鈣鋁石的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鈣鋁石的制備方法，其不需要高溫處理即可制備鈣鋁石，設(shè)備費用及加熱費用低廉，進(jìn)而鈣鋁石的制備成本也低廉。一種鈣鋁石的制備方法，其特征為，通過對加藤石[Katoite：Ca3Al2(OH)12]進(jìn)行焙燒生成鈣鋁石(Mayenite：Ca12Al14O33)。加藤石的焙燒溫度優(yōu)選為300～500℃。此外，優(yōu)選使用通過將鋁和氫氧化鈣[Ca(OH)2]投入到水中，使它們與水反應(yīng)而生成的加藤石。
【專利說明】鈣鋁石的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈣鋁石的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，鈣鋁石比如作為覆蓋等離子體顯示面板(以下稱為？0？〉電介質(zhì)層的保護(hù)層的成分，至今被人們通過各種方法進(jìn)行制備。
[0003]下述的專利文獻(xiàn)1中，公開了一種含有鈣鋁石型化合物的氧化物的制備方法，其將鈣化合物與鋁化合物的組合、或是將含有鈣和鋁的化合物作為原料，其記載了下述內(nèi)容:一種氧化物的制備方法，其特征為，該方法包括以下工序:將所述原料混合，制備原料的混合物的工序；在還原氛圍下，氧分壓為1000？3以下的不活潑氣體氛圍或真空氛圍中，對混合的原料進(jìn)行加熱使其保持在12001以上且低于14151的工序。
[0004]另外，下述的專利文獻(xiàn)2中，公開了一種等離子體顯示面板帥?)的發(fā)明，對于作為覆蓋？0？電介質(zhì)層的保護(hù)層的成分而使用的鈣鋁石，其記載了下述內(nèi)容:一種鈣鋁石型化合物的制備方法，其將氧化鈣(60)與氧化鋁按照規(guī)定比例調(diào)制混合而成的原料，在空氣中加熱至1200?13501，通過固相反應(yīng)制備鈣鋁石型化合物。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開2010-132467號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2:國際公開第2008-023673號


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0010]但是在以上專利文獻(xiàn)1及2所述的鈣鋁石的制備方法中，需要對混合了 0^0和八1203的原料在空氣中進(jìn)行高溫處理，存在設(shè)備費用和加熱費用增高，而且制備成本增高的問題。因此，人們謀求一種不需要高溫處理的鈣鋁石的制備方法。
[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種鈣鋁石的制備方法，其能夠解決所述的現(xiàn)有技術(shù)的問題，不需要高溫處理即可制備鈣鋁石，設(shè)備費用及加熱費用低廉，進(jìn)而鈣鋁石的制備成本也低廉。
[0012]解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0013]為了達(dá)成所述目的，權(quán)利要求1的鈣鋁石的制備方法的發(fā)明，其特征為，通過對加藤石[{(￡11:011:6:0^12 (0?) 121 進(jìn)行焙燒生成I丐招石(13761111:6
[0014]權(quán)利要求2的發(fā)明為權(quán)利要求1所述的鈣鋁石的制備方法，其特征為，焙燒溫度為300 ?500。。。
[0015]權(quán)利要求3的發(fā)明為權(quán)利要求1或2所述的鈣鋁石的制備方法，其特征為，加藤石通過將鋁與氫氧化鈣[01(0?^]投入到水中，使它們與水反應(yīng)而生成。
[0016]權(quán)利要求4的發(fā)明為權(quán)利要求3所述的鈣鋁石的制備方法，其特征為，水的溫度為室溫，鋁與氫氧化鈣的摩爾比為2:3?7:6。
[0017]發(fā)明效果
[0018]權(quán)利要求1的鈣鋁石的制備方法的發(fā)明，其特征為，通過對加藤石進(jìn)行焙燒生成鈣鋁石，根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其起到了下述效果:沒有必要像以往那樣進(jìn)行在空氣中加熱至1200?13501的高溫處理就能夠制備鈣鋁石，設(shè)備費用和加熱費用低廉，進(jìn)而鈣鋁石的制備成本也低廉。
