JP2001340755A - Porous material for adsorbing and separating gas and method of adsorbing and separating gas using the same - Google Patents

Porous material for adsorbing and separating gas and method of adsorbing and separating gas using the same

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JP2001340755A
JP2001340755A JP2001101435A JP2001101435A JP2001340755A JP 2001340755 A JP2001340755 A JP 2001340755A JP 2001101435 A JP2001101435 A JP 2001101435A JP 2001101435 A JP2001101435 A JP 2001101435A JP 2001340755 A JP2001340755 A JP 2001340755A
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pore
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porous
pore diameter
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Koji Miyazawa
浩司 宮澤
Shinji Inagaki
伸二 稲垣
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous material with which specific components in gas, e.g. a hydrocarbon, carbon dioxide or the like can be selectively and effi ciently adsorbed and separated, and to provide a method of adsorbing and separating the gas using the same. SOLUTION: The porous body exhibits at least one peak at the diffraction angle corresponding to (d) value of >=1 nm in a X-ray diffraction pattern and has at least one part in it, where the variation in the amount of nitrogen absorption (expressed in terms of the volume of nitrogen at standard state) is >=50 ml/g when the relative vapor pressure is changed by 0.1 in the range of the relative vapor pressure of 0.2 to 0.8, in the nitrogen adsorption isothermal line measured at a liquid nitrogen temperature. The method of adsorbing and separating the gas comprises bringing the gas into contact with the porous body which has moso-pores having a center pore diameter of 20 to 50 nm in a pore diameter distribution curve and has porosity in the wall of a pore and adsorbing and separating components contained in the gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はガス中成分を吸着分
離するための多孔体及びそれを用いたガス中成分の吸着
分離方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a porous material for adsorbing and separating gas components and a method for adsorbing and separating gas components using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からガス中成分の吸着・分離方法に
使用可能な多孔質物質としてはゼオライト、メソポーラ
ス物質、シリカゲル・アルミナ等があり、それぞれ下記
に述べる特徴を有する。
2. Description of the Related Art Conventionally, porous materials which can be used in a method for adsorbing / separating components in a gas include zeolites, mesoporous materials, silica gel / alumina, etc., each having the following characteristics.

【0003】ゼオライト系の結晶性多孔体は、その多孔
体の物理的、化学的表面特性によって触媒やイオン交換
体等として幅広い工業分野で利用されている。また、ゼ
オライト系の結晶性多孔体は細孔径が0.3〜1.3n
mの非常に微細な均一構造を有することから、低分子量
化合物等に対する高選択的触媒反応や吸着特性に優れた
機能を発揮する。
[0003] Zeolite-based crystalline porous materials are used in a wide range of industrial fields as catalysts, ion exchangers, etc., depending on the physical and chemical surface properties of the porous materials. The zeolite-based crystalline porous body has a pore diameter of 0.3 to 1.3 n.
Since it has a very fine uniform structure of m, it exerts a function excellent in highly selective catalytic reaction and adsorption characteristics for low molecular weight compounds and the like.

【0004】一方、特開平8−67578号公報等に記
載されているメソ領域2〜50nmの範囲の細孔を有す
る結晶性メソポーラス物質(メソ多孔体)は、その比表
面積が大きく、且つ細孔構造の均一性に優れていること
から、高分子量の化合物、すなわち分子サイズが細孔径
と同程度の化合物に対して選択的触媒や吸着剤として使
用することができ、またその細孔径の大きさから分子の
拡散速度が優れている。
On the other hand, a crystalline mesoporous substance (mesoporous material) having pores in a meso region of 2 to 50 nm described in JP-A-8-67578 and the like has a large specific surface area and a small pore size. Because of its excellent structural uniformity, it can be used as a selective catalyst or adsorbent for high molecular weight compounds, that is, compounds whose molecular size is about the same as the pore size. The diffusion rate of molecules from is excellent.

【0005】また、シリカゲルやアルミナ等の無定形多
孔体は、一般にゾルゲル法により調製され、その構造制
御は様々な有機物を鋳型とすることで容易に行うことが
できる。このような無定形多孔体は、ミクロ孔からメソ
孔、マクロ孔までの幅広い細孔径分布を有し、大きなマ
クロ孔を有することから吸着担体としての機能の持続性
に優れ、また幅広い細孔径分布を有することから、低分
子量から高分子量までの非常に広範囲の有機化合物の吸
着担体や反応触媒等に利用できる。特開平9−2958
11号公報には、このようなゾルゲル法によって製造さ
れた、ミクロ孔、メソ孔及びマクロ孔がフラクタル規則
にしたがって分布している無定形多孔体が開示されてお
り、このような無定形多孔体が吸着担体やクロマトグラ
フィー用充填剤として使用できることが記載されてい
る。
[0005] Amorphous porous materials such as silica gel and alumina are generally prepared by a sol-gel method, and their structure can be easily controlled by using various organic substances as templates. Such an amorphous porous material has a wide pore size distribution from micropores to mesopores and macropores, and has large macropores, so that it has excellent persistence of the function as an adsorption carrier, and has a wide pore size distribution. It can be used as an adsorption carrier or a reaction catalyst for a very wide range of organic compounds from low molecular weight to high molecular weight. JP-A-9-2958
No. 11 discloses an amorphous porous material produced by such a sol-gel method, in which micropores, mesopores, and macropores are distributed according to a fractal rule. Can be used as an adsorption carrier or a packing material for chromatography.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のゼオライト系の結晶性多孔体は、非常に微細で均一
な細孔構造を有することから、低分子量の化合物に対し
ては高い選択性、吸着特性を示すが、その微細な細孔構
造であるが故に、嵩高い分子構造を有する化合物や高分
子量の化合物等に対する触媒や吸着剤としての利用が制
限され、また分子の拡散速度が低いために効率の点で問
題があった。
However, since the above-mentioned conventional zeolite-based crystalline porous material has a very fine and uniform pore structure, it has high selectivity and adsorption for low-molecular-weight compounds. Although it shows properties, its fine pore structure limits its use as a catalyst or adsorbent for compounds having a bulky molecular structure or high molecular weight compounds, and also has a low molecular diffusion rate. There was a problem with efficiency.

【0007】一方、上記従来の結晶性メソポーラス物質
は、高分子量の化合物に対して優れた選択的触媒や吸着
剤として利用することができ、またその細孔径の大きさ
から分子の拡散速度が優れている反面、細孔径が比較的
大きく、また細孔壁がアモルファスであるため、ゼオラ
イトのような分子ふるい的な特異的な触媒、吸着特性は
発現しにくいという問題があった。
On the other hand, the above-mentioned conventional crystalline mesoporous material can be used as an excellent selective catalyst or adsorbent for high-molecular-weight compounds, and has a high molecular diffusion rate due to its large pore size. On the other hand, since the pore diameter is relatively large and the pore wall is amorphous, there is a problem that it is difficult to exhibit a specific catalyst and adsorption characteristics specific to a molecular sieve such as zeolite.

【0008】また、上記従来の無定型多孔体は、ミクロ
孔からメソ孔、更にはマクロ孔の全ての領域の細孔を有
することから、低分子量から高分子量の広範囲の化合物
に対して吸着担体、触媒等として利用することができる
反面、特定の化合物に対する特異的、選択的な触媒反
応、吸着分離特性は著しく低いという問題があった。
Further, the above-mentioned conventional amorphous porous material has pores in all regions from micropores to mesopores and furthermore macropores. Although it can be used as a catalyst or the like, there is a problem that specific and selective catalytic reaction and adsorption / separation characteristics for a specific compound are extremely low.

【0009】このように、従来の多孔質物質はいずれも
特定の化合物を吸着分離するための吸着剤としての性能
が未だ十分なものではなく、特に排ガス中の有害成分で
ある炭化水素類や地球温暖化を招くCO2を従来の多孔
質物質を吸着剤として用いて選択的にかつ効率良く吸着
分離することは困難であった。
As described above, none of the conventional porous substances has a sufficient performance as an adsorbent for adsorbing and separating a specific compound. It has been difficult to selectively and efficiently adsorb and separate CO 2 causing warming using a conventional porous substance as an adsorbent.

【0010】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みてなされたものであり、ガス中の特定成分、例えば炭
化水素類やCO2等を選択的にかつ効率良く吸着分離す
ることが可能なガス吸着分離用多孔体、並びにそれを用
いたガス吸着分離方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is capable of selectively and efficiently adsorbing and separating specific components in a gas, for example, hydrocarbons and CO 2. It is an object of the present invention to provide a porous body for gas adsorption separation and a gas adsorption separation method using the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、結晶性メソポーラ
ス物質(メソ多孔体)の細孔を隔てる細孔壁自体に細孔
部(ミクロ孔)を分布させることにより、ガス中の特定
成分、特に低分子量の化合物に対しても吸着分離性能が
著しく向上し、このようなガス中の特定成分を選択的に
かつ効率良く吸着分離することが可能となることを見出
し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a pore portion is formed on a pore wall itself separating pores of a crystalline mesoporous substance (mesoporous material). By distributing (micropores), the adsorption / separation performance of specific components in a gas, especially low-molecular-weight compounds is significantly improved, and the specific components in such a gas are selectively and efficiently adsorbed and separated. It has been found that the present invention can be performed, and the present invention has been completed.

