羟基氧化铁纳米分散液制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种稳定且不含有来自辅助成分的成分的羟基氧化铁的纳米分散液。本发明专利技术的羟基氧化铁的纳米分散液为以羟基氧化铁为主要成分且平均粒径d50为0.2μm以下、d90为1μm以下的粒子分散于溶剂而成的纳米分散液。羟基氧化铁优选为β‑羟基氧化铁。此外，优选不含有除了来自铁化合物和碱中的至少任一种的物质、pH调节剂以及溶剂以外的成分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】羟基氧化铁纳米分散液
本专利技术涉及一种以羟基氧化铁为主要成分的纳米分散液。本申请对于在2015年10月9日申请的日本专利申请第2015-200775号主张优先权，在此援引其内容。
技术介绍
羟基氧化铁中，根据晶体结构的不同，有α型、β型、γ型、或非晶型等。羟基氧化铁具有颜料、磁性材料、催化剂、吸附材料、或者这些的原料等的广泛的用途，磁性材料或催化剂的用途中认为也需要是稳定的分散体。但是，认为难以将羟基氧化铁制成稳定的纳米分散液。例如专利文献1中具有关于包含“粒度500nm以下的羟基氧化铁”的水性悬浮液的记载，具体而言，这是由具有以上述粒度表示的幅度的α-羟基氧化铁的针状一次粒子多个凝聚而得的粒子构成，无法成为纳米分散液。还研究了防止这种凝聚的制造方法，例如专利文献2中记载了如下内容：在粘土矿物上担载铁(Ⅱ)离子，通过水解和氧化而制成被担载的羟基氧化铁，作为光催化剂进行利用。另一方面，专利文献3中记载了在具有缓冲作用的化合物存在的条件下制造的金属氢氧化物溶胶的制造方法，具体而言，记载了包含平均粒径8nm左右的少量的铝化合物的β-羟基氧化铁溶胶。此外，专利文献4中记载了由羟基羧酸稳定化的中值粒径10nm左右的羟基氧化铁溶胶。专利文献5中也记载了在柠檬酸存在的条件下被制造的氢氧化铁溶胶。在这些溶胶的制造过程中需要羟基氧化铁与除了溶剂以外的辅助成分，工序也复杂，不可避免残留除了作为来自辅助成分的成分的铁以外的金属氢氧化物或羧酸等。此外，它们在中性附近稳定，但在酸性时不一定稳定。虽然在专利文献6以及7中记载了将β-羟基氧化铁溶胶作为磁性材料的原料而使用的内容，但这些溶胶是市售产品，相当于记载于专利文献3～5中的溶胶。在专利文献8、9、10中记载了可用作阴离子吸附材料的羟基氧化铁的制造方法，但不知晓将这些进一步制成纳米分散液。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特表2004-509753号公报(WO2002/026633号册)专利文献2：日本特开2013-226548号公报专利文献3：日本特开平9-77503号公报专利文献4：日本特开2011-51836号公报专利文献5：日本特开2006-182604号公报专利文献6：日本特开2014-224027号公报专利文献7：WO2016/047559号册专利文献8：日本特开2006-124239号公报专利文献9：WO2006/088083号册专利文献10：日本特开2011-235222号公报
技术实现思路
为了将羟基氧化铁作为稳定的纳米分散液，以往，认为需要在作为原料的铁化合物溶液中使用辅助成分而进行的特殊的制造方法。此外，所得到的分散液也一般含有来自辅助成分的成分，寻求尽可能地不含有这些成分。本专利技术人发现了从特定的羟基氧化铁可以不用辅助成分而容易地制造纳米分散液。此外，对此，知晓了关于晶体结构等显示出与原料不同的性质。本专利技术是基于上述的见解完成的。即，本专利技术涉及如下的专利技术。(1)一种纳米分散液，是将以羟基氧化铁作为主要成分且平均粒径d50为0.2μm以下、d90为1μm以下的粒子分散于溶剂而成的纳米分散液，不含有除了来自铁化合物和碱中的至少任一种的物质以及pH调节剂以外的成分。(2)根据(1)所述的纳米分散液，其中，粒子的平均微晶直径为5nm以下。(3)根据(1)或(2)所述的纳米分散液，其中，所述羟基氧化铁为β-羟基氧化铁。(4)根据(3)所述的纳米分散液，其中，β-羟基氧化铁的晶体的形状为粒状。(5)根据(3)或(4)所述的纳米分散液，其中，β-羟基氧化铁的羟基的一部分被氯离子取代，该氯的含有量为0.5质量％以上。(6)根据(1)～(5)中任一项所述的纳米分散液，其中，pH为2.0～5.5。(7)根据(1)～(6)中任一项所述的纳米分散液，其中，所述溶剂为水。(8)根据(1)～(7)中任一项所述的纳米分散液，其中，等电点为pH6.0～8.0。(9)根据(1)～(8)中任一项所述的纳米分散液，其中，分散液中的固体成分浓度为5质量％以上。