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鎳微粒的制造方法

文檔序號:3288647閱讀:223來源:國知局
鎳微粒的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供控制了鎳微粒的微晶直徑相對于粒徑的比率的鎳微粒的制造方法。該鎳微粒的制造方法的特征為,使用使鎳化合物溶解于溶劑的鎳化合物流體、和使還原劑溶解于溶劑的還原劑流體中的至少2種被處理流動體。在鎳化合物流體中含有硫酸根離子,在鎳化合物流體和還原劑流體中的至少任一方中含有多元醇。將上述的被處理流動體在對向配設(shè)的可接近·分離的至少一方相對于另一方相對旋轉(zhuǎn)的至少2個處理用面1、2之間形成的薄膜流體中進(jìn)行混合,使鎳微粒析出。此時,通過控制導(dǎo)入處理用面1、2之間的鎳化合物流體的pH值和鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比,控制鎳微粒的微晶直徑(d)相對于粒徑(D)的比率(d/D)。
【專利說明】鎳微粒的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請發(fā)明涉及鎳微粒的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鎳微粒是層疊陶瓷電容器、基板中的傳導(dǎo)性材料、電極材料等廣泛使用的材料,根 據(jù)目的使用控制了粒徑及粒度分布的材料。另外,鎳微粒的物性根據(jù)其微晶直徑也發(fā)生變 化,例如,即使是具有相同粒徑的鎳微粒,在微晶小的情況下可降低燒成溫度,在微晶大的 情況下可減小熱處理后的收縮。因而,需要控制鎳微粒的微晶直徑、特別是控制鎳微粒的微 晶直徑相對于粒徑的比率的技術(shù)。
[0003]-般而言所謂微晶,是指被看作單晶的最大的集合,其微晶的大小稱為微晶直徑。 在微晶直徑的測定方法中有使用電子顯微鏡來確認(rèn)微晶的格子條紋的方法、和使用X射線 衍射裝置由衍射圖案和Scherrer的式來算出微晶直徑的方法。
[0004]微晶直徑D=K* 入/(|3 ?cos0 )…Scherrer的式
[0005] 其中,K是Scherrer常數(shù),K= 0.9。入是使用的X射線管球的波長,0是半值寬 度,Q是使用衍射角而算出。
[0006]作為鎳微粒的制造方法,主要大致區(qū)分為氣相法和液相法。
[0007]在專利文獻(xiàn)1中,對如下的鎳粉進(jìn)行了記載:具有通過激光衍射散射式粒度分布 測定得到的平均粒徑(D50值)的1. 5倍以上的粒徑的粒子個數(shù)為總粒子個數(shù)的20%以下、 具有該平均粒徑(D50值)的0.5倍以下的粒徑的粒子個數(shù)為總粒子個數(shù)的5%以下、且鎳 粒子內(nèi)的平均微晶直徑為400A以上。記載有:就該該鎳粉而言,將用濕式法或干式法而 制造了的鎳粉和堿土金屬化合物的微粉末混合后、或者在鎳粉的各粒子表面被覆了堿土金 屬化合物后、在惰性氣體或微還原性氣體氣氛中、在不到堿土金屬化合物的熔融溫度的溫 度下進(jìn)行熱處理而得到的,通過SEM觀察得到的平均粒徑優(yōu)選為0. 05?1ym。
[0008]在專利文獻(xiàn)2中,對如下的鎳微粉進(jìn)行了記載:通過利用熱等離子體使鎳蒸發(fā)、 使其冷凝而進(jìn)行微粉化而得到的鎳微粉、從掃描型電子顯微鏡觀察求出的個數(shù)平均粒徑為 0. 05?0. 2iim、硫含量為0. 1?0. 5質(zhì)量%、且0. 6iim以上的粗大粒子在鎳微粉中所含的 比例以個數(shù)基準(zhǔn)計為50ppm以下。另外,該鎳微粉優(yōu)選通過X射線衍射分析而求出的微晶 直徑,相對于上述個數(shù)平均粒徑為66%以上。
[0009]在專利文獻(xiàn)3中,對如下的鎳納米粒子進(jìn)行了記載:在多元醇溶劑內(nèi)添加還原劑、 分散劑及鎳鹽而制造混合溶液、攪拌該混合溶液而升溫后,調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度及時間而通過還 原反應(yīng)所得到。另外,記載有:得到粒度是均勻的、分散性優(yōu)異的鎳微粒。
[0010] 另外,在專利文獻(xiàn)4中,記載有:在可接近?分離地相互對向配設(shè)、至少一方相對 于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面之間的薄膜流體中、將金屬化合物還原的金屬微粒的制造方 法。根據(jù)專利文獻(xiàn)4的制造方法,可得到與通過通常的反應(yīng)方法而進(jìn)行的金屬微粒相比平 均粒徑比小、單分散的金屬膠體溶液。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1:特開2007-197836號公報
[0014] 專利文獻(xiàn)2:特開2011-195888號公報
[0015] 專利文獻(xiàn)3:特開2009-24254號公報
[0016] 專利文獻(xiàn)4:國際公開第W02009/008390號小冊子


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明要解決的課題
[0018] 一般而言,用氣相法而得到的鎳微粒的粒度分布廣,不僅難以使鎳微粒的粒徑、微 晶直徑均勻,而且制造中的能源成本也升高。此外,為了得到如專利文獻(xiàn)1所述的那樣的粒 度分布窄、微晶直徑大的鎳微粒,或者得到如專利文獻(xiàn)2所述的那樣的全體中的粗大粒子 的比例少、微晶直徑相對于平均粒徑的比率大的鎳微粒,制造工序變得復(fù)雜,制造時的能量 增大。此外,也存在雜質(zhì)混入的問題。
[0019]另外,就液相法而言,與氣相法相比,容易控制鎳微粒的粒徑,制造成本也容易下 降,但微晶直徑的控制難。在專利文獻(xiàn)3、4中,具有對于含有鎳微粒的金屬微粒的粒徑的記 載,但沒有對于微晶直徑的記載。因此,對于使用了液相法的、控制了鎳微粒的微晶直徑相 對于粒徑的比率的鎳微粒的制造方法,至今都沒有公開。
[0020] 本申請發(fā)明是鑒于這種情況而完成的,其目的在于提供控制了鎳微粒的微晶直徑 相對于粒徑的比率的鎳微粒的制造方法。
[0021] 用于解決課題的手段
[0022] 為了解決上述的課題,本申請發(fā)明提供以下的鎳微粒的制造方法:該方法的特征 為,使用至少2種被處理流動體,其中至少1種被處理流動體是使鎳化合物溶解于溶劑的鎳 化合物流體,在上述鎳化合物流體中含有硫酸根離子,在上述以外的被處理流動體中至少1 種被處理流動體是使還原劑溶解于溶劑的還原劑流體,在上述鎳化合物流體和上述還原劑 流體中的至少任一方的被處理流動體中含有多元醇,將上述的被處理流動體在對向配設(shè)了 的、可接近?分離的、至少一方相對于另一方相對進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的至少2個處理用面之間形成的 薄膜流體中進(jìn)行混合,使鎳微粒析出,通過控制導(dǎo)入上述至少2個處理用面間的上述鎳化 合物流體的pH和上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比,控制上述鎳微粒 的微晶直徑(d)相對于上述鎳微粒的粒徑(D)的比率(d/D)。
[0023] 另外,本申請發(fā)明可如下來實施:維持導(dǎo)入上述至少2個處理用面間的上述鎳化 合物流體的室溫條件下的pH在酸性條件下成為一定的條件,同時控制為通過提高上述鎳 化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比來增大上述的比率(d/D),維持導(dǎo)入上述至 少2個處理用面間的上述鎳化合物流體的室溫條件下的pH在酸性條件下成為一定的條件, 同時控制為通過降低上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比來減小上述的 比率(d/D)。