【0012】すなわち、本発明のガス吸着分離用多孔体
は、X線回折パターンにおいて1nm以上のd値に相当
する回折角度に1本以上のピークを有し、かつ液体窒素
温度で測定した窒素吸着等温線において、相対蒸気圧が
0.2〜0.8の範囲で相対蒸気圧が0.1変化した時
の窒素吸着量(標準状態の窒素の体積に換算した窒素吸
着量)の変化量が50ml/g以上となる部分を少なく
とも1ヶ所以上有する多孔体であって、細孔径分布曲線
における中心細孔直径が2〜50nmであるメソ孔を有
しかつ細孔壁が多孔質であることを特徴とするものであ
る。
That is, the porous body for gas adsorption separation of the present invention has one or more peaks at a diffraction angle corresponding to a d value of 1 nm or more in an X-ray diffraction pattern, and has a nitrogen adsorption measured at a liquid nitrogen temperature. In the isotherm, when the relative vapor pressure changes by 0.1 in the range of 0.2 to 0.8, the amount of change in the amount of nitrogen adsorption (the amount of nitrogen adsorption converted to the volume of nitrogen in the standard state) is A porous body having at least one portion having a volume of 50 ml / g or more, having mesopores having a central pore diameter of 2 to 50 nm in a pore diameter distribution curve, and having a porous pore wall. It is a feature.

【0013】また、本発明のガス吸着分離方法は、X線
回折パターンにおいて1nm以上のd値に相当する回折
角度に1本以上のピークを有し、かつ液体窒素温度で測
定した窒素吸着等温線において、相対蒸気圧が0.2〜
0.8の範囲で相対蒸気圧が0.1変化した時の窒素吸
着量(標準状態の窒素の体積に換算した窒素吸着量)の
変化量が50ml/g以上となる部分を少なくとも1ヶ
所以上有する多孔体であって、細孔径分布曲線における
中心細孔直径が2〜50nmであるメソ孔を有しかつ細
孔壁が多孔質である多孔体にガスを接触させてガス中成
分を吸着分離することを特徴とする方法である。
Further, the gas adsorption separation method of the present invention has a nitrogen adsorption isotherm having one or more peaks at a diffraction angle corresponding to a d value of 1 nm or more in an X-ray diffraction pattern, and measured at a liquid nitrogen temperature. In, the relative vapor pressure is 0.2 to
At least one portion where the amount of change in the amount of nitrogen adsorption (the amount of nitrogen adsorption converted to the volume of nitrogen in the standard state) when the relative vapor pressure changes by 0.1 in the range of 0.8 is 50 ml / g or more. A gas having a mesopore having a central pore diameter of 2 to 50 nm in a pore diameter distribution curve and having a porous pore wall by contacting a gas to adsorb and separate components in the gas. It is a method characterized by doing.

【0014】このような本発明にかかる多孔体において
吸着分離性能が著しく向上する理由は定かではないが、
本発明者らは以下のように考えている。すなわち、本発
明にかかる多孔体においては、ガス分子は比較的大きな
メソ孔を通って細孔内部まで速やかに拡散する。そし
て、メソ孔(細孔壁)表面に存在する分子サイズのミク
ロ孔によりガス分子は吸着分離される。その際、ガス分
子のサイズと多孔体表面の化学的性質に応じてガス分子
が選択的に吸着分離される(ふるい分けられる)ことに
なる。このように、本発明の多孔体においては、ガス分
子の速やかな拡散と分子ふるい機能の両方が同時に達成
されるため、ガス中の特定成分(例えば二酸化炭素や炭
化水素類)がそれ以外の成分から選択的にかつ効率良く
吸着分離されるものと本発明者らは考えている。
It is not clear why the adsorption / separation performance of the porous material according to the present invention is remarkably improved.
The present inventors consider as follows. That is, in the porous body according to the present invention, gas molecules rapidly diffuse into the pores through relatively large mesopores. The gas molecules are adsorbed and separated by the micropores having the molecular size existing on the surface of the mesopores (pore walls). At that time, the gas molecules are selectively adsorbed and separated (sieved) according to the size of the gas molecules and the chemical properties of the surface of the porous body. As described above, in the porous body of the present invention, since both the rapid diffusion of gas molecules and the molecular sieving function are simultaneously achieved, the specific components (for example, carbon dioxide and hydrocarbons) in the gas are replaced by other components. The present inventors believe that selective and efficient adsorption separation can be carried out from the above.

【0015】上記本発明にかかる多孔体においては、前
記細孔壁は平均孔径が2nm未満であるミクロ孔を有す
る多孔質であり、かかるミクロ孔の全容積が0.05m
l/g以上であることが好ましい。このようにミクロ孔
容積が大きい多孔体によれば、その吸着分離性能がより
向上する傾向にある。
In the porous body according to the present invention, the pore walls are porous having micropores having an average pore diameter of less than 2 nm, and the total volume of the micropores is 0.05 m.
It is preferably at least 1 / g. According to such a porous body having a large micropore volume, the adsorption / separation performance tends to be further improved.

【0016】また、本発明にかかる多孔体においては、
前記中心細孔直径の±40%の範囲内に前記ミクロ孔を
除く全細孔容積の60%以上が含まれていることが好ま
しい。このようにメソ孔の細孔構造が均一であれば、ガ
ス中成分に対する選択性がより向上する傾向にある。
Further, in the porous body according to the present invention,
It is preferable that 60% or more of the total pore volume excluding the micropores is contained within a range of ± 40% of the central pore diameter. If the mesopores have a uniform pore structure as described above, the selectivity to gas components tends to be further improved.

【0017】更に、本発明のガス吸着分離方法によれ
ば、前述のように炭化水素類やCO2等を選択的にかつ
効率良く吸着分離することが可能となるため、対象とす
るガス中成分が二酸化炭素及び炭化水素類からなる群か
ら選択される少なくとも一つの成分であることが好まし
い。
Further, according to the gas adsorption / separation method of the present invention, as described above, it is possible to selectively and efficiently adsorb and separate hydrocarbons, CO 2 and the like. Is preferably at least one component selected from the group consisting of carbon dioxide and hydrocarbons.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0019】[本発明のガス吸着分離用多孔体]先ず、
本発明のガス吸着分離用多孔体について説明する。
[Porous Body for Gas Adsorption and Separation of the Present Invention]
The porous body for gas adsorption separation of the present invention will be described.

【0020】(X線回折パターン)本発明のガス吸着分
離用多孔体は、X線回折パターンにおいて1nm以上の
d値に相当する回折角度に1本以上のピークを有するも
のである。規則的な細孔構造を有することにより、十分
にメソ多孔体としての効率的な吸着分離特性を発揮しつ
つ、後述する多孔質細孔壁によりさらに選択的な吸着分
離特性が付与されるからである。
(X-ray Diffraction Pattern) The porous body for gas adsorption separation of the present invention has one or more peaks at a diffraction angle corresponding to a d value of 1 nm or more in the X-ray diffraction pattern. By having a regular pore structure, while sufficiently exhibiting efficient adsorption and separation characteristics as a mesoporous body, more selective adsorption and separation characteristics are imparted by the porous pore wall described later. is there.

【0021】X線回折ピークはそのピーク角度に相当す
るd値の周期構造が試料中にあることを意味する。上記
X線回折パターンは、細孔が1nm以上の間隔で規則的
に配列した構造を反映したものである。すなわち、かか
る回折パターンを有するメソ多孔体は、その回折パター
ンの示す構造の規則性から、細孔構造及び細孔径に均一
性がある。より好ましくは、5nm以上のd値に相当す
る回折角度に1本以上のピークを持つことが好ましい。
The X-ray diffraction peak means that a periodic structure having a d value corresponding to the peak angle is present in the sample. The X-ray diffraction pattern reflects a structure in which pores are regularly arranged at intervals of 1 nm or more. That is, the mesoporous body having such a diffraction pattern has uniform pore structure and pore diameter due to the regularity of the structure indicated by the diffraction pattern. More preferably, it is preferable to have one or more peaks at a diffraction angle corresponding to a d value of 5 nm or more.

【0022】(中心細孔直径、窒素吸着量及び細孔径分
布)本発明のガス吸着分離用多孔体は、細孔径分布曲線
における中心細孔直径が2〜50nm、好ましくは2〜
30nm、より好ましくは5〜30nm、さらに好まし
くは5〜15nm、であるメソ孔を有するものである。
このようなメソ孔を有する場合には、分子径が大きい機
能性有機化合物等も容易に細孔内に入ることができ、し
かも細孔内での分子の拡散が速やかに行われるので、効
率の良い吸着分離が可能となる。
(Central Pore Diameter, Nitrogen Adsorption Amount and Pore Diameter Distribution) The porous body for gas adsorption separation of the present invention has a central pore diameter in a pore diameter distribution curve of 2 to 50 nm, preferably 2 to 50 nm.
It has a mesopore of 30 nm, more preferably 5 to 30 nm, and still more preferably 5 to 15 nm.
In the case of having such mesopores, a functional organic compound having a large molecular diameter can easily enter the pores, and the diffusion of the molecules in the pores is performed quickly, so that the efficiency is improved. Good adsorption separation becomes possible.

【0023】上記の細孔径分布曲線は、次のようにして
求められる。すなわち細孔径分布曲線とは、例えば細孔
容積(V)を細孔直径(D)で微分した値(dV/d
D)を細孔直径(D)に対してプロットした曲線を言
い、その細孔分布曲線のdV/dD値が最も大きくなる
(最大ピークを示す)細孔直径を中心細孔直径という。
The above-mentioned pore diameter distribution curve is obtained as follows. That is, the pore diameter distribution curve is, for example, a value (dV / d) obtained by differentiating the pore volume (V) with the pore diameter (D).
D) is a curve obtained by plotting the pore diameter against the pore diameter (D), and the pore diameter at which the dV / dD value of the pore distribution curve is the largest (having the maximum peak) is called the central pore diameter.

