JPH10139441A - Production of high-purity niobium oxide and tantalum oxide - Google Patents
Production of high-purity niobium oxide and tantalum oxideInfo
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- JPH10139441A JPH10139441A JP33262996A JP33262996A JPH10139441A JP H10139441 A JPH10139441 A JP H10139441A JP 33262996 A JP33262996 A JP 33262996A JP 33262996 A JP33262996 A JP 33262996A JP H10139441 A JPH10139441 A JP H10139441A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高純度酸化ニオブ
および酸化タンタルの製造方法に関する。さらに詳しく
は、ニオブアルコキシドおよびタンタルアルコキシドか
ら高純度酸化ニオブおよび酸化タンタルの製造方法に関
する。The present invention relates to a method for producing high-purity niobium oxide and tantalum oxide. More specifically, the present invention relates to a method for producing high-purity niobium oxide and tantalum oxide from niobium alkoxide and tantalum alkoxide.
【０００２】[0002]
【従来の技術】誘電体材料の酸化ニオブあるいは酸化タ
ンタルをふくむ酸化物をニオブアルコキシドあるいはタ
ンタルアルコキシドを酸化あるいは加水分解焼成して製
造することは公知である。該アルコキシドを焼成して酸
化物粉末を作ったり、加水分解後焼成して酸化物粉末を
作ったり、加水分解後ゾルーゲル法で塗布膜を作り焼成
して酸化物膜を作ったり、ＭＯＣＶＤ法で酸化物膜を作
ったりと製造方法は色々ある。酸化物組成も単一成分酸
化物から多成分の複合酸化物まで広い範囲にわたってい
る。これらの酸化物が誘電体電子材料として用いられる
場合には、鉄に代表される遷移金属、ナトリウムなどの
アルカリ金属、カルシウムなどのアルカリ土類金属、ウ
ラン、トリウムなどの不純物が極力少ないことが必要と
される。これらの不純物元素は、電子デバイスの耐久性
を低下せしめたり、リーク電流を増したり、ソフトエラ
ーを起こさしめたり、種々の不都合をもたらす。そのた
め高純度の酸化タンタルは、ＤＲＡＭ（動的記憶保持動
作が必要な随所書き込み読み出し可能なメモリ）のキャ
パシターとしての高誘電率常誘電体である酸化タンタル
膜をスパッタリング法で作る場合のスパッタリングター
ゲットとして検討されている。さらに高純度の酸化タン
タルや酸化ニオブは、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９、ＳｒＢｉ
２Ｎｂ２Ｏ９などの強誘電体薄膜を利用した不揮発性メ
モリー製造のスパッタリングターゲットの一成分として
も開発が進んでいる。2. Description of the Related Art It is known to produce an oxide containing niobium oxide or tantalum oxide as a dielectric material by oxidizing or hydrolyzing niobium alkoxide or tantalum alkoxide. Baking the alkoxide to form an oxide powder, hydrolyzing and baking to form an oxide powder, hydrolyzing to form a coating film by a sol-gel method, baking to form an oxide film, and oxidizing by a MOCVD method. There are various manufacturing methods such as making a material film. Oxide compositions also range from single component oxides to multicomponent composite oxides. When these oxides are used as dielectric electronic materials, it is necessary that impurities such as transition metals typified by iron, alkali metals such as sodium, alkaline earth metals such as calcium, uranium and thorium be minimized. It is said. These impurity elements reduce the durability of the electronic device, increase the leak current, cause a soft error, and cause various inconveniences. Therefore, high-purity tantalum oxide is used as a sputtering target when a tantalum oxide film, which is a paraelectric dielectric having a high dielectric constant, is formed by a sputtering method as a capacitor of a DRAM (memory that can be written and read everywhere which requires dynamic memory holding operation). Are being considered. Further, high-purity tantalum oxide and niobium oxide are obtained from SrBi 2 Ta 2 O 9 and SrBi
Has been developed as a 2 Nb 2 O 9 single component of the sputtering target strength of the non-volatile memory produced using a dielectric thin film such as.
