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公開番号2024019817
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-14
出願番号2022122525
出願日2022-08-01
発明の名称ペロブスカイト酸化物の製造方法
出願人国立大学法人東京工業大学
代理人個人,個人
主分類C01G 23/00 20060101AFI20240206BHJP(無機化学)
要約【課題】 d⁰金属を含むペロブスカイト酸化物を製造する手段を提供する。
【解決手段】 ABO₃型のペロブスカイト酸化物の製造方法であって、Bサイトを構成する元素がd⁰金属であること、及び以下の工程(1)～(3)を含むことを特徴とする製造方法、
(1)Aサイトを構成する元素を含む化合物及びBサイトを構成する元素を含む化合物を水に溶解させ、水溶液を得る工程、
(2)工程(1)で得られた水溶液からペロブスカイト酸化物の前駆体を得る工程、
(3)工程(2)で得られた前駆体を焼成する工程。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ABO
3
型のペロブスカイト酸化物の製造方法であって、Bサイトを構成する元素がd
0
金属であること、及び以下の工程（１）～（３）を含むことを特徴とする製造方法、
（１）Aサイトを構成する元素を含む化合物及びBサイトを構成する元素を含む化合物を水に溶解させ、水溶液を得る工程、
（２）工程（１）で得られた水溶液からペロブスカイト酸化物の前駆体を得る工程、
（３）工程（２）で得られた前駆体を焼成する工程。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
カルボン酸及び／又は過酸化水素の存在下で、Aサイトを構成する元素を含む化合物及びBサイトを構成する元素を含む化合物を水に溶解させることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
Bサイトを構成する元素を含む化合物が、チタンテトラアルコキシド、ニオブペンタアルコキシド、又はオキシジルコニウム塩であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
Bサイトを構成する元素を含む化合物が、チタンテトライソプロポキシド、ニオブペンタエトキシド、又はオキシ酢酸ジルコニウムであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
Aサイトを構成する元素を含む化合物が、第１族元素又は第２族元素の有機酸塩であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
前駆体を焼成する工程が、以下の工程（３－１）及び工程（３－２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法、
（３－１）前駆体を窒素雰囲気下で焼成する工程、
（３－２）工程（３－１）の後、空気雰囲気下で焼成する工程。
【請求項７】
ABO
3
型のペロブスカイト酸化物であって、１）Bサイトを構成する元素がd
0
金属であること、２）比表面積が15m
2
g
-1
以上であること、３）ルイス酸性度が10～30μmolg
-1
であること、及び４）塩基性度が100～200μmolg
-1
であることを特徴とするペロブスカイト酸化物。
【請求項８】
Bサイトを構成する元素が、チタン、ニオブ、又はジルコニウムであることを特徴とする請求項７に記載のペロブスカイト酸化物。
【請求項９】
Aサイトを構成する元素が、第１族元素又は第２族元素であることを特徴とする請求項７に記載のペロブスカイト酸化物。
【請求項１０】
請求項１に記載の製造方法によって製造されることを特徴とする請求項７に記載のペロブスカイト酸化物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペロブスカイト酸化物の製造方法、ペロブスカイト酸化物、及びペロブスカイト酸化物を触媒として用いたシアノヒドリン誘導体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ペロブスカイト酸化物の中には、高い触媒活性、高誘電率、低誘電損失、超伝導特性など、非常に有用な特性を示すものがある。その上、ペロブスカイト酸化物は緻密な結晶構造を有し、耐熱性や伝導性などに優れるため、触媒、圧電体、強誘電体、磁性材料などの工業材料などとして有用である。
【０００３】
ペロブスカイト酸化物はゾルゲル法によって合成されるが、従来のゾルゲル法は多段階プロセスであり、さらに炭素質な前駆体を高温で焼成する必要があった。このような従来法に代わる方法として、本発明者は、アスパラギン酸やリンゴ酸を金属分散剤として用いた方法を提案している（特許文献１）。この方法では、従来のゾルゲル法よりも簡便にペロブスカイト酸化物を合成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開2018-95524号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法では、ペロブスカイト酸化物を構成する金属元素を水に溶解させることが必要である。マンガンなどの3d金属は、有機酸塩などにすることにより容易に水に溶解させることができるが、（IV）価の酸化状態のチタン、（V）価の酸化状態のニオブ、（IV）価の酸化状態のジルコニウムのようなd
0
金属は水に可溶化することが困難であり、このため、この方法では、d
0
金属を含むペロブスカイト酸化物を製造することが難しかった。本発明は、このような背景の下になされたものであり、d
0
金属を含むペロブスカイト酸化物を製造する手段を提供することを目的とする。
【０００６】
また、ペロブスカイト酸化物は触媒として使用されることが多いが、一般にペロブスカイト酸化物の表面積が大きいほど触媒活性が高くなる。従って、本発明は、表面積の大きいペロブスカイト酸化物を製造する手段を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、カルボン酸や過酸化水素の存在下で、d
0
金属を含む化合物が水に可溶化することを見出した。また、ペロブスカイト酸化物の前駆体を焼成する際、最初に窒素雰囲気下で焼成し、その後、空気雰囲気下で焼成するという二段階の焼成法を採用することにより、ペロブスカイト酸化物の表面積を大きくできることを見出した。本発明は、以上の知見に基づき完成されたものである。
即ち、本発明は、以下の〔１〕～〔１１〕を提供するものである。
【０００８】
〔１〕ABO
3
型のペロブスカイト酸化物の製造方法であって、Bサイトを構成する元素がd
0
金属であること、及び以下の工程（１）～（３）を含むことを特徴とする製造方法、
（１）Aサイトを構成する元素を含む化合物及びBサイトを構成する元素を含む化合物を水に溶解させ、水溶液を得る工程、
（２）工程（１）で得られた水溶液からペロブスカイト酸化物の前駆体を得る工程、
（３）工程（２）で得られた前駆体を焼成する工程。
【０００９】
〔２〕カルボン酸及び／又は過酸化水素の存在下で、Aサイトを構成する元素を含む化合物及びBサイトを構成する元素を含む化合物を水に溶解させることを特徴とする〔１〕に記載の製造方法。
【００１０】
〔３〕Bサイトを構成する元素を含む化合物が、チタンテトラアルコキシド、ニオブペンタアルコキシド、又はオキシジルコニウム塩であることを特徴とする〔１〕に記載の製造方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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