【0024】かかる細孔径分布曲線は、例えば窒素ガス
の吸着量測定により得られる吸着等温線から種々の計算
式で導かれる。吸着等温線の測定法を以下に例示する。
この方法において最もよく用いられるガスは窒素であ
る。
Such a pore diameter distribution curve is derived from various adsorption equations, for example, from an adsorption isotherm obtained by measuring the adsorption amount of nitrogen gas. The method for measuring the adsorption isotherm is illustrated below.
The most commonly used gas in this method is nitrogen.

【0025】まず、メソ多孔体を、液体窒素温度(−1
96℃)に冷却して、窒素ガスを導入し、その吸着量を
定容量法あるいは重量法で求める。導入する窒素ガスの
圧力を徐々に増加させ、各平衡圧に対する窒素ガスの吸
着量をプロットすることにより吸着等温線を作成する。
First, the mesoporous material was heated to the temperature of liquid nitrogen (-1).
(96 ° C.), nitrogen gas is introduced, and the adsorption amount is determined by a constant volume method or a gravimetric method. The pressure of the introduced nitrogen gas is gradually increased, and an adsorption isotherm is created by plotting the adsorption amount of the nitrogen gas with respect to each equilibrium pressure.

【0026】この吸着等温線から、Cranston-Inklay
法、Dollimore-Heal法、BJH法等の計算式により、細
孔径分布曲線を求めることができる。そして、例えば、
細孔径分布曲線における最大のピークが3.00nmに
ある場合、中心細孔直径は3.00nmとなる。
From this adsorption isotherm, Cranston-Inklay
The pore diameter distribution curve can be obtained by a calculation formula such as the method, the Dollimore-Heal method, and the BJH method. And, for example,
When the maximum peak in the pore diameter distribution curve is at 3.00 nm, the central pore diameter is 3.00 nm.

【0027】本発明のガス吸着分離用多孔体は、液体窒
素温度で測定した上記窒素吸着等温線において、相対蒸
気圧が0.2〜0.8の範囲で相対蒸気圧が0.1変化
した時の窒素吸着量(標準状態の窒素の体積に換算した
窒素吸着量)の変化量が50ml/g以上となる部分を
少なくとも1ヶ所以上有する多孔体である。この条件を
満たすメソ多孔体は、細孔径が十分に均一なメソ孔を有
するものであり、このようにメソ孔の細孔構造が均一で
あることによってガス中成分に対する選択性が著しく向
上する。
In the porous body for gas adsorption separation of the present invention, the relative vapor pressure changed by 0.1 in the range of 0.2 to 0.8 in the nitrogen adsorption isotherm measured at the liquid nitrogen temperature. The porous body has at least one or more portions where the amount of change in the amount of nitrogen adsorbed (the amount of nitrogen adsorbed in terms of the volume of nitrogen in a standard state) at the time becomes 50 ml / g or more. A mesoporous material that satisfies this condition has mesopores having a sufficiently uniform pore diameter, and the uniformity of the pore structure of the mesopores significantly improves the selectivity to gas components.

【0028】また、本発明のガス吸着分離用多孔体にお
いては、前記中心細孔直径の±40%の範囲内に前記ミ
クロ孔を除く全細孔容積の60%以上が含まれているこ
とが好ましい。この条件も、メソ多孔体が十分に均一な
細孔径を有するメソ孔を有することを示すものであり、
このようにメソ孔の細孔構造が均一であることによって
ガス中成分に対する選択性がより向上する傾向にある。
Further, in the porous body for gas adsorption separation of the present invention, it is preferable that 60% or more of the total pore volume excluding the micropores is contained within the range of ± 40% of the central pore diameter. preferable. This condition also indicates that the mesoporous body has mesopores having a sufficiently uniform pore size,
The uniformity of the pore structure of the mesopores tends to further improve the selectivity to gas components.

【0029】なお、例えば細孔径分布曲線における中心
細孔直径が3.00nmであり、その±40%の細孔範
囲にミクロ孔を除く全細孔容積の60%以上が含まれる
という場合は、細孔直径が1.80〜4.20nmの範
囲にある細孔の容積の総計が、ミクロ孔を除く全細孔容
積(ガス吸着法で測定できる上限の50nm以下でかつ
メソ孔の下限の2nm以上の孔径を備える細孔全体の容
積)の60%以上を占めているということである。具体
的には、細孔分布曲線における細孔直径1.80〜4.
20nmにある細孔の細孔容積の積分値が、細孔分布曲
線における細孔直径2〜50nmにある細孔の細孔容積
の全積分値の60%以上を占めているということであ
る。
For example, when the center pore diameter in the pore diameter distribution curve is 3.00 nm, and the pore range of ± 40% includes 60% or more of the total pore volume excluding micropores, The total volume of the pores having a pore diameter in the range of 1.80 to 4.20 nm is the total pore volume excluding the micropores (the upper limit of 50 nm or less which can be measured by the gas adsorption method and the lower limit of the mesopores of 2 nm). Occupies more than 60% of the total volume of the pores having the above pore sizes). Specifically, the pore diameter in the pore distribution curve is 1.80 to 4.80.
This means that the integral value of the pore volume of the pore at 20 nm occupies 60% or more of the total integral value of the pore volume of the pores having a pore diameter of 2 to 50 nm in the pore distribution curve.

【0030】(細孔構造)本発明のガス吸着分離用多孔
体の細孔形状は、1次元的にトンネル状に延びたもの
や、3次元的に箱状あるいは球状の細孔が結合したもの
等を挙げることができる。また、本発明の多孔材料の細
孔構造としては、2次元ヘキサゴナル構造(p6m
m)、3次元ヘキサゴナル構造(P63/mmc)、キュ
ービック構造(Ia3-d,Pm3-n)、ラメラ、不規
則構造等があるが、3次元的に細孔が結合したメソ孔を
有する細孔構造が好ましい。このようなトンネル状に延
びたメソ孔を有する場合には、ガス成分がより容易に細
孔内に入ることができ、細孔内でのガス成分がより速や
かに拡散して効率の良い吸着分離が可能となる傾向にあ
る。
(Pore Structure) The pore shape of the porous body for gas adsorption separation of the present invention may be one that extends one-dimensionally in a tunnel shape or one in which three-dimensional box-like or spherical pores are combined. And the like. Further, as the pore structure of the porous material of the present invention, a two-dimensional hexagonal structure (p6m
m), 3-dimensional hexagonal structure (P6 3 / mmc), cubic structure (Ia3 - d, Pm3 - n ), lamellae, there are irregularities or the like, fine having a three-dimensional manner mesopores pores bound A pore structure is preferred. In the case of having such tunnel-shaped mesopores, the gas components can easily enter the pores, and the gas components in the pores diffuse more quickly, so that efficient adsorption separation is achieved. Tend to be possible.

【0031】(細孔壁の骨格組成)このようなメソ孔を
有する多孔体は、無機系骨格の細孔壁、または、無機/
有機ハイブリッド系骨格の細孔壁を有している。すなわ
ち、本発明のガス吸着分離用多孔体における細孔壁は、
無機系骨格あるいは無機/有機ハイブリッド系骨格を有
している。
(Skeleton Composition of Pore Wall) The porous body having such mesopores has a pore wall of an inorganic skeleton or an inorganic / skeleton.
It has pore walls of an organic hybrid skeleton. That is, the pore wall in the porous body for gas adsorption separation of the present invention,
It has an inorganic skeleton or an inorganic / organic hybrid skeleton.

【0032】無機系骨格は、シリケート等の無機酸化物
の高分子主鎖からなる。シリケート基本骨格中のケイ素
原子に代える原子、あるいは、シリケート骨格に付加す
る原子は、アルミニウム、チタン、マグネシウム、ジル
コニウム、タンタル、ニオブ、モリブデン、コバルト、
ニッケル、ガリウム、ベリリウム、イットリウム、ラン
タン、ハフニウム、スズ、鉛、バナジウム、ホウ素等を
挙げることができる。
The inorganic skeleton comprises a polymer main chain of an inorganic oxide such as silicate. The atoms replacing the silicon atoms in the silicate basic skeleton or the atoms added to the silicate skeleton are aluminum, titanium, magnesium, zirconium, tantalum, niobium, molybdenum, cobalt,
Examples include nickel, gallium, beryllium, yttrium, lanthanum, hafnium, tin, lead, vanadium, and boron.

【0033】その他の無機系骨格としては、非Si系の
ジルコニア、チタニア、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸
化タングステン、酸化スズ、酸化ハフニウム、アルミナ
等の無機酸化物、あるいはそれらの無機酸化物を基本骨
格中に上記のシリケート骨格に付加する原子を組み込ん
だ複合酸化物を挙げることができる。
As other inorganic skeletons, inorganic oxides such as non-Si zirconia, titania, niobium oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, tin oxide, hafnium oxide, alumina and the like, or inorganic oxides thereof are used as basic skeletons. Among them, there may be mentioned a composite oxide in which an atom added to the silicate skeleton is incorporated.

【0034】なお、このような無機系の基本骨格の側鎖
に、種々の有機基等が付与されていてもよい。かかる側
鎖としては、チオール基あるいはチオール基を含む有機
基、メチル基、エチル基等の低級アルキル基、フェニル
基、カルボキシル基、アミノ基、ビニル基等を挙げるこ
とができる。
Incidentally, various organic groups and the like may be added to the side chain of such an inorganic basic skeleton. Examples of such a side chain include a thiol group or an organic group containing a thiol group, a lower alkyl group such as a methyl group and an ethyl group, a phenyl group, a carboxyl group, an amino group, and a vinyl group.