【０００３】高純度の酸化ニオブあるいは酸化タンタル
をニオブアルコキシドあるいはタンタルアルコキシドを
原料にして作る場合には、該アルコキシドが高純度であ
ることが必須である。通常のニオブアルコキシドあるい
はタンタルアルコキシド中には、微量の鉄、カルシウ
ム、ナトリウム、ウランなどの元素または化合物（以
下、不純物と称する）が存在している。これらの不純物
は、該アルコキシドの合成用原料から、または反応器材
質から混入するとか、装置や原料、中間物、製品を取り
扱う雰囲気から混入するとか、合成、精製のために添加
される添加物により存在するものである。When high-purity niobium oxide or tantalum oxide is produced from niobium alkoxide or tantalum alkoxide, it is essential that the alkoxide has high purity. In ordinary niobium alkoxides or tantalum alkoxides, trace elements or compounds such as iron, calcium, sodium and uranium (hereinafter referred to as impurities) are present. These impurities may be mixed in from the raw material for the synthesis of the alkoxide or from the material of the reactor, may be mixed in from the atmosphere in which equipment, raw materials, intermediates and products are handled, or may be added due to additives added for synthesis and purification. It exists.
【０００４】ニオブアルコキシドあるいはタンタルアル
コキシドからこれらの不純物を除く方法としては、精密
蒸留が容易に考えられる。しかし、ニオブアルコキシド
あるいはタンタルアルコキシドは蒸気圧が低いので減圧
蒸留が必要なため、不純物の化合物との蒸気圧の差を利
用しての分離精製はかなり困難である。不純物の化合物
の蒸気圧がニオブアルコキシドあるいはタンタルアルコ
キシドの蒸気圧と近かったり、複合アルコキシドを形成
して蒸気圧がより近くなったりしていることも一因であ
る。また該方法は設備が複雑、高価であるという欠点も
有している。As a method for removing these impurities from niobium alkoxide or tantalum alkoxide, precision distillation can be easily considered. However, since niobium alkoxide or tantalum alkoxide has a low vapor pressure, it needs to be distilled under reduced pressure. Therefore, it is very difficult to separate and purify using a difference in vapor pressure with an impurity compound. One reason is that the vapor pressure of the impurity compound is close to the vapor pressure of niobium alkoxide or tantalum alkoxide, or the vapor pressure is closer due to the formation of a composite alkoxide. The method also has the disadvantage that the equipment is complicated and expensive.
【０００５】また特公昭６４−７００５では、溶液状態
にあるＡｌ、Ｙ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒのアルコキシドを、
撹拌条件下に該金属アルコキシドの０．１〜５０％を予
備加水分解して固体反応生成物を生成せしめ、前記固体
反応生成物と未反応アルコキシドとを蒸留分離せしめ
て、アルコキシドを回収し、次いで該回収されたアルコ
キシドを本加水分解し、固体金属水酸化物または酸化物
を生成することを特徴とする高純度金属水酸化物または
酸化物の製造方法が開示されている。しかし、５価の金
属酸化物である酸化ニオブおよび酸化タンタルについて
はなんら言及されていない。不純物レベルに関しては、
水酸化アルミニウムの例にあるように、Ｆｅ７５０ｐｐ
ｍ含む原料アルミニウムイソプロポキシドを使い精製し
加水分解して得た水酸化アルミニウム中のＦｅは、１な
いし＜１ｐｐｍにできることが開示されているが、本発
明の目標とする０．０１ないし０．００１ｐｐｍ程度の
不純物レベルについてはなんら言及されていない。また
カルシウムやストロンチウムの除去についてもなんら言
及されていない。In Japanese Patent Publication No. 64-7005, alkoxides of Al, Y, Si, Ti and Zr in a solution state are
Under agitation conditions, 0.1 to 50% of the metal alkoxide is pre-hydrolyzed to produce a solid reaction product, the solid reaction product is separated from unreacted alkoxide by distillation, and the alkoxide is recovered. A method for producing a high-purity metal hydroxide or oxide, which comprises subjecting the recovered alkoxide to main hydrolysis to produce a solid metal hydroxide or oxide, is disclosed. However, there is no mention of niobium oxide and tantalum oxide, which are pentavalent metal oxides. Regarding impurity levels,
As in the case of aluminum hydroxide, Fe750pp
It is disclosed that the content of Fe in the aluminum hydroxide obtained by purifying and hydrolyzing the raw material aluminum isopropoxide containing 1 m can be set to 1 to <1 ppm, but the target of the present invention is 0.01 to 0.1 ppm. No mention is made of impurity levels of about 001 ppm. No mention is made of the removal of calcium or strontium.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ニオブアルコキシドお
よびタンタルアルコキシドを加水分解し焼成して酸化ニ
オブあるいは酸化タンタルを製造する場合、原料アルコ
キシド中に存在したＦｅ、ｃａ、Ｓｒ、Ｎａ、ｕなどの
不純物がそのまま混入してくるので問題である。When niobium alkoxide and tantalum alkoxide are hydrolyzed and calcined to produce niobium oxide or tantalum oxide, impurities such as Fe, ca, Sr, Na and u present in the raw material alkoxide are removed. This is a problem because it is mixed as it is.