[0019]在本發(fā)明的鈣鋁石的制備方法中，加藤石的焙燒溫度優(yōu)選為300?5001。
[0020]權(quán)利要求3的發(fā)明為權(quán)利要求1或2所述的鈣鋁石的制備方法，其特征為，加藤石通過將鋁與氫氧化鈣投入到水中，使它們與水反應(yīng)而生成，根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明，其起到了下述效果:在制備作為鈣鋁石的原料的加藤石時，可以不需要進(jìn)行高溫處理，設(shè)備費用和加熱費用低廉，進(jìn)而鈣鋁石的制備成本也低廉地制備鈣鋁石。
[0021]權(quán)利要求4的發(fā)明為權(quán)利要求3所述的鈣鋁石的制備方法，其特征為，在加藤石的生成反應(yīng)時，水的溫度為室溫，鋁與氫氧化鈣的摩爾比為2:3?7:6，根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，其起到了下述效果:在制備作為鈣鋁石的原料的加藤石時，可以不需要進(jìn)行高溫處理，設(shè)備費用和加熱費用低廉，進(jìn)而鈣鋁石的制備成本也低廉地制備鈣鋁石。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為表示實施了本發(fā)明的鈣鋁石的制備方法的氫制備用試驗裝置的例子的概略流程圖；
[0023]圖2為表示了在根據(jù)本發(fā)明方法制備鈣鋁石的實施例1?3的實驗、以及比較例的實驗中的射線衍射分析)測定結(jié)果圖譜的圖表。

【具體實施方式】
[0024]接下來對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于下述實施方式。
[0025]本發(fā)明的鈣鋁石的制備方法，權(quán)利要求1的鈣鋁石的制備方法，其特征為，通過對加藤石[{(￡11:011:6:0^12 (0?) 121 進(jìn)行焙燒生成I丐招石(13761111:6
[0026]若如上所述對加藤石進(jìn)行焙燒，則如下述反應(yīng)式所述，生成鈣鋁石。
[0027]7(?八 12 (0?) 12 — 0112八114033十901 (0?) 2十33??！20
[0028]在本發(fā)明的鈣鋁石的制備方法中，加藤石的焙燒溫度優(yōu)選為300?5001。
[0029]在此，如果加藤石的焙燒溫度低于3001，則無法充分進(jìn)行脫水反應(yīng)，收率差，因此不優(yōu)選。此外，若加藤石的焙燒溫度超過5001，則加藤石的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，收率變差，因此不優(yōu)選。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的鈣鋁石的制備方法，沒有必要像以往那樣進(jìn)行在空氣中加熱至1200?13501的高溫處理就能夠制備鈣鋁石，設(shè)備費用和加熱費用低廉，進(jìn)而鈣鋁石的制備成本也低廉。
[0031]在本發(fā)明的鈣鋁石的制備方法中，加藤石優(yōu)選通過將鋁與氫氧化鈣[01(0?^]投入到水中，使它們與水反應(yīng)而生成。
[0032]即，若將鋁與氫氧化鈣投入到水中，使它們與水反應(yīng)，則如下述反應(yīng)所述，生成加藤石[1(^1:011:6 2 (0?) 121 0
[0033]3(? (0?) 2+2^1+6^0 — (? 八 12 (0?) 12十3只2
[0034]加藤石的生成反應(yīng)時，水的溫度為室溫，鋁與氫氧化鈣的摩爾比優(yōu)選為2:3?7:6。
[0035]根據(jù)這樣的方法，在制備作為鈣鋁石的原料的加藤石時，可以不需要進(jìn)行高溫處理，設(shè)備費用和加熱費用低廉，進(jìn)而鈣鋁石的制備成本也低廉地制備鈣鋁石。
[0036]實施例
[0037]接下來將對本發(fā)明的實施例與比較例一同進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于這些實施例。
[0038]實施例1
[0039]使用了圖1所示的氫制備用試驗裝置，實施了本發(fā)明的鈣鋁石的制備方法。
[0040]首先，將20001離子交換水裝入1升容量的反應(yīng)器(可分離式燒瓶)中。接著，將98的鋁粉(商品名#150,1111118100公司制)和128的氫氧化鈣[(?卿2〕(和光純藥工業(yè)公司制)投入到反應(yīng)器中攪拌。