【0035】無機/有機系ハイブリッド骨格は、金属原
子を含む高分子主鎖に、1又は2以上の炭素原子を含む
有機基が、当該炭素原子において前記主鎖を構成する金
属原子に直接あるいは酸素原子を介して結合している。
この有機基と高分子主鎖との結合は、1点でも2点以上
でもよい。また、かかる主鎖の形態は、特に限定されな
いで、直鎖状、網目状、分岐状等各種形態を採ることが
できる。
The inorganic / organic hybrid skeleton is such that an organic group containing one or more carbon atoms is directly or oxygen-attached to a metal atom constituting the main chain at the carbon atom. Linked through an atom.
The bond between the organic group and the polymer main chain may be at one point or at two or more points. The form of the main chain is not particularly limited, and can take various forms such as a linear form, a mesh form, and a branched form.

【0036】当該主鎖における、金属原子とは、特に限
定しないが、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、タ
ンタル、ニオブ、スズ、ハフニウム、マグネシウム、モ
リブデン、コバルト、ニッケル、ガリウム、ベリリウ
ム、イットリウム、ランタン、鉛、バナジウム、チタン
等を挙げることができる。好ましくは、ケイ素、チタ
ン、ジルコニウム、アルミニウムである。中でも、好ま
しくは、ケイ素である。本発明においては、各種金属原
子を1種でも、あるいは2種以上を組み合わせて用いる
ことができる。
The metal atoms in the main chain are not particularly limited, but include silicon, aluminum, zirconium, tantalum, niobium, tin, hafnium, magnesium, molybdenum, cobalt, nickel, gallium, beryllium, yttrium, lanthanum, lead, Vanadium, titanium and the like can be mentioned. Preferred are silicon, titanium, zirconium and aluminum. Among them, silicon is preferable. In the present invention, various kinds of metal atoms can be used alone or in combination of two or more kinds.

【0037】このような主鎖において、炭素原子は、1
又は2以上の炭素原子を備えた有機基の形態で含まれ
る。この有機基中の1又は2以上の炭素原子が、前記主
鎖を構成する金属原子に1点あるいは2点以上で結合さ
れる。金属原子との結合部位は、有機基の末端でもよ
く、末端以外の他の部位であってもよい。
In such a main chain, the carbon atom is 1
Alternatively, it is contained in the form of an organic group having two or more carbon atoms. One or more carbon atoms in this organic group are bonded to the metal atoms constituting the main chain at one or more points. The bonding site with the metal atom may be at the terminal of the organic group or at a site other than the terminal.

【0038】有機基については、特に限定されない。ア
ルキル鎖、アルケニル鎖、ビニル鎖、アルキニル鎖、シ
クロアルキル鎖、ベンゼン環、ベンゼン環を含む炭化水
素等の各種炭化水素基の他、各種水酸基、アミノ基、カ
ルボキシル基、チオール基等の有機官能基と1又は2以
上の炭素原子を備えた化合物に由来する有機基等、各種
のものを使用することができる。有機基は、1種類で
も、あるいは2種類以上を組み合わせて用いることがで
きる。
The organic group is not particularly limited. In addition to various hydrocarbon groups such as alkyl chains, alkenyl chains, vinyl chains, alkynyl chains, cycloalkyl chains, benzene rings, and hydrocarbons containing benzene rings, various organic functional groups such as hydroxyl groups, amino groups, carboxyl groups, and thiol groups And various organic groups such as organic groups derived from compounds having one or more carbon atoms. The organic groups can be used alone or in combination of two or more.

【0039】高分子主鎖と2点以上で結合される有機基
としては、好ましくは、アルキル鎖由来の炭化水素基で
あり、より好ましくは、炭素数1〜5の鎖状アルキル鎖
由来の炭化水素基である。具体的には、メチレン基(−
CH2 CH2 −)等のアルキレン鎖を挙げることができ
る。また、好ましい有機基として、フェニレン基(−C
6 4 −)を挙げることができる。
The organic group bonded to the polymer main chain at two or more points is preferably a hydrocarbon group derived from an alkyl chain, and more preferably a hydrocarbon group derived from a linear alkyl chain having 1 to 5 carbon atoms. It is a hydrogen group. Specifically, a methylene group (-
Examples include alkylene chains such as CH 2 CH 2 —). Further, as a preferable organic group, a phenylene group (—C
6 H 4 -) and the like.

【0040】当該無機/有機ハイブリッド系主鎖を構成
する原子として、金属原子、炭素原子の他に、さらに、
他の原子を含めることができる。当該他の原子について
は特に限定しないが、好ましくは、金属原子と金属原子
との間に位置される酸素原子である。具体的には、Si
−Oや、Al−O、Ti−O、Nb−O、Sn−O、Z
r−O、等の結合を挙げることができる。なお、これら
の結合は、ポリシロキサン、ポリアロキサン等の各種遷
移金属のポリメタロキサンに含まれる金属原子と酸素原
子との結合に対応する。これらの結合は、1種でも、あ
るいは2種以上が組み合わされていてもよい。また、窒
素、イオウ、各種ハロゲン等の原子が含まれていてもよ
い。
As the atoms constituting the inorganic / organic hybrid main chain, in addition to metal atoms and carbon atoms,
Other atoms can be included. The other atom is not particularly limited, but is preferably an oxygen atom located between metal atoms. Specifically, Si
-O, Al-O, Ti-O, Nb-O, Sn-O, Z
r-O, and the like. These bonds correspond to the bonds between metal atoms and oxygen atoms contained in polymetalloxane of various transition metals such as polysiloxane and polyalloxane. These bonds may be used alone or in combination of two or more. Further, it may contain atoms such as nitrogen, sulfur, and various halogens.

【0041】なお、このような無機/有機ハイブリッド
系の主鎖構造について説明したが、かかる主鎖を構成す
る原子に結合する側鎖部分には、各種金属原子、有機官
能基、無機官能基が付加されていてもよい。例えば、チ
オール基、カルボキシル基、メチル基やエチル基等の低
級アルキル基、フェニル基、アミノ基、ビニル基等を有
するものが好ましい。
Although the main chain structure of such an inorganic / organic hybrid system has been described, various kinds of metal atoms, organic functional groups and inorganic functional groups are present on the side chain portion bonded to the atoms constituting the main chain. It may be added. For example, those having a thiol group, a carboxyl group, a lower alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, a phenyl group, an amino group, a vinyl group and the like are preferable.

【0042】(細孔壁構造)本発明のガス吸着分離用多
孔体は、このような骨格を有する細孔壁が多孔質となっ
ている。
(Pore Wall Structure) In the porous body for gas adsorption separation of the present invention, the pore wall having such a skeleton is porous.

【0043】細孔壁が多孔質であるとは、細孔壁に多数
の孔部を有していることである。以下、細孔壁に存在す
るこのような孔部をミクロ孔という。ミクロ孔の孔径
は、好ましくは2nm以下であり、より好ましくは、
0.2nm以上2.0nm以下、さらに好ましくは0.
5nm以上1.5nm以下である。また、上記ミクロ孔
の孔径が、多孔体のメソ孔の中心細孔直径よりも小さい
ことが好ましい。したがって、3nm以上30nm以下
の中心細孔直径に対して0.2nm以上2nm以下の孔
径のミクロ孔を有することが好ましく、5nm以上30
nm以下の中心細孔直径に対して0.5nm以上1.5
nm以下の孔径のミクロ孔を有することがさらに好まし
い。
The pore wall being porous means that the pore wall has a large number of pores. Hereinafter, such pores existing in the pore wall are referred to as micropores. The pore size of the micropores is preferably 2 nm or less, more preferably,
0.2 nm or more and 2.0 nm or less, more preferably 0.1 nm or more.
5 nm or more and 1.5 nm or less. In addition, it is preferable that the diameter of the micropores is smaller than the center pore diameter of the mesopores of the porous body. Therefore, it is preferable to have micropores having a pore diameter of 0.2 nm or more and 2 nm or less with respect to a central pore diameter of 3 nm or more and 30 nm or less, and 5 nm or more and 30 nm or less.
0.5 nm or more to 1.5
It is more preferable to have micropores with a pore size of nm or less.

【0044】メソ多孔体中にミクロ孔の存在を検出し、
さらにその容積、孔径分布を求めるには、いわゆるt−
プロット法を用いることができる。t−プロットとは、
吸着量(v)を吸着膜の平均膜厚(t)に対してプロッ
トした曲線(x軸は平均膜厚であり、y軸は吸着量であ
る。)をいう。t−プロットは、メソ多孔体の吸着等温
線(吸着量を吸着ガスのガスの相対圧力に対してプロッ
トしたもの)から求めることができる。
Detecting the presence of micropores in the mesoporous material,
Further, to determine the volume and pore size distribution, a so-called t-
A plot method can be used. What is a t-plot?
A curve in which the amount of adsorption (v) is plotted against the average film thickness (t) of the adsorption film (x-axis is the average film thickness, y-axis is the amount of adsorption). The t-plot can be determined from the adsorption isotherm of the mesoporous material (the amount of adsorption is plotted against the relative pressure of the adsorbed gas).

【0045】ミクロ孔の存在を検出するには、先ず、メ
ソ多孔体の吸着等温線を得る。そして、適当な標準等温
線から相対圧力(P/Po)を吸着層の膜厚(t)に変
換するための近似曲線を求め、この近似曲線を使ってメ
ソ多孔体の吸着等温線における相対圧力を吸着層の膜厚
に変換する。
In order to detect the presence of micropores, first, an adsorption isotherm of the mesoporous material is obtained. Then, an approximate curve for converting the relative pressure (P / Po) into the film thickness (t) of the adsorption layer is obtained from an appropriate standard isotherm, and the relative pressure in the adsorption isotherm of the mesoporous material is determined using the approximate curve. Is converted to the film thickness of the adsorption layer.

