JPH0348135B2 - - Google Patents
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- JPH0348135B2 JPH0348135B2 JP62092574A JP9257487A JPH0348135B2 JP H0348135 B2 JPH0348135 B2 JP H0348135B2 JP 62092574 A JP62092574 A JP 62092574A JP 9257487 A JP9257487 A JP 9257487A JP H0348135 B2 JPH0348135 B2 JP H0348135B2
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- Japan
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- compound
- heating
- oxide
- decomposed
- lutetium
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- Compounds Of Iron (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は光機能材料、半導体材料および触媒材
料として有用な新規化合物であるLuGaZn4O7で
示される六方晶系の層状構造を有する化合物およ
びその製造法に関する。
従来技術
従来、(Yb3+Fe3+O3)oFe2+O(nは整数を表わ
す)で示される六方晶系の層状構造を有する化合
物は本出願人によつて合成され知られている。
YbFe2O4、Yb2Fe3O7、Yb3Fe4O10及び
Yb4Fe5O13の六方晶系としての格子定数、YbO1.5
層、FeO1.5層、Fe2O2.5層の単位格子内における
層数を示すと表−1の通りである。
これらの化合物は酸化鉄1モルに対して、
YbFeO3がnモルの割合で化合していると考えら
れる層状構造を持つ化合物である。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a compound having a hexagonal layered structure represented by LuGaZn 4 O 7 , which is a new compound useful as an optical functional material, a semiconductor material, and a catalyst material, and a method for producing the same. Prior Art Conventionally, a compound having a hexagonal layered structure represented by (Yb 3+ Fe 3+ O 3 ) o Fe 2+ O (n represents an integer) was synthesized by the applicant and was known. There is. YbFe 2 O 4 , Yb 2 Fe 3 O 7 , Yb 3 Fe 4 O 10 and
Lattice constant of Yb 4 Fe 5 O 13 as hexagonal system, YbO 1.5
Table 1 shows the number of layers in the unit cell, FeO 1.5 layer, and Fe 2 O 2.5 layer. These compounds are per mole of iron oxide,
It is a compound with a layered structure that is thought to be composed of n moles of YbFeO 3 .
【表】
発明の目的
本発明は(YbFeO3)oFeOの化学式において、
n=1/4に相当し、Yb3+の代わりにLu3+を、Fe3+
の代わりにGa3+を、Fe2+の代わりにZn2+を置き
かえて得られた新規化合物を提供するにある。
発明の構成
本発明のLuGaZn4O7で示される化合物は、イ
オン結晶モデルではLu3+(Ga3+、Zn2+)
Zn3 2+O7 2-として記載され、その構造はLuO1.5層、
(Ga3+、Zn2+)O2.5層およびZnO層の積層によつ
て形成されており、著しい構造異方性を持つこと
がその特徴の一つである。Zn2+イオン数の1/4は
Ga3+と共に(Ga3+、Zn2+)O2.5層を作り、残り
の3/4はZnO層を作つている。六方晶系としての
格子定数は次の通りである。
a=3.328±0.001(Å)
c=32.45±0.01(Å)
この化合物の面指数(hkl)、面間隔(d(Å))、
〔dpは実測値、dcは計算値を示す〕およびX線に
対する相対反射強度(%)を示すと表−2の通
りである。
この化合物は光機能材料、半導体材料、触媒材
料等に有用なものである。[Table] Purpose of the invention The present invention is based on the chemical formula of (YbFeO 3 ) o FeO,
Corresponds to n = 1/4, Lu 3+ instead of Yb 3+ , Fe 3+
The present invention provides a novel compound obtained by replacing Ga 3+ with Zn 2+ and Fe 2+ with Zn 2+ . Structure of the Invention The compound represented by LuGaZn 4 O 7 of the present invention is Lu 3+ (Ga 3+ , Zn 2+ ) in the ionic crystal model.
