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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023149126
(43)【公開日】2023-10-13
(54)【発明の名称】酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法
(51)【国際特許分類】
C01G 33/00 20060101AFI20231005BHJP
B82Y 20/00 20110101ALI20231005BHJP
B82Y 40/00 20110101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
C01G33/00 A
B82Y20/00
B82Y40/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022057521
(22)【出願日】2022-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000220239
【氏名又は名称】東京応化工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(72)【発明者】
【氏名】廖 曰淳
(72)【発明者】
【氏名】山内 賢一
【テーマコード（参考）】
4G048
【Ｆターム（参考）】
4G048AA02
4G048AB02
4G048AC08
4G048AD04
4G048AE08
(57)【要約】
【課題】アモルファス相が生じにくい状態で、１００ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得ることができる酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法は、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）と水と水溶性溶媒とを含む混合物を２５５℃以上に加熱して水熱反応を進行させることを含み、前記ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）中のアルコキシ基は、独立に、炭素原子数２～５のアルコキシ基である。前記水と前記ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）とのモル比は、好ましくは０．２０以上である。前記水熱反応を４００ｐｓｉ以上の圧力下で進行させることが好ましい。
【選択図】図２
【解決手段】本発明に係る酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法は、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）と水と水溶性溶媒とを含む混合物を２５５℃以上に加熱して水熱反応を進行させることを含み、前記ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）中のアルコキシ基は、独立に、炭素原子数２～５のアルコキシ基である。前記水と前記ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）とのモル比は、好ましくは０．２０以上である。前記水熱反応を４００ｐｓｉ以上の圧力下で進行させることが好ましい。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）と水と水溶性溶媒とを含む混合物を２５５℃以上に加熱して水熱反応を進行させることを含む酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法であって、
前記ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）中のアルコキシ基は、独立に、炭素原子数２～５のアルコキシ基である製造方法。
前記ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）中のアルコキシ基は、独立に、炭素原子数２～５のアルコキシ基である製造方法。
【請求項2】
前記酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶のサイズは、２０ｎｍ未満である請求項１に記載の製造方法。
【請求項3】
前記水と前記ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）とのモル比は、０．２０以上である請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項4】
前記水熱反応を４００ｐｓｉ以上の圧力下で進行させる請求項１から３のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光学部材の形成に、高屈折材料が用いられている。高屈折材料は、例えば、酸化チタンや酸化ジルコニウム等の金属酸化物粒子を原料として得られる。高屈折材料の原料として用いることのできる金属酸化物粒子には、例えば、酸化ニオブ（Ｖ）粒子も包含される。酸化ニオブ（Ｖ）粒子の製造方法としては、例えば、塩化ニオブ（Ｖ）を原料とするソルボサーマル合成法が挙げられる（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｐｏｒｔｓ， ２０１５， Ｖｏｌ. ５， ｐ．７７１６ （２０１５）．＜URL: https://doi.org/10.1038/srep07716＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
酸化ニオブ（Ｖ）粒子の従来の製造方法では塩化ニオブ（Ｖ）を原料として用いるため、得られる酸化ニオブ（Ｖ）粒子に残留する塩化物イオンを原因とする腐食の恐れがある。また、酸化ニオブ（Ｖ）粒子の従来の製造方法では、１００ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）粒子を得ることが困難であったり、アモルファス相の酸化ニオブ（Ｖ）粒子が生じたり、あるいは、結晶化度の低い酸化ニオブ（Ｖ）粒子が製造されたりする問題がある。
【0005】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、アモルファス相が生じにくい状態で、１００ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得ることができる酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その結果、所定のペンタアルコキシニオブ（Ｖ）と水と水溶性溶媒とを含む混合物を２５５℃以上に加熱して水熱反応を進行させて酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得ることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【0007】
