシ水酸化鉄粒子の長軸長の標準偏差と平均長軸長の比により特定される。後述する実施例に示すように、本発明によれば、この比を０．２５以下にすることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
本発明のオキシ水酸化鉄粒子の製造方法は、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液とを混合して水酸化第一鉄を含む懸濁液を得る工程（Ａ）と、工程（Ａ）で得られた懸濁液を０℃以上１０℃未満の温度範囲に制御しながら酸素含有ガスを吹き込んでオキシ水酸化鉄粒子前駆体を得る工程（Ｂ）と、工程（Ｂ）の後に、水酸化アルカリを添加して懸濁液のｐＨを１０〜１３．５に調整することにより、オキシ水酸化鉄粒子前駆体からオキシ水酸化鉄粒子を生成する工程（Ｃ）と、を備えている。これらの各工程について、順次に説明する。
本発明のオキシ水酸化鉄粒子の製造方法は、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液とを混合して水酸化第一鉄を含む懸濁液を得る工程（Ａ）と、工程（Ａ）で得られた懸濁液を０℃以上１０℃未満の温度範囲に制御しながら酸素含有ガスを吹き込んでオキシ水酸化鉄粒子前駆体を得る工程（Ｂ）と、工程（Ｂ）の後に、水酸化アルカリを添加して懸濁液のｐＨを１０〜１３．５に調整することにより、オキシ水酸化鉄粒子前駆体からオキシ水酸化鉄粒子を生成する工程（Ｃ）と、を備えている。これらの各工程について、順次に説明する。
工程（Ａ）
＜第一鉄塩水溶液＞
第一鉄塩水溶液を得るための第一鉄塩としては、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）などの２価鉄を有する第一鉄塩を用いることができる。
第一鉄塩水溶液中の第一鉄（Ｆｅ２＋）の濃度（以下、Ｆｅ濃度）が高くなると最終的に生成されるオキシ水酸化鉄粒子の粒度が大きくなるので、０．５ｍｏｌ／Ｌ以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．１ｍｏｌ／Ｌ以下である。一方で、Ｆｅ濃度が低くなりすぎると、生成されるオキシ水酸化鉄粒子の数が極端に減少して生産性に寄与しないばかりか、針状形状にも乱れが生じ、不定形粒子が混在しやすくなる傾向がある。したがって、第一鉄塩水溶液中のＦｅの濃度は、０．０００５ｍｏｌ／Ｌ以上とすることが好ましく、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上とすることがより好ましい。
＜第一鉄塩水溶液＞
第一鉄塩水溶液を得るための第一鉄塩としては、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）などの２価鉄を有する第一鉄塩を用いることができる。
第一鉄塩水溶液中の第一鉄（Ｆｅ２＋）の濃度（以下、Ｆｅ濃度）が高くなると最終的に生成されるオキシ水酸化鉄粒子の粒度が大きくなるので、０．５ｍｏｌ／Ｌ以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．１ｍｏｌ／Ｌ以下である。一方で、Ｆｅ濃度が低くなりすぎると、生成されるオキシ水酸化鉄粒子の数が極端に減少して生産性に寄与しないばかりか、針状形状にも乱れが生じ、不定形粒子が混在しやすくなる傾向がある。したがって、第一鉄塩水溶液中のＦｅの濃度は、０．０００５ｍｏｌ／Ｌ以上とすることが好ましく、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上とすることがより好ましい。
＜アルカリ水溶液＞
本発明では、上記した第一鉄塩水溶液の中和剤として機能するアルカリ水溶液が用意される。 アルカリ水溶液としては、炭酸アルカリ水溶液及び水酸化アルカリ水溶液の１種または２種を用いる。
炭酸アルカリとしては、炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）、炭酸水素アンモニウム（（ＮＨ４）ＨＣＯ３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）および炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）の少なくとも１種を用いることができる。この中では、炭酸水素ナトリウムが好ましい。
