TOP特許意匠商標
特許ウォッチ Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2024042658
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-28
出願番号2023139744
出願日2023-08-30
発明の名称オキソ酸金属塩の製造方法
出願人国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人個人,個人
主分類C01G 1/00 20060101AFI20240321BHJP(無機化学)
要約【課題】物質設計の自由度が高いとともに量産性に優れた、オキソ酸金属塩の製造方法を提供すること。
【解決手段】オキソ酸金属塩の製造方法であって、オキソ酸塩とアルカリ非含有金属塩とを水及び/又はアルコールを含有する溶媒中で反応させて沈殿物を得、得られた沈殿物を固液分離にて回収する工程、及び回収した前記沈殿物を50℃以上1600℃以下の温度で熱処理して熱処理物を得る工程、を含み、前記オキソ酸塩は、オキソ酸アルカリ金属塩及びオキソ酸アンモニウム塩のいずれか一方又は両方であり、前記アルカリ非含有金属塩に含まれる金属元素は、典型元素、遷移元素、及び希土類元素からなる群から選択される少なくとも一種であり、前記アルカリ非含有金属塩は、そのアニオンの共役酸の最終pKaが7.0以下であり、前記反応を0.8気圧以上1.2気圧以下の圧力下で0℃以上100℃未満の温度で行う、方法。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項1】
オキソ酸金属塩の製造方法であって、
オキソ酸塩とアルカリ非含有金属塩とを水及び/又はアルコールを含有する溶媒中で反応させて沈殿物を得、得られた沈殿物を固液分離にて回収する工程、及び
回収した前記沈殿物を50℃以上1600℃以下の温度で熱処理して熱処理物を得る工程、を含み、
前記オキソ酸塩は、オキソ酸アルカリ金属塩及びオキソ酸アンモニウム塩のいずれか一方又は両方であり、
前記アルカリ非含有金属塩に含まれる金属元素は、典型元素、遷移元素、及び希土類元素からなる群から選択される少なくとも一種であり、
前記アルカリ非含有金属塩は、そのアニオンの共役酸の最終pKaが7.0以下であり、
前記反応を0.8気圧以上1.2気圧以下の圧力下で0℃以上100℃未満の温度で行う、方法。
続きを表示(約 500 文字)【請求項2】
前記オキソ酸塩は、その水素数xが0以上2以下であり、前記アルカリ非含有金属塩は、硝酸塩、ハロゲン化物、硫酸塩、及びカルボン酸塩からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記熱処理をアルゴン(Ar)及び/又は水素(H

)ガス雰囲気下で行い、それにより前記沈殿物を還元する、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記オキソ酸塩は、その水素数xが0超であり、前記熱処理を行い、それにより前記沈殿物を脱水する、請求項2に記載の方法。
【請求項5】
前記オキソ酸塩は、その水素数xが0超であり、前記熱処理を酸化性ガス雰囲気下で行い、それにより前記沈殿物を酸化する、請求項2に記載の方法。
【請求項6】
前記オキソ酸金属塩は、誘電体材料、発光材料、固体電解質材料、光学材料、磁性材料、電気伝導性材料、半導体材料、電気絶縁性材料、熱電変換材料、構造材料、耐熱材料、生体材料、及び触媒からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項1又は2に記載の方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、オキソ酸金属塩の製造方法に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
オキソ酸金属塩は、オキソ酸から生じるイオンを構成イオンとして含む金属塩であり、典型的にはリン酸金属塩が挙げられる。オキソ酸金属塩は、電池、圧電素子、及び蛍光素子を含む幅広い分野で使用されている。また、水熱合成法、高温固相合成法、又はゾルゲル法などの手法でオキソ酸金属塩を合成することが従来から提案されている。
【0003】
例えば、非特許文献1には、リチウムイオン電池のLiMnPO

系正極材料の製造方法がまとめられており、ゾルゲル法、固相法、水熱合成法、スプレー熱分解法、及びポリオール合成法が紹介されている(非特許文献1の第21~38頁)。非特許文献2には、高性能固体電解質Li

Zr

Si

PO
12
の合成に関して、NASICON型超イオン導電体Na

Zr

Si

PO
12
のNaをイオン交換することが開示されている(非特許文献2の要約)。
【0004】
非特許文献3には、オルトリン酸ガリウム(GaPO

)単結晶を水熱合成すること、GaPO

単結晶は圧電特性を示す有望な材料であることが開示されている(非特許文献3の要約、第275頁左欄)。非特許文献4には、Ce
3+
やTb
3+
をドープしたLaPO