本発明の一態様は、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）と水と水溶性溶媒とを含む混合物を２５５℃以上に加熱して水熱反応を進行させることを含む酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法であって、前記ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）中のアルコキシ基は、独立に、炭素原子数２～５のアルコキシ基である製造方法である。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、アモルファス相が生じにくい状態で、１００ｎｍ未満のサイズを有する単一結晶相の酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得ることができる酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法＞
本発明に係る酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法により、１００ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得ることができる。該製造方法により、好ましくは２０ｎｍ未満のサイズ、より好ましくは１８ｎｍ以下のサイズ、更により好ましくは１７ｎｍ以下のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得ることができる。本明細書において、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶のサイズとは、Ｘ線回折測定により検出された回折ピークの半値幅からＨａｌｄｅｒ－Ｗａｇｎｅｒ法で算出された平均一次粒子粒径、即ち、結晶子サイズをいう。
本発明に係る酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の製造方法により、１００ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得ることができる。該製造方法により、好ましくは２０ｎｍ未満のサイズ、より好ましくは１８ｎｍ以下のサイズ、更により好ましくは１７ｎｍ以下のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得ることができる。本明細書において、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶のサイズとは、Ｘ線回折測定により検出された回折ピークの半値幅からＨａｌｄｅｒ－Ｗａｇｎｅｒ法で算出された平均一次粒子粒径、即ち、結晶子サイズをいう。
【0011】
本発明に係る製造方法で得られる酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶の結晶相としては、特に限定されず、例えば、ＴＴ相、Ｔ相、Ｂ相、Ｐ相、Ｎ相、Ｒ相、Ｍ相、Ｈ相、I相が挙げられ、特にＴＴ相が得やすい。一方、本発明に係る製造方法では、アモルファス相の酸化ニオブ（Ｖ）粒子が生じにくい。結晶相の種類は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により観測されるピークが現れる２θ軸上の位置で確認できる。アモルファス相が生じているか否かは、ＸＲＤのスペクトルの形状から確認できる。
【0012】
［ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）］
ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）は、本発明に係る製造方法において、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を製造するための原料として用いられる。本発明に係る製造方法では、従来と異なり、原料として塩化ニオブ（Ｖ）を原料として用いないため、得られる酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶への塩化物イオンの残留が効果的に抑制され、塩化物イオンを原因とする腐食を防止しやすい。ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）は、本発明に係る製造方法において、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を製造するための原料として用いられる。本発明に係る製造方法では、従来と異なり、原料として塩化ニオブ（Ｖ）を原料として用いないため、得られる酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶への塩化物イオンの残留が効果的に抑制され、塩化物イオンを原因とする腐食を防止しやすい。ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【0013】
ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）は、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）中のアルコキシ基が、独立に、炭素原子数２～５のアルコキシ基である限り、特に限定されない。前記アルコキシ基の炭素原子数は、反応性等の観点から、好ましくは２～４、より好ましくは３又は４、更により好ましくは４である。炭素原子数２～５のアルコキシ基としては、例えば、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ－ブトキシ基、ｔｅｒｔ－ブトキシ基、ｎ－ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ｔｅｒｔ－ペンチルオキシ基等が挙げられ、反応性等の観点から、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ－ブトキシ基、及びｔｅｒｔ－ブトキシ基が好ましく、ｎ－プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ－ブトキシ基、及びｔｅｒｔ－ブトキシ基がより好ましく、ｎ－ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ－ブトキシ基、及びｔｅｒｔ－ブトキシ基が更により好ましく、ｎ－ブトキシ基が特に好ましい。
【0014】
ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）の具体例としては、例えば、ペンタエトキシニオブ（Ｖ）、ペンタｎ－プロポキシニオブ（Ｖ）、ペンタイソプロポキシニオブ（Ｖ）、ペンタｎ－ブトキシニオブ（Ｖ）、ペンタイソブトキシニオブ（Ｖ）、ペンタｓｅｃ－ブトキシニオブ（Ｖ）、ペンタｔｅｒｔ－ブトキシニオブ（Ｖ）、ペンタｎ－ペンチルオキシニオブ（Ｖ）、ペンタイソペンチルオキシニオブ（Ｖ）、ペンタｔｅｒｔ－ペンチルオキシニオブ（Ｖ）等が挙げられ、反応性等の観点から、ペンタエトキシニオブ（Ｖ）、ペンタｎ－プロポキシニオブ（Ｖ）、ペンタイソプロポキシニオブ（Ｖ）、ペンタｎ－ブトキシニオブ（Ｖ）、ペンタイソブトキシニオブ（Ｖ）、ペンタｓｅｃ－ブトキシニオブ（Ｖ）、及びペンタｔｅｒｔ－ブトキシニオブ（Ｖ）が好ましく、ペンタｎ－プロポキシニオブ（Ｖ）、ペンタイソプロポキシニオブ（Ｖ）、ペンタｎ－ブトキシニオブ（Ｖ）、ペンタイソブトキシニオブ（Ｖ）、ペンタｓｅｃ－ブトキシニオブ（Ｖ）、及びペンタｔｅｒｔ－ブトキシニオブ（Ｖ）がより好ましく、ペンタｎ－ブトキシニオブ（Ｖ）、ペンタイソブトキシニオブ（Ｖ）、ペンタｓｅｃ－ブトキシニオブ（Ｖ）、及びペンタｔｅｒｔ－ブトキシニオブ（Ｖ）が更により好ましく、ペンタｎ－ブトキシニオブ（Ｖ）が特に好ましい。