[0024] 另外,本申請發(fā)明可如下來實施:通過作為上述鎳化合物流體使用下述的流體而 得到上述的比率(d/D)為0.30以上的鎳微粒。作為上述鎳化合物流體,上述鎳化合物流體 的室溫條件下的pH值示出4. 1以下,且上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾 比超過1. 0。
[0025] 另外,本申請發(fā)明可如下來實施:作為上述鎳化合物流體使用下述的流體而得到 上述微晶直徑(d)為30nm以上的鎳微粒。作為上述鎳化合物流體,上述鎳化合物流體的室 溫條件下的pH值示出4. 1以下,且上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比超 過 1. 0。
[0026] 另外,本申請發(fā)明可如下來實施:通過使用下述的流體作為上述鎳化合物流體,來 得到上述微晶直徑(d)為30nm以上的鎳微粒。作為上述鎳化合物流體,上述鎳化合物流體 的室溫條件下的pH超過4. 1并且示出4. 4以下,且上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對 于鎳的摩爾比超過1. 1。
[0027] 另外,本申請發(fā)明可如下來實施:通過使用下述的流體作為上述鎳化合物流體,得 到上述的比率(d/D)為0.30以上的鎳微粒。作為上述鎳化合物流體,上述鎳化合物流體的 室溫條件下的pH超過4. 1并且示出4. 4以下,且上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于 鎳的摩爾比超過1. 2。
[0028] 另外,本申請發(fā)明可如下來實施:上述多元醇是選自乙二醇、丙二醇、三亞甲基二 醇、四甘醇、聚乙二醇、二甘醇、甘油、聚丙二醇中的至少任一種的鎳微粒。
[0029] 另外,本申請發(fā)明提供以下的鎳微粒的制造方法:該制造方法的特征為,使用至少 2種被處理流動體,其中至少1種被處理流動體是使鎳化合物溶解于溶劑的鎳化合物流體, 在上述鎳化合物流體中含有硫酸根離子,在上述以外的被處理流動體中至少1種被處理 流動體是使還原劑溶解于溶劑的還原劑流體,在上述鎳化合物流體和上述還原劑流體中的 至少任一方的被處理流動體中含有多元醇,將上述的被處理流動體在對向配設(shè)了的、可接 近?分離的、至少一方相對于另一方相對進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的至少2個處理用面之間形成的薄膜流 體中進(jìn)行混合,使鎳微粒析出,通過控制導(dǎo)入上述至少2個處理用面間的上述鎳化合物流 體和上述還原劑流體中的至少任一方的被處理流動體中的多元醇的濃度和上述鎳化合物 流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比,控制上述鎳微粒的微晶直徑(d)相對于上述鎳微 粒的粒徑⑶的比率(d/D)。
[0030] 另外,本申請發(fā)明可如下來實施:上述鎳化合物流體含有上述多元醇,上述多元醇 為乙二醇和聚乙二醇,上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比為1. 24時,控 制為通過提高上述鎳化合物流體中的上述多元醇的濃度來增大上述的比率(d/D),在上述 鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比為1. 〇〇時,控制為通過提高上述鎳化合 物流體中的上述多元醇的濃度來減小上述的比率(d/D)。
[0031]另外,本申請發(fā)明可如下來實施:上述鎳化合物是硫酸鎳的水合物。
[0032] 另外,本申請發(fā)明可如下來實施:作為上述至少2個處理用面,具備第1處理用面 和第2處理用面,在第1處理用面和第2處理用面之間導(dǎo)入上述被處理流動體,通過該被處 理流動體的壓力,發(fā)生在從第1處理用面使第2處理用面分離的方向移動的力,通過該力, 將從第1處理用面起與第2處理用面之間保持為微小的間隔,在保持為該微小間隔的第1 處理用面和第2處理用面之間通過的上述被處理流動體形成上述薄膜流體。
[0033] 另外,本申請發(fā)明可如下來實施:上述鎳化合物流體一邊形成上述薄膜流體一邊 通過上述至少2個處理用面間,具備與上述鎳化合物流體流過的流路獨立的另外的導(dǎo)入 路,在上述至少2個處理用面中的至少任一方,具備至少一個與上述另外的導(dǎo)入路相通的 開口部,將上述還原劑流體從上述開口部導(dǎo)入上述至少2個處理用面間,使上述鎳化合物 流體和上述還原劑流體在上述薄膜流體中進(jìn)行混合。
[0034] 如果示出上述本發(fā)明的實施方式的一個例子,可以作為以下的微粒的制造方法來 實施:具備對被處理流動體賦予壓力的流體壓力賦予機(jī)構(gòu)、具備上述至少2個處理用面中 第1處理用面的第1處理用部和具備上述至少2個處理用面中第2處理用面的第2處理用 部,具備使這些處理用部相對進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu),上述的各處理用面構(gòu)成上述被賦 予了壓力的被處理流動體流過的、被密封了的流路的一部分,上述第1處理用部和第2處理 用部中,至少第2處理用部具備受壓面,并且該受壓面的至少一部分由上述第2處理用面構(gòu) 成,該受壓面承受上述的流體壓力賦予機(jī)構(gòu)對被處理流動體賦予的壓力而產(chǎn)生在使第2處 理用面向從第1處理用面分離的方向上移動的力,在對向配設(shè)了的、可以接近?分離的、至 少一方相對于另一方相對進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的第1處理用面和第2處理用面之間上述的被賦予了壓 力的被處理流動體通過,由此上述被處理流動體形成上述薄膜流體,在該薄膜流體中使鎳 微粒析出得到被處理了的原料物質(zhì)的微粒。
[0035] 發(fā)明的效果
[0036] 本申請發(fā)明,可進(jìn)行在以往的利用液相法的制造方法中困難的、鎳微粒的微晶直 徑相對于粒徑的比率的控制,可連續(xù)制造控制了微晶直徑相對于粒徑的比率的鎳微粒。
[0037]另外,本申請發(fā)明,由于通過控制鎳化合物流體中的pH和鎳化合物流體中的硫酸 根離子相對于鎳的摩爾比這樣的簡單的處理條件的變更而可控制鎳微粒的微晶直徑相對 于粒徑的比率,所以可分別制作比以往更低成本、低能量且對應(yīng)于目標(biāo)鎳微粒,可便宜且穩(wěn) 定地提供鎳微粒。
[0038] 進(jìn)而,本申請發(fā)明可對所期望的粒徑的鎳微粒賦予目標(biāo)物性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039] 圖1是本申請發(fā)明的實施方式涉及的流體處理裝置的概要剖面圖。
[0040] 圖2(A)是圖1中所示的流體處理裝置的第1處理用面的概要俯視圖,(B)是同裝 置的處理用面的主要部分放大圖。
[0041] 圖3(A)是同裝置的第2導(dǎo)入部的剖面圖,(B)是用于對同第2導(dǎo)入部進(jìn)行說明的 處理用面的主要部分放大圖。

【具體實施方式】
[0042] 以下,基于附圖舉出本申請發(fā)明的實施方式的一個例子來進(jìn)行說明。
[0043] 本申請發(fā)明涉及的鎳化合物流體,是使鎳化合物溶解或分子分散于溶劑的流體, 在鎳化合物流體中含有硫酸根離子。
[0044] 本申請發(fā)明涉及的還原劑流體,是使還原劑溶解或分子分散(以下,簡稱為溶解) 于溶劑的流體。
[0045] 另外,在鎳化合物流體和還原劑流體中的至少任一方的流體中含有多元醇。
[0046] 鎳化合物可使用硫酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳、堿性碳酸鎳、它們的水合物等的種種鎳 化合物,特別是,優(yōu)選使用后述的也成為硫酸根離子的供給源的硫酸鎳。這些鎳化合物既可 以單獨使用,也可以并用2種以上。
[0047] 還原劑沒有特別限定,可使用肼、肼一水合物、硫酸肼、甲醛次硫酸鈉、硼氫化金屬 鹽、氫化鋁金屬鹽、三乙基硼氫化金屬鹽、葡萄糖、檸檬酸、抗壞血酸、丹寧酸、二甲基甲酰 胺、四丁基硼氫化銨、次磷酸鈉(NaH2P02)等。這些還原劑既可以單獨使用,也可以并用2種 以上。
