氧化锡微晶连珠、或氧化锡与氧化钛的复合氧化物微晶连珠制造技术

本发明专利技术提供一种新型物质，其为氧化锡微晶连珠或氧化锡与氧化钛的复合氧化物微晶连珠，其具有纳米尺寸微晶粒径，同时包含钽，具有特定的色相，导电性优异，能够提高催化活性。本发明专利技术提供一种连珠，其由氧化锡结晶粒子块或氧化锡与氧化钛的复合氧化物结晶粒子块构成，该结晶粒子块包含至少1个微晶粒径5～50nm的粒子，并且将该结晶粒子块在0.1MPa的压力下形成1cm的厚度时，粒子块的颜色用Lab颜色空间表示的亮度L*值为80以下，色度a*值为

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化锡微晶连珠、或氧化锡与氧化钛的复合氧化物微晶连珠


[0001]本专利技术涉及氧化锡微晶连珠或氧化锡与氧化钛的复合氧化物微晶连珠，涉及具有纳米尺寸微晶粒径且包含钽，具有特定颜色的氧化锡微晶连珠。

技术介绍

[0002]已知氧化锡作为燃料电池的电极等中使用的材料。
[0003]另一方面，对于燃料电池的电极中使用的催化剂的载体，要求高耐久性(对于由强酸、高电位引起的氧化溶解的耐性)、高导电性(电池内部电阻、载体导电性《＝粒子间界面电阻+粒子内电阻》的降低)、优良气孔性(原料气体、生成水的优良通过性能)、高催化活性(尽可能提高催化剂金属的活性)等性能。
[0004]通常，燃料电池的电极具有在具有导电性的载体上担载作为催化剂的金属的构成，以往有(1)在碳粒子上担载贵金属合金粒子的电极(专利文献1、6、7)或担载钙钛矿型氧化物微粒或贱金属氧化物的电极(专利文献2～5)、(2)在金属氧化物上担载贵金属的电极(专利文献5)，但存在以下问题：(1)的以碳粒子为载体的没有耐氧化性、(2)的以金属氧化物为载体的耐溶解性低。
[0005]此外，还已知(3)以掺杂了Nb的氧化锡作为载体的电极(专利文献8)、(4)以掺杂了Nb、Ta的氧化锡的纳米连珠结构体作为载体的电极(专利文献9)，但是(3)的掺杂了Nb的载体不仅透气性差，并且粒子的界面电阻高，导电性低，(4)的纳米连珠结构体的载体的气孔性好，界面电阻也降低，催化活性也良好，但电池的内部电阻的降低还不充分。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2001
‑
15121
[0009]专利文献2：日本特开2008
‑
4286
[0010]专利文献3：日本特开2006
‑
26586
[0011]专利文献4：日本特开2004
‑
363056
[0012]专利文献5：日本特开2005
‑
174835
[0013]专利文献6：日本特开2008
‑
155111
[0014]专利文献7：日本特开2005
‑
44659
[0015]专利文献8：WO2011/65471
[0016]专利文献9：WO2015/050046