【0015】
［水］
本発明に係る製造方法においては、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）と水との反応により、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）の加水分解が進行し、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶が生成される。水とペンタアルコキシニオブ（Ｖ）とのモル比は、好ましくは０．２０以上であり、より好ましくは０．２２～７であり、更により好ましくは０．２４～５．５である。水とペンタアルコキシニオブ（Ｖ）とのモル比が上記範囲内であると、１００ｎｍ未満のサイズ、特に２０ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得やすい。
本発明に係る製造方法においては、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）と水との反応により、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）の加水分解が進行し、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶が生成される。水とペンタアルコキシニオブ（Ｖ）とのモル比は、好ましくは０．２０以上であり、より好ましくは０．２２～７であり、更により好ましくは０．２４～５．５である。水とペンタアルコキシニオブ（Ｖ）とのモル比が上記範囲内であると、１００ｎｍ未満のサイズ、特に２０ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得やすい。
【0016】
［水溶性溶媒］
水溶性溶媒は、本発明に係る製造方法において、水とともに、反応溶媒として用いられる。該製造方法において、水溶性溶媒は、水よりもはるかに多量に用いられる。具体的に、水溶性溶媒と水との質量比は、好ましくは５０～３０００であり、より好ましくは８０～２７００であり、更により好ましくは１００～２５００である。水溶性溶媒と水との質量比が上記範囲内であると、１００ｎｍ未満のサイズ、特に２０ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得やすい。これは、水よりもはるかに多量に存在する水溶性溶媒の環境下で、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）のより緩やかな加水分解がより均一に進行しやすいためであると推認される。水溶性溶媒は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
水溶性溶媒は、本発明に係る製造方法において、水とともに、反応溶媒として用いられる。該製造方法において、水溶性溶媒は、水よりもはるかに多量に用いられる。具体的に、水溶性溶媒と水との質量比は、好ましくは５０～３０００であり、より好ましくは８０～２７００であり、更により好ましくは１００～２５００である。水溶性溶媒と水との質量比が上記範囲内であると、１００ｎｍ未満のサイズ、特に２０ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得やすい。これは、水よりもはるかに多量に存在する水溶性溶媒の環境下で、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）のより緩やかな加水分解がより均一に進行しやすいためであると推認される。水溶性溶媒は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【0017】
水溶性溶媒としては、特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、２－メチル－１－プロパノール、２－メチル－２－プロパノール、１－ペンタノール、２－ペンタノール、４－メチル－２－ペンタノール、２，２－ジメチル－１－プロパノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール等のアルコール類；エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール－ｎ－プロピルエーテル、エチレングリコールモノ－ｎ－ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ－ｎ－プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ－ｎ－ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ－ｎ－プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ－ｎ－ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ－ｎ－プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ－ｎ－ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２－ヘプタノン、３－ヘプタノン等のケトン類；２－ヒドロキシプロピオン酸メチル、２－ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類；２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオン酸エチル、３－メトキシプロピオン酸メチル、３－メトキシプロピオン酸エチル、３－エトキシプロピオン酸メチル、３－エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２－ヒドロキシ－３－メチル部炭酸メチル、３－メチル－３－メトキシブチルアセテート、３－メチル－３－メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸ｎ－プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸イソブチル、蟻酸ｎ－ペンチル、酢酸イソペンチル、プロピオン酸ｎ－ブチル、酪酸エチル、酪酸ｎ－プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸ｎ－ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸ｎ－プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、２－オキソブタン酸エチル等の他のエステル類；Ｎ－メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド等のアミド類等が挙げられる。中でも、１００ｎｍ未満のサイズ、特に２０ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得やすいことから、水溶性溶媒としては、アルコール類が好ましく、１－ブタノール、２－ブタノール、２－メチル－１－プロパノール、２－メチル－２－プロパノール、ベンジルアルコール、及びフェネチルアルコールがより好ましく、１－ブタノール及びベンジルアルコールが更により好ましい。