水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）および水酸化カリウム（ＫＯＨ）の少なくとも１種を用いることができる。この中では、水酸化ナトリウムが好適である。
アルカリ水溶液のアルカリ濃度は、中和において、第一鉄に対するアルカリの等量よりも過剰となるようにすることが好ましい。等量付近では粒状のマグネタイトが生成しやすくなり、また等量より少ないアルカリ量では投入したＦｅ量より少ない収量となる上、廃液にＦｅイオンが残留することから、その廃液処理が必要となるためである。
本発明では、上記した第一鉄塩水溶液の中和剤として機能するアルカリ水溶液が用意される。 アルカリ水溶液としては、炭酸アルカリ水溶液及び水酸化アルカリ水溶液の１種または２種を用いる。
炭酸アルカリとしては、炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）、炭酸水素アンモニウム（（ＮＨ４）ＨＣＯ３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）および炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）の少なくとも１種を用いることができる。この中では、炭酸水素ナトリウムが好ましい。
水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）および水酸化カリウム（ＫＯＨ）の少なくとも１種を用いることができる。この中では、水酸化ナトリウムが好適である。
アルカリ水溶液のアルカリ濃度は、中和において、第一鉄に対するアルカリの等量よりも過剰となるようにすることが好ましい。等量付近では粒状のマグネタイトが生成しやすくなり、また等量より少ないアルカリ量では投入したＦｅ量より少ない収量となる上、廃液にＦｅイオンが残留することから、その廃液処理が必要となるためである。
本発明において、炭酸アルカリはオキシ水酸化鉄粒子の長軸方向の成長を抑制する効果を持つ。一方、炭酸アルカリよりも強アルカリの水酸化アルカリは、中和反応による生成物を得やすいという特徴を有している。
＜中和＞
上記の要領で用意された第一鉄塩水溶液と、炭酸アルカリおよび水酸化アルカリの１種または２種を含むアルカリ水溶液を混合して、中和反応を行う。この中和反応は、酸素が排除された、つまり非酸化性雰囲気とされた気密容器内で行うことが好ましい。
例えば、第一鉄塩として硫酸第一鉄、炭酸アルカリとして炭酸水素ナトリウム、水酸化アルカリとして水酸化ナトリウムを用いると、以下の中和反応が生じる。この反応により、炭酸第一鉄（ＦｅＣＯ３、炭酸鉄（II））、重炭酸第一鉄（Ｆｅ（ＨＣＯ３）２、炭酸鉄（II））、水酸化第一鉄（Ｆｅ（ＯＨ）２、水酸化鉄（II））が生成する。
ＦｅＳＯ４＋ＮａＨＣＯ３→ＦｅＣＯ３＋ＮａＨＳＯ４
ＦｅＳＯ４＋２ＮａＨＣＯ３→Ｆｅ（ＨＣＯ３）２＋Ｎａ２ＳＯ４
ＦｅＳＯ４＋２ＮａＯＨ→Ｆｅ（ＯＨ）２＋Ｎａ２ＳＯ４
中和反応の処理温度は、次のオキシ水酸化鉄粒子前駆体を得る工程（Ｂ）に速やかに移行するため、工程（Ｂ）が行われる温度で行うことが好ましい。本発明では工程（Ｂ）を０℃以上１０℃未満で行うので、中和反応もこの温度と同等で行うことが好ましい。中和反応の時間は、中和物である水酸化第一鉄粒子の不必要な成長および凝集を防止するために６０分以下、好ましくは３０分以下とする。
上記の要領で用意された第一鉄塩水溶液と、炭酸アルカリおよび水酸化アルカリの１種または２種を含むアルカリ水溶液を混合して、中和反応を行う。この中和反応は、酸素が排除された、つまり非酸化性雰囲気とされた気密容器内で行うことが好ましい。
例えば、第一鉄塩として硫酸第一鉄、炭酸アルカリとして炭酸水素ナトリウム、水酸化アルカリとして水酸化ナトリウムを用いると、以下の中和反応が生じる。この反応により、炭酸第一鉄（ＦｅＣＯ３、炭酸鉄（II））、重炭酸第一鉄（Ｆｅ（ＨＣＯ３）２、炭酸鉄（II））、水酸化第一鉄（Ｆｅ（ＯＨ）２、水酸化鉄（II））が生成する。