【0046】ここでの標準等温線とは、メソ多孔体と同
じBET式におけるC値を有する材料の等温線を用いる
ことが好ましい。具体的には、組成の類似した非多孔質
材料を用いる。例えば、メソ多孔体試料がシリカ材料で
あれば、非多孔質シリカを用いて作成した標準等温線を
用いる。なお、t−プロット法については、M.R.Bhambh
ani et al., J.Colloid and Interface Sci.,38,109(19
72)に記載がある。
As the standard isotherm, it is preferable to use an isotherm of a material having the same C value in the BET equation as the mesoporous material. Specifically, a non-porous material having a similar composition is used. For example, if the mesoporous material sample is a silica material, a standard isotherm created using non-porous silica is used. Note that, for the t-plot method, MRBhambh
ani et al., J. Colloid and Interface Sci., 38, 109 (19
72).

【0047】メソ多孔体にミクロ孔が存在しないとき、
メソ多孔体試料のt−プロットは原点を通過する直線に
なる。一方、ミクロ孔が存在する場合、t−プロットし
た直線は原点を通過せず、縦軸(y軸)との交点、すな
わちy切片は正となる。このy切片の値がミクロ孔の容
積を示す。
When there are no micropores in the mesoporous material,
The t-plot of the mesoporous sample is a straight line passing through the origin. On the other hand, when a micropore exists, the t-plotted straight line does not pass through the origin, and the intersection with the vertical axis (y axis), that is, the y intercept, is positive. The value of this y-intercept indicates the volume of the micropore.

【0048】さらに、MP法によりミクロ孔の孔径を求
めることができる(R. SH. Mikhailet al., J.Colloid
and Interface Sci.,26,45(1968))。
Further, the pore size of the micropores can be determined by the MP method (R. SH. Mikhailet al., J. Colloid).
and Interface Sci., 26, 45 (1968)).

【0049】このt−プロットにおいて、例えば、原点
から4Å、4〜4.5Å、4.5〜5Å…の各t値区間
について、第1、第2、第3…n個の線形スロープを作
成する。一例を、図1に示す。この線形スロープにおい
て、吸着層の平均膜厚(t)は、以下の式によって得ら
れる。
In this t-plot, for example, first, second, third,..., N linear slopes are created for each t value section of 4 °, 4 to 4.5 °, 4.5 to 5 °. I do. One example is shown in FIG. In this linear slope, the average thickness (t) of the adsorption layer is obtained by the following equation.

【0050】t(Å)=104 ×(吸着量(V)/表面
積(BET)) 上記式から、各線形スロープにおける表面積を求めるこ
とができる。そして、例えば、厚さが4〜4.5Åの範
囲の細孔表面積は、第1のスロープから求めた表面積値
と第2のスロープから求めた表面積値の差となる。
T (Å) = 10 4 × (adsorption amount (V) / surface area (BET)) From the above equation, the surface area at each linear slope can be obtained. For example, the pore surface area having a thickness in the range of 4 to 4.5 ° is a difference between the surface area value obtained from the first slope and the surface area value obtained from the second slope.

【0051】この線形スロープの直線の傾きが減少しな
くなるまで(すべてのミクロ孔が満たされた状態を示
す)まで、以下の式に従ってミクロ孔容積Vを算出す
る。
The micropore volume V is calculated according to the following equation until the slope of the straight line of the linear slope no longer decreases (indicating that all the micropores are filled).

【0052】ミクロ孔容積V(ml/g)=10-4×
(S1 −S2 )(t1 +t2 )/2 各t値区間について、得られた細孔容積の差ΔV=Vn
−Vn-1 を平均細孔直径r(=tn +tn-1 )/2)の
差Δr(=rn −rn-1 )で割ったものを、平均細孔直
径rに対してプロットすることにより、ミクロ孔の分布
を得ることができる。一例を図2に示す。
Micropore volume V (ml / g) = 10 −4 ×
(S 1 −S 2 ) (t 1 + t 2 ) / 2 For each t value interval, the difference in the obtained pore volume ΔV = V n
The divided by -V n-1 the mean pore diameter r (= t n + t n -1) / 2) the difference Δr (= r n -r n- 1 ) of, with respect to the average pore diameter r By plotting, the distribution of micropores can be obtained. An example is shown in FIG.

【0053】本発明のガス吸着分離用多孔体において
は、ミクロ孔容積が0.05ml/g以上であることが
好ましく、0.05ml/g以上0.3ml/g以下で
あることがより好ましく、0.1ml/g以上0.3m
l/g以下であることがさらに好ましい。ミクロ孔容積
が上記条件を満たす場合、ミクロ孔による選択的な吸着
分離性能がより向上する傾向にあるからである。
In the porous body for gas adsorption separation of the present invention, the micropore volume is preferably 0.05 ml / g or more, more preferably 0.05 ml / g or more and 0.3 ml / g or less. 0.1m / g or more 0.3m
More preferably, it is 1 / g or less. When the micropore volume satisfies the above condition, the selective adsorption / separation performance by the micropore tends to be further improved.

【0054】また、ミクロ孔容積が全細孔容積の10%
以上であることが好ましく、20%以上50%以下であ
ることがより好ましい。かかる孔容積率を有することに
より、ミクロ孔の存在に起因する吸着分離特性が発現し
やすいからである。
The micropore volume is 10% of the total pore volume.
It is preferably at least 20%, more preferably at least 20% and at most 50%. This is because, by having such a pore volume ratio, the adsorption / separation characteristics due to the presence of the micropores are easily developed.

【0055】(細孔壁の厚さ)本発明のガス吸着分離用
多孔体は、細孔壁の厚さが2nm以上であることが好ま
しく、3nm以上であることがより好ましく、4nm以
上であることがさらに好ましく、5nm以上であること
が最も好ましい。細孔壁の強度、耐熱性、耐水熱性を確
保する必要があるからであり、また、ミクロ孔の容積を
確保することができるからである。ある程度の強度やミ
クロ孔容積があることにより、ミクロ孔による吸着分離
特性が良好に発揮される傾向にある。なお、細孔壁厚
は、X線回折によって求めた格子定数a0 (a0 =d
100 ×2/1.732)から中心細孔直径を差し引くこ
とにより求めることができる。
(Thickness of Pore Wall) In the porous body for gas adsorption separation of the present invention, the thickness of the pore wall is preferably 2 nm or more, more preferably 3 nm or more, and more preferably 4 nm or more. More preferably, it is most preferably 5 nm or more. This is because it is necessary to ensure the strength, heat resistance and hydrothermal resistance of the pore wall, and it is possible to secure the volume of the micropore. When there is a certain strength and micropore volume, the adsorption / separation characteristics by micropores tend to be exhibited well. The pore wall thickness is determined by the lattice constant a 0 (a 0 = d) determined by X-ray diffraction.
100 × 2 / 1.732) and can be determined by subtracting the center pore diameter.

【0056】本発明のガス吸着分離用多孔体の形態とし
ては、粉末、顆粒、支持膜、自立膜、透明膜、配向膜、
球状、繊維状、基板上のバーニング、μmサイズの明瞭
な形態をもつ粒子などを挙げることができる。好ましい
形態は、粉末である。
Examples of the form of the porous body for gas adsorption separation of the present invention include powders, granules, support membranes, free-standing membranes, transparent membranes, alignment membranes,
Spherical, fibrous, burning on the substrate, and particles having a distinct morphology of μm size can be mentioned. The preferred form is a powder.

【0057】(多孔体の製造方法)本発明のガス吸着分
離用多孔体は、好ましくは、以下の製造方法によって得
ることができる。
(Method for Producing Porous Body) The porous body for gas adsorption separation of the present invention can be preferably obtained by the following production method.

【0058】すなわち本発明のガス吸着分離用多孔体
は、基本的には、メソ多孔体を構成する骨格成分を、細
孔構造を得るためのテンプレート(鋳型)として界面活
性剤を用いて、縮重合させ、その後、界面活性剤を除去
することによって得られる。
That is, the porous body for gas adsorption separation of the present invention is basically formed by compressing the skeletal component constituting the mesoporous body by using a surfactant as a template (template) for obtaining a pore structure. It is obtained by polymerizing and then removing the surfactant.

【0059】(骨格成分)無機系高分子主鎖を縮重合に
より形成する無機系骨格成分としては、アルコキシシラ
ン、ケイ酸ソーダ、あるいはシリカを用いることができ
る。アルコキシシランとしては、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシランを
用いることができる。これらの骨格成分は、シリケート
骨格を形成する。
(Skeletal Component) As the inorganic skeleton component for forming the inorganic polymer main chain by condensation polymerization, alkoxysilane, sodium silicate, or silica can be used. As the alkoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane can be used. These skeletal components form a silicate skeleton.

【0060】また、メチルトリメトキシシラン、エチル
トリメトキシシラン等の低級アルキル基を備えたアルキ
ルアルコキシシラン、他の有機基あるいは官能基を備え
たアルコキシシラン等も用いることができる。有機基と
しては、他にフェニル基等を挙げることができる。官能
基としては、アミノ基、カルボキシル基、チオール基等
を挙げることができる。これらの有機基あるいは官能基
含有アルコキシシランを用いれば、その有機基や官能基
がシリケート基本骨格中に導入される。これらのアルコ
キシシラン等は、1種類あるいは2種類以上を組み合わ
せて使用することができる。
In addition, alkylalkoxysilanes having a lower alkyl group such as methyltrimethoxysilane and ethyltrimethoxysilane, and alkoxysilanes having other organic groups or functional groups can also be used. Other examples of the organic group include a phenyl group. Examples of the functional group include an amino group, a carboxyl group, and a thiol group. When these organic groups or functional group-containing alkoxysilanes are used, the organic groups or functional groups are introduced into the silicate basic skeleton. These alkoxysilanes and the like can be used alone or in combination of two or more.

