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メソポーラス金属酸化物の作製方法、及びメソポーラス金属酸化物形成のための補助剤 コモンズ

国内特許コード P120007408
掲載日 2012年4月24日
出願番号 特願2010-203896
公開番号 特開2012-056820
登録番号 特許第5610341号
出願日 平成22年9月13日(2010.9.13)
公開日 平成24年3月22日(2012.3.22)
登録日 平成26年9月12日(2014.9.12)
発明者
  • 西久保 忠臣
  • 内藤 周弌
  • 工藤 宏人
  • 吉田 曉弘
  • 新名 伸光
出願人
  • 学校法人神奈川大学
発明の名称 メソポーラス金属酸化物の作製方法、及びメソポーラス金属酸化物形成のための補助剤 コモンズ
発明の概要 【課題】遷移金属にも適用することが可能な、新規なメソポーラス金属酸化物の作製方法を提供すること。
【解決手段】金属元素に配位可能な置換基を複数有し、複数のベンゼン環からなる環状オリゴマーの溶液中に、加水分解性の金属化合物を加え、次いで前記加水分解性の金属化合物を前記溶液中で加水分解させて、加水分解物を形成させる加水分解工程と、前記加水分解物を前記溶液中から分離して、得られた前記加水分解物を焼成する焼成工程と、を含むメソポーラス金属酸化物の作製方法を使用する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



無機酸化物材料は、顔料、塗料、ポリマー製造におけるバインダー、紫外線吸収剤、触媒材料等として幅広い用途が知られている。これらの用途の中でも、特に触媒材料としての用途に着目すると、耐熱性、高い化学的安定性及び各種金属と高い親和性を示す酸化アルミニウム、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム等の材料が、触媒作用を有する金属微粒子を分散固定化する触媒担体として工業的に広く使用されている。また、二酸化チタンや酸化亜鉛に代表される酸化物半導体は、それらの酸化物自身が紫外光の存在下で光触媒として機能することから、大気中の汚染物質の分解、環境水の浄化等の用途で実用化されている。これら触媒材料としての用途においては、反応物が存在する気相や液相と触媒材料との接触面積が大きいほど触媒活性が向上し得ることから、高い比表面積を有する無機酸化物材料が極めて有用である。





高い比表面積を有する無機酸化物材料としては、無機酸化物の多孔質材料が挙げられる。こうした多孔質材料は、シリカゲルやゼオライトが著名であるように、分離材や吸着剤、触媒又はその担体として使用されている。これら多孔質材料の性質は、含まれる細孔の直径、分布及び配列、並びに細孔内の表面構造によって決定される。これらの中でも、特に細孔の直径である細孔径は、多孔質材料の比表面積に直接影響を与えるものであり、多孔質材料の性質を決定する大きな因子である。このため、より均一で微細な細孔径分布を有する多孔質材料の開発が重要である。このような背景から、近年、様々な無機酸化物を使用して、直径が2~50nm程度のメソ細孔を有するメソポーラス酸化物材料の開発が盛んに行われている。





こうした開発の一例として、鋳型となる有機分子の集合体の周囲で金属酸化物の前駆体である塩又はアルコキシドの加水分解により水酸化物を発生させ、これを加熱することでメソポーラス金属酸化物材料を得るゾル-ゲル法が検討されている。例えば、特許文献1には、有機テンプレートとして界面活性剤のミセルを使用し、アルコキシシランの加水分解物をこのミセルの周囲に配置させたゾルを形成させ、次いで、このゾルの構造が保持される条件でゲルを形成させ、さらに熱処理するナノ多孔質材料(メソポーラス酸化物材料)の形成方法が開示されている。

産業上の利用分野



本発明は、メソポーラス金属酸化物の作製方法、及びメソポーラス金属酸化物形成のための補助剤に関する。また、本発明は、金属元素に配位可能な置換基を複数有し、複数のベンゼン環からなる環状オリゴマーの、メソポーラス金属酸化物形成助剤としての使用方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属元素に配位可能な置換基を複数有し、複数のベンゼン環からなる下記一般式(3)又は下記一般式(4)で表される環状オリゴマーの溶液中に、加水分解性の金属化合物を加え、次いで前記加水分解性の金属化合物を前記溶液中で加水分解させて、加水分解物を形成させる加水分解工程と、
得られた前記加水分解物を焼成する焼成工程と、を含むメソポーラス金属酸化物の作製方法。
【化1】


(上記一般式(3)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、Xは、それぞれ独立に、置換又は非置換のプロピレン基を表す。ただし、少なくともいずれかのRは、炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、少なくとも2つのRは、水素原子を表す。)
【化2】


(上記一般式(4)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、Xは、それぞれ独立に、置換又は非置換のアルキレン基を表し、nは、2又は3を表す。ただし、少なくともいずれかのRは、炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、少なくとも2つのRは、水素原子を表す。)

【請求項2】
金属元素に配位可能な置換基を複数有し、複数のベンゼン環からなる下記一般式(3)又は下記一般式(4)で表される環状オリゴマーを主成分とするメソポーラス金属酸化物形成のための補助剤。
【化3】


(上記一般式(3)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、Xは、それぞれ独立に、置換又は非置換のプロピレン基を表す。ただし、少なくともいずれかのRは、炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、少なくとも2つのRは、水素原子を表す。)
【化4】


(上記一般式(4)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、Xは、それぞれ独立に、置換又は非置換のアルキレン基を表し、nは、2又は3を表す。ただし、少なくともいずれかのRは、炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、少なくとも2つのRは、水素原子を表す。)

【請求項3】
金属元素に配位可能な置換基を複数有し、複数のベンゼン環からなる下記一般式(3)又は下記一般式(4)で表される環状オリゴマーの、メソポーラス金属酸化物形成助剤としての使用方法。
【化5】


(上記一般式(3)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、Xは、それぞれ独立に、置換又は非置換のプロピレン基を表す。ただし、少なくともいずれかのRは、炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、少なくとも2つのRは、水素原子を表す。)
【化6】


(上記一般式(4)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、Xは、それぞれ独立に、置換又は非置換のアルキレン基を表し、nは、2又は3を表す。ただし、少なくともいずれかのRは、炭素数1~18の置換若しくは非置換のアルキル基を表し、少なくとも2つのRは、水素原子を表す。)
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010203896thum.jpg
出願権利状態 登録
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