[发明专利]高耐热性锐钛矿型氧化钛及其制造方法

说明书

本发明提供一种在700℃的温度区域稳定地保持反应性优异的锐钛矿型的晶相，并且为微粒且具有均匀的粒度分布的高耐热性锐钛矿型氧化钛。本发明的高耐热性锐钛矿型氧化钛，其具有全部晶相中的锐钛矿晶相的含有率为85％以上的氧化钛粒子、和前述设置于氧化钛粒子的表面的修饰层，前述修饰层是用酸性溶液修饰而成的层，所述酸性溶液含有1.5×10^‑4mol/L以上0.12mol/L以下的分子量为200以下的有机酸。前述酸性溶液的pH为0.2～5。

技术领域

本发明涉及高耐热性锐钛矿型氧化钛及其制造方法。

本申请基于2019年12月12日在日本申请的特愿2019-224915号主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

氧化钛(IV)(TiO₂)由于是化学上稳定的材料，所以作为白色颜料等在工业上被使用于广泛的领域。氧化钛的主要晶体结构包含锐钛矿相(Anatase)、板钛矿相(Brookite)和金红石相(Rutile)这三种。其中的具有锐钛矿相的晶体结构的氧化钛(锐钛矿型氧化钛)在介电体原料、太阳能电池用材料、锂离子电池用电极材原料、光催化材料等的用途中受到注目。作为一例，在介电体原料的用途中，在合成钛酸钡时，认为优选的是与钡源原料的反应性高的锐钛矿型氧化钛。

近年来，在这些用途中为了体现更高的功能，而要求比表面积高的锐钛矿型的氧化钛微粒。

另一方面，在高温区域氧化钛粒子的烧结、粒生长发生进展。因此，在高温使其反应的制造工序中，即便使用氧化钛微粒作为原料，由于粒子生长而变为粗大，因此会失去作为氧化钛微粒的优点。

作为一例，在由钡源和氧化钛合成钛酸钡的制造工序中，需要在600 ℃～800℃发生反应(非专利文献1)。因此，存在由于粒子的粒生长进展所以不仅钛酸钡变粗大，而且反应也变得不均匀这样的课题。另外，在该温度区域锐钛矿型氧化钛会相变成反应性低的金红石型氧化钛。

在由钡源和氧化钛制造钛酸钡的方法中，作为抑制高温区域下的粒子的粒生长的尝试，专利文献1中，使作为钡源的碳酸钡吸附有机酸高分子从而提高碳酸钡的耐热性，抑制烧结、粒生长。

另外，专利文献2中记载了通过使用酒石酸钡作为钡源，由此抑制粒子的生长，并得到钛酸钡微粒。

这样地提高钡源的耐热性而获得微细的钛酸钡的方法至今仍在研究。另一方面，关于提高氧化钛粒子的耐热性的方法，报道例子较少。

以由碳酸钡和氧化钛制造钛酸钡的方法为代表的钡源与氧化钛的反应中，通过钡离子向氧化钛中扩散而使反应进展。因此如果不提高氧化钛的耐热性，则产生钛酸钡的粗大化或粒度分布的不均。

作为提高氧化钛的耐热性的方法，如非专利文献2和专利文献3所述那样，已知有掺杂不同种元素的方法。但是，那样的方法中存在使制品的纯度降低的问题。

另外虽然还有用有机物高分子修饰氧化钛的表面的方法，但像专利文献4那样的即便在高温区域高分子也未完全被分解而残存，所以有使制品的纯度降低这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-149349号公报

专利文献2：日本特开2019-119630号公报

专利文献3：日本特开平7-267641号公报

专利文献4：日本特开2013-155052号公报

非专利文献

非专利文献1：H.S.Potdar.，et al.，J.Am.Ceram.Soc.，79，(10)， 2795(1996)