【0061】ケイ酸ソーダ、シリカ、あるいはアルコキ
シシランの他に、他の元素を含む化合物や無機系骨格成
分とすることができる。例えば、Al源として擬ベーマ
イト、アルミン酸ソーダ、硫酸アルミニウムあるいはジ
アルコキシアルミノトリアルコキシシランを添加するこ
とによって、SiO2 −Al2 3 からなる基本骨格の
メソ多孔体が合成され得る。また、SiをTi、Zr、
Ta、Nb、Sn、Hf等の金属に置き換えた酸化化合
物も使用することができる。これにより、種々の金属
(Mn+;nは金属の電荷)をシリケート骨格内に含むメ
タロシリケート系メソ多孔体(SiO2 −MOn/2 )を
得ることができる。例えば、Ti(OC25 4 等の
チタネート化合物、硫酸バナジル(VOSO4 )、ホウ
酸(H3 BO3 )または塩化マンガン(MnCl2 )を
アルコキシシランに加えて共縮合反応を行うことによっ
て、それぞれTi、V、BまたはMnを導入したメタロ
シリケート系メソ多孔体を得ることができる。
In addition to sodium silicate, silica, or alkoxysilane, a compound containing another element or an inorganic skeleton component can be used. For example, by adding pseudoboehmite, sodium aluminate, aluminum sulfate or dialkoxyaluminotrialkoxysilane as an Al source, a mesoporous body having a basic skeleton composed of SiO 2 —Al 2 O 3 can be synthesized. Further, Si is replaced with Ti, Zr,
Oxidized compounds replaced with metals such as Ta, Nb, Sn, Hf can also be used. As a result, a metallosilicate-based mesoporous material (SiO 2 -MO n / 2 ) containing various metals (M n + ; n is a charge of the metal) in the silicate skeleton can be obtained. For example, a titanate compound such as Ti (OC 2 H 5 ) 4 , vanadyl sulfate (VOSO 4 ), boric acid (H 3 BO 3 ) or manganese chloride (MnCl 2 ) is added to an alkoxysilane to perform a co-condensation reaction. And a metallosilicate-based mesoporous material into which Ti, V, B or Mn is introduced, respectively.

【0062】また、無機/有機複合系骨格を縮重合によ
り形成する無機/有機複合系の骨格成分として、以下の
有機金属化合物を用いることができる。この有機金属化
合物に含まれる有機基は、メソ多孔体の基本骨格中に有
機基を導入することができる。この金属化合物は、2以
上の金属原子と結合する有機基を有し、この有機基と結
合する2以上の金属原子にはそれぞれ1以上のアルコキ
シル基あるいはハロゲン基を有する有機金属化合物を用
いる。すなわち、この有機金属化合物において、有機基
は、1又は2以上の炭素原子を有し、当該炭素原子が、
2以上の金属原子と結合している。
The following organometallic compounds can be used as the skeleton component of the inorganic / organic composite system which forms the inorganic / organic composite system skeleton by condensation polymerization. The organic group contained in the organometallic compound can introduce an organic group into the basic skeleton of the mesoporous body. The metal compound has an organic group bonded to two or more metal atoms, and an organic metal compound having one or more alkoxyl groups or halogen groups for each of the two or more metal atoms bonded to the organic group is used. That is, in this organometallic compound, the organic group has one or more carbon atoms, and the carbon atom is
It is bonded to two or more metal atoms.

【0063】金属原子としては、特に限定されないが、
ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、タンタル、ニオ
ブ、スズ、ハフニウム、マグネシウム、モリブデン、コ
バルト、ニッケル、ガリウム、ベリリウム、イットリウ
ム、ランタン、鉛、バナジウム等を挙げることができ
る。本発明で用いる有機金属化合物としては、各種金属
原子を1種でも、あるいは2種以上を組み合わせて用い
ることができる。
The metal atom is not particularly limited.
Examples include silicon, aluminum, zirconium, tantalum, niobium, tin, hafnium, magnesium, molybdenum, cobalt, nickel, gallium, beryllium, yttrium, lanthanum, lead, and vanadium. As the organometallic compound used in the present invention, various kinds of metal atoms can be used alone or in combination of two or more kinds.

【0064】この有機金属化合物における有機基は、1
又は2以上の炭素原子を有し、当該炭素原子において金
属原子との結合部位を2以上備えている。有機基中の1
つの炭素原子において、金属原子との結合部位を2以上
備える場合もあり、異なる2以上の炭素原子において、
それぞれ金属原子との結合部位を備える場合もある。
The organic group in this organometallic compound is 1
Or it has two or more carbon atoms, and has two or more bonding sites with a metal atom in the carbon atom. 1 in organic group
One carbon atom may have two or more bonding sites with a metal atom. In two or more different carbon atoms,
Each may have a bonding site with a metal atom.

【0065】有機基については、2以上の金属原子と結
合している以外には、特に限定されない。アルキル鎖、
アルケニル鎖、ビニル鎖、アルキニル鎖、シクロアルキ
ル鎖、ベンゼン環、ベンゼン環を含む炭化水素等の各種
炭化水素の他、各種、水酸基、カルボキシル基、チォー
ル基等の有機官能基と1又は2以上の炭素原子を備えた
化合物に由来する有機基等、各種のものを使用すること
ができる。具体的には、メチレン基(−CH2 CH
2 −)等のアルケニル鎖やフェニレン基(−C6
4 −)がある。
The organic group is bonded to two or more metal atoms.
There is no particular limitation other than the matching. Alkyl chain,
Alkenyl chain, vinyl chain, alkynyl chain, cycloalkyl
Chain, benzene ring, hydrocarbon containing benzene ring, etc.
In addition to hydrocarbons, various types, hydroxyl groups, carboxyl groups, thiols
With one or more carbon atoms and an organic functional group such as
Use of various types such as organic groups derived from compounds
Can be. Specifically, a methylene group (—CHTwoCH
Two-) And phenylene groups (-C6H
Four-).

【0066】さらに、本発明にかかる有機金属化合物に
は、有機基が結合する各金属原子に、1以上のアルコキ
シル基あるいはハロゲン基を備える。アルコキシル基を
構成する炭化水素基は、鎖式、環式、あるいは脂環式の
炭化水素基である。好ましくはアルキル基であり、より
好ましくは炭素数1〜5の鎖状アルキル基である。ま
た、ハロゲン基としては、各種ハロゲン原子、塩素、臭
素、フッ素、ヨウ素等を用いることができる。アルコキ
シル基あるいはハロゲン基は、有機基が結合する各金属
原子に1以上備えていればよく、それ以上のアルコキシ
ル基あるいはハロゲン基を備えていてもよい。
Further, the organometallic compound according to the present invention has one or more alkoxyl groups or halogen groups at each metal atom to which the organic group is bonded. The hydrocarbon group constituting the alkoxyl group is a chain, cyclic or alicyclic hydrocarbon group. It is preferably an alkyl group, and more preferably a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. As the halogen group, various halogen atoms, chlorine, bromine, fluorine, iodine and the like can be used. At least one alkoxyl group or halogen group may be provided for each metal atom to which the organic group is bonded, and more alkoxyl groups or halogen groups may be provided.

【0067】このような有機金属化合物としては、具体
的には、有機基の両端側に金属アルコキシ基や金属ハロ
ゲン基を備えた有機金属化合物を挙げることができる。
例えば、(CH3 O)3 Si−CH2 −CH2 −Si
(OCH3 3 がある。−CH 2 −CH2 −の部分を−
6 4 −の様な他の有機基で置き換えた(CH3 O)
3 Si−C6 4 −Si(OCH3 3 も使用すること
ができる。また、SiをAl、Ti、Zr、Ta、N
b、Sn、Hf等の他の金属に置き換えた化合物も使用
することができる。また、このメトキシル基をハロゲン
基で置き換えた化合物も使用することができる。なお、
アルコキシル基及びハロゲン基は、縮重合反応における
加水分解基である。
Specific examples of such organometallic compounds include:
Typically, a metal alkoxy group or a metal halo
An organometallic compound having a gen group can be given.
For example, (CHThree O)ThreeSi-CHTwo-CHTwo-Si
(OCHThree)ThreeThere is. -CH Two-CHTwo-Part-
C6HFour(CH)ThreeO)
ThreeSi-C6HFour-Si (OCHThree)ThreeAlso use
Can be. Further, Si is changed to Al, Ti, Zr, Ta, N
Uses compounds replaced with other metals such as b, Sn, Hf
can do. In addition, this methoxyl group is
Compounds substituted with groups can also be used. In addition,
The alkoxyl group and the halogen group are used in the condensation polymerization reaction.
It is a hydrolysis group.

【0068】なお、この有機金属化合物には、金属原
子、有機基の他に、さらに、他の原子や有機あるいは無
機官能基を含めることができる。当該他の原子や官能基
については特に限定されず、窒素、イオウ、各種ハロゲ
ン等の原子があるいはこれらの原子を含む官能基が含ま
れていてもよい。
The organometallic compound may contain, in addition to metal atoms and organic groups, other atoms and organic or inorganic functional groups. The other atoms and functional groups are not particularly limited, and may include atoms such as nitrogen, sulfur, and various halogens, or may include functional groups containing these atoms.

【0069】このように、有機金属化合物としては、上
述の各種有機基及び各種金属原子を様々に組み合わせた
ものを得ることができる。有機金属化合物は、1種類で
も、あるいは2種類以上を組み合わせて用いることがで
きる。また、この有機金属化合物のみを骨格成分として
もよいし、アルコキシシラン等の他の骨格成分とこの有
機金属化合物とを骨格成分としてもよい。
As described above, as the organometallic compound, those obtained by variously combining the various organic groups and various metal atoms described above can be obtained. The organometallic compounds can be used alone or in combination of two or more. Further, only this organic metal compound may be used as a skeleton component, or another skeleton component such as alkoxysilane and this organic metal compound may be used as a skeleton component.