[0048] 另外,在使用肼、肼一水合物等在還原作用中需要一定的pH區(qū)域的確保的還原劑 的情況下,也可以與還原劑一同并用pH調(diào)節(jié)物質(zhì)。作為pH調(diào)節(jié)物質(zhì)的一個例子,可舉出鹽 酸、硫酸、硝酸、王水、三氯乙酸、三氟乙酸、磷酸、檸檬酸、抗壞血酸等的無機(jī)或有機(jī)酸那樣 的酸性物質(zhì)、或者氫氧化鈉、氫氧化鉀等的氫氧化堿、三乙胺、二甲基氨基乙醇等的胺類等 的堿性物質(zhì)、上述的酸性物質(zhì)、堿性物質(zhì)的鹽等。pH調(diào)節(jié)物質(zhì)既可以單獨使用,也可以并用 2種以上。
[0049] 溶劑,沒有特別限定,可以舉出離子交換水、R0水、純水、超純水等的水;甲醇、乙 醇那樣的醇系有機(jī)溶劑;乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、四甘醇或者聚乙二醇、甘油等的多 元醇(多元的醇)系有機(jī)溶劑;丙酮、甲乙酮那樣的酮系有機(jī)溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯那 樣的酯系有機(jī)溶劑;二甲醚、二丁醚等的醚系有機(jī)溶劑;苯、甲苯、二甲苯等的芳香族系有 機(jī)溶劑;己烷、戊烷等的脂肪族烴系有機(jī)溶劑等。另外,在將醇系有機(jī)溶劑、多元醇(多元 醇)系有機(jī)溶劑作為溶劑使用的情況下,具有溶劑本身還作為還原劑起作用的優(yōu)點。在制 作鎳微粒的情況下是有效的。這些溶劑可單獨使用也可并用2種以上。
[0050] 在本申請發(fā)明中,在鎳化合物流體和還原劑流體中的至少任一方的流體中含有多 元醇。多元醇是2元以上的醇,可舉出乙二醇、丙二醇、三亞甲基二醇、四甘醇、或者二甘醇、 甘油、聚乙二醇、聚丙二醇等。這些多元醇既可以單獨使用,也可以并用2種以上。
[0051] 在本申請發(fā)明中,使用并用上述的還原劑和多元醇而將鎳離子還原的多元醇還原 法來得到鎳微粒。
[0052] 在本申請發(fā)明中,在鎳化合物流體中含有硫酸根離子。作為硫酸根離子的供給源, 除硫酸以外,還可使用硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銨等的硫酸鹽或者它們的水合物、有機(jī)溶劑合 物。上述硫酸肼也是還原劑,也作為硫酸根離子的供給源而起作用。以下,將除硫酸鎳以外 的硫酸根離子的供給源稱為硫酸化合物。
[0053] 在本申請發(fā)明中,在鎳化合物流體中含有硫酸根離子,使其濃度變化,由此可使鎳 化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比變化。另外,可同時使鎳化合物流體的pH值 變化,但對于鎳化合物流體的pH,也可使用上述的pH調(diào)節(jié)物質(zhì)來另外進(jìn)行調(diào)節(jié)。而且,在用 如后所述的方法將鎳化合物流體和還原劑流體混合時,通過控制鎳化合物流體的pH和鎳 化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比,可控制得到的鎳微粒的微晶直徑(d)相對 于粒徑(D)的比率(d/D)。本申請的 申請人:認(rèn)為:硫酸根離子具有控制鎳微粒的粒子的生 長而助長微晶的生長的作用,其結(jié)果,通過控制鎳化合物流體的pH和鎳化合物流體中的硫 酸根離子相對于鎳的摩爾比,可控制得到的鎳微粒的微晶直徑(d)相對于粒徑(D)的比率 (d/D)。在此,鎳化合物流體中的鎳,不管鎳離子、鎳的絡(luò)離子等的狀態(tài)如何,都指的是鎳化 合物流體中所含的全部的鎳。
[0054] 就鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比而言,為了良好地控制鎳微粒 的微晶直徑相對于粒徑的比率,優(yōu)選超過1. 〇〇。在這方面中,使用等量地含有鎳離子和硫酸 根離子的硫酸鎳或其水合物作為鎳化合物是優(yōu)選的。當(dāng)為通過溶解鎳化合物時所使用的溶 劑來提高鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比而過多地添加硫酸化合物時,鎳 化合物流體中的鎳離子和硫酸根離子發(fā)生作用,例如,產(chǎn)生硫酸鎳等的析出物。鎳化合物流 體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比和溶劑對于鎳化合物以及硫酸化合物的溶解度之間 的平衡是重要的。
[0055] 如上所述,在本發(fā)明中,在用如后所述的方法將鎳化合物流體和還原劑流體混合 時,通過控制鎳化合物流體的pH和鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比,可控 制得到的鎳微粒的微晶直徑相對于粒徑的比率。通過使鎳化合物流體中的硫酸根離子的濃 度、例如、鎳化合物流體中的作為鎳化合物的硫酸鎳的濃度、硫酸化合物的濃度變化,可使 鎳化合物流體的pH值變化,除此以外,對于鎳化合物流體的pH,也可通過上述的pH值調(diào)節(jié) 物質(zhì)而另外調(diào)節(jié)。當(dāng)使鎳化合物流體中的硫酸根離子的濃度變化時,不僅鎳化合物流體中 的硫酸根離子的濃度、而且pH也可變化。
[0056] 在本發(fā)明中,鎳化合物流體的室溫條件下的pH為酸性,為了良好地控制鎳微粒的 微晶直徑相對于粒徑的比率,鎳化合物流體的室溫條件下的pH值優(yōu)選為4. 4以下,更優(yōu)選 為4.1以下。予以說明,就進(jìn)行該控制的流體的制備、混合等的操作而言,也可以在室溫下 進(jìn)行,即使是在室溫以外的環(huán)境中的操作,只要滿足室溫條件下的pH成為上述的pH的條件 即可。
[0057] 在本發(fā)明中,還原劑流體的pH沒有特別限定??筛鶕?jù)還原劑的種類、濃度等而適 當(dāng)選擇。
[0058] 另外,在還原劑流體內(nèi)也可以添加上述硫酸化合物。
[0059]另外,在用如后所述的方法將鎳化合物流體和還原劑流體混合時,控制為維持使 鎳化合物流體的室溫條件下的pH在酸性條件下成為一定的條件、同時通過提高鎳化合物 流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比來增大得到的鎳微粒的微晶直徑(d)相對于粒徑 (D)的比率(d/D),優(yōu)選控制為維持使鎳化合物流體的室溫條件下的pH在酸性條件下成為 一定的條件、同時通過降低鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比來減小上述的 比率(d/D)。予以說明,就進(jìn)行該控制的流體的制備、混合等的操作,可以在室溫下進(jìn)行,即 使是在室溫以外的環(huán)境下的操作,只要滿足使鎳化合物流體的室溫條件下的pH在酸性條 件下成為一定的條件即可。
[0060] 另外,在用如后所述的方法將鎳化合物流體和還原劑流體混合時,作為鎳化合物 流體,優(yōu)選使用鎳化合物流體的室溫條件下的pH示出4. 1以下、且鎳化合物流體中的硫酸 根離子相對于鎳的摩爾比超過1. 〇的鎳化合物流體。在得到比率(d/D)為0. 30以上、優(yōu)選 為0? 35以上、更優(yōu)選為0? 40以上、微晶直徑(d)為30nm以上、優(yōu)選為35nm以上、更優(yōu)選為 40nm以上的鎳微粒方面,是優(yōu)選的。
[0061] 進(jìn)而,在用如后所述的方法將鎳化合物流體和還原劑流體混合時,在得到微晶直 徑(d)為30nm以上的鎳微粒方面,作為鎳化合物流體,優(yōu)選使用鎳化合物流體的pH值超過 4. 1并示出4. 4以下、且鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比超過1. 1的鎳化合 物流體,在得到比率(d/D)為0. 30以上的鎳微粒方面,作為鎳化合物流體,優(yōu)選使用鎳化合 物流體的pH值超過4. 1并示出4. 4以下、且鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾 比超過1. 2的鎳化合物流體。予以說明,就進(jìn)行該控制的流體的制備、混合等的操作而言, 可以在室溫下進(jìn)行,即使是在室溫以外的環(huán)境下的操作,只要滿足室溫條件下的pH成為上 述的pH的條件即可。