【０００７】本発明の目的は、これらの不純物を実質的
に含まない高純度酸化ニオブおよび酸化タンタルを得る
新規な方法を提示することである。[0007] It is an object of the present invention to provide a novel method for obtaining high-purity niobium oxide and tantalum oxide substantially free of these impurities.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、長年金属
アルコキシドの合成、精製、微量不純物の分析および高
純度酸化物の製法について研究を続けてきた。その結
果、該不純物を含有するニオブアルコキシドおよびタン
タルアルコキシドを予め特定条件下に加水分解せしめた
後蒸留すれば、不純物が加水分解生成物中に濃縮され、
留出物中には実質的になくなるという挙動を見いだし本
発明を完成するに至った。すなわち本発明は、不純物と
して鉄、カルシウム、ストロンチウム、ナトリウム、ウ
ランを少なくとも一種含有するニオブアルコキシドまた
はタンタルアルコキシドを溶液状態にして撹拌条件下
に、該アルコキシドの１〜２０％を加水分解して固体反
応生成物を生成せしめ、次いで該反応生成物と未反応ア
ルコキシドとを蒸留分離し、アルコキシドを回収し、次
いで回収された該アルコキシドを加水分解し、生成した
固体を焼成することを特徴とする高純度酸化ニオブおよ
び酸化タンタルの製造方法を提供するものである。Means for Solving the Problems The present inventors have been studying the synthesis and purification of metal alkoxides, analyzing trace impurities, and producing high-purity oxides for many years. As a result, if the niobium alkoxide and the tantalum alkoxide containing the impurities are hydrolyzed in advance under specific conditions and then distilled, the impurities are concentrated in the hydrolysis product,
The inventors have found that the distillate substantially disappears, and have completed the present invention. That is, the present invention provides a solid reaction by hydrolyzing 1 to 20% of a niobium alkoxide or a tantalum alkoxide containing at least one of iron, calcium, strontium, sodium, and uranium as an impurity under a stirring condition. Producing a product, then distilling and separating the reaction product and unreacted alkoxide, recovering the alkoxide, hydrolyzing the recovered alkoxide, and calcining the resulting solid to obtain high purity. It is intended to provide a method for producing niobium oxide and tantalum oxide.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】本発明方法による高純度酸化ニオ
ブおよび酸化タンタルの製造にあたり用いられる原料ア
ルコキシドは、Ｆｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｎａ、Ｕを少なくと
も一種含有するニオブアルコキシドおよびタンタルアル
コキシドである。Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏなどの遷移金
属微量不純物を含んでいる場合も本発明は有効である。
原料アルコキシド中の不純物の濃度は制限的なものでは
ないが、通常不純物濃度１００〜０．１ｐｐｍの原料ア
ルコキシドから不純物濃度１〜０．００１ｐｐｍの高純
度アルコキシドを得ることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Raw alkoxides used for producing high-purity niobium oxide and tantalum oxide by the method of the present invention are niobium alkoxides and tantalum alkoxides containing at least one of Fe, Ca, Sr, Na and U. The present invention is also effective when it contains transition metal trace impurities such as Ni, Cr, Mn, and Co.