ＦｅＳＯ４＋ＮａＨＣＯ３→ＦｅＣＯ３＋ＮａＨＳＯ４
ＦｅＳＯ４＋２ＮａＨＣＯ３→Ｆｅ（ＨＣＯ３）２＋Ｎａ２ＳＯ４
ＦｅＳＯ４＋２ＮａＯＨ→Ｆｅ（ＯＨ）２＋Ｎａ２ＳＯ４
中和反応の処理温度は、次のオキシ水酸化鉄粒子前駆体を得る工程（Ｂ）に速やかに移行するため、工程（Ｂ）が行われる温度で行うことが好ましい。本発明では工程（Ｂ）を０℃以上１０℃未満で行うので、中和反応もこの温度と同等で行うことが好ましい。中和反応の時間は、中和物である水酸化第一鉄粒子の不必要な成長および凝集を防止するために６０分以下、好ましくは３０分以下とする。
工程（Ｂ）
上記の要領で生成された炭酸第一鉄、重炭酸第一鉄および水酸化第一鉄を含む懸濁液に、酸素含有ガスを吹込む。この酸素含有ガスの吹込みにより、炭酸第一鉄、重炭酸第一鉄および水酸化第一鉄を酸化して、オキシ水酸化鉄前駆体を生成させる。酸素含有ガスとしては、空気を用いればよいが、酸化速度を調整するために酸素と窒素等の不活性ガスとの混合ガスを用いることもできる。なお、水酸化アルカリとしての水酸化ナトリウムを中和剤として用いない場合には、炭酸第一鉄、重炭酸第一鉄が酸化の対象となる。
このオキシ水酸化鉄粒子前駆体は、一般にグリーンラスト（Green Rust、非特許文献１）と称されている。非特許文献１によれば、グリーンラストは、炭酸イオンを含み、［Ｆｅ４ (II)Ｆｅ２ (III)（ＯＨ）１２][ＣＯ３・２Ｈ２Ｏ]の化学式（化学量論組成）を有するＧＲ１と、硫酸イオンを含み、［Ｆｅ４ (II)Ｆｅ２ (III)（ＯＨ）１２][ＳＯ４・２Ｈ２Ｏ]の化学式（化学量論組成）を有するＧＲ２の２種類が存在する。なお、グリーンラスト中の水酸基ＯＨ−は、炭酸アルカリの電離によって生成される。オキシ水酸化鉄は反応中間体であるグリーンラストを経由して生成される。
上記の要領で生成された炭酸第一鉄、重炭酸第一鉄および水酸化第一鉄を含む懸濁液に、酸素含有ガスを吹込む。この酸素含有ガスの吹込みにより、炭酸第一鉄、重炭酸第一鉄および水酸化第一鉄を酸化して、オキシ水酸化鉄前駆体を生成させる。酸素含有ガスとしては、空気を用いればよいが、酸化速度を調整するために酸素と窒素等の不活性ガスとの混合ガスを用いることもできる。なお、水酸化アルカリとしての水酸化ナトリウムを中和剤として用いない場合には、炭酸第一鉄、重炭酸第一鉄が酸化の対象となる。
このオキシ水酸化鉄粒子前駆体は、一般にグリーンラスト（Green Rust、非特許文献１）と称されている。非特許文献１によれば、グリーンラストは、炭酸イオンを含み、［Ｆｅ４ (II)Ｆｅ２ (III)（ＯＨ）１２][ＣＯ３・２Ｈ２Ｏ]の化学式（化学量論組成）を有するＧＲ１と、硫酸イオンを含み、［Ｆｅ４ (II)Ｆｅ２ (III)（ＯＨ）１２][ＳＯ４・２Ｈ２Ｏ]の化学式（化学量論組成）を有するＧＲ２の２種類が存在する。なお、グリーンラスト中の水酸基ＯＨ−は、炭酸アルカリの電離によって生成される。オキシ水酸化鉄は反応中間体であるグリーンラストを経由して生成される。
S.H.DRISSI,Ph.REFAITetc.,Corrosion Science,Vol.37,No.12,pp.2025(1995)
本発明は、懸濁液の温度を０℃以上１０℃未満に制御した状態で酸素含有ガスを懸濁液に吹込む。この温度は、従来の酸化処理に比べて低い。例えば、特許文献１では、その工程（２）における酸化処理を１０〜９０℃で行うことを提案しており、その実施例は酸化処理を７０℃で行っている。このように、本発明が低い温度を採用するのは、工程（Ｂ）がオキシ水酸化鉄粒子の種結晶であるグリーンラストの生成を目的とするが、グリーンラストの成長を回避したいとの意図に基づいている。最終的に得られるオキシ水酸化鉄粒子の粒度分布幅を狭くするためである。
酸素含有ガスを吹込む懸濁液の温度を１０℃未満、好ましくは５℃以下とすることにより、グリーンラストの粒径を小さくすることができ、その結果としてオキシ水酸化鉄粒子の粒度分布幅を狭くすることができる。また、オキシ水酸化鉄粒子の粒径（長軸長）も小さくすることができる。ただし、０℃未満ではグリーンラストの生成が不十分となり、生成されるグリーンラストのサイズにばらつきが生じる。その結果、オキシ水酸化鉄粒子の粒度分布幅が広くなる。