[0062]就比率(d/D)為0. 30以上的鎳微粒、微晶直徑為30nm以上的鎳微粒而言,因為可 抑制熱處理后的收縮,所以特別適于陶瓷電容器用途。
[0063](分散劑等)
[0064]在本申請發(fā)明中,可以根據(jù)目的、需要而使用各種分散劑、表面活性劑。雖然沒有 特別限定,但作為表面活性劑及分散劑,可使用一般使用的各種各樣的市售品、產(chǎn)品或新合 成的等。雖然沒有特別限定,但可舉出陰離子性表面活性劑、陽離子性表面活性劑、非離子 性表面活性劑、各種聚合物等的分散劑等。它們既可以單獨使用,也可以并用2種以上。另 夕卜,在將聚乙二醇、聚丙二醇等作為多元醇來使用的情況下,多元醇也作為分散劑而起作 用。
[0065]在用如后所述的方法將鎳化合物流體和還原劑流體混合時,通過控制鎳化合物流 體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比、和鎳化合物流體和還原劑流體中的至少任一方中所 含、也作為分散劑而起作用的多元醇的濃度,也可控制得到的鎳微粒的微晶直徑(d)相對 于粒徑⑶的比率(d/D)。
[0066] 此時,就也作為分散劑而起作用的多元醇而言,優(yōu)選在鎳化合物流體中含有,在鎳 化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比為1. 24時,控制為通過提高鎳化合物流體 中的也作為分散劑而起作用的多元醇的濃度來提高上述的比率(d/D),在鎳化合物流體中 的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比為1. 〇〇時,優(yōu)選控制為通過提高鎳化合物流體中的也作 為分散劑而起作用的多元醇的濃度來減小上述的比率(d/D)。
[0067]在鎳化合物流體、還原劑流體中,也可以如分散液、漿料等的那樣含有固體、結(jié)晶 的狀態(tài)的物質(zhì)。
[0068] 在本發(fā)明中,優(yōu)選使用將鎳化合物流體和還原劑流體在對向配設(shè)了的、可接近?分 離的、至少一方相對于另一方相對進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的至少2個處理用面之間的薄膜流體中進(jìn)行混 合的方法來進(jìn)行,例如,優(yōu)選使用與專利文獻(xiàn)4所示的裝置同樣的原理的裝置而進(jìn)行混合 來使鎳微粒析出。
[0069]以下使用附圖對上述流體處理裝置的實施方式進(jìn)行說明。
[0070] 圖1?圖3中所示的流體處理裝置,為如下的裝置:在可接近?分離的至少一方 相對于另一方相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用部中的處理用面之間處理被處理物,且將被處理流 動體中的作為第1被處理流動體的第1流體導(dǎo)入處理用面間,從與導(dǎo)入了上述第1流體的 流路獨立、具備與處理用面間相通的開口部的其它的流路將被處理流動體中的作為第2被 處理流動體的第2流體導(dǎo)入處理用面間,在處理用面間將上述第1流體和第2流體進(jìn)行混 合?攪拌來進(jìn)行處理。需要說明的是,在圖1中,U表示上方,S表示下方,在本發(fā)明中,上下 前后左右僅限于表示相對的位置關(guān)系,并不限定絕對的位置。在圖2(A)、圖3(B)中,R表示 旋轉(zhuǎn)方向。在圖3(B)中C表示離心力方向(半徑方向)。
[0071]該裝置為如下裝置:作為被處理流動體使用至少2種流體,對于其中至少1種流體 含有至少1種被處理物,具備可接近?分離地相互對向配設(shè)的至少一方相對于另一方進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)的處理用面,在這些處理用面之間使上述的各流體進(jìn)行合流而形成薄膜流體,在該薄 膜流體中處理上述的被處理物。該裝置,如上所述,可以處理多種被處理流動體,但也可以 處理單一的被處理流動體。
[0072]該流體處理裝置具備對向的第1及第2的2個處理用部10、20,至少一方的處理用 部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。兩處理用部10、20的對向的面分別成為處理用面。第1處理用部10具備第 1處理用面1,第2處理用部20具備第2處理用面2。
[0073] 兩處理用面1、2與被處理流動體的流路連接,構(gòu)成被處理流動體的流路的一部 分。該兩處理用面1、2間的間隔可以適宜變更而實施,通常調(diào)整為1mm以下,例如0. 1ym? 50iim左右的微小間隔。由此,通過該兩處理用面1、2間的被處理流動體,成為由兩處理用 面1、2所強(qiáng)制的強(qiáng)制薄膜流體。
[0074] 在使用該裝置處理多個被處理流動體的情況下,該裝置與第1被處理流動體的流 路連接,形成該第1被處理流動體的流路的一部分,同時,形成與第1被處理流動體不同的 第2被處理流動體的流路的一部分。而且,該裝置進(jìn)行如下流體的處理:使兩流路合流,在 處理用面1、2間,混合兩被處理流動體,使其反應(yīng)等。需要說明的是,在此,"處理"并不限于 被處理物反應(yīng)的方式,也包含不伴隨反應(yīng)而僅進(jìn)行混合?分散的方式。
[0075] 具體地進(jìn)行說明時,具備:保持上述第1處理用部10的第1托架11、保持第2處 理用部20的第2托架21、接面壓力賦予機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第1導(dǎo)入部dl、第2導(dǎo)入部d2 和流體壓力賦予機(jī)構(gòu)P。
[0076] 如圖2(A)所示,在該實施方式中,第1處理用部10為環(huán)狀體,更詳細(xì)而言,其為圈 狀的圓盤。另外,第2處理用部20也為環(huán)狀的圈狀的圓盤。第1、第2處理用部10、20的材 質(zhì)除金屬之外,可以采用對陶瓷或燒結(jié)金屬、耐磨耗鋼、藍(lán)寶石、其它金屬實施有固化處理 的材料或?qū)⒂操|(zhì)材料實施有加襯或涂覆、鍍敷等的材料。在該實施方式中,兩處理用部10、 20,相互對向的第1、第2處理用面1、2的至少一部分被行鏡面研磨。
[0077] 該鏡面研磨的面粗糙度沒有特別限定,優(yōu)選設(shè)為RaO. 01?1.0ym,更優(yōu)選為RaO. 03 ?0. 3um。
[0078] 至少一方的托架可以用電動機(jī)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(無圖示)相對于另一方的托架相 對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。圖1的50表示旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸,在該例中,該旋轉(zhuǎn)軸50上所安裝的 第1托架11進(jìn)行旋轉(zhuǎn),該第1托架11上所支承的第1處理用部10相對于第2處理用部20 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然,可以使第2處理用部20旋轉(zhuǎn),也可以使兩者旋轉(zhuǎn)。另外,在該例中,將第 1、第2托架11、21,使第1、第2處理用部10、20相對于該第1、第2托架11、21旋轉(zhuǎn)也是可 以的。
[0079] 所謂第1處理用部10和第2處理用部20,至少任一方可與至少任意另一方接 近?分離,兩處理用面1、2可接近?分離。
[0080] 在該實施方式中,第2處理用部20相對于第1處理用部10接近?分離,在設(shè)置于 第2托架21的收容部41中可以可出沒地收容第2處理用部20。但是,相反地,可以第1處 理用部10可相對于第2處理用部20接近?分離,也可以兩處理用部10、20相互接近?分 離。
