JPS6029645B2 - 針状酸化亜鉛粒子の生成法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は針状酸化亜鉛粒子の生成法に関し、特に均一な
粒子径を有する針状酸化亜鉛粒子の生成法に関する。

従来、針状酸化亜鉛を生成する方法としては金属亜鉛の
加熱により生ずる亜鉛蒸気を酸化する方法が用し、らて
し、たが、この方法では高温で処理するため加熱条件を
一定に保つことはむずかしく、得られた粒子同志が焼絹
をおこし、粒子の形状や粒度を一定に保つことは困難で
あった。

このため粒子の性状が微妙な影響を与える触媒への用途
が限られる等の欠点があった。また高温装道やキャリア
ガス等を必要とするので、その装置も複雑で高価なもの
となる欠点もあった。本発明はこれらの問題点を解決す
ることを目的としてなされたもので、従来のものに比し
て均一な粒子径を持つ針状酸化亜鉛粒子を水溶液中で生
成し、かつ反応条件によりその粒子径を制御できる針状
酸化亜鉛粒子の生成法を提供するものである。

即ち、亜鉛塩水溶液に、加水分解により塩基を生成する
有機化合物を添加し、または亜鉛酸塩水溶液に、加水分
解により酸を生成する有機化合物を添加し、針状酸化亜
鉛粒子を得るものである。

この反応の概略を示せば次のようである。即ち、亜鉛塩
水溶液に、加水分解により塩基を生成する有機化合物を
添加し、加熱すると加水分解がすすみ、塩基が徐々に亜
鉛塩水溶液中に均一に生成される。

この生成された塩基が亜鉛塩と反応して酸化亜鉛を生成
する。また、亜鉛酸塩水溶液に、加水分解により酸を生
成する有機化合物を添加し、加熱すると加水分解がすす
み、酸が徐々に亜鉛酸塩水溶液中に均一に生成される。
この生成された酸が亜鉛酸塩と反応して酸化亜鉛を生成
する。ここで用いられる、加水分解により塩基を生成す
る有機化合物としては、加水分解により徐々に塩基を生
成する有機化合物で、かつ水溶性で反応後容易に除去で
きるものならばよい。特に窒素原子を有する有機化合物
を使用することができ、中でもへキサメチレンテトラミ
ンは特に好結果をもたらすものである。この他尿素を用
いることもできる。また、ここで用いられる、加水分解
により酸を生成する有機化合物としては、加水分解によ
り徐々に酸を生成する有機化合物で、かつ水溶性で反応
後容易に除去できるものならばよい。

特にェステルを使用することができ、中でもエチレンク
ロルヒドリンは特に好結果をもたらすものである。この
他酢酸エチルを用いることもできる。

反応温度としては２０ｏｏ〜１００００で、より好まし
くはへキサメチレンテトラミンを用いた場合には６０ｏ
ｏ〜１００００、またエチレンクロルヒドリンを用いた
場合には４０００〜１００００である。

２０ｑｏ以下では反応が極端に遅くなり粒子径の制御も
困難となる。

反応温度と生成粒子径及び粒度分布との関係は、一般に
反応温度が高いほど粒子径は小さくなり、粒度分布は狭
くなる傾向がある。反応時間としては５分〜成分で、よ
り好ましくは６び分である。

５分以下では十分に反応がすすます沈澱も生じない。

また６０分以上反応を続けてもこれ以上沈澱は生じない
。亜鉛塩と加水分解により塩基を生ずる有機化合物との
モル比または亜鉛酸塩と加水分解により酸を生ずる有機
化合物とのモル比は使用する亜鉛塩または亜鉛酸塩の種
類によって異るが、モル比と生成粒子径及び粒度分布と
の関係は、一般にはモル比が大きいほど粒子径は小さく
なり、粒度分布は狭くなる傾向がある。反応温度、モル
比等の反応条件を変えることにより、長軸が０．１〜１
５仏ｍ程度の範囲の所望の針状酸化亜鉛粒子を得ること
ができる。

反応方法は以下のようである。

即ち、水溶液中で、亜鉛塩と加水分解により塩基を生ず
る有機化合物、または亜鉛酸塩と加水分解により酸を生
ずる有機化合物とを所定温度で所定時間反応させ、生成
した沈澱を櫨過し、水で洗浄し、乾燥させ、さらにその
白色粉末を得ることができる。

この白色粉末は１０００ｑｏまで熱的に安定であり、か
つＸ線回折法により酸化亜鉛であることが確かめられる
。

またその電子顕微鏡写真により、均一な粒子径をもつ針
状粒子であることが確認される。プロピレンを酸化して
ベンゼンを合成する反応の触媒として、本発明で得られ
た針状酸化亜鉛を使用したところ、ベンゼンの選択率が
４０％以上にも達し、他の形状の酸化亜鉛を触媒として
使用した場合、例えば球状酸化亜鉛の選択率が約１０％
、板状酸化亜鉛の選択率が約５％であるのに比べて高い
触媒能を示した。