Described as Zn 3 2+ O 7 2- , its structure consists of 1.5 layers of LuO,
It is formed by laminating a (Ga 3+ , Zn 2+ )O 2.5 layer and a ZnO layer, and one of its characteristics is that it has significant structural anisotropy. 1/4 of the number of Zn 2+ ions is
Together with Ga 3+ , (Ga 3+ , Zn 2+ ) forms an O 2.5 layer, and the remaining 3/4 forms a ZnO layer. The lattice constants as a hexagonal crystal system are as follows. a = 3.328 ± 0.001 (Å) c = 32.45 ± 0.01 (Å) Planar index (hkl), interplanar spacing (d (Å)),
[d p is an actual measurement value, d c is a calculated value] and the relative reflection intensity (%) for X-rays is shown in Table 2. This compound is useful for optical functional materials, semiconductor materials, catalyst materials, etc.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
この化合物は次の方法によつて製造し得られ
る。
金属ルテチウムあるいは酸化ルテチウムもしく
は加熱により酸化ルテチウムに分解される化合物
と、金属ガリウムあるいは酸化ガリウムもしくは
加熱により酸化ガリウムに分解される化合物と、
金属亜鉛あるいは酸化亜鉛もしくは加熱により酸
化亜鉛に分解される化合物とを、Lu、Gaおよび
Znの割合が原子比で1対1対4の割合で混合し、
該混合物を650℃以上の温度で、大気中、酸化性
雰囲気中あるいはLuおよびGaが各々3価イオン
状態、Znが2価イオン状態より還元されない還
元雰囲気中で加熱することによつて製造し得られ
る。
本発明に用いる出発物質は市販のものをそのま
ま使用してもよいが、化学反応を速やかに進行さ
せるためには粒径が小さい方がよく、特に10μm
以下であることが好ましい。
また光機能材料、半導体材料として用いる場合
には不純物の混入をきらうので、純度の高いこと
が好ましい。出発物質が加熱により金属酸化物を
得る化合物としては、それぞれの金属の水酸化
物、炭酸塩、硝酸塩等が挙げられる。
原料はそのまま、あるいはアルコール類、アセ
トン等と共に十分に混合する。
原料の混合割合は、Lu、Ga、およびZnの割合
が原子比で1対1対4の割合であることが必要で
ある。これをはずすと目的とする化合物の単一相
を得ることができない。
この混合物を大気中、酸化性雰囲気中あるいは
LuおよびGaが各々3価イオン状態、Znが2価イ
オン状態から還元されない還元雰囲気中で650℃
以上のもとで加熱する。加熱時間は数時間もしく
はそれ以上である。加熱の際の昇温速度には制約
はない。加熱終了後急冷するか、あるいは大気中
に急激に引き出せばよい。
得られたLuGaZn4O7化合物の粉末は無色であ
り、粉末X線回折法によつて結晶構造を有するこ
とが分かつた。その結晶構造は層状構造であり、
LuO1.5層、(Ga、Zn)O2.5層およびZnO層の積み
重ねによつて形成されていることが分かつた。
実施例
純度99.99%以上の酸化ルテチウム(Lu2O3)
粉末、純度99.99%以上の酸化ガリウム(Ga2O3)
粉末および試薬特級の酸化亜鉛(ZnO)粉末をモ
ル比で1対1対8の割合に秤量し、めのう乳鉢内
でエタノールを加えて、約30分間混合し、平均粒
径数μmの微粉末混合物を得た。この混合物を白
金管内に封入し、1450℃に設定された管状シリコ
ニツト炉内に入れ、3日間加熱し、その後、試料
を炉外にとりだし室温まで急速に冷却した。得ら
れた試料はLuGaZn4O7の単一相であつた。粉末
X線回折法によつて面指数(hkl)、面間隔(dp)
および相対反射強度(%)を測定した。その結
果は表−2の通りであつた。
六方晶系としての格子定数は
a=3.328±0.001(Å)
c=32.45±0.01(Å)
であつた。
上記の格子定数および表−2の面指数(hkl)
より算出した面間隔(dc(Å))は、実測の面間隔
(dp(Å))と極めてよく一致した。
発明の効果
本発明は光機能材料、半導体材料及び触媒とし
て有用な新規化合物を提供する。[Table] This compound can be produced by the following method. Metallic lutetium or lutetium oxide or a compound that is decomposed into lutetium oxide by heating; Metallic gallium or gallium oxide or a compound that is decomposed into gallium oxide by heating;
Metallic zinc or zinc oxide or a compound that is decomposed into zinc oxide by heating is
Mixing Zn at an atomic ratio of 1:1:4,
It can be produced by heating the mixture at a temperature of 650° C. or higher in the air, in an oxidizing atmosphere, or in a reducing atmosphere in which Lu and Ga are not reduced to a trivalent ion state and Zn is not reduced to a divalent ion state. It will be done. Commercially available starting materials used in the present invention may be used as they are, but in order for the chemical reaction to proceed quickly, it is better to have a small particle size, especially 10 μm.