[0081] 該收容部41為第2處理用部20的主要收容與處理用面2側(cè)相反側(cè)的部位的凹部, 從平面看,其為呈現(xiàn)圓的即形成為環(huán)狀的槽。該收容部41具有可以可使第2處理用部20 旋轉(zhuǎn)的充分的間隙,收容第2處理用部20。需要說明的是,第2處理用部20以在軸方向可 以僅進(jìn)行平行移動的方式配置,通過增大上述間隙,第2處理用部20也可以以消除與上述 收容部41的軸方向平行的關(guān)系的方式使處理用部20的中心線相對于收容部41傾斜而位 移,進(jìn)而,可以以第2處理用部20的中心線和收容部41的中心線在半徑方向偏離的方式進(jìn) 行位移。
[0082]這樣,優(yōu)選通過3維且可以位移地保持的浮動機(jī)構(gòu)來保持第2處理用部20。
[0083]上述的被處理流動體,在通過由各種泵、位置能量等構(gòu)成的流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p賦予壓力的狀態(tài)下,從成為流體流動的流路的第1導(dǎo)入部dl和第2導(dǎo)入部d2導(dǎo)入兩處理 用面1、2間。在該實施方式中,第1導(dǎo)入部dl為設(shè)置在環(huán)狀的第2托架21的中央的流體 的通路,其一端從環(huán)狀的兩處理用部10、20的內(nèi)側(cè)被導(dǎo)入兩處理用面1、2間。第2導(dǎo)入部 d2向處理用面1、2供給第1被處理流動體和進(jìn)行反應(yīng)的第2被處理流動體。在該實施方 式中,第2導(dǎo)入部d2為設(shè)置于第2處理用部20的內(nèi)部的流體的通路,其一端在第2處理用 面2上開口。通過流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p所加壓的第1被處理流動體從第1導(dǎo)入部dl被導(dǎo) 入兩處理用部10、20的內(nèi)側(cè)的空間,通過第1處理用面1和第2處理用面2之間,在兩處理 用部10、20的外側(cè)穿過。在這些處理用面1、2間,從第2導(dǎo)入部d2供給通過流體壓力賦予 機(jī)構(gòu)P所加壓的第2被處理流動體,與第1被處理流動體合流,進(jìn)行混合、攪拌、乳化、分散、 反應(yīng)、晶出、晶析、析出等的各種流體處理,從兩處理用面1、2排出至兩處理用部10、20的外 偵k需要說明的是,也可以通過減壓泵使兩處理用部10、20的外側(cè)的環(huán)境為負(fù)壓。
[0084] 上述的接面壓力賦予機(jī)構(gòu)將作用于使第1處理用面1和第2處理用面2接近的方 向的力賦予處理用部。在該實施方式中,接面壓力賦予機(jī)構(gòu)設(shè)置在第2托架21上,將第2 處理用部20向第1處理用部10賦能。
[0085] 上述的接面壓力賦予機(jī)構(gòu),為用于產(chǎn)生第1處理用部10的第1處理用面1和第2 處理用部20的第2處理用面2壓在進(jìn)行接近的方向的擠壓力(以下稱為接面壓力)的機(jī) 構(gòu)。通過該接面壓力與流體壓力等的使兩處理用面1、2間分離的力的均衡,產(chǎn)生具有nm單 位至ym單位的微小的膜厚的薄膜流體。換言之,通過上述力的均衡,將兩處理用面1、2間 的間隔保持在規(guī)定的微小間隔。
[0086] 在圖1中所示的實施方式中,接面壓力賦予機(jī)構(gòu)配位于上述收容部41和第2處理 用部20之間。具體而言,由向?qū)⒌?處理用部20靠近于第1處理用部10的方向賦能的彈 簧43和導(dǎo)入空氣、油等賦能用流體的賦能用流體的導(dǎo)入部44構(gòu)成,通過彈簧43和上述賦 能用流體的流體壓力賦予上述接面壓力。該彈簧43和上述賦能用流體的流體壓力賦予任 一方即可,可以為磁力或重力等其它的力。抵抗該接面壓力賦予機(jī)構(gòu)的賦能,由于通過流體 壓力賦予機(jī)構(gòu)P所加壓的被處理流動體的壓力、粘性等產(chǎn)生的分離力,第2處理用部20遠(yuǎn) 離第1處理用部10,在兩處理用面間打開微小的間隔。這樣,利用該接面壓力和分離力的平 衡,以Um單位的精度設(shè)定第1處理用面1和第2處理用面2,進(jìn)行兩處理用面1、2間的微 小間隔的設(shè)定。作為上述分離力,可以舉出被處理流動體的流體壓或粘性和處理用部的旋 轉(zhuǎn)形成的離心力、對賦能用流體導(dǎo)入部44施加負(fù)壓時的該負(fù)壓、將彈簧43制成抗張彈簧時 的彈簧的力等。該接面壓力賦予機(jī)構(gòu)不是第2處理用部20,可以設(shè)置于第1處理用部10, 也可以設(shè)置于兩者。
[0087] 對上述分離力具體進(jìn)行說明時,第2處理用部20與上述第2處理用面2 -起具備 位于第2處理用面2的內(nèi)側(cè)(即,被處理流動體向第1處理用面1和第2處理用面2之間 的進(jìn)入口側(cè))而與該第2處理用面2鄰接的分離用調(diào)整面23。在該例中,分離用調(diào)整面23 作為傾斜面被實施,但也可以為水平面。被處理流動體的壓力作用于分離用調(diào)整面23,產(chǎn)生 使第2處理用部20從第1處理用部10分離的方向的力。因此,用于產(chǎn)生分離力的受壓面 成為第2處理用面2和分離用調(diào)整面23。
[0088] 進(jìn)而,在該圖1的例中,在第2處理用部20中形成有近接用調(diào)整面24。該近接用 調(diào)整面24,為與分離用調(diào)整面23在軸方向上相反側(cè)的面(在圖1中為上方的面),被處理 流動體的壓力發(fā)生作用,產(chǎn)生使第2處理用部20向第1處理用部10接近的方向的力。
[0089] 需要說明的是,作用于第2處理用面2及分離用調(diào)整面23的被處理流動體的壓 力、即流體壓,可理解為構(gòu)成機(jī)械密封中的開啟力的力。投影于與處理用面1、2的接近?分 離的方向、即第2處理用部20的出沒方向(在圖1中為軸方向)正交的假想平面上的近接 用調(diào)整面24的投影面積A1和投影于該假想平面上的第2處理用部20的第2處理用面2 及分離用調(diào)整面23的投影面積的合計面積A2的面積比A1/A2被稱為平衡比K,上述開啟力 的調(diào)整上是重要的。對該開啟力而言,可以通過變更上述平衡線、即近接用調(diào)整面24的面 積A1,通過被處理流動體的壓力、即流體壓進(jìn)行調(diào)整。
[0090] 滑動面的實面壓P、即接面壓力中的流體壓產(chǎn)生的壓力用下式進(jìn)行計算。
[0091] P= P1X(K-k)+Ps
[0092] 在此,P1表示被處理流動體的壓力即流體壓,K表示上述的平衡比,k表示開啟力 系數(shù),Ps表示彈簧及背壓力。
[0093] 通過利用該平衡線的調(diào)整調(diào)整滑動面的實面壓P而使處理用面1、2間為所期望的 微小間隙量,形成被處理流動體產(chǎn)生的流動體膜,將產(chǎn)物等被處理了的被處理物制成微細(xì), 另外,進(jìn)行均勻的反應(yīng)處理。
[0094] 需要說明的是,省略圖示,也可以將近接用調(diào)整面24形成具有比分離用調(diào)整面23 還大的面積的面進(jìn)行實施。
[0095] 被處理流動體成為通過保持上述的微小的間隙的兩處理用面1、2而被強(qiáng)制了的 薄膜流體,要移動至環(huán)狀的兩處理用面1、2的外側(cè)。但是,由于第1處理用部10旋轉(zhuǎn),因此, 所混合的被處理流動體不會從環(huán)狀的兩處理用面1、2的內(nèi)側(cè)向外側(cè)直線地移動,向環(huán)狀的 半徑方向的移動向量和向周方向的移動向量的合成向量作用于被處理流動體,從內(nèi)側(cè)向外 側(cè)大致漩渦狀地移動。
[0096] 需要說明的是,旋轉(zhuǎn)軸50并不限定于垂直配置的旋轉(zhuǎn)軸,可以為在水平方向配位 的旋轉(zhuǎn)軸,也可以為傾斜配位的旋轉(zhuǎn)軸。這是因為被處理流動體以兩處理用面1、2間的微 細(xì)的間隔進(jìn)行處理,實質(zhì)上可以排除重力的影響。另外,該接面壓力賦予機(jī)構(gòu)通過與可位移 地保持上述第2處理用部20的浮動機(jī)構(gòu)并用,也作為微振動、旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)的緩沖機(jī)構(gòu)起作用。 [0097] 在流體的運動中,將表示慣性力和粘性力之比的無因次數(shù)叫做雷諾數(shù),用下式來 表不。