【0070】(テンプレート)テンプレートとなる界面
活性剤としては、非イオン性界面活性剤を用いることが
できる。非イオン性界面活性剤であれば特に限定されな
いが、例えば、疎水性部分として炭化水素鎖を有し、親
水性部分としてポリエチレンオキサイドを有するポリエ
チレンオキサイド系非イオン性界面活性剤を使用するこ
とができる。かかる界面活性剤として、C1633(OC
2 CH2 )OH(以下、このような構造をC16EO2
と略して記載する。)、C12EO4 、C16EO10、C16
EO20、C18EO10、C16EO20、C1835EO10、C
12EO23、C16EO10等を挙げることができる。
(Template) As a surfactant serving as a template, a nonionic surfactant can be used. Although it is not particularly limited as long as it is a nonionic surfactant, for example, a polyethylene oxide-based nonionic surfactant having a hydrocarbon chain as a hydrophobic portion and polyethylene oxide as a hydrophilic portion can be used. . As such a surfactant, C 16 H 33 (OC
H 2 CH 2 ) OH (hereinafter, such a structure is referred to as C 16 EO 2
Abbreviated description. ), C 12 EO 4, C 16 EO 10, C 16
EO 20, C 18 EO 10, C 16 EO 20, C 18 H 35 EO 10, C
12 EO 23 and C 16 EO 10 can be exemplified.

【0071】また、疎水性部分として、オレイン酸、ラ
ウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸を有
する各種ソルビタン脂肪酸エステル等がある。具体的に
は、CH3 C(CH3 )CH2 C(CH3 2 6 4
(OCH2 CH2 x OH(xは平均10である)Tr
itonX−100(アルドリッチ)、ポリエチレンオ
キサイド(20)ソルビタンモノラウリレート(Twe
en20、アルドリッチ)や、ポリエチレンオキサイド
(20)ソルビタンモノパルミテート(Tween4
0)、ポリエチレンオキサイド(20)ソルビタンモノ
ステアレート、ポリエチレンオキサイド(20)ソルビ
タンモノオリエート(Tween60)や、ソルビタン
モノパルミテート(Span40)等がある。ポリエチ
レンオキサイド系非イオン系界面活性剤は1種類でも2
種類以上を組み合わせても使用できる。
Further, as the hydrophobic portion, there are various sorbitan fatty acid esters having fatty acids such as oleic acid, lauric acid, stearic acid and palmitic acid. Specifically, CH 3 C (CH 3 ) CH 2 C (CH 3 ) 2 C 6 H 4
(OCH 2 CH 2 ) x OH (x is an average of 10) Tr
itonX-100 (Aldrich), polyethylene oxide (20) sorbitan monolaurate (Twe
en20, Aldrich) and polyethylene oxide (20) sorbitan monopalmitate (Tween4
0), polyethylene oxide (20) sorbitan monostearate, polyethylene oxide (20) sorbitan monooliate (Tween 60), sorbitan monopalmitate (Span 40) and the like. Polyethylene oxide-based nonionic surfactants can be 2
A combination of more than one type can also be used.

【0072】また、3つのポリアルキレンオキサイド鎖
を有するトリブロックコポリマーも使用することができ
る。特に、ポリエチレンオキサイド鎖−ポリプロピレン
オキサイド鎖−ポリエチレンオキサイド鎖を有するトリ
ブロックコポリマーを使用することが好ましい。この界
面活性剤は、中央にポリプロピレンオキサイド鎖を有
し、その両側にポリエチレンオキサイド鎖を有してお
り、両端末に水酸基を有する構造となっている。このト
リブロックコポリマーの基本構造を(EO)x (PO)
y (EO)xとして表す。x,yは特に限定しない。例
えば、x=5〜110、y=15〜70の範囲で構成さ
れるトリブロックコポリマーを挙げることができる。好
ましくは、x=15〜20、y=50〜60のトリブロ
ックコポリマーである。なお、15、16、18、1
9、20から選択されるいずれかのx値と、y=50〜
60に含まれるいずれかの整数であるy値、とを組み合
わせて得られる(EO)x (PO)y (EO)x が好ま
しいトリブロックコポリマーである。
Further, a triblock copolymer having three polyalkylene oxide chains can also be used. In particular, it is preferable to use a triblock copolymer having a polyethylene oxide chain-polypropylene oxide chain-polyethylene oxide chain. This surfactant has a polypropylene oxide chain at the center and polyethylene oxide chains on both sides thereof, and has a structure having hydroxyl groups at both terminals. The basic structure of this triblock copolymer is represented by (EO) x (PO)
Expressed as y (EO) x. x and y are not particularly limited. For example, a triblock copolymer composed of x = 5 to 110 and y = 15 to 70 can be mentioned. Preferably, it is a triblock copolymer where x = 15-20 and y = 50-60. In addition, 15, 16, 18, 1
Any x value selected from 9, 20 and y = 50 to
(EO) x (PO) y (EO) x obtained by combining any of the y values which are integers included in 60 with a y-value is a preferred triblock copolymer.

【0073】また、ブロックを逆配列した、ポリプロピ
レンオキサイド鎖−ポリエチレンオキサイド鎖−ポリプ
ロピレンオキサイド鎖を有するトリブロックコポリマー
((PO)x (EO)y (PO)x )も同様に使用する
ことができる。このコポリマーについても、特に、x,
yを限定しないが、x=5〜110、y=15〜70の
範囲が好ましく、より好ましくは、x=15〜20、y
=50〜60のトリブロックコポリマーである。
Further, a triblock copolymer ((PO) x (EO) y (PO) x ) having a polypropylene oxide chain-polyethylene oxide chain-polypropylene oxide chain in which the blocks are reversely arranged can also be used. Also for this copolymer, in particular, x,
Although y is not limited, the ranges of x = 5 to 110 and y = 15 to 70 are preferable, and more preferably, x = 15 to 20, y
= 50-60.

【0074】トリブロックコポリマーとしては、具体的
には、EO5 PO70EO5 、EO13PO30EO13、EO
20PO30EO20、EO26PO39EO26、EO17PO56
17、EO17PO58EO17、EO20PO70EO20、EO
80PO30EO80、EO106 PO70EO106 、EO100
39EO100 、EO19PO33EO19、EO26PO39EO
26等を利用できる。好ましくは、EO17PO56EO17
EO17PO58EO17等である。これらのトリブロックコ
ポリマーはBASF社等から商業的に入手可能であり、
また、小規模製造レベルで所望のx値とy値を有するト
リブロックコポリマーを得ることができる。トリブロッ
クコポリマーは1種あるいは2種以上を組み合わせて用
いることができる。
As the triblock copolymer, specifically, EO 5 PO 70 EO 5 , EO 13 PO 30 EO 13 , EO
20 PO 30 EO 20 , EO 26 PO 39 EO 26 , EO 17 PO 56 E
O 17 , EO 17 PO 58 EO 17 , EO 20 PO 70 EO 20 , EO
80 PO 30 EO 80 , EO 106 PO 70 EO 106 , EO 100 P
O 39 EO 100 , EO 19 PO 33 EO 19 , EO 26 PO 39 EO
26 mag is available. Preferably, EO 17 PO 56 EO 17 ,
EO 17 PO 58 EO 17 and the like. These triblock copolymers are commercially available from BASF and others,
Further, a triblock copolymer having desired x and y values can be obtained at a small-scale production level. The triblock copolymer can be used alone or in combination of two or more.

【0075】また、エチレンジアミンの2個の窒素原子
にそれぞれ2本のポリエチレンオキサイド鎖−ポリプロ
ピレンオキサイド鎖が結合されているスターダイブロッ
クコポリマーも使用できる。例えば、(EO113
222 NCH2 CH2 N(PO 22EO113 2 、(E
3 PO182 NCH2 CH2 N(PO18EO3 2
(PO19EO162 NCH2 CH2 N(EO16PO19
2 等を挙げることができる。スターダイブロックコポリ
マーは1種あるいは2種以上を組み合わせて使用するこ
とができる。
Further, two nitrogen atoms of ethylenediamine
Each have two polyethylene oxide chains-polypropylene
Star die block with pyrene oxide chain attached
Copolymers can also be used. For example, (EO113P
Otwenty two)TwoNCHTwoCHTwoN (PO twenty twoEO113)Two, (E
OThreePO18)TwoNCHTwoCHTwoN (PO18EOThree)Two,
(PO19EO16)TwoNCHTwoCHTwoN (EO16PO19)
TwoAnd the like. Star die block kori
May be used alone or in combination of two or more.
Can be.

【0076】また、1級アルキルアミン等も、非イオン
性界面活性剤として使用できる。なお、用いる界面活性
剤の種類により、具体的には、界面活性剤のアルキル鎖
を始めとする疎水性部分の長さ等により、得られる細孔
径を制御することができる。
Also, primary alkylamines and the like can be used as the nonionic surfactant. The obtained pore size can be controlled by the type of the surfactant used, specifically, by the length of the hydrophobic portion such as the alkyl chain of the surfactant.

【0077】(縮重合)次に、これらの骨格成分と界面
活性剤とを含む反応系(液体)からガス吸着分離用多孔
体を得る。縮重合反応における溶媒は、水、有機溶媒、
水と有機溶媒の混合溶媒等を使用することができるが、
水を用いることが好ましい。
(Polycondensation) Next, a porous body for gas adsorption separation is obtained from a reaction system (liquid) containing these skeleton components and a surfactant. The solvent in the condensation polymerization reaction is water, an organic solvent,
Although a mixed solvent of water and an organic solvent can be used,
Preferably, water is used.