【0018】
［水熱反応］
本発明に係る製造方法では、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）と水と水溶性溶媒とを含む混合物を２５５℃以上に加熱して水熱反応を進行させる。水熱反応における加熱温度が２５５℃以上であると、酸化ニオブ（Ｖ）のアモルファス相が生じにくく、１００ｎｍ未満のサイズ、特に２０ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得やすい。水熱反応における加熱温度は、好ましくは２５７～３００℃であり、より好ましくは２５８～２８０℃であり、更により好ましくは２５９～２７５℃である。
本発明に係る製造方法では、ペンタアルコキシニオブ（Ｖ）と水と水溶性溶媒とを含む混合物を２５５℃以上に加熱して水熱反応を進行させる。水熱反応における加熱温度が２５５℃以上であると、酸化ニオブ（Ｖ）のアモルファス相が生じにくく、１００ｎｍ未満のサイズ、特に２０ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得やすい。水熱反応における加熱温度は、好ましくは２５７～３００℃であり、より好ましくは２５８～２８０℃であり、更により好ましくは２５９～２７５℃である。
【0019】
本発明に係る製造方法では、水熱反応を４００ｐｓｉ以上の圧力下で進行させることが好ましい。水熱反応における圧力が４００ｐｓｉ以上であると、酸化ニオブ（Ｖ）のアモルファス相が生じにくく、１００ｎｍ未満のサイズ、特に２０ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得やすい。水熱反応における圧力は、好ましくは４２０～７００ｐｓｉであり、より好ましくは４４０～６００ｐｓｉであり、更により好ましくは４５０～５８０ｐｓｉである。
【0020】
本発明に係る製造方法において、水熱反応の時間は、特に限定されず、例えば、５０～１４０分でよく、６０～１３０分でもよい。本発明に係る製造方法では、比較的短時間で、１００ｎｍ未満のサイズ、特に２０ｎｍ未満のサイズを有する酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶を得やすい。
【0021】
本発明に係る製造方法により得られた酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶は、エタノール等を用いた洗浄により精製してもよい。
【0022】
本発明に係る製造方法により得られた酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶は、高屈折材料の原料として用いることができる。その際、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶は、例えば、公知のキャッピング剤で処理されていてもよい。キャッピング剤としては、例えば、アルコキシシラン、フェノール、アルコール、カルボン酸、カルボン酸ハライド等が挙げられる。
【実施例0023】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0024】
［酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子の調製］
原料として、ペンタｎ－ブトキシニオブ（Ｖ）、水、ベンジルアルコール、及び１－ブタノールを、表１に示す量で、不活性雰囲気下、６００ｍＬ反応器（Ｐａｒｒ社製）に仕込んだ。反応混合物を撹拌しつつ２～３℃／分の昇温速度で加熱し、表１に示す温度に達した後、表１に示す時間、水熱反応を進行させたところ、反応圧力は、表１に示す値まで到達した。反応が完了し、反応器の温度が室温に戻った後、上述の通りにして得た酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子を白色乳状懸濁物（ウェットケーキ）として回収した。
原料として、ペンタｎ－ブトキシニオブ（Ｖ）、水、ベンジルアルコール、及び１－ブタノールを、表１に示す量で、不活性雰囲気下、６００ｍＬ反応器（Ｐａｒｒ社製）に仕込んだ。反応混合物を撹拌しつつ２～３℃／分の昇温速度で加熱し、表１に示す温度に達した後、表１に示す時間、水熱反応を進行させたところ、反応圧力は、表１に示す値まで到達した。反応が完了し、反応器の温度が室温に戻った後、上述の通りにして得た酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子を白色乳状懸濁物（ウェットケーキ）として回収した。
【0025】
［サイズの測定］
上述の通りにして得たウェットケーキの減圧乾燥物を試料として用いて、Ｘ線回折装置（ＳｍａｒｔＬａｂ、株式会社リガク製）により、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子のＸＲＤ測定を行った。得られた結果を付属ソフトウェアのＰＤＸＬで解析し、Ｈａｌｄｅｒ－Ｗａｇｎｅｒ法にて酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子の平均一次粒子粒径（結晶子サイズ）を求めたところ、表１に示す結果が得られた。
上述の通りにして得たウェットケーキの減圧乾燥物を試料として用いて、Ｘ線回折装置（ＳｍａｒｔＬａｂ、株式会社リガク製）により、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子のＸＲＤ測定を行った。得られた結果を付属ソフトウェアのＰＤＸＬで解析し、Ｈａｌｄｅｒ－Ｗａｇｎｅｒ法にて酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子の平均一次粒子粒径（結晶子サイズ）を求めたところ、表１に示す結果が得られた。
【0026】
なお、ＸＲＤ測定の結果から、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子の相を解析した。表１において、Ａｍはアモルファス相、ＴＴはＴＴ相を示し、Ａｍ＋ＴＴは、アモルファス相とＴＴ相とが混在していることを示す。例えば、図１に示す通り、比較例５の酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子においては、アモルファス相とＴＴ相とが混在していることが確認された。これに対し、図２に示す通り、実施例４の酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子においては、ＴＴ相のみが存在し、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶が形成されていることが確認された。他の実施例の酸化ニオブ（Ｖ）ナノ粒子においても、ＴＴ相のみが存在し、酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶が形成されていることが確認された。
【0027】
【表1】
ＢＡ：ベンジルアルコール
ＢｕＯＨ：１－ブタノール
Ａｍ：アモルファス相
ＴＴ：ＴＴ相
【0028】
表１から分かる通り、実施例では、１００ｎｍ未満のサイズ、特に２０ｎｍ未満のサイズを有する単一相の酸化ニオブ（Ｖ）ナノ結晶が得られたのに対し、比較例では、アモルファス相が生じてしまうことが確認された。
【図1】
【図2】