本発明では直接塩基または酸を添加することなく、加水
分解によって塩基または酸を生ずる有機化合物の存在下
で反応を行っているので、塩基または酸が水溶液中に生
成するのに伴って亜鉛塩または亜鉛酸塩と反応して酸化
亜鉛を生成するので均一な粒子径のものが得られるもの
と考えられる。

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。

実施例 １水２８００モルに塩酸０．５モル、塩化亜鉛
１モル、へキサメチレンテトラミン２モルを溶解した混
合水溶液を約１００ｏｏで６■功ロ熱するとさらさらし
た白色沈澱を生じた。

これを櫨過、洗浄、乾燥した。電子顕微鏡写真によれば
図面に示すように粒度の均一な針状酸化亜鉛粒子である
ことが判る。粒度は約４仏ｍで粒度分布は３〜５〃ｍ、
収率は対理論値で８０％であった。実施例 ２ 水２８００モルに硝酸０．５モル、硝酸亜鉛５モル、へ
キサメチレンテトラミン５モルを溶解した混合水溶液を
約１００午０で６０分加熱したところ均一な粒度の針状
酸化亜鉛粒子を得た。

粒度は約３仏ｍで粒度分布は１〜５Ａｍ、収率は対理論
値で８０％であった。実施例 ３ 水２８００モルに水酸化ナトリウム５０モル、酢酸亜鉛
５モル、エチレンクロルヒドリン５モルを溶解した混合
水溶液を約１００ｏｏで６０分加熱したところ均一な粒
度の針状酸化亜鉛粒子を得た。

粒度は約８〃ｍ、粒度分布は８〜１２仏ｍ、収率は対理
論値で９０％であった。実施例 ４水２８００モルに水
酸化ナトリウム２５モル、塩化亜鉛２５モル、エチレン
クロルヒドリン１５モルを溶解した混合水溶液を約１０
０ｏｏで６０分加熱したところ均一な粒度の針状酸化亜
鉛粒子を得た。

粒度は約１ムｍ、粒度分布は１〜２ムｍ、収率は対理論
値で９０％であった。実施例 ５ 水２８００モルに水酸化ナトリウム２５モル、硝酸亜鉛
２５モル、エチレンクロルヒドリン１５モルを溶解した
混合水溶液を約１０００○で６０分加熱したところ均一
な粒度の針状酸化亜鉛粒子を得た。

粒度は約２ムｍ、粒度分布は１〜５仏ｍ、収率は対理論
値で９０％であった。実施例 ６ 水２８００モルに水酸化ナトリウム５０モル、酢酸亜鉛
５モル、酢酸エチル５モルを溶解した混合水溶液を約１
００ｏｏで６０分加熱したところ均一な粒度の針状酸化
亜鉛粒子を得た。

粒度は約９ｒｍ、粒度分布は８〜１２仏ｍ、収率は対理
論値で９０％であった。実施例 ７ 水２８００モルに水酸化ナトリウム２５モル、塩化亜鉛
２５モル、酢酸エチル１５モルを溶解した混合水溶液を
約１００ｑ０で６０分加熱したところ均一な粒度の針状
酸化亜鉛粒子を得た。

粒度は約１山ｍ、粒度分布は１〜２仏ｍ、収率は対理論
値で９０％であつた。実施例 ８ 水２８００モルに水酸化ナトリウム２５モル、硝酸亜鉛
２５モル、酢酸エチル１５モルを溶解した混合水溶液を
約１００ｏｏで６び分間加熱したところ均一な粒度の針
状酸化亜鉛粒子を得た。

粒度は２仏ｍ、粒度分布は１〜５４ｍ、収率は対理論値
で９０％であった。アルカリを用いて得られた酸化亜鉛
粒子の電子顕微鏡写真を第２図に示す。

これは実施例８の場合のものである。以上詳細に述べて
きたことから明らかなように、本発明では従来の亜鉛蒸
気の酸化による生成法のように高温装置やキャリアガス
を使用することなく、均一な粒子径を有する針状酸化亜
鉛粒子を得ることができ、更に従来例のように球状や板
状等の不整形のものを含まないため、触媒として利用し
た場合極めて有用な触媒となり、触媒反応産業に貢献す
るところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１、２図は実施例１、８により得られた針状酸化亜鉛
粒子の電子顕微鏡写真図である。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸を添加した塩化亜鉛，硝酸亜鉛，硫酸亜鉛，酢酸
   亜鉛水溶液の少なくとも一種類を出発原料とし、これに
   、有機化合物であるヘキサメチレンテトラミンを添加し
   、または塩化亜鉛，硝酸亜鉛，硫酸亜鉛，酢酸亜鉛の少
   なくとも一種類を出発原料とし前記出発原料の水溶液に
   アルカリを添加し得られた亜鉛酸水溶液に、有機化合物
   であるエチレンクロルヒドリン，酢酸エチルのいずれか
   一種類を添加し、針状酸化亜鉛粒子を得ることを特徴と
   する針状酸化亜鉛粒子の生成法。