It is preferable that it is below. Furthermore, when used as an optical functional material or a semiconductor material, it is preferable to have high purity since contamination with impurities is avoided. Examples of compounds whose starting materials yield metal oxides by heating include hydroxides, carbonates, and nitrates of the respective metals. The raw materials are thoroughly mixed as is or together with alcohols, acetone, etc. The mixing ratio of the raw materials needs to be such that the ratio of Lu, Ga, and Zn is 1:1:4 in atomic ratio. If this is removed, a single phase of the target compound cannot be obtained. This mixture is stored in the air, in an oxidizing atmosphere, or
650℃ in a reducing atmosphere where Lu and Ga are not reduced from the trivalent ion state and Zn from the divalent ion state.
Heat under the above conditions. Heating time is several hours or more. There are no restrictions on the rate of temperature increase during heating. After heating, it can be rapidly cooled, or it can be rapidly drawn out into the atmosphere. The obtained LuGaZn 4 O 7 compound powder was colorless and was found to have a crystal structure by powder X-ray diffraction. Its crystal structure is layered,
It was found that it was formed by stacking 1.5 layers of LuO, 2.5 layers of (Ga, Zn)O, and a layer of ZnO. Example Lutetium oxide (Lu 2 O 3 ) with a purity of 99.99% or more
Powder, gallium oxide (Ga 2 O 3 ) with a purity of over 99.99%
Weigh powder and reagent grade zinc oxide (ZnO) powder at a molar ratio of 1:1:8, add ethanol in an agate mortar, and mix for about 30 minutes to form a fine powder mixture with an average particle size of several μm. I got it. This mixture was sealed in a platinum tube, placed in a tubular siliconite furnace set at 1450°C, and heated for 3 days, after which the sample was taken out of the furnace and rapidly cooled to room temperature. The obtained sample had a single phase of LuGaZn 4 O 7 . Planar index (hkl), planar spacing ( dp ) by powder X-ray diffraction method
and relative reflection intensity (%) were measured. The results were as shown in Table-2. The lattice constants as a hexagonal crystal system were a=3.328±0.001 (Å) and c=32.45±0.01 (Å). The above lattice constants and the surface index (hkl) in Table 2
The calculated interplanar spacing (d c (Å)) agreed extremely well with the actually measured interplanar spacing (d p (Å)). Effects of the Invention The present invention provides novel compounds useful as optical functional materials, semiconductor materials, and catalysts.
Claims (1)
を有する化合物。 2 金属ルテチウムあるいは酸化ルテチウムもし
くは加熱により酸化ルテチウムに分解される化合
物と、金属ガリウムあるいは酸化ガリウムもしく
は加熱により酸化ガリウムに分解される化合物
と、金属亜鉛あるいは酸化亜鉛もしくは加熱によ
り酸化亜鉛に分解される化合物とを、Lu、Gaお
よびZnの割合が原子比で1対1対4の割合で混
合し、該混合物を650℃以上の温度で大気中、酸
化性雰囲気中あるいはLuおよびGaが各々3価イ
オン状態、Znが2価イオン状態より還元されな
い還元雰囲気中で加熱することを特徴とする
LuGaZn4O7で示される六方晶系の層状構造を有
する化合物の製造法。[Claims] 1. A compound having a hexagonal layered structure represented by LuGaZn 4 O 7 . 2 Metallic lutetium or lutetium oxide or a compound that is decomposed into lutetium oxide by heating; Metallic gallium or gallium oxide or a compound that is decomposed into gallium oxide by heating; and Metallic zinc or zinc oxide or a compound that is decomposed into zinc oxide by heating. and Lu, Ga, and Zn in an atomic ratio of 1:1:4, and the mixture is heated at a temperature of 650°C or higher in the air, in an oxidizing atmosphere, or with trivalent ions of Lu and Ga, respectively. state, characterized by heating in a reducing atmosphere in which Zn is less reduced than the divalent ion state.
A method for producing a compound having a hexagonal layered structure represented by LuGaZn 4 O 7 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257487A JPS63256524A (en) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | Compound having hexagonal layered structure represented by LuGaZn↓4O↓7 and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9257487A JPS63256524A (en) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | Compound having hexagonal layered structure represented by LuGaZn↓4O↓7 and method for producing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63256524A JPS63256524A (en) | 1988-10-24 |
| JPH0348135B2 true JPH0348135B2 (en) | 1991-07-23 |
Family
ID=14058197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9257487A Granted JPS63256524A (en) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | Compound having hexagonal layered structure represented by LuGaZn↓4O↓7 and method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63256524A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS606889A (en) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Toshiba Corp | Manufactur of scintillation type detector for x-ray ct device |
-
1987
- 1987-04-15 JP JP9257487A patent/JPS63256524A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63256524A (en) | 1988-10-24 |
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