The concentration of impurities in the raw material alkoxide is not limited, but a high-purity alkoxide having an impurity concentration of 1 to 0.001 ppm can be usually obtained from a raw material alkoxide having an impurity concentration of 100 to 0.1 ppm.
【００１０】本発明のニオブアルコキシドおよびタンタ
ルアルコキシドとしては、蒸留できるものであればよ
い。例えば、ニオブペンタメトキシド、ニオブペンタエ
トキシド、ニオブペンタプロポキシド、ニオブペンタイ
ソプロポキシド、ニオブペンタブトキシド、ニオブペン
タイソブトキシド、ニオブペンタターシャリーブトキシ
ド、ニオブペンタセカンダリーブトキシド、タンタルペ
ンタメトキシド、タンタルペンタエトキシド、タンタル
ペンタプロポキシド、タンタルペンタイソプロポキシ
ド、タンタルペンタブトキシド、タンタルペンタイソブ
トキシド、タンタルペンタターシャリーブトキシド、タ
ンタルペンタセカンダリーブトキシドなどである。[0010] The niobium alkoxide and tantalum alkoxide of the present invention may be any as long as they can be distilled. For example, niobium pentamethoxide, niobium pentaethoxide, niobium pentapropoxide, niobium pentaisopropoxide, niobium pentabutoxide, niobium pentaisobutoxide, niobium pentatertiary butoxide, niobium pentasecondary butoxide, tantalum pentamethoxide, tantalum pentamethod Ethoxide, tantalum pentapropoxide, tantalum pentaisopropoxide, tantalum pentabutoxide, tantalum pentaisobutoxide, tantalum pentatertiary butoxide, tantalum pentasecondary butoxide, and the like.
【００１１】本発明方法においては、液体のアルコキシ
ドの場合は単独あるいは有機溶媒溶液として、固体のア
ルコキシドの場合は有機溶媒溶液として、精製処理する
ことができる。かかる有機溶媒としては、ヘキサン、へ
プタン、シクロヘキサンなどの炭化水素、ベンゼン、ト
ルエンなどの芳香族炭化水素、ジエチルエーテル、テト
ラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、アルコ
キシドと同じアルキル基を有するアルコールなどが使用
できる。In the method of the present invention, a liquid alkoxide can be purified alone or as an organic solvent solution, and a solid alkoxide can be purified as an organic solvent solution. As such an organic solvent, hydrocarbons such as hexane, heptane and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, and alcohols having the same alkyl group as the alkoxide can be used. .
【００１２】本発明方法は、上記にような不純物を含有
するアルコキシドを溶液状態に保った状態で撹拌条件下
にアルコキシドの約１〜２０％を加水分解させる。ここ
で加水分解率は以下のように定義する。In the method of the present invention, about 1 to 20% of the alkoxide is hydrolyzed under stirring conditions while keeping the alkoxide containing impurities as described above in a solution state. Here, the hydrolysis rate is defined as follows.
【００１３】[0013]
【化１】 Embedded image
【００１４】（ここでＲはアルキル基を表す）なる形式
上の反応式において必要な水の量に対する精製処理に添
加した水の量の割合を％で表した数値を加水分解率とす
る。すなわち、１モルのＴａ（ＯＲ）５に０．０３モル
の水を加えた場合、１％の加水分解率となる。In the formal reaction formula (where R represents an alkyl group), the ratio of the amount of water added to the purification treatment to the amount of water required in the formalism is represented by%, which is defined as the hydrolysis rate. That is, when 0.03 mol of water is added to 1 mol of Ta (OR) 5 , the hydrolysis rate becomes 1%.
【００１５】上記加水分解反応を行うとニオブアルコキ
シドあるいはタンタルアルコキシドの加水分解と同時に
不純物の加水分解あるいは酸化ニオブ水和物または酸化
タンタル水和物との共沈反応が優先的に起きるためか、
所定量の加水分解を行った後の未反応アルコキシド中に
は実質的に不純物がなくなり、不純物は固体またはゾル
ゲル状の反応生成物中に存在するようになる。If the above hydrolysis reaction is carried out, hydrolysis of impurities or coprecipitation reaction with niobium oxide hydrate or tantalum oxide hydrate occurs simultaneously with hydrolysis of niobium alkoxide or tantalum alkoxide.