酸素含有ガスの吹込み時間は、グリーンラストの生成を確保しつつその成長を抑制するために、
１５〜５０分とすることが好ましく、２０〜４０分とすることがより好ましい。
酸素含有ガスの吹込み時間は、グリーンラストの生成を確保しつつその成長を抑制するために、
１５〜５０分とすることが好ましく、２０〜４０分とすることがより好ましい。
工程（Ｃ）
グリーンラストが生成された懸濁液に水酸化アルカリを添加する。水酸化アルカリの添加は、懸濁液のｐＨを調整して、後述する溶解析出反応を促進することを目的とする。懸濁液のｐＨは、１０〜１３．５、好ましくは１１〜１３、より好ましくは１１．５〜１２．５とする。懸濁液のｐＨが１３．５を超えると、オキシ水酸化鉄粒子（ゲーサイト）のほかにマグヘマイトおよびマグネタイトなどの異相粒子が混在するおそれがある。一方で、ｐＨが１０未満では溶解析出反応が進行しにくく、グリーンラストが残存してしまう。また、ｐＨが１０未満の場合、不定形のオキシ水酸化鉄粒子が生成される傾向にある。
グリーンラストが生成された懸濁液に水酸化アルカリを添加する。水酸化アルカリの添加は、懸濁液のｐＨを調整して、後述する溶解析出反応を促進することを目的とする。懸濁液のｐＨは、１０〜１３．５、好ましくは１１〜１３、より好ましくは１１．５〜１２．５とする。懸濁液のｐＨが１３．５を超えると、オキシ水酸化鉄粒子（ゲーサイト）のほかにマグヘマイトおよびマグネタイトなどの異相粒子が混在するおそれがある。一方で、ｐＨが１０未満では溶解析出反応が進行しにくく、グリーンラストが残存してしまう。また、ｐＨが１０未満の場合、不定形のオキシ水酸化鉄粒子が生成される傾向にある。
ここで、図１に基づいて溶解析出反応を説明する。図１は、懸濁液中に存在するグリーンラスト１を模式的に示している。グリーンラスト１は、六角板状の形態をなしている。ｐＨが調整された懸濁液中では、グリーンラスト１から懸濁液中へ第一鉄（Ｆｅ２＋）、第二鉄（Ｆｅ３＋）が溶解する。ただし、懸濁液中で過飽和となった第一鉄（Ｆｅ２＋）、第二鉄（Ｆｅ３＋）は、懸濁液中に析出する。懸濁液中に析出した第一鉄（Ｆｅ２＋）は酸化され、オキシ水酸化鉄粒子２が生成される。この酸化は、工程（Ｂ）のように、酸素含有ガスを吹込むという操作を行わなくても、工程（Ｃ）の攪拌中に大気中の酸素と触れることで進行する。酸素含有ガスの吹込みによる酸化では、生成されるオキシ水酸化鉄粒子２が成長しすぎるためである。グリーンラスト１を経由してオキシ水酸化鉄粒子２が生成される一連の過程を熟成と称することがある。
グリーンラスト１を経由して生成されるオキシ水酸化鉄粒子２は、グリーンラスト１の辺に沿って長軸長が成長すると解されている。したがって、グリーンラスト１のサイズを小さくすることにより、オキシ水酸化鉄粒子２の長軸長を短くすることができる。
懸濁液に水酸化アルカリが添加された懸濁液は、温度を０℃以上１０℃未満に制御することが好ましく、０〜５℃とすることがより好ましい。０℃未満では上記溶解析出反応が不十分となり、グリーンラストが残存し、オキシ水酸化鉄粒子の収量が低下するため工業的な製造方法として不適切である。また、１０℃以上では、上記溶解析出反応とグリーンラストの成長とが並行して進行する。そこで、オキシ水酸化鉄粒子の粒度分布幅を十分に狭くするために、１０℃未満とすることが好ましい。
以上の一連の工程によって、いわゆるメタル磁性粒子の前駆体であるオキシ水酸化鉄粒子が生成される。生成されるオキシ水酸化鉄粒子は、長軸長２００ｎｍ以下、特に１００ｎｍ以下であって、しかも針状粒子が微細であっても粒度分布幅が狭い。
上述の要領でオキシ水酸化鉄粒子を製造することができるが、メタル磁性粒子とするためにはオキシ水酸化鉄粒子に還元処理を施す。この還元処理は、水素ガス等の還元ガス気流中、３００〜６００℃、０．２５〜７２時間で保持すればよい。さらに、ＮＨ３等のガス中での窒化処理を施して、窒化鉄磁性粒子としてもよい。その後、微量の酸素を含むガス等により磁性粒子もしくは窒化鉄磁性粒子表面に薄い酸化膜を形成することができる。このようにして得られたメタル磁性粒子は、長軸長２００ｎｍ以下、特に１００ｎｍ以下の針状磁性粒子であって、粒度分布幅が狭い。