[0098] 雷諾數(shù)Re =慣性力/粘性力=pVL/ii=VL/v
[0099] 其中,v=y/p表示運動粘度、V表示代表速度、L表示代表長度、P表示密度、 U表示粘度。
[0100] 而且,流體的流動以臨界雷諾數(shù)為邊界,在臨界雷諾數(shù)以下成為層流、在臨界雷諾 數(shù)以上成為紊流。
[0101] 上述流體處理裝置的兩處理用面1、2間被調(diào)整為微小間隔,因此在兩處理用面1、 2間保有的流體的量極少。因此,代表長度L變得非常小,在兩處理用面1、2間通過的薄膜 流體的離心力小,薄膜流體中,粘性力的影響變大。因此,上述的雷諾數(shù)變小,薄膜流體成為 層流。
[0102] 離心力是旋轉(zhuǎn)運動中的慣性力的一種,為從中心朝向外側(cè)的力。離心力由以下的 式表不。
[0103]離心力F=ma=mv2/R
[0104] 其中,a表示加速度、m表示質(zhì)量、v表示速度、R表示半徑。
[0105] 如上述,兩處理用面1、2間所保有的流體的量少,因此流體的速度相對于質(zhì)量的 比例變得非常大,其質(zhì)量可以忽視。因此,在兩處理用面1、2間形成的薄膜流體中,可忽視 重力的影響。因此,能夠使含有本來難以作為微粒而得到的存在比重差的某2種以上的金 屬元素的合金或復(fù)合金屬化合物等的微粒中,在兩處理用面1、2間形成的薄膜流體中得 到。
[0106] 第1、第2處理用部10、20可以將其至少任一方進(jìn)行冷卻或加熱而調(diào)整其溫度,在 圖1中,圖示有在第1、第2處理用部10、20上設(shè)有溫調(diào)機(jī)構(gòu)(溫度調(diào)整機(jī)構(gòu))Jl,J2的例 子。另外,可以將所導(dǎo)入的被處理流動體進(jìn)行冷卻或加熱而調(diào)整其溫度。這些溫度也可以 用于所處理的被處理物的析出,另外,也可以為了在第1、第2處理用面1、2間的被處理流動 體上產(chǎn)生貝納爾對流或馬朗格尼對流而設(shè)定。
[0107] 如圖2中所示,可以在第1處理用部10的第1處理用面1上形成從第1處理用部 10的中心側(cè)向外側(cè)、即在徑方向伸長的槽狀的凹部13而實施。該凹部13的平面形狀,如 圖2(B)所示,可以為將第1處理用面1上彎曲或漩渦狀地伸長而成的形狀或沒有圖示,也 可以為筆直地向外方向伸長的形狀、L字狀等地屈曲或彎曲而成的形狀、連續(xù)而成形狀、斷 續(xù)而成的形狀、分支而成的形狀。另外,該凹部13也可作為形成于第2處理用面2而實施, 也可作為形成于第1及第2處理用面1、2的兩者而實施。通過形成這樣的凹部13可得到 微泵效果,具有可在第1及第2處理用面1、2間抽吸被處理流動體的效果。
[0108] 該凹部13的基端優(yōu)選達(dá)到第1處理用部10的內(nèi)周。該凹部13的前端向第1處 理用部面1的外周面?zhèn)妊由欤渖疃龋M截面積)隨著從基端向前端而逐漸減小。
[0109] 該凹部13的前端與第1處理用面1的外周面之間,設(shè)有沒有凹部13的平坦面16。
[0110] 在第2處理用面2上設(shè)有上述第2導(dǎo)入部d2的開口部d20的情況下,優(yōu)選設(shè)置于 與對向的上述第1處理用面1的平坦面16對向的位置。
[0111] 該開口部d20,優(yōu)選設(shè)于與第1處理用面1的凹部13相比更下游側(cè)(在該例子中, 外側(cè))。特別優(yōu)選設(shè)于與通過微泵效果而導(dǎo)入時的流動方向變換為在處理用面間形成的以 螺旋狀層流的流動方向的點相比外徑側(cè)的與平坦面16對向的位置。具體而言,在圖2 (B) 中,優(yōu)選使從設(shè)于第1處理用面1的凹部13的最外側(cè)的位置起向徑向的距離n為約0. 5mm 以上。特別是在從流體中使微粒析出的情況下,優(yōu)選在層流條件下進(jìn)行多個被處理流動體 的混合、和微粒的析出。開口部d20的形狀,可以如圖2 (B)、圖3 (B)中以實線所示的那樣為 圓形狀,也可以如圖2 (B)中以虛線所示的那樣為卷繞作為環(huán)形盤的處理用面2的中央的開 口的同心圓狀的圓環(huán)形狀。也可以將圓環(huán)形狀的開口部d20設(shè)置為卷繞處理用面2的中央 的開口的同心圓狀。另外,在使開口部為圓環(huán)形狀的情況下,其圓環(huán)形狀的開口部既可以連 續(xù),也可以不連續(xù)。
[0112] 在將圓環(huán)形狀的開口部d20設(shè)置為卷繞處理用面2的中央的開口的同心圓狀的 情況下,可將導(dǎo)入處理用面1、2間的第2流體在同一條件下導(dǎo)入,因此可進(jìn)行更均勻的擴(kuò) 散?反應(yīng)?析出等的流體處理。在大量生產(chǎn)微粒的情況下,優(yōu)選將開口部設(shè)為圓環(huán)形狀。
[0113] 該第2導(dǎo)入部d2可以具有方向性。例如,如圖3(A)所示,來自上述第2處理用面 2的開口部d20的導(dǎo)入方向相對于第2處理用面2以規(guī)定的仰角(0 1)傾斜。該仰角(0 1) 設(shè)為超過〇度且小于90度,進(jìn)而,在反應(yīng)速度快的反應(yīng)的情況下,優(yōu)選以1度以上且45度 以下設(shè)置。
[0114] 另外,如圖3(B)中所示,來自上述第2處理用面2的開口部d20的導(dǎo)入方向在沿 上述第2處理用面2的平面上具有方向性。該第2流體的導(dǎo)入方向在處理用面的半徑方向 的成分中為遠(yuǎn)離中心的外方向,且在相對于進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)的處理用面間中的流體的旋轉(zhuǎn)方向 的成分中為正向。換言之,以通過開口部d20的半徑方向即外方向的線段為基準(zhǔn)線g,具有 從該基準(zhǔn)線g向旋轉(zhuǎn)方向R的規(guī)定的角度(9 2)。關(guān)于該角度(0 2),也優(yōu)選設(shè)為超過0度 且低于90度。
[0115] 該角度(02),可以根據(jù)流體的種類、反應(yīng)速度、粘度、處理用面的旋轉(zhuǎn)速度等各種 的條件進(jìn)行變更而實施。另外,也可以在第2導(dǎo)入部d2中完全不具有方向性。
[0116] 上述的被處理流體的種類和其流路的數(shù)在圖1的例中設(shè)為2個,但可以為1個,也 可以為3個以上。在圖1的例中,從第2導(dǎo)入部d2在處理用面1、2間導(dǎo)入第2流體,該導(dǎo) 入部可以設(shè)置于第1處理用部10,也可以設(shè)置于兩者。另外,可以對一種被處理流體準(zhǔn)備多 個導(dǎo)入部。另外,對設(shè)置于各處理用部的導(dǎo)入用的開口部而言,其形狀或大小或數(shù)量沒有特 別限制,可以適宜變更而實施。另外,可以就在上述第1及第2處理用面間1、2之前或更上 游側(cè)設(shè)置導(dǎo)入部的開口部。
[0117] 需要說明的是,可以在處理用面1、2之間進(jìn)行上述反應(yīng)即可,因此也可以與上述 相反地,從第1導(dǎo)入部dl導(dǎo)入第2流體,從第2導(dǎo)入部d2導(dǎo)入第1流體。也就是說,各流 體中第1、第2這樣的表述,只不過具有存在的多個流體的第n個這樣為了識別的含義,也可 能存在第3以上的流體。
[0118] 上述流體處理裝置中,析出?沉淀或結(jié)晶化這樣的處理,如圖1中所示,一般在可 以接近?分離地相互對向配設(shè)了的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2之間 強(qiáng)制地均勻混合一邊發(fā)生。被處理了的被處理物的粒徑、單分散度,可以通過適當(dāng)調(diào)整處理 用部10、20的旋轉(zhuǎn)數(shù)、流速、處理用面1、2間的距離、被處理流動體的原料濃度或者被處理 流動體的溶劑種類等進(jìn)行控制。