[0041]使招和氫氧化與水反應(yīng)，根據(jù)下述反應(yīng)，生成加藤石[1^011:6 12 (0?):21和氫(?)。
[0042]3(? (0?) 2+2^1+6^0 — (? 八 12 (0?) 12十3只2
[0043]在此,通過圖2 所示的乂1？0〈X 射線衍射分析，乂-取178^001:1-08001)7)的測定結(jié)果的圖譜，其顯示了屬于加藤石結(jié)構(gòu)的峰，可以確認(rèn)生成了加藤石。
[0044]將產(chǎn)生的氫氣通過填充有作為除濕劑的硅膠的除濕機(jī)，除去水分之后，用皂膜流量計測定生成量。通過熱傳導(dǎo)檢測器(他一卩胍丨0011(11101:1^11:7 061:6(^6:1^10))型氣相色譜儀(商品名⑶-從，島津制作所公司制)的分析，確認(rèn)所產(chǎn)生氣體的成分為氫。
[0045]在氫氣生成結(jié)束后，過濾離子交換水，以701的溫度，在空氣下將濾過的固體成分干燥。
[0046]所得到的固體成分為加藤石，以3001的溫度，在空氣下對其進(jìn)行2小時的焙燒，如下述反應(yīng)式所述，生成I丐招石(13761111:6。I丐招石的收率為70%。
[0047]7(?八 12 (0?) 12 — 0112八114033十901 (0?) 2十33??！20
[0048]在此，通過圖2所示的射線衍射分析)的測定結(jié)果的圖譜，其顯示了屬于鈣鋁石結(jié)構(gòu)的峰，可以確認(rèn)生成了鈣鋁石。
[0049]由此，根據(jù)本發(fā)明的鈣鋁石的制備方法，沒有必要像以往那樣進(jìn)行在空氣中加熱至1200?13501的高溫處理就能夠制備鈣鋁石，設(shè)備費用和加熱費用低廉，進(jìn)而鈣鋁石的制備成本也低廉。
[0050]此外，在本發(fā)明的鈣鋁石的制備方法中，作為加藤石，通過使用將鋁和氫氧化鈣[0^(0?)^投入到水中，使它們與水反應(yīng)而生成的加藤石，從而在制備作為鈣鋁石的原料的加藤石時，也沒有必要進(jìn)行高溫處理，設(shè)備費用和加熱費用低廉，進(jìn)而鈣鋁石的制備成本也低廉。
[0051]實施例2和3
[0052]與實施例1的情況相同地制備鈣鋁石，但與實施例1的情況的不同點在于，實施例2中加藤石的焙燒溫度為4001，實施例3中加藤石的焙燒溫度為5001。其結(jié)果是，通過圖2所示的射線衍射分析)的測定結(jié)果的圖譜(鈣鋁石(1奶6=1^)40(^鈣鋁石500),其分別顯示了屬于鈣鋁石結(jié)構(gòu)的峰，可以確認(rèn)生成了鈣鋁石。
[0053]在此，實施例2中，鈣鋁石的收率為70%，實施例3中，鈣鋁石的收率為70%。
[0054]比較例1
[0055]為進(jìn)行比較，進(jìn)行與所述實施例1的情況相同的實驗，但與實施例1的不同點在于，加藤石的焙燒溫度為2501。其結(jié)果是，圖2所示的射線衍射分析)的測定結(jié)果的圖譜(鈣鋁石250)與加藤石的乂即的圖譜相同，確認(rèn)到?jīng)]有生成鈣鋁石。
【權(quán)利要求】
1.一種韓招石(Mayenite=Ca12Al14O33)的制備方法，其特征在于，通過對加藤石[Katoite =Ca3Al2(OH)12]進(jìn)行焙燒生成鈣鋁石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鋁石的制備方法，其特征在于，焙燒溫度為300?500°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈣鋁石的制備方法，其特征在于，加藤石通過將鋁和氫氧化鈣[Ca(OH)2]投入到水中，使它們與水反應(yīng)而生成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈣鋁石的制備方法，其特征在于，水的溫度為室溫，鋁與氫氧化鈣的摩爾比為2:3?7:6。
【文檔編號】C01F7/00GK104364199SQ201380011771
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月28日
【發(fā)明者】日數(shù)谷進(jìn), 和久井敦, 古寺雅晴, 尾白仁志, 井上鐵也, 平尾一之 申請人:日立造船株式會社, 國立大學(xué)法人京都大學(xué)