鉄原料である第一鉄塩として硫酸鉄七水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を用い、第一鉄の濃度（Ｆｅ濃度）が０．１ｍｏｌ／Ｌの硫酸鉄水溶液を作製した。中和剤として炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を、鉄原料に対してそれぞれ４倍当量、２倍当量を準備した。この中和剤とイオン交換水とを混合、攪拌して得られたアルカリ水溶液に、硫酸鉄水溶液を添加して懸濁液を得た（工程（Ａ））。なお、この中和時およびその後の液温が９℃で一定となるように温度を制御した。この懸濁液におけるＦｅの濃度は０．１ｍｏｌ／Ｌである。この中和により、炭酸第一鉄および水酸化第一鉄が生成される。なお、雰囲気を窒素とすることにより、中和を非酸化性雰囲気にて行った。
充分に攪拌混合を行なった後、酸化剤として空気を吹込み、炭酸第一鉄および水酸化第一鉄を酸化処理した。この酸化処理により、オキシ水酸化鉄粒子の前駆体であるグリーンラストが生成させる（工程（Ｂ））。空気の吹込みは４５分間行った。この空気の吹込み中も、懸濁液の温度を９℃に制御した。得られたグリーンラストのサイズを測定した。なお、グリーンラストは、六角板状の形態をなしているため、六角形の一辺の長さをグリーンラストのサイズとして測定した。ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope：透過型電子顕微鏡）により１００個の粒子について、六角形の一辺を測定し、１００個の粒子の六角形一辺の平均をグリーンラストの大きさとした。その結果を表１に示す（ＧＲサイズ）。
空気の吹込みを停止した後に、懸濁液を１５℃に昇温するとともに、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加して、懸濁液のｐＨを１２に調製した。その後、懸濁液の液温を１５℃に２４時間保持した（工程（Ｃ））。この過程で、上述した溶解析出反応、酸化が生じて、オキシ水酸化鉄粒子が生成される。この酸化は、懸濁液中に溶存する酸素によって生じると考えられる。
得られたオキシ水酸化鉄粒子について、長軸長、軸比および粒度分布を求めた。オキシ水酸化鉄粒子の粒径は、ＴＥＭにより１００個の粒子について、長軸長、短軸長を測定した。１００個の粒子の各長軸長の平均を長軸長とした。また、軸比は、１００個の粒子の各短軸長の平均と長軸長（平均）とから求めた。さらに、粒度分布は、１００個の粒子について得られた標準偏差と長軸長（平均）の比（長軸長の標準偏差／平均長軸長）により求めた。ＴＥＭ観察により、得られたオキシ水酸化鉄粒子中に不定形粒子が存在するか否かの確認も行った、また、オキシ水酸化鉄粒子中に異相であるマグヘマタイト粒子、ヘマタイト粒子が混在しているかの確認も行った。この確認は、ＸＲＤのピークによる定性分析を行い、オキシ水酸化鉄、マグヘマタイト、ヘマタイトの各々のピークの存在の有無によって行った。以上の結果を表１に示す。
得られたオキシ水酸化鉄粒子について、長軸長、軸比および粒度分布を求めた。オキシ水酸化鉄粒子の粒径は、ＴＥＭにより１００個の粒子について、長軸長、短軸長を測定した。１００個の粒子の各長軸長の平均を長軸長とした。また、軸比は、１００個の粒子の各短軸長の平均と長軸長（平均）とから求めた。さらに、粒度分布は、１００個の粒子について得られた標準偏差と長軸長（平均）の比（長軸長の標準偏差／平均長軸長）により求めた。ＴＥＭ観察により、得られたオキシ水酸化鉄粒子中に不定形粒子が存在するか否かの確認も行った、また、オキシ水酸化鉄粒子中に異相であるマグヘマタイト粒子、ヘマタイト粒子が混在しているかの確認も行った。この確認は、ＸＲＤのピークによる定性分析を行い、オキシ水酸化鉄、マグヘマタイト、ヘマタイトの各々のピークの存在の有無によって行った。以上の結果を表１に示す。
空気の吹込みを停止した後の懸濁液の液温を９℃に維持するとともに、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加して、懸濁液のｐＨを１３．５に調製した以外は、実施例１と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