(10)根据(1)～(9)中任一项所述的纳米分散液，其中，粘度为20mPa·s以下。(11)根据(1)～(10)中任一项所述的纳米分散液的制造方法，其中，包含将以羟基氧化铁为主要成分的固体进行湿式粉碎的工序。通过使用本专利技术的羟基氧化铁纳米分散液，能够不用辅助成分而容易地制造出纳米分散液。附图说明图1为表示在参考例1中得到的羟基氧化铁晶体的TEM像的图。图2为表示在实施例1中得到的纳米分散液的粒度分布的图。图3为表示在实施例1中得到的纳米分散液的ZETA电位的图。图4为表示在实施例1中得到的纳米分散粒子的TEM像的图。图5为表示在实施例1中得到的纳米分散粒子的FFT分析结果的图。具体实施方式(纳米分散液)本专利技术的纳米分散液为将以羟基氧化铁为主要成分的平均粒径d50为0.2μm以下、d90为1μm以下的粒子分散于溶剂而成的纳米分散液。纳米分散液是指，粒径1μm以下的所谓纳米粒子分散于液相中而成的分散液，粒子不因静置、通常的离心操作而沉淀。本专利技术的纳米分散液中所包含的纳米粒子优选为其粒径为0.01～1μm。此外，其平均粒径优选为0.02～0.2μm，更优选为0.05～0.15μm。羟基氧化铁中，根据晶体结构的不同，有α型、β型、γ型、非晶型等。其中，β-羟基氧化铁由于容易形成纳米分散体而适合作为本专利技术的纳米分散液的原料。此外，β-羟基氧化铁适合于吸附材料，特别是，作为阴离子吸附材料是优异的。一般情况下，β-羟基氧化铁的羟基的一部分被氯离子取代。在制造或使用的过程中与水接触时，该氯离子被除去而留下小型的空孔。该空孔被认为参与氟等阴离子的吸附，另外，容易形成稳定的纳米分散液的性质也可能与此相关。本专利技术的纳米分散液中的羟基氧化铁优选为β-羟基氧化铁。另外，本专利技术的β-羟基氧化铁晶体结构中所包含的氯离子的量优选为0.5wt％以上。β-羟基氧化铁晶体结构中所包含的氯离子的量更优选为1.5wt％以上，进一步优选为2wt％以上，特别优选为3wt％以上。此外，β-羟基氧化铁晶体结构中所包含的氯离子的量的上限没有特别限定，但通常为10wt％以下。本专利技术的纳米分散液优选不含有除了来自作为原料而必须的铁化合物和碱中的至少任一种的物质、pH调节剂和溶剂以外的成分。本专利技术的pH调节剂是指，不具有缓冲作用的强酸或强碱，具体而言，作为酸，例示有盐酸、硫酸、硝酸等，作为碱，例示有氢氧化钠、氢氧化钾等。作为pH调节剂，特别优选不含有除了盐酸以外的成分。此外，优选不含有有机酸及其盐、无机弱酸及其盐、金属氧化物和金属氢氧化物(除了氧化铁、氢氧化铁和羟基氧化铁以外)、以及分散剂。以往，羟基氧化铁的分散液中，一般含有这些成分作为用于分散稳定化的辅助成分，但本专利技术在制造过程中无需使用这些辅助成分。此外，关于本专利技术的纳米分散液中的固体成分(指分散质、和溶质中常温下为固体的成分)，包含主要成分β-羟基氧化铁的铁化合物的含有率为99质量％以上，除了铁化合物以外的物质的含有率优选为1质量％以下。羟基氧化铁的含有率更优选为99质量％，实质上最优选为100质量％。纳米分散液中的固体成分浓度优选为5质量％以上。关于本专利技术中使用的羟基氧化铁，BET比表面积优选为200m2/g以上，另外，通过B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米分散液，是将以羟基氧化铁为主要成分且平均粒径d50为0.2μm以下、d90为1μm以下的粒子分散于溶剂而成的纳米分散液，不含有除了来自铁化合物和碱中的至少任一种的物质以及pH调节剂以外的成分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.09 JP 2015-2007751.一种纳米分散液，是将以羟基氧化铁为主要成分且平均粒径d50为0.2μm以下、d90为1μm以下的粒子分散于溶剂而成的纳米分散液，不含有除了来自铁化合物和碱中的至少任一种的物质以及pH调节剂以外的成分。2.根据权利要求1所述的纳米分散液，其中，粒子的平均微晶直径为5nm以下。3.根据权利要求1或2所述的纳米分散液，其中，所述羟基氧化铁为β-羟基氧化铁。4.根据权利要求3所述的纳米分散液，其中，β-羟基氧化铁的晶体的形状为粒状。5.根据权利要求3或4所述的纳米分散液，其中，β-羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村信夫，天池正登，
申请(专利权)人：日本曹达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP