添加有锰的锆酸钡粒子制造技术

本发明专利技术提供一种添加有锰的锆酸钡粒子，其为高结晶性，能够适合用作有机物分解催化剂，其中，锰对锆的置换率为8摩尔％以上，微细且微晶粒径/比表面积换算粒径在0.3～1.1的范围。本发明专利技术的添加有锰的锆酸钡粒子由组成式(I)BaZr1‑

【技术实现步骤摘要】
添加有锰的锆酸钡粒子


[0001]本专利技术涉及添加有锰的锆酸钡粒子，详细而言，涉及锰对锆的置换率为8摩尔％以上、微细、高结晶性且能够适合用作有机物分解催化剂的添加有锰的锆酸钡粒子。

技术介绍

[0002]作为用于热分解有机物的有机物分解催化剂，已经已知添加有锰的锆酸钡粒子(参照专利文献1)。上述添加有锰的锆酸钡粒子通过固相法来制造。即，例如将碳酸钡、氧化锆和四氧化三锰(Mn3O4)以Ba∶Zr∶Mn摩尔比设为1∶0.9∶0.1在1100℃下进行热处理，将所得到的粉末成形后，在1100℃下进行烧成，粉碎，由此得到锆的10摩尔％被锰置换的添加有锰的锆酸钡粒子。
[0003]对于添加有锰的锆酸钡粒子，为了将其用作有机物分解催化剂，期望为比表面积高的微粒，但是，如众所周知的那样，通常，包括添加有锰的锆酸钡粒子在内，难以通过固相法以微粒的形式得到钙钛矿型复合氧化物。
[0004]另外，另一方面，在添加有锰的锆酸钡粒子中，通过提高作为燃烧活性成分的锰对锆的置换率，从而作为有机物分解催化剂的催化活性提高，但是，随着上述置换率变高，添加有锰的锆酸钡粒子的结晶性降低。此外，锰的一部分不固溶于锆酸钡中，容易产生副产物，其结果是，所得到的添加有锰的锆酸钡粒子成为与上述副产物的混相。这样导致结晶性低、或混相的添加有锰的锆酸钡作为有机物分解催化剂的活性低。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2015
‑
229137号公报
专利技术内容
[0008]专利技术要解决的课题
[0009]本专利技术特别是为了解决作为有机物分解催化剂使用的添加有锰的锆酸钡粒子中的上述问题而进行的，其目的在于提供一种添加有锰的锆酸钡粒子，其中，锰对锆的置换率为8摩尔％以上、比表面积高、微细、且微晶粒径/比表面积换算粒径在0.3～1.1的范围、结晶性高。
[0010]特别是，本专利技术的目的在于提供一种添加有锰的锆酸钡粒子，其优选锰对锆的置换率实质上为10摩尔％以上、比表面积高、微细、且微晶粒径/比表面积换算粒径在0.4～1.1的范围、结晶性高、能够适合用作有机物分解催化剂。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]根据本专利技术，提供一种添加有锰的锆酸钡粒子，其由组成式(I)
[0013]BaZr1‑
x
Mn
x
O3‑
δ
[0014](式中，x为满足0.08≤x≤0.25的数，δ表示氧缺陷量。)表示，微晶粒径/比表面积换算粒径在0.3～1.1的范围。
[0015]根据本专利技术，添加有锰的锆酸钡粒子优选具有8m2/g以上的比表面积。
[0016]此外，根据本专利技术，提供一种包含上述添加有锰的锆酸钡粒子的有机物分解催化剂。
[0017]专利技术的效果
[0018]本专利技术的添加有锰的锆酸钡粒子的锰对锆的置换率为8摩尔％以上、比表面积高、微细、且微晶粒径/比表面积换算粒径在0.3～1.1的范围、结晶性高。
[0019]这样的添加有锰的锆酸钡粒子能够适合用作具有高燃烧催化活性的有机物分解催化剂。
附图说明
[0020]图1表示本专利技术的实施例4和比较例2的添加有锰的锆酸钡粒子各自的粉末X射线衍射图。
具体实施方式
[0021]本专利技术的添加有锰的锆酸钡粒子由组成式(I)
[0022]BaZr1‑
x
Mn
x
O3‑
δ