空気の吹込みを停止した後の懸濁液の液温を９℃に維持するとともに、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加して、懸濁液のｐＨを１０に調製した以外は、実施例１と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
空気の吹込みを停止した後の懸濁液の液温を９℃に維持するとともに、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加して、懸濁液のｐＨを１３に調製した以外は、実施例１と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
鉄原料である第一鉄塩として硫酸鉄七水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を用い、Ｆｅの濃度が０．０５ｍｏｌ／Ｌの硫酸鉄水溶液を作製した。中和剤として炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）と水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を、鉄原料に対してそれぞれ４倍当量、２倍当量を準備した。この中和剤とイオン交換水とを混合、攪拌して得られたアルカリ水溶液に、硫酸鉄水溶液を添加して中和・沈殿させることにより懸濁液を得た（工程（Ａ））。なお、中和時およびその後の液温が０℃で一定となるように温度を制御した。この懸濁液におけるＦｅの濃度は０．０５ｍｏｌ／Ｌである。
充分に攪拌混合を行なった後、酸化剤として空気を吹込み、水酸化第一鉄を酸化処理した。この酸化処理により、オキシ水酸化鉄粒子の前駆体であるグリーンラストが生成させる（工程（Ｂ））。空気の吹込みは４５分間行った。この空気の吹込み中も、懸濁液の温度を０℃に制御した。得ら空気の吹込みを停止した後に、懸濁液を０℃に保持するとともに、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加して、懸濁液のｐＨを１３に調製した。その後、懸濁液の液温を０℃で２時間維持して（工程（Ｃ））、オキシ水酸化鉄粒子を得た。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
懸濁液に水酸化ナトリウムを添加してｐＨを１３に調製した後に、０℃に保持する時間を２４時間とする以外は実施例５と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
［比較例１］
中和時およびその後の液温を１５℃で一定となるように温度制御し、懸濁液に水酸化ナトリウムを添加してｐＨを１３に調製した以外は実施例１と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
中和時およびその後の液温を１５℃で一定となるように温度制御し、懸濁液に水酸化ナトリウムを添加してｐＨを１３に調製した以外は実施例１と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
［比較例２］
中和時およびその後の液温を９℃で一定となるように温度制御し、懸濁液に水酸化ナトリウムを添加してｐＨを９に調製した後に、９℃で２４時間保持する以外は実施例１と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
中和時およびその後の液温を９℃で一定となるように温度制御し、懸濁液に水酸化ナトリウムを添加してｐＨを９に調製した後に、９℃で２４時間保持する以外は実施例１と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た。
オキシ水酸化鉄粒子を得る過程およびオキシ水酸化鉄粒子について、実施例１と同様の測定を行った。その結果を表１に示す。
表１より以下のことが明らかとなった。