をゾルゲル法とエレクトロスピニング法を組み合わせた手法で合成すること、LaPO

:Ce
3+
,Tb
3+
蛍光材料は高い光強度を示すことが開示されている(非特許文献4の要約)。
【0005】
また特許文献1には、LiMPO

(M=Mn、Fe、Co、Ni)の製造方法として、水溶性金属塩に対して水溶性Li塩とリン酸を多量に加える溶液合成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特許第5245084号公報
【非特許文献】
【0007】
T.A. Wani, et al., Journal of Energy Storage, 44 (2021) 103307
L. Zhu, et al., Science Advances, 8, eabj7698 (2022) 18 March 2022
S. Hirano et al., Bulletin of the Chemical Society of Japan, 62, 275-278 (1989)
Z. Hou, et al., Journal of Solid State Chemistry, 182 (2009), 698-708
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
このように、オキソ酸金属塩の開発が各分野で進められているものの、いずれの材料も水熱合成や高温合成といったコストが高く且つ複雑な手法で製造されている。そのため合成や均一反応が困難な場合があり、材料設計性に劣るという問題がある。
【0009】
例えば、非特許文献1で開示されるゾルゲル法は、アルコキシド原料などの高価な原料を用いる必要があり、量産性に劣る。非特許文献2で提案されるNaからLiへのアルカリ金属イオン交換法では、予めNa型の固体電解質を作製するとともに過剰のLi塩を用いる必要がある。その上、工程時間が長く、量産性に乏しいという問題がある。固相法では原料を高温焼成する必要があるため、得られた材料が粗粒化しやすい。また反応が不均一化しやすく、複数の金属元素置換反応では副生成物が生じやすいという問題がある。水熱法は、オートクレーブ等の高価で複雑な装置を用いる必要があり、量産性に劣る。さらに特許文献1に開示される製造方法では、過剰の原料を使用するため、コスト面で課題がある。このように、従来の手法では、材料の物質設計性と量産性を両立させることは困難であった。
【0010】
本発明者らは、このような従来の問題点に鑑みて鋭意検討を行った。その結果、アルカリ非含有金属塩のアニオンの共役酸の酸解離定数とオキソ酸の酸解離定数の差による酸塩基反応を利用することで、物質設計の自由度が高いとともに量産性に優れた方法でオキソ酸金属塩を得ることができるとの知見を得た。
(【0011】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

東ソー株式会社
ゼオライト成形体
14日前
古河機械金属株式会社
硫化リン組成物
7日前
住友精化株式会社
高純度一酸化窒素の製造方法
6日前
TDK株式会社
複合粒子
8日前
三菱電機株式会社
水素製造システム
2日前
株式会社フクハラ
CO2分離方法及び植物育成方法
2日前
パナソニックIPマネジメント株式会社
水素生成装置
14日前
林化成株式会社
タルク粉末、樹脂物性向上剤、樹脂組成物
3日前
住友重機械工業株式会社
水素化装置、及び水素化方法
16日前
日本製紙株式会社
炭素材料及びその製造方法、並びにそれらの応用
17日前
公立大学法人大阪
無機塩化物及びその製造方法。
13日前
国立大学法人 岡山大学
新規酸化ヨウ素組成物
15日前
東邦チタニウム株式会社
四塩化チタンの製造方法
15日前
太平洋セメント株式会社
噴霧乾燥装置又は噴霧熱分解装置
16日前
住友化学株式会社
水溶液及びリチウム二次電池用正極活物質の製造方法
14日前
大学共同利用機関法人自然科学研究機構
多孔質炭素材料の製造方法
7日前
清水建設株式会社
海水中のマグネシウム回収システム及び水酸化マグネシウムの製造方法
7日前
DIC株式会社
複合粒子の製造方法
2日前
中鋼集団南京新材料研究院有限公司
グラフェンの製造装置、製造方法および製品
今日
クニミネ工業株式会社
非カルシウム型スメクタイトの製造方法
16日前
林化成株式会社
タルク粉末、樹脂物性向上剤、樹脂組成物
3日前
日揮触媒化成株式会社
酸化チタン粒子、分散液、塗膜形成用塗布液、塗膜および塗膜付基材
2日前
第一工業製薬株式会社
カーボンナノチューブ分散液、並びにそれを用いた電池電極用組成物及び電池
13日前
個人
アルミン酸ソーダ含有溶液と、該アルミン酸ソーダ含有溶液から粉末体を製造する方法、またはそのための装置
13日前
第一工業製薬株式会社
カーボンナノチューブ分散液、並びにそれを用いた電池電極用組成物及び電池
13日前
古河機械金属株式会社
硫化リン組成物の製造方法、硫化物系無機固体電解質材料の製造方法および硫化リン組成物の評価方法
7日前
ネクシオン リミテッド
金属イオン電池用電気活性材料
20日前
カヤク・ジャパン株式会社
管状火炎を用いたα-アルミナを含むアルミナ粒子の製法
13日前
住友金属鉱山株式会社
導電性酸化物分子膜、導電性酸化物分子膜集積体、導電膜、導電体、および構造体
15日前
古河電気工業株式会社
カーボンナノチューブ線材
15日前
住友金属鉱山株式会社
酸化物分子膜、酸化物分子膜集積体、酸化物薄膜、構造体、および酸化物分子膜の製造方法
15日前
セトラスホールディングス株式会社
酸化マグネシウム顆粒及びそれを含有する酸化マグネシウム錠剤及び細粒剤、並びにそれらの製造方法
16日前
カヤク・ジャパン株式会社
管状火炎を用いたガス発生剤となる硝酸塩添加によるα-アルミナを含むアルミナ粒子の製法
13日前
ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー
カップリング剤およびポリエチレングリコールで前処理した、ゴム組成物用の沈降シリカ
14日前
DOWAエレクトロニクス株式会社
ニオブ錯体およびリチウムを含む粉末および製造方法、並びに、ニオブ酸リチウムを含有する被覆層を有するリチウム二次電池正極活物質の製造方法
16日前
財團法人工業技術研究院
コアシェル粒子およびリチウムイオン電池
7日前
続きを見る