[0023](式中，x为满足0.08≤x≤0.25的数，δ表示氧缺陷量。)表示，微晶粒径/比表面积换算粒径在0.3～1.1的范围。
[0024]在本专利技术中，在上述组成式(I)中，将Mn/(Zr+Mn)摩尔比，即x的值称为锰对锆的置换比例，将Mn/(Zr+Mn)
×
100称为锰对锆的置换率(摩尔％)。
[0025]在锰对锆的置换比例x小于0.08时，这样的添加有锰的锆酸钡粒子作为有机物分解催化剂不具有高的催化活性，另一方面，在x大于0.25时，这样的添加有锰的锆酸钡粒子包含来自于包含锰的副产物的异相或异物，同样地，作为有机物分解催化剂不具有高的催化活性。
[0026]上述微晶粒径/比表面积换算粒径为添加有锰的锆酸钡粒子的结晶性的尺度，本专利技术的添加有锰的锆酸钡粒子的微晶粒径/比表面积换算粒径在0.3～1.1的范围内，具有高结晶性。
[0027]通常，粒子的微晶粒径/比表面积换算粒径为越接近于1的值，则几何粒径与单晶的大小越接近，因此为高结晶性。
[0028]通常，粒子的比表面积当量直径大于微晶粒径。即，微晶粒径/比表面积换算粒径的值大多小于1，但比表面积当量直径是假定各粒子为正球状而算出的，因此在粒子形状不为正球的情况下，与实际的粒子形状的差异会造成影响，微晶粒径/比表面积换算粒径的值有时大于1。
[0029]本专利技术的添加有锰的锆酸钡粒子优选具有8m2/g以上的比表面积，是微细的，能够适合用作有机物分解催化剂。
[0030]例如，在使炭黑热分解(燃烧)时，在炭黑中混合作为热分解催化剂的本专利技术的添加有锰的锆酸钡粒子，进行热重量分析，作为炭黑的热分解行为的指标，如果将基于热重量变化的微分曲线的峰顶温度作为活性的指标，则如后所述，与使用比较例的添加有锰的锆酸钡粒子作为热分解催化剂的情况相比，上述峰顶温度大幅降低，因此，通过使用本专利技术的
添加有锰的锆酸钡粒子作为热分解催化剂，能够以更少的能量使炭黑燃烧。
[0031]本专利技术的由上述组成式(I)表示的添加有锰的锆酸钡粒子优选可以通过下述方法得到。
[0032]即，包括：
[0033](a)将钡氢氧化物、锆氢氧化物、锰氢氧化物和平均粒径为2.0μm以下的添加有锰的锆酸钡的晶种与水一起混合，得到第1浆料的工序；
[0034](b)使上述第1浆料进行水热反应，得到作为反应混合物的第2浆料的工序；以及
[0035](c)对上述第2浆料进行酸处理后，进行水洗处理的工序，
[0036]在上述工序(a)中，将第1浆料所具有的Mn/(Zr+Mn)摩尔比设为0.08～0.25的范围，将Ba/(Zr+Mn)摩尔比设为1.0～2.0的范围。
[0037]在上述工序(a)中，在以上述第1浆料所具有的Mn/(Zr+Mn)摩尔比小于0.08的值使用锆氢氧化物和锰氢氧化物时，无法得到具有高催化活性的作为有机物分解催化剂的添加有锰的锆酸钡粒子。另一方面，在上述工序(a)中，在以Mn/(Zr+Mn)摩尔比大于0.25的值使用锆氢氧化物和锰氢氧化物时，所得到的添加有锰的锆酸钡粒子包含异物或异相，因此优选。
[0038]另外，在上述工序(a)中，在以上述第1浆料所具有的Ba/(Zr+Mn)摩尔比小于1.0的值使用钡氢氧化物、锆氢氧化物和锰氢氧化物时，难以得到比表面积大的添加有锰的锆酸钡粒子。但是，在以上述Ba/(Zr+Mn)摩尔比大于2.0的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种添加有锰的锆酸钡粒子，其由下述组成式(I)表示，微晶粒径/比表面积换算粒径处于0.3～1.1的范围，BaZr1‑
x
Mn
x
O3‑
δ
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤秀人，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：