中和後の空気吹込みを行うときの懸濁液の温度（工程（Ｂ）の温度）が１５℃の場合（比較例１）には粒度分布が０．２８であるのに対して、当該温度が１０℃未満になると粒度分布が０．２５以下となり、粒度分布幅が狭くなることがわかる。さらに、懸濁液に水酸化ナトリウムを添加してｐＨを調整した後の液温（工程（Ｃ）の温度）を１０℃未満とすることにより、オキシ水酸化鉄粒子の長軸長を小さくできる。
工程（Ｂ）の温度および工程（Ｃ）温度を低くすることにより、得られるオキシ水酸化鉄粒子の長軸長を１００ｎｍ以下の微細なものとすることができる。また、工程（Ｂ）の温度および工程（Ｃ）温度を０℃と低くすることにより、粒度分布幅をより狭くすることもできる。
また、工程（Ｃ）における懸濁液のｐＨと得られるオキシ水酸化鉄粒子の長軸長とが相関関係にあり、懸濁液のｐＨを小さくすることにより、オキシ水酸化鉄粒子の長軸長を小さくできる。さらに、グリーンラストのサイズを小さくすることにより、オキシ水酸化鉄粒子の長軸長を小さくできる。ただし、ｐＨが小さすぎると、不定形のオキシ水酸化鉄粒子が発生する。
中和後の空気吹込みを行うときの懸濁液の温度（工程（Ｂ）の温度）が１５℃の場合（比較例１）には粒度分布が０．２８であるのに対して、当該温度が１０℃未満になると粒度分布が０．２５以下となり、粒度分布幅が狭くなることがわかる。さらに、懸濁液に水酸化ナトリウムを添加してｐＨを調整した後の液温（工程（Ｃ）の温度）を１０℃未満とすることにより、オキシ水酸化鉄粒子の長軸長を小さくできる。
工程（Ｂ）の温度および工程（Ｃ）温度を低くすることにより、得られるオキシ水酸化鉄粒子の長軸長を１００ｎｍ以下の微細なものとすることができる。また、工程（Ｂ）の温度および工程（Ｃ）温度を０℃と低くすることにより、粒度分布幅をより狭くすることもできる。
また、工程（Ｃ）における懸濁液のｐＨと得られるオキシ水酸化鉄粒子の長軸長とが相関関係にあり、懸濁液のｐＨを小さくすることにより、オキシ水酸化鉄粒子の長軸長を小さくできる。さらに、グリーンラストのサイズを小さくすることにより、オキシ水酸化鉄粒子の長軸長を小さくできる。ただし、ｐＨが小さすぎると、不定形のオキシ水酸化鉄粒子が発生する。
１…グリーンラスト、２…オキシ水酸化鉄粒子
Claims (4)
- 第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリおよび水酸化アルカリの１種または２種を含むアルカリ水溶液とを混合する工程（Ａ）と、
前記工程（Ａ）で得られた懸濁液を０℃以上１０℃未満の温度範囲に制御しながら酸素含有ガスを吹き込んでオキシ水酸化鉄粒子前駆体を得る工程（Ｂ）と、
水酸化アルカリを添加して前記懸濁液のｐＨを１０〜１３．５に調整することにより、前記オキシ水酸化鉄粒子前駆体からオキシ水酸化鉄粒子を生成する工程（Ｃ）と、
を備えることを特徴するオキシ水酸化鉄粒子の製造方法。 - 前記工程（Ｃ）において、
前記懸濁液の温度を０℃以上１０℃未満に制御することを特徴とする請求項１に記載のオキシ水酸化鉄粒子の製造方法。 - 前記工程（Ａ）において、
前記第一鉄塩水溶液におけるＦｅの濃度が０．００１〜０．１ｍｏｌ／Ｌであることを特徴とする請求項１又は２に記載のオキシ水酸化鉄粒子の製造方法。 - 前記工程（Ｃ）で得られる前記オキシ水酸化鉄粒子は、平均長軸長が３５〜１００ｎｍ、軸比が３．５〜１０であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のオキシ水酸化鉄粒子の製造方法。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013063727A1 (zh) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 青岛理工大学 | 现场制备投加氢氧化铁提高活性污泥内硝化功能微生物活性的方法 |
| US20170016179A1 (en) * | 2011-06-30 | 2017-01-19 | Nano-Green Biorefineries Inc. | Catalytic biomass conversion |