技术实现思路

[0017]专利技术所要解决的技术问题
[0018]在为了解决上述以往的载体所具有的各种问题而进行研究的过程中，对于开发除了燃料电池的电极催化剂用载体以外还适合于各种用途(例如，其他催化剂用载体自不必说，还包括导电材料、气体传感器电极等)的物质的需求正在提高，根据该需求，技术问题在
于：提供一种导电性和耐久性优异，并且能够提高催化活性，进而气孔率高的新型物质。
[0019]解决技术问题的技术手段
[0020]本专利技术人等在上述提案(专利文献8)中，对包含Ta的氧化锡的纳米连珠结构体进行了反复研究。
[0021]对该先前提出的结构体和本申请的结构体(以下，有时也称为“本申请结构体”)评价了色相和导电性能。
[0022]结果得到如下见解：本申请结构体与先前提出的结构体相比，特定的色相、即亮度L*值、色度a*值、色度b*值具有特定的数值范围，导电率显示出10倍(内部电阻为1/10)以上的高性能。其中，先前提出的结构体和本申请的结构体的颜色a*值在
‑
7至
‑
4的范围内，是相同的。此外，还确认到该高导电性能长时间持续。
[0023]接着，对于透射型电子显微镜(TEM)图像等，与先前提出的结构体比较而研究了本申请结构体的构成。结果可以确认，这两个结构体均为连珠结构。
[0024]通过与上述相同的研究，对包含Ta的氧化锡与氧化钛的复合氧化物的纳米连珠结构体也进行研究，结果确认与上述相同。
[0025]本专利技术的氧化锡微晶连珠或氧化锡与氧化钛的复合氧化物微晶连珠是基于上述确认事项而完成的，其是包含钽的氧化锡的结晶粒子块或氧化锡与氧化钛的复合氧化物结晶粒子块，将该结晶粒子块在0.1MPa的压力下制成1cm的厚度，使用分光测色计(Konica Minolta公司制，型号CM
‑
5)，利用正反射光除去光学系统进行由Lab颜色空间表示的该结晶粒子块的色相测定。其中，将该粒子块的颜色用Lab颜色空间表示的亮度L*值为80以下，色度a*值为
‑
4以下，色度b*为
‑
3以下，其是由包含至少1个微晶粒径5～50nm的粒子的、氧化锡结晶粒子块或氧化锡与氧化钛的复合氧化物结晶粒子块构成的连珠。
[0026]专利技术效果
[0027]本专利技术的氧化锡微晶连珠或氧化锡与氧化钛的复合氧化物微晶连珠具有优异的导电性，可以作为各种导电材料使用，其气孔率也高。因此，作为燃料电池的电极用催化剂的载体，与以往的载体相比是有效的。
[0028]当然，由于能够使催化剂成分的活性良好，因此不限于燃料电池的电极用催化剂，也能够有效地用作其他各种催化剂的载体。不会因强酸、高电位而发生氧化溶解，具有高耐久性。
附图说明
[0029][图1]用于说明氧化锡微晶连珠或氧化锡与氧化钛的复合氧化物微晶连珠的结构的模型图。
具体实施方式
[0030]本专利技术中的氧化锡晶体或氧化锡与氧化钛的复合氧化物晶体(以下，有时也将这2种晶体统称为“氧化锡晶体”)通过在晶体中包含钽，使得氧化锡晶体中的电子状态发生变化，不仅显示出特定的色相，并且导电性提高。
[0031]在本专利技术中，Ta的含有率为：
[0032]Ta(mol)/(Ta+Sn)(mol)
×
100≈0.1～30(mol)％，或者
[0033]Ta(mоl)/(Ta+Sn+Ti)(mоl)
×
100≈0.1～30(mоl％)。
[0034]如果采用这样的含有率，则具有特定的色相，并且适于良好地形成连珠结构。
[0035]本专利技术的氧化锡微晶连珠由粒子块构成，所述粒子块包含至少1个该结晶粒子的直径为5～50nm的粒子，所述粒子为所述氧化锡结晶粒子。
[0036]如图1的模型图所示，该连珠的氧化锡结晶粒子1在其一部分中熔接，具有链状或簇状的结构(将该结构称为“连珠”)，本专利技术中，该连珠中的氧化锡结晶粒子1的至少1个在所述氧化锡晶体中包含钽，具有所述粒径。
[0037]此外，就本专利技术中的连珠而言，以0.1MPa的压力按压氧化锡结晶粒子块，在厚度达到1cm时停止按压，利用基于分光测色计(Konica Minolta公司制，型号CM
‑
5)的正反射光除去光学系统测定该按压块的色相。用Lab颜色空间表示该色相，亮度L*值表示为80以下，色度a*值表示为
‑
4以下，色度b*值表示为
‑
3以下。在具有这样的亮度和色度的连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氧化锡微晶连珠或氧化锡与氧化钛的复合氧化物微晶连珠，其由氧化锡结晶粒子块或氧化锡与氧化钛的复合氧化物结晶粒子块构成，其中，所述结晶粒子块包含至少1个微晶粒径为5～50nm的粒子，并且将该结晶粒子块在0...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒田知里，渡边纯贵，柿沼克良，
申请(专利权)人：国立大学法人山梨大学，
类型：发明
国别省市：