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シリカ系無機化合物の表面修飾方法、アルカン類の分解方法及びアルコールの製造方法 UPDATE

国内特許コード P210017382
整理番号 DP1865
掲載日 2021年1月20日
出願番号 特願2018-107645
公開番号 特開2019-210187
出願日 平成30年6月5日(2018.6.5)
公開日 令和元年12月12日(2019.12.12)
発明者
  • 水谷 義
  • 高橋 良光
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 シリカ系無機化合物の表面修飾方法、アルカン類の分解方法及びアルコールの製造方法 UPDATE
発明の概要 【課題】ハイブリッド材料をもたらす新規なシリカ系無機化合物の表面修飾方法であり、当該表面修飾方法において反応性の乏しいアルカン類を用いることでその有効利用を可能とし、さらには、アルカン類を分解する方法及びアルカン類からアルコールを製造する方法の提供。
【解決手段】表面修飾方法は、シリカ系無機化合物の表面にアルカン類を存在させた状態で加熱処理することにより、アルカン類に由来する有機物をシリカ系無機化合物の表面に吸着させる。アルカン類の分解方法は、前記加熱処理により、アルカン類をシリカ系無機化合物の表面で分解する。アルコールの製造方法は、前記加熱処理によりアルカン類に由来する有機物をシリカ系無機化合物の表面に吸着させた後、アルカリで加水分解することにより、シリカ系無機化合物からアルカン類に由来するアルコールを脱離させる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要

近年、セラミックス部品は、それを用いた電子デバイスの市場の多様化により、様々な用途に使用されている。そのため、セラミックス部品はその用途に合わせ、小型化や、高強度化、長寿命化等の高い機能性と安定性が求められるようになった。しかし、トップダウン式手法が主に用いられる無機材料では耐久性や耐熱性には優れているが、小型化に限界がある。

一方、ボトムアップ式手法が主として用いられている有機材料は加工性に優れ、柔軟性や耐衝撃性があり、分子から構成されるため、さらなる小型化および様々な機能を持たせることができる材料として期待されている。
しかし、有機材料だけで電子部品を作ることは困難である。また、セラミックス電子部品などの工場の生産プロセスにおいて、メッキ処理時などでセラミックス部品を酸性溶液につける過程があるが、実際に製品で使用されているセラミックスは混合物であるので、酸性溶液につけるとセラミックスの一部の成分が溶け出してしまう。そのため、機械強度が低くなり壊れやすくなる可能性がある。

そこで、近年注目されているのが、有機材料の機能性および無機材料の安定性を組み合わせ、両者の欠点を可能な限り排除した有機-無機ハイブリッド材料である。
有機材料と無機材料が分子レベルで分散したハイブリッド材料には、ボトムアップ方式の手法が適用でき、さらに、セラミックス部品の欠点である低いじん性が改善できると期待される。その応用例として、有機-無機ハイブリッド電子材料があり、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)や有機トランジスタなどがある。また、自動車のフロントガラスとして使われている合わせガラスも有機-無機ハイブリッド材料の一つである。ガラスとガラスの間に中間膜を挟むことで、割れたガラスの破片を落ちにくくする脱落防止性能や耐貫通性能などの機能に優れたガラスを作ることが可能になった。このように、多岐にわたる分野で有機-無機ハイブリッド材料は活躍している。

ハイブリッド材料の作製方法として、表面修飾によるハイブリッド化がある。有機-無機界面の構築に関する研究成果として、末端に水酸基をもつポルフィリンの溶液をシリケートガラスにスピンコートし、加熱処理することで、シリケートガラス表面にポルフィリンの単分子膜を作製できることが報告されている(非特許文献1参照。)。

産業上の利用分野

本発明は、シリカ系無機化合物の表面修飾方法、アルカン類の分解方法及びアルコールの製造方法に関し、特に、反応性の乏しいアルカン類を用いて温和な条件でシリカ系無機化合物を表面修飾する方法並びにこの方法を応用してアルカン類を分解する方法及びアルコールを製造する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
シリカ系無機化合物の表面にアルカン類を存在させた状態で加熱処理することにより、前記アルカン類に由来する有機物を前記シリカ系無機化合物の表面に吸着させる、シリカ系無機化合物の表面修飾方法。

【請求項2】
前記アルカン類が、アルカン、シクロアルカン及びアルキルベンゼンから選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載のシリカ系無機化合物の表面修飾方法。

【請求項3】
前記加熱処理の条件が100~250℃で10分~2時間である、請求項1又は2に記載のシリカ系無機化合物の表面修飾方法。

【請求項4】
シリカ系無機化合物の表面にアルカン類を存在させた状態で加熱処理することにより、前記アルカン類を前記シリカ系無機化合物の表面で分解する、アルカン類の分解方法。

【請求項5】
シリカ系無機化合物の表面にアルカン類を存在させた状態で加熱処理することにより、前記アルカン類に由来する有機物を前記シリカ系無機化合物の表面に吸着させた後、アルカリで加水分解することにより、前記シリカ系無機化合物から前記アルカン類に由来するアルコールを脱離させる、アルコールの製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018107645thum.jpg
出願権利状態 公開
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