After a predetermined amount of hydrolysis, the unreacted alkoxide is substantially free of impurities, and the impurities are present in the solid or sol-gel reaction product.
【００１６】溶液状態で撹拌条件下で加水分解しない場
合は、局所的に反応が生じるので不純物を実質的に除去
することができない。If the solution is not hydrolyzed under stirring conditions in a solution state, a local reaction occurs, so that impurities cannot be substantially removed.
【００１８】加水分解に用いる水は、水、水蒸気などが
用いられる。水は有機溶媒に溶解または分散して希釈し
て供給するのが、局所反応を抑えるうえで好ましいが、
そのまま供給することもできる。As the water used for the hydrolysis, water, steam and the like are used. It is preferable to supply water after dissolving or dispersing it in an organic solvent and diluting it.
It can be supplied as it is.
【００１９】本発明の水の添加量は、ニオブアルコキシ
ドあるいはタンタルアルコキシドの約１〜２０％の加水
分解率に相当する量である。加水分解率が１％より少な
いと不純物の除去率が低下するし、一方、２０％より多
くなると除去率は高くなるが、経済的でなくなるので好
ましくない。The amount of water added in the present invention is an amount corresponding to a hydrolysis rate of about 1 to 20% of niobium alkoxide or tantalum alkoxide. If the hydrolysis rate is less than 1%, the removal rate of impurities decreases, while if it is more than 20%, the removal rate increases, but this is not economical and is not preferable.
【００２０】加水分解後のアルコキシドは生成物の水和
物がゾルゲル状に懸濁しているので、そのまま溶媒を留
去し、次いで蒸留する。もちろん必要に応じ静置、濾
過、遠心分離などにより、加水分解生成物を分離する操
作を入れることも可能である。The alkoxide after hydrolysis has the product hydrate suspended in the form of a sol-gel, so the solvent is distilled off as it is and then distilled. Needless to say, if necessary, an operation for separating the hydrolysis product can be performed by standing, filtration, centrifugation, or the like.
【００２１】本発明における蒸留操作は必須の工程であ
る。かかる操作を実施しない場合には、不純物を有効に
除去することができない。この蒸留は多段精留の操作を
必要とせず、いわゆる単蒸留でよいことも本発明の特徴
である。ニオブアルコキシドおよびタンタルアルコキシ
ドは熱的に安定で２００℃以上でも熱分解せずに蒸留で
きるので、室温で固体の化合物でも融点以上に温度を上
げることにより蒸留できる。The distillation operation in the present invention is an essential step. If such an operation is not performed, impurities cannot be effectively removed. It is a feature of the present invention that this distillation does not require a multi-stage rectification operation, and may be so-called simple distillation. Niobium alkoxides and tantalum alkoxides are thermally stable and can be distilled without thermal decomposition even at 200 ° C. or higher. Therefore, even a solid compound at room temperature can be distilled by raising the temperature to the melting point or higher.
【００２２】本発明の実施により、例えば、アルコキシ
ド中の不純物濃度１００ｐｐｍから１ｐｐｍへ、あるい
は０．１ｐｐｍから０．００１ｐｐｍへ下げることが容
易にでき、極めて高純度のニオブアルコキシドやタンタ
ルアルコキシドを得ることができる。By implementing the present invention, for example, the impurity concentration in the alkoxide can be easily reduced from 100 ppm to 1 ppm, or from 0.1 ppm to 0.001 ppm, and extremely high-purity niobium alkoxide and tantalum alkoxide can be obtained. it can.
【００２３】本発明方法において、上記のようにして精
製されたアルコキシドは、次いで加水分解に供される。
該反応は、アルコキシドを液体状態や薄膜状態にしたり
して、水、水蒸気、湿気を含んだ空気などと良く接触さ
せることによりなされる。液体状態で水を添加する場合
は、できるだけ反応が均一に進行するように溶媒で希釈
したアルコキシドと溶媒で希釈された水を用い、撹拌下
に実施するのが好ましい。水の添加量は任意であるが、
一般にほぼ加水分解率１００％以上が用いられる。In the method of the present invention, the alkoxide purified as described above is then subjected to hydrolysis.
