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新規多孔質アモルファスシリカ及びその製造方法 コモンズ

国内特許コード P150011237
掲載日 2015年1月29日
出願番号 特願2013-504745
登録番号 特許第5975982号
出願日 平成24年3月13日(2012.3.13)
登録日 平成28年7月29日(2016.7.29)
国際出願番号 JP2012056452
国際公開番号 WO2012124703
国際出願日 平成24年3月13日(2012.3.13)
国際公開日 平成24年9月20日(2012.9.20)
優先権データ
  • 特願2011-056876 (2011.3.15) JP
発明者
  • 高田 潤
  • 橋本 英樹
  • 工藤 孝幸
  • 妹尾 昌治
  • 板谷 篤司
  • 黒田 泰重
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
発明の名称 新規多孔質アモルファスシリカ及びその製造方法 コモンズ
発明の概要 開示されているのは、酸強度が0.4 Band area/a.u.以上であって、マイクロ孔を有する多孔質アモルファスシリカ、微生物が生成した酸化鉄を酸で処理する工程を含む多孔質アモルファスシリカの製造方法、該多孔質アモルファスシリカを含む固体酸触媒及び吸着剤、該多孔質アモルファスシリカを有機基で化学修飾した有機・無機複合材料、並びに該有機・無機複合材料に触媒を固定化した触媒・有機・無機3元系複合材料である。
従来技術、競合技術の概要



一般に、シリカ(SiO2)は様々な分野で利用されており産業上極めて重要な材料である。その用途は多岐に渡り、ゴムの補強材、顔料、吸着材、触媒担体などとして我々の生活に欠かせない材料として浸透している。ナノオーダーの細孔を極めて精密に制御したメソポーラスシリカやナノテクに代表されるシリカナノチューブ、シリカナノワイヤーなどが開発され、その表面修飾性や吸着特性を生かし優れた性能を有する触媒固定担体や吸着材、ナノデバイスとしての応用を狙った研究が盛んになされている(非特許文献1-3)。





そして、非特許文献4では、結晶性が良く、少量の表面ヒドロキシル基を有するシリカMCM-41サンプルを調製したこと、当該サンプルの表面結晶性は水による攻撃からのサンプルの保護、及び水やCOのような吸着物の吸着挙動において重要な役割を演じていることが報告されている。また、非特許文献5では、メソポーラスシリカ(MCM-41)は、アセタール化、異性化、脱ベンジル化のような種々の反応の典型的な酸触媒として機能すること、孔径が触媒活性に大きな影響を与えていること、及びMCM-41は種々のシリカゲルと比べて優れた触媒活性を有していたことが報告されている。





一方で、天然物由来のシリカを利用することも盛んに行われている。最も有名な例は、珪藻と呼ばれる藻類の殻の化石からなる堆積物である珪藻土である(非特許文献6)。珪藻土は、その優れた吸着特性、耐火性、断熱性などの特性を生かして、触媒やクロマトグラフィー固定相の担体、建材や保温材などとして利用されている。また、籾殻のシリカ成分を抽出したシリカも注目されている(非特許文献7)。このようにして得られたシリカは、食料などと競合することのない未使用バイオマスである籾殻を利用していることから、その有効利用が環境面からも注目されている。これら珪藻由来や植物由来のシリカはバイオシリカと呼ばれている。





その他にも、海綿動物の体内から、通信ネットワークで使用する光ファイバーとよく似たシリカファイバーが発見され、工業製品である光ファイバーよりも優れた特性を有することが報告されている(非特許文献8)。また、鉱物からシリカを抽出する例もある。例えば、クリソタイル(Mg6Si4O10(OH)8)と呼ばれる鉱物を出発物質として、これを酸処理することでアモルファスシリカナノファイバーを作製したという報告がなされている(非特許文献9)。

産業上の利用分野



本発明は微生物が作る酸化鉄を出発原料とした新規多孔質アモルファスシリカ、及び該多孔質アモルファスシリカの製造方法に関する。更に、本発明は、上記多孔質アモルファスシリカを含む固体酸触媒、吸着剤、有機・無機複合材料、及び触媒・有機・無機3元系複合材料に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
強度が0.4 Band area/a.u.以上であって、比表面積が500 m2/g以上である、マイクロ孔を有する多孔質アモルファスシリカ。

【請求項2】
前記酸強度が0.5 Band area/a.u.以上である、請求項1に記載の多孔質アモルファスシリカ。

【請求項3】
前記酸強度が0.6 Band area/a.u.以上である、請求項1に記載の多孔質アモルファスシリカ。

【請求項4】
球状微粒子の集合体である、請求項1~3のいずれか一項に記載の多孔質アモルファスシリカ。

【請求項5】
微生物が生成した酸化鉄を酸で処理する工程を含む多孔質アモルファスシリカの製造方法。

【請求項6】
前記酸が塩酸又は硫酸である、請求項に記載の方法。

【請求項7】
請求項1~4のいずれか一項に記載の多孔質アモルファスシリカを含む固体酸触媒。

【請求項8】
フリーデルクラフツ反応触媒又はエポキシ開環反応触媒である、請求項に記載の固体酸触媒。

【請求項9】
請求項1~4のいずれか一項に記載の多孔質アモルファスシリカを含む吸着剤。

【請求項10】
極性ガスの吸着に使用される、請求項に記載の吸着剤。

【請求項11】
請求項1~4のいずれか一項に記載の多孔質アモルファスシリカを有機基で化学修飾した有機・無機複合材料。

【請求項12】
請求項11に記載の有機・無機複合材料に触媒を固定化した触媒・有機・無機3元系複合材料。

【請求項13】
触媒が、酵素、有機触媒及び金属錯体触媒からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項12に記載の触媒・有機・無機3元系複合材料。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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