| CN115818723A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-03-21 | 江苏福友化肥催化净化环保材料有限公司 | 一种液液法合成α-羟基氧化铁的合成工艺 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6081029A (ja) * | 1983-10-12 | 1985-05-09 | Showa Denko Kk | ゲ−タイトの製造方法 |
| JPS61141627A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-28 | Sumitomo Alum Smelt Co Ltd | 針状α−ＦｅＯＯＨ製造方法 |
| JPS61186225A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-19 | Sumitomo Alum Smelt Co Ltd | 針状ゲ−タイトの製造方法 |
| JP2006273702A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Tdk Corp | 磁性粒子の製造方法 |
| JP2007223833A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Tdk Corp | オキシ水酸化鉄粒子の製造方法 |
| JP2007254267A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Tdk Corp | オキシ水酸化鉄粒子の製造方法 |
-
2007
- 2007-01-12 JP JP2007004061A patent/JP2008169082A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6081029A (ja) * | 1983-10-12 | 1985-05-09 | Showa Denko Kk | ゲ−タイトの製造方法 |
| JPS61141627A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-28 | Sumitomo Alum Smelt Co Ltd | 針状α−ＦｅＯＯＨ製造方法 |
| JPS61186225A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-19 | Sumitomo Alum Smelt Co Ltd | 針状ゲ−タイトの製造方法 |
| JP2006273702A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Tdk Corp | 磁性粒子の製造方法 |
| JP2007223833A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Tdk Corp | オキシ水酸化鉄粒子の製造方法 |
| JP2007254267A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Tdk Corp | オキシ水酸化鉄粒子の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170016179A1 (en) * | 2011-06-30 | 2017-01-19 | Nano-Green Biorefineries Inc. | Catalytic biomass conversion |
| WO2013063727A1 (zh) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 青岛理工大学 | 现场制备投加氢氧化铁提高活性污泥内硝化功能微生物活性的方法 |
| CN115818723A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-03-21 | 江苏福友化肥催化净化环保材料有限公司 | 一种液液法合成α-羟基氧化铁的合成工艺 |
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