The reaction is carried out by bringing the alkoxide into a liquid state or a thin film state and bringing the alkoxide into good contact with water, steam, moist air, or the like. When water is added in a liquid state, it is preferable to use alkoxide diluted with a solvent and water diluted with a solvent and to carry out the stirring so that the reaction proceeds as uniformly as possible. The amount of water added is optional,
Generally, a hydrolysis rate of about 100% or more is used.
【００２４】本発明方法において、上記のようにして液
体状態で加水分解された場合には、生成した固体反応物
は、濾過、沈降、遠心分離、蒸発などの公知の手段によ
り溶媒や副生アルコールから分離される。この酸化ニオ
ブ水和物あるいは酸化タンタル水和物は極めて高純度で
ある。薄膜状を保ったまま加水分解あるいは酸化された
場合も、酸化ニオブ水和物あるいは酸化タンタル水和物
は極めて高純度である。In the method of the present invention, when hydrolyzed in a liquid state as described above, the formed solid reactant is subjected to a solvent or by-product alcohol by a known means such as filtration, sedimentation, centrifugation, and evaporation. Separated from This niobium oxide hydrate or tantalum oxide hydrate has extremely high purity. Even when hydrolyzed or oxidized while maintaining a thin film, niobium oxide hydrate or tantalum oxide hydrate has extremely high purity.
【００２５】本発明方法において、上記のようにして得
られた酸化ニオブ水和物あるいは酸化タンタル水和物は
必要に応じ焼成される。完全な無水酸化物にするには、
一般に空気中で８００℃以上で焼成する。この条件で行
うことにより得られる酸化物中の炭素量も非常に少なく
できる。焼成工程では公知の方法で、焼成用の器具や雰
囲気からの汚染を防ぐことが必要である。In the method of the present invention, the niobium oxide hydrate or the tantalum oxide hydrate obtained as described above is fired if necessary. To make it completely anhydrous,
Generally, firing is performed at 800 ° C. or more in air. Under these conditions, the amount of carbon in the oxide obtained can be extremely reduced. In the firing step, it is necessary to prevent contamination from the firing equipment and atmosphere by a known method.
【００２６】以上は単一酸化物の酸化ニオブあるいは酸
化タンタルについて述べてきたが、これらの酸化物を一
成分とする複合酸化物の場合も同様に有効である。かく
して得られた酸化物は極めて高純度であり、６ナイン〜
７ナインの純度を有するものが容易にできる。Although a single oxide of niobium oxide or tantalum oxide has been described above, a composite oxide containing these oxides as one component is similarly effective. The oxide thus obtained is of very high purity, from 6 nines to
One having a purity of 7 nines can be easily obtained.
【００２７】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
【実施例１】撹拌子、コンデンサー、滴下ロート、温度
計を有する１００ｍｌフラスコにタンタルペンタエトキ
シド５１．０ｇ（１２５ｍｍｏｌ）と脱水エタノール３
２ｍｌを仕込み、撹拌しながら３５℃に保ちつつ、６ｍ
ｌの脱水エタノールで希釈された表１に示す量の水を２
０分かけて滴下ロートから添加し、タンタルペンタエト
キシドを加水分解し、次いで７０℃で１時間熟成した。
反応液はゾル状の半透明状となった。エタノールを減圧
留去後、０．３Ｔｏｒｒで単蒸留を行い、留出温度１３
０〜１４５℃で無色透明なタンタルペンタエトキシド３
９ｇ（９６ｍｍｏｌ）〜４１ｇ（１０１ｍｍｏｌ）を得
た（収率７６〜８０％）。得られた精製タンタルペンタ
エトキシド３８ｇ（９４ｍｍｏｌ）と脱水エタノール５
０ｍｌを上記１００ｍｌフラスコ反応器に仕込み、撹拌
しながら３５℃に保ちつつ、２０ｍｌの脱水エタノール
で希釈された水８．０ｇ（４４４ｍｍｏｌ）を６０分か
けて滴下ロートから添加し、タンタルペンタエトキシド
を完全に加水分解し（加水分解率１５７％）、次いで７
０℃で１時間熟成した。エタノールを減圧留去後、回収
した酸化タンタル水和物を８００℃１時間空気中で焼成
し白色の酸化タンタル粉末を得た。これらの粉末の各種
不純物元素濃度を表１に示した（ここでは原料中の不純
物濃度も酸化タンタル換算で示す。以下同様）。以上の
結果より、原料アルコキシドの１％以上を加水分解して
精製されたタンタルアルコキシドを使った場合には、高
純度の酸化タンタルが得られたことがわかる。また（比
較例）に示したとおり加水分解率０．１％では有効な結
果を得難い。Example 1 In a 100 ml flask having a stirrer, a condenser, a dropping funnel and a thermometer, 51.0 g (125 mmol) of tantalum pentaethoxide and dehydrated ethanol 3 were added.