[0119] 以下,對使用上述的裝置而進(jìn)行的鎳微粒的制造方法的具體方式進(jìn)行說明。
[0120] 在上述的流體處理裝置中,在可接近?分離地相互對向配設(shè)、至少一方相對于另一 方進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2之間形成的薄膜流體中,使鎳化合物流體和還原劑流體進(jìn) 行混合而使鎳微粒析出。此時,在鎳化合物流體中含有硫酸根離子,在鎳化合物流體和還原 劑流體中的至少任一方的被處理流動體中含有多元醇,將導(dǎo)入處理用面1、2間的鎳化合物 流體的pH和鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比進(jìn)行控制。另外,在鎳化合物 流體中含有硫酸根離子,在鎳化合物流體和還原劑流體中的至少任一方的被處理流動體中 含有多元醇,將導(dǎo)入處理用面1、2間的鎳化合物流體和還原劑流體中的至少任一方的被處 理流動體中的多元醇的濃度和鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比進(jìn)行控制。
[0121] 鎳微粒的析出,在本申請的圖1中所示的裝置的、可以接近?分離地相互對向配 設(shè)、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2間的薄膜流體中一邊強(qiáng)制地均勻混合 一邊進(jìn)行。
[0122] 首先,從作為一個流路的第1導(dǎo)入部dl將作為第1流體的鎳化合物流體導(dǎo)入可以 接近?分離地相互對向配設(shè)、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2間,在該處理 用面間制作由第1流體構(gòu)成的薄膜流體即第1流體膜。
[0123] 接著,從作為另外流路的第2導(dǎo)入部d2,將作為第2流體的還原劑流體直接導(dǎo)入在 上述處理用面1、2間制作了的第1流體膜。
[0124]如上所述,通過被處理流動體的供給壓與對旋轉(zhuǎn)的處理用面之間施加的壓力的壓 力平衡,可以在固定了距離的處理用面1、2間將第1流體與第2流體混合、進(jìn)行鎳微粒的析 出。
[0125]如上所述,可以在第1導(dǎo)入部dl、第2導(dǎo)入部d2以外在處理裝置上設(shè)置第3導(dǎo)入 部d3,在該情況下,例如可以從各導(dǎo)入部分別各自將第1流體、第2流體、第3流體導(dǎo)入處理 裝置。這樣一來,可以各個管理各流體的濃度、壓力,對析出反應(yīng)及微粒的粒徑更精密地進(jìn) 行控制。需要說明的是,導(dǎo)入各導(dǎo)入部的被處理流動體(第1流體?第3流體)的組合,可 以任意設(shè)定。設(shè)置了第4以上的導(dǎo)入部的情況也一樣,這樣可以對導(dǎo)入處理裝置的流體進(jìn) 行細(xì)分化。
[0126] 進(jìn)而,可控制第1流體、第2流體等的被處理流動體的溫度、或也可控制第1流體 和第2流體等的溫度差(即供給的各被處理流動體的溫度差)。為了控制供給的各被處理 流動體的溫度、溫度差,也可測定各被處理流動體的溫度(就要導(dǎo)入處理裝置、更詳細(xì)而言 處理用面間前的溫度)、附加進(jìn)行導(dǎo)入處理用面間的各被處理流動體的加熱或冷卻的結(jié)構(gòu) 來實施。
[0127] (溫度)
[0128] 在本發(fā)明中,將鎳化合物流體和還原劑流體混合時的溫度沒有特別限定??赏ㄟ^ 鎳化合物的種類、還原劑的種類、流體的pH等在適當(dāng)?shù)臏囟认聦嵤?br> [0129] 實施例
[0130] 在以下舉出實施例對本申請發(fā)明更具體地進(jìn)行說明。但是本發(fā)明并不限定于下述 實施例。
[0131] 在以下的實施例中,所謂"從中央",是圖1中所示的處理裝置的"從第1導(dǎo)入部dl" 這樣的意思,第1流體指的是從第1導(dǎo)入部dl導(dǎo)入的上述的第1被處理流動體,第2流體 指的是從圖1中所示的處理裝置的第2導(dǎo)入部d2導(dǎo)入的上述的第2被處理流動體。另外, 作為第2導(dǎo)入部d2的開口部d20,如圖2 (B)中以虛線所示,使用卷繞處理用面2的中央的 開口的同心圓狀的圓環(huán)形狀的開口部。
[0132](鎳微粒的析出)
[0133] 使用圖1中所示的流體處理裝置,將鎳化合物流體和還原劑流體在具有對向而配 設(shè)了的可接近?分離的處理用面的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2間形 成的薄膜流體中進(jìn)行混合、在薄膜流體中使鎳微粒析出。
[0134]具體而言,從中央將鎳化合物流體作為第1流體以供給壓力=0. 50MPaG進(jìn)行送 液。第1流體被送入圖1的處理用部10的處理用面1和處理用部20的處理用面2之間的 被密封了的空間(處理用面間)。處理用部10的轉(zhuǎn)速為3600rpm。第1流體在處理用面1、 2之間形成強(qiáng)制的薄膜流體,從處理用部10、20的外周排出。將還原劑流體作為第2流體直 接導(dǎo)入在處理用面1、2間形成的薄膜流體。在被調(diào)制為微小間隔的處理用面1、2間使鎳化 合物流體和還原劑流體混合,使鎳微粒析出。含有鎳微粒的漿料(鎳微粒分散液)從處理 用面1、2間排出。
[0135](微粒回收方法)
[0136] 將從處理用面1、2間排出的鎳微粒分散液放置在磁鐵上,使鎳微粒沉降,去除上 清液,然后,進(jìn)行3次用純水進(jìn)行清洗的作業(yè),將所得到的濕餅在25°C下在大氣壓下干燥, 制作鎳微粒的干燥粉體。
[0137] 對第1流體及第2流體的pH、所得到的鎳微粒的干燥粉體進(jìn)行下述分析。
[0138](pH測定)
[0139] 在pH測定中,使用H0RIBA研制的型號D-51的pH計。在將各被處理流動體導(dǎo)入 流體處理裝置前,在室溫下測定該被處理流動體的pH。
[0140](掃描型電子顯微鏡觀察)
[0141] 在掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察中,使用電場放射型掃描電子顯微鏡(FE-SEM): 日本電子制的JSM-7500F。作為觀察條件,將觀察倍率設(shè)為1萬倍以上,對于粒徑,采用用 SHM觀察而確認(rèn)了的鎳微粒100個的一次粒徑的平均值。
[0142] (X射線衍射測定)
[0143] 在X射線衍射(XRD)測定中,使用粉末X射線衍射測定裝置X'PertPROMPD(XRD 卜U7PANalytical事業(yè)部制)。測定條件為Cu對陰極、管電壓45kV、管電流40mA、 0. 016st印/lOsec,測定范圍為10?100[° 2 0 ] (Cu)。通過XRD測定而算出得到的鎳微粒 的微晶直徑。多晶硅盤使用確認(rèn)為47. 3°C的峰值,在所得到的鎳衍射圖譜的44. 5°附近的 峰值中,應(yīng)用Scherrer公式。
[0144] (ICP分析:雜質(zhì)元素檢測)
[0145] 在通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析儀(ICP)得到的鎳微粒的干燥粉體中所 含的元素的定量中,使用島津制作所制的ICPS-8100。
[0146] 對使鎳微粒的干燥粉體溶解于硝酸而成的溶液進(jìn)行測定。在實施例、比較例的全 部中,鎳元素以外的元素全都在檢測范圍外。
[0147](實施例1?17)
[0148] 用圖1中所示的流體處理裝置以表3的處理條件將表1中所示處方的鎳化合物流 體和表2中所示處方的還原劑流體進(jìn)行混合,使鎳微粒析出。分析所得到的鎳微粒的干燥 粉體。將結(jié)果示于表4。予以說明,第1流體的供給壓力和處理用部10的轉(zhuǎn)速,如上所述。 另外,從處理用面1、2間排出了的鎳微粒分散液在實施例1?17的全部中顯示堿性。
[0149] 就鎳化合物流體而言,在實施例1?14中,使硫酸鎳六水合物溶解于將乙二醇、聚 乙二醇600和純水混合了的混合溶劑,為了變更pH及硫酸根離子濃度而添加硫酸、硫酸銨、 硫酸鉀作為另外的硫酸化合物來制備,在實施例15?17中,使用聚乙烯吡咯烷酮(k= 30) 來代替聚乙二醇600,其余與實施例1?14同樣地進(jìn)行制備。