Charge 2 ml, and keep it at 35 ° C with stirring.
of water shown in Table 1 diluted with 1 liter of dehydrated ethanol
It was added from a dropping funnel over 0 minutes to hydrolyze tantalum pentaethoxide, and then aged at 70 ° C. for 1 hour.
The reaction liquid became a sol-like translucent state. After distilling off ethanol under reduced pressure, simple distillation was performed at 0.3 Torr, and a distillation temperature of 13
Colorless and transparent tantalum pentaethoxide at 0 to 145 ° C 3
9 g (96 mmol) to 41 g (101 mmol) were obtained (76 to 80% yield). 38 g (94 mmol) of the obtained purified tantalum pentaethoxide and dehydrated ethanol 5
0 ml was charged into the above 100 ml flask reactor, and while maintaining the temperature at 35 ° C. while stirring, 8.0 g (444 mmol) of water diluted with 20 ml of dehydrated ethanol was added from a dropping funnel over 60 minutes, and tantalum pentaethoxide was added. Completely hydrolyzed (157% hydrolysis), then
Aged at 0 ° C. for 1 hour. After the ethanol was distilled off under reduced pressure, the recovered tantalum oxide hydrate was fired in air at 800 ° C. for 1 hour to obtain a white tantalum oxide powder. The concentration of various impurity elements in these powders is shown in Table 1 (here, the impurity concentrations in the raw materials are also shown in terms of tantalum oxide; the same applies hereinafter). From the above results, it can be seen that when tantalum alkoxide purified by hydrolyzing 1% or more of the raw material alkoxide was used, high-purity tantalum oxide was obtained. As shown in (Comparative Example), it is difficult to obtain an effective result when the hydrolysis rate is 0.1%.
【００２８】[0028]
【表１】 [Table 1]
【００２９】[0029]
【実施例２】実施例１で用いた反応器を用い、ニオブペ
ンタエトキシド４５．０ｇ（１４１ｍｍｏｌ）と脱水ト
ルエン３５ｍｌを仕込み、７ｍｌの脱水エタノールで希
釈された水０．３５ｇ（１９ｍｍｏｌ）で実施例１と同
様な条件で処理した（加水分解率４．６％）。溶媒を減
圧留去後、０．３Ｔｏｒｒで単蒸留を行い、留出温度１
４０〜１５５℃で無色透明なニオブペンタエトキシド３
７ｇ（１１６ｍｍｏｌ）を得た（収率８２％）。得られ
た精製ニオブペンタエトキシド３２ｇ（１００ｍｍｏ
ｌ）と脱水エタノール５０ｍｌを上記１００ｍｌフラス
コ反応器に仕込み、撹拌しながら３５℃に保ちつつ、２
０ｍｌの脱水エタノールで希釈された水９．０ｇ（５０
０ｍｍｏｌ）を６０分かけて滴下ロートから添加し、ニ
オブペンタエトキシドを完全に加水分解し（加水分解率
１４３％）、次いで７０℃で１時間熟成した。エタノー
ルを減圧留去後、回収した酸化ニオブ水和物を８００℃
１時間空気中で焼成し白色の酸化ニオブ粉末を得た。こ
の粉末の各種不純物元素濃度を表２に示した。Example 2 Using the reactor used in Example 1, 45.0 g (141 mmol) of niobium pentaethoxide and 35 ml of dehydrated toluene were charged, and the reaction was carried out with 0.35 g (19 mmol) of water diluted with 7 ml of dehydrated ethanol. It was treated under the same conditions as in Example 1 (hydrolysis rate 4.6%). After distilling off the solvent under reduced pressure, simple distillation was performed at 0.3 Torr, and the distillation temperature was 1
Niobium pentaethoxide 3 which is colorless and transparent at 40 to 155 ° C
7 g (116 mmol) were obtained (82% yield). 32 g of the obtained purified niobium pentaethoxide (100 mmol
l) and 50 ml of dehydrated ethanol were charged into the above 100 ml flask reactor, and kept at 35 ° C with stirring.
9.0 g of water diluted with 0 ml of dehydrated ethanol (50 g
0 mmol) was added from a dropping funnel over 60 minutes to completely hydrolyze niobium pentaethoxide (hydrolysis rate: 143%), and then aged at 70 ° C. for 1 hour. After distilling off ethanol under reduced pressure, the recovered niobium oxide hydrate was heated at 800 ° C.
Calcination was performed in the air for 1 hour to obtain white niobium oxide powder. Table 2 shows the concentration of various impurity elements in this powder.
【００３０】[0030]
【表２】 [Table 2]
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、不純物としてＦｅ、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｎａ、Ｕなどを含有するニオブアルコキシド
またはタンタルアルコキシドを非常に容易に精製するこ
とができ、かくして精製されたアルコキシドから高純度
酸化ニオブまたは酸化タンタルを製造することができ、
その工業的価値は大なるものである。According to the present invention, Fe and C are used as impurities.
Niobium alkoxide or tantalum alkoxide containing a, Sr, Na, U, etc. can be very easily purified, and thus high-purity niobium oxide or tantalum oxide can be produced from the purified alkoxide,
Its industrial value is great.
Claims (1)
チウム、ナトリウム、ウランを少なくとも一種含有する
ニオブアルコキシドまたはタンタルアルコキシドを溶液
状態にして撹拌条件下に、該アルコキシドの１〜２０％
を加水分解して固体反応生成物を生成せしめ、次いで該
反応生成物と未反応アルコキシドとを蒸留分離し、アル
コキシドを回収し、次いで回収された該アルコキシドを
加水分解し、生成した固体を焼成することを特徴とする
高純度酸化ニオブおよび酸化タンタルの製造方法。1. A solution containing niobium alkoxide or tantalum alkoxide containing at least one of iron, calcium, strontium, sodium and uranium as an impurity, and stirring the solution in an amount of 1 to 20% of the alkoxide.
To produce a solid reaction product, then the reaction product is separated from unreacted alkoxide by distillation, the alkoxide is recovered, and then the recovered alkoxide is hydrolyzed and the generated solid is calcined. A method for producing high-purity niobium oxide and tantalum oxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33262996A JPH10139441A (en) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | Production of high-purity niobium oxide and tantalum oxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33262996A JPH10139441A (en) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | Production of high-purity niobium oxide and tantalum oxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10139441A true JPH10139441A (en) | 1998-05-26 |
Family
ID=18257100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33262996A Pending JPH10139441A (en) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | Production of high-purity niobium oxide and tantalum oxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10139441A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003055805A1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-10 | Mitsui Mining & Smelting Co.,Ltd. | Powder of tantalum oxide or niobium oxide, and method for production thereof |
| JP2006284778A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Hoya Corp | Method of suppressing splash and method for manufacturing plastic lens |
| WO2009142325A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Dielectric film, dielectric element, and process for producing the dielectric element |
-
1996
- 1996-11-08 JP JP33262996A patent/JPH10139441A/en active Pending
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| CN102036918A (en) * | 2008-05-23 | 2011-04-27 | 独立行政法人物质·材料研究机构 | Dielectric film, dielectric element, and process for producing the dielectric element |
| JP5610348B2 (en) * | 2008-05-23 | 2014-10-22 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Dielectric film, dielectric element and manufacturing method thereof |
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