[0150] 另外,就從表1到后述的表16的表中的縮寫符號而言,NiS04 *6H20為硫酸鎳六水 合物,EG為乙二醇,PEG600為聚乙二醇600,PVP(k= 30)為聚乙烯吡咯烷酮(k= 30),PW 為純水,HMH為肼一水合物,K0H為氫氧化鉀,H2S04為硫酸,(NH4)2S04為硫酸銨,K2S04為硫 酸鉀,圓03為硝酸,KN03為硝酸鉀,CH3C00H為乙酸、CH3C00K為乙酸鉀,S042_為硫酸根離子、 CH3CO(T3為乙酸根離子。
[0151][表 1]

【權(quán)利要求】
1. 一種鎳微粒的制造方法,其特征在于, 使用至少2種被處理流動體, 其中至少1種被處理流動體是使鎳化合物溶解于溶劑的鎳化合物流體, 在上述鎳化合物流體中含有硫酸根離子, 在上述以外的被處理流動體中至少1種被處理流動體是使還原劑溶解于溶劑的還原 劑流體, 在上述鎳化合物流體和上述還原劑流體中的至少任一方的被處理流動體中含有多元 醇, 將上述的被處理流動體在對向配設(shè)了的、可接近?分離的、至少一方相對于另一方相對 旋轉(zhuǎn)的至少2個處理用面之間形成的薄膜流體中進(jìn)行混合,使鎳微粒析出, 通過控制導(dǎo)入上述至少2個處理用面間的上述鎳化合物流體的pH和上述鎳化合物流 體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比,控制上述鎳微粒的微晶直徑(d)相對于上述鎳微粒 的粒徑⑶的比率(d/D)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳微粒的制造方法,其特征在于, 維持導(dǎo)入上述至少2個處理用面間的上述鎳化合物流體的室溫條件下的pH在酸性條 件下成為一定的條件, 同時控制為通過提高上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比來增大上 述的比率(d/D), 維持導(dǎo)入上述至少2個處理用面間的上述鎳化合物流體的室溫條件下的pH在酸性條 件下成為一定的條件, 同時通過降低上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比來減小上述的比 率(d/D)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎳微粒的制造方法,其特征在于, 通過使用下述的流體作為上述鎳化合物流體,得到上述的比率(d/D)為0. 30以上的鎳 微粒; 上述鎳化合物流體的室溫條件下的pH示出4. 1以下, 且, 上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比超過1. 0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3的任一項所述的鎳微粒的制造方法,其特征在于, 通過使用下述的流體作為上述鎳化合物流體,得到上述微晶直徑(d)為30nm以上的鎳 微粒; 上述鎳化合物流體的室溫條件下的pH示出4. 1以下, 且, 上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比超過1. 0。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎳微粒的制造方法,其特征在于, 通過使用下述的流體作為上述鎳化合物流體,得到上述微晶直徑(d)為30nm以上的鎳 微粒; 上述鎳化合物流體的室溫條件下的pH超過4. 1并且示出4. 4以下, 且, 上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比超過1.1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、5的任一項所述的鎳微粒的制造方法,其特征在于, 通過使用下述的流體作為上述鎳化合物流體,得到上述的比率(d/D)為0. 30以上的鎳 微粒; 上述鎳化合物流體的室溫條件下的pH超過4. 1并且示出4. 4以下, 且, 上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比超過1. 2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6的任一項所述的鎳微粒的制造方法,其特征在于, 上述多元醇是選自乙二醇、丙二醇、三亞甲基二醇、四甘醇、聚乙二醇、二甘醇、甘油、聚 丙二醇中的至少任一種。
8. -種鎳微粒的制造方法,其特征在于, 使用至少2種被處理流動體, 其中至少1種被處理流動體是使鎳化合物溶解于溶劑的鎳化合物流體, 在上述鎳化合物流體中含有硫酸根離子, 在上述以外的被處理流動體中,至少1種被處理流動體是使還原劑溶解于溶劑的還原 劑流體, 在上述鎳化合物流體和上述還原劑流體中的至少任一方的被處理流動體中含有多元 醇, 將上述的被處理流動體在對向配設(shè)了的、可接近?分離的、至少一方相對于另一方相對 旋轉(zhuǎn)的至少2個處理用面之間形成的薄膜流體中進(jìn)行混合,使鎳微粒析出, 通過控制導(dǎo)入上述至少2個處理用面間的上述鎳化合物流體和上述還原劑流體的至 少任一方的被處理流動體中的多元醇的濃度和上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于 鎳的摩爾比,控制上述鎳微粒的微晶直徑(d)相對于上述鎳微粒的粒徑(D)的比率(d/D)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎳微粒的制造方法,其特征在于, 上述鎳化合物流體含有上述多元醇, 上述多元醇為乙二醇和聚乙二醇, 上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比為1. 24時,控制為通過提高上 述鎳化合物流體中的上述多元醇的濃度來增大上述的比率(d/D), 在上述鎳化合物流體中的硫酸根離子相對于鎳的摩爾比為1. 〇〇時,控制為通過提高 上述鎳化合物流體中的上述多元醇的濃度來減小上述的比率(d/D)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1?9的任一項所述的鎳微粒的制造方法,其特征在于, 上述鎳化合物為硫酸鎳的水合物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1?10的任一項所述的鎳微粒的制造方法,其特征在于, 作為上述至少2個處理用面,具備第1處理用面和第2處理用面, 在第1處理用面和第2處理用面之間導(dǎo)入上述被處理流動體, 通過該被處理流動體的壓力,發(fā)生在從第1處理用面使第2處理用面進(jìn)行分離的方向 移動的力,通過該力,將從第1處理用面起與第2處理用面之間保持為微小的間隔,在保持 為該微小間隔的第1處理用面和第2處理用面之間通過的上述被處理流動體形成上述薄膜 流體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1?11的任一項所述的鎳微粒的制造方法,其特征在于, 上述鎳化合物流體一邊形成上述薄膜流體,一邊通過上述至少2個處理用面間, 具備與上述鎳化合物流體進(jìn)行流動的流路獨立的另外的導(dǎo)入路, 在上述至少2個處理用面中的至少任一方,具備至少一個與上述另外的導(dǎo)入路相通的 開口部, 將上述還原劑流體從上述開口部導(dǎo)入上述至少2個處理用面間,使上述鎳化合物流體 和上述還原劑流體在上述薄膜流體中進(jìn)行混合。
【文檔編號】B22F9/24GK104411428SQ201280074435
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2012年10月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月12日
【發(fā)明者】前川昌輝, 榎村真一 申請人:M技術(shù)株式會社
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