【0078】また、縮重合反応の反応系は、アルカリ
性、中性、酸性を特に限定はされないが、酸性であるこ
とが好ましい。具体的には、pH1以下であることが好
ましい。例えば、塩酸、ホウ酸、臭素酸、フッ素酸、ヨ
ウ素酸、硝酸、硫酸、リン酸等を用いることができる。
本発明においては、酸は1種類あるいは2種類以上を組
み合わせて使用することができる。本発明において使用
する酸は、好ましくは塩酸、硫酸である。塩酸を使用し
てpH0.5以下とすることが特に好ましい。
The reaction system of the polycondensation reaction is not particularly limited to alkaline, neutral or acidic, but is preferably acidic. Specifically, the pH is preferably 1 or less. For example, hydrochloric acid, boric acid, bromic acid, fluoric acid, iodic acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and the like can be used.
In the present invention, the acid can be used alone or in combination of two or more. The acid used in the present invention is preferably hydrochloric acid or sulfuric acid. It is particularly preferable to use hydrochloric acid to adjust the pH to 0.5 or less.

【0079】本発明の多孔体を得るには、界面活性剤を
低濃度とすることが好ましい。好ましくは、反応系に使
用する全溶媒量に対して、29.67g/l未満の範囲
である。29.67g/l以上ではミクロ孔を形成しな
いからである。また、7g/l以上であることが好まし
い。7g/l未満ではミセルを形成しにくいからであ
り、好ましくはその上限濃度は、29g/l以下であ
り、さらに好ましくは、25g/l以下であり、より好
ましくは20g/l以下である。また、下限の濃度は、
10g/l以上が好ましく、より好ましくは12g/l
以上である。なお、約15g/lが好ましい。
In order to obtain the porous body of the present invention, it is preferable that the concentration of the surfactant is low. Preferably, it is less than 29.67 g / l based on the total amount of the solvent used in the reaction system. This is because micropores are not formed at 29.67 g / l or more. Further, it is preferably at least 7 g / l. If the amount is less than 7 g / l, it is difficult to form micelles. Preferably, the upper limit concentration is 29 g / l or less, further preferably 25 g / l or less, more preferably 20 g / l or less. The lower limit concentration is
10 g / l or more is preferable, and 12 g / l is more preferable.
That is all. In addition, about 15 g / l is preferable.

【0080】また、界面活性剤1gに対して、骨格成分
が0.012モル以上であることが好ましい。
It is preferable that the amount of the skeleton component is not less than 0.012 mol per 1 g of the surfactant.

【0081】各反応系成分を混合する方法は特に限定さ
れないが、界面活性剤を溶媒と混合し、同時に、あるい
は引き続いて酸を添加して好ましい酸性雰囲気とし、骨
格成分を添加することが好ましい。界面活性剤や酸等を
添加する混合系の温度や時間は、界面活性剤が均一に溶
解する溶液が得られればよく、特に限定されないが、0
℃以上100℃以下であることが好ましい。
The method of mixing the respective reaction system components is not particularly limited. However, it is preferable to mix a surfactant with a solvent and simultaneously or successively add an acid to form a preferable acidic atmosphere, and then to add a skeleton component. The temperature and time of the mixed system in which the surfactant and the acid are added are not particularly limited as long as a solution in which the surfactant is uniformly dissolved can be obtained.
It is preferable that the temperature is not lower than 100 ° C and not higher than 100 ° C.

【0082】界面活性剤と骨格成分とが縮重合可能な状
況、例えば、酸性雰囲気下で存在すれば、縮重合反応が
開始する。骨格成分は一度に添加してもよいし、撹拌し
つつ少しずつ添加してもよい。骨格成分を添加する際の
温度は、特に限定されないが、35℃以上80℃以下で
あることが好ましく、40℃以上45℃以下がより好ま
しい。また、添加にかける時間も特に限定されないが、
1分以上であることが好ましい。
If the surfactant and the skeletal component can be subjected to polycondensation, for example, if they are present in an acidic atmosphere, the polycondensation reaction starts. The skeleton component may be added all at once, or may be added little by little while stirring. The temperature at the time of adding the skeleton component is not particularly limited, but is preferably 35 ° C or more and 80 ° C or less, more preferably 40 ° C or more and 45 ° C or less. Also, the time required for the addition is not particularly limited,
Preferably, the time is one minute or longer.

【0083】反応系においては、各構成成分のモル比、
すなわち、骨格成分:界面活性剤:塩酸:溶媒のモル比
は、0.042〜0.175:0.00073〜0.0
030:1:27.79であることが好ましい。この場
合、溶媒が水であることがより好ましい。また、骨格成
分:界面活性剤のモル比(骨格成分/界面活性剤)は、
60以上とすることが好ましい。より好ましくは90以
上であり、さらに好ましくは120以上である。このモ
ル比が増大することにより、細孔径を小さくすることが
でき、細孔壁厚を厚くすることができる。また同時に、
細孔容積も小さくすることができる。
In the reaction system, the molar ratio of each component,
That is, the molar ratio of the skeleton component: the surfactant: the hydrochloric acid: the solvent is 0.042 to 0.175: 0.00073 to 0.0.
030: 1: 27.79. In this case, the solvent is more preferably water. The molar ratio of the skeleton component: surfactant (skeleton component / surfactant) is
It is preferably 60 or more. It is more preferably 90 or more, and further preferably 120 or more. By increasing the molar ratio, the pore diameter can be reduced, and the pore wall thickness can be increased. At the same time,
The pore volume can also be reduced.

【0084】また、このモル比を大きくすることにより
(細孔壁厚を厚くすることにより)、ミクロ孔容積を増
大させることができる。さらに、このモル比の増大によ
り、細孔容積が減少してミクロ孔容積が増加することか
ら、細孔容積に対するミクロ孔容積の割合(%)を増大
させることができる。
By increasing the molar ratio (by increasing the pore wall thickness), the micropore volume can be increased. Further, the increase in the molar ratio decreases the pore volume and increases the micropore volume, so that the ratio (%) of the micropore volume to the pore volume can be increased.

【0085】なお、このモル比を大きくするという場
合、界面活性剤の使用量を低減すること、および/また
は、骨格成分の使用量を増加させることによる。界面活
性剤が一定濃度以下であれば、具体的には、29.67
g/l未満、より好ましくは、15g/l以下であれ
ば、骨格成分の使用量を増加することにより効果的にミ
クロ孔容積を増大させる等の効果を得ることができる。
骨格成分の使用量は好ましくは、界面活性剤1gに対し
て0.012モル以上である。
When the molar ratio is to be increased, the amount of the surfactant is reduced and / or the amount of the skeleton component is increased. If the concentration of the surfactant is not more than a certain concentration, specifically, 29.67
If it is less than g / l, more preferably 15 g / l or less, effects such as effectively increasing the micropore volume can be obtained by increasing the amount of the skeleton component used.
The amount of the skeleton component used is preferably 0.012 mol or more per 1 g of the surfactant.

【0086】縮重合反応温度は、使用する界面活性剤や
骨格成分の種類や濃度によっても異なるが、通常は0℃
以上100℃以下の範囲で行われ、好ましくは35℃以
上80℃以下である。特に、トリブロックコポリマーを
界面活性剤として用いる場合には、40℃以上45℃以
下が好ましい。温度が低い方が生成物の構造の規則性が
高くなる傾向がある。また、温度が低い方が細孔径が小
さくなり、細孔壁厚が厚くなる傾向がある。
The polycondensation reaction temperature varies depending on the type and concentration of the surfactant and the skeletal component used.
The heating is performed in the range of not less than 100 ° C. and preferably not less than 35 ° C. and not more than 80 ° C. In particular, when a triblock copolymer is used as a surfactant, the temperature is preferably from 40 ° C to 45 ° C. The lower the temperature, the higher the regularity of the product structure tends to be. Also, the lower the temperature, the smaller the pore diameter and the greater the wall thickness of the pores.

【0087】縮重合時間は、反応系の構成成分によって
異なるが、通常は8時間〜24時間の範囲である。ま
た、反応は、静置状態あるいは撹拌状態、撹拌状態と静
置状態とを組み合わせて行ってもよい。また、反応状態
によって、温度条件を変えることもできる。
The polycondensation time varies depending on the components of the reaction system, but is usually in the range of 8 to 24 hours. Further, the reaction may be performed in a standing state or a stirring state, or a combination of the stirring state and the standing state. Further, the temperature condition can be changed depending on the reaction state.

【0088】なお、本発明の多孔体の細孔径は、界面活
性剤に加え疎水的な化合物、例えばトリメチルベンゼン
やトリイソプロピルベンゼンなどを添加することにより
制御することができる。
The pore size of the porous body of the present invention can be controlled by adding a hydrophobic compound such as trimethylbenzene or triisopropylbenzene in addition to the surfactant.

【0089】(水熱処理)縮重合反応の後、必要あれば
水熱処理を行う。すなわち、多孔体前駆体(即ち界面活
性剤が細孔内に充填されたままのもの)から界面活性剤
を取り除く処理を行う前に、以下のように水熱処理す
る。
(Hydrothermal treatment) After the polycondensation reaction, if necessary, a hydrothermal treatment is carried out. That is, before performing the process of removing the surfactant from the porous precursor (that is, the one in which the surfactant is still filled in the pores), a hydrothermal treatment is performed as follows.

【0090】多孔体前駆体を縮重合反応において使用し
たのと同様の界面活性剤を含む水溶液(典型的には縮重
合反応時と同等かそれ以下の界面活性剤濃度とする)中
に分散させ、当該前駆体を50℃以上200℃以下の範
囲内で水熱処理する。具体的には、反応液をそのままあ
るいは希釈して加熱する。加熱温度は、好ましくは60
℃以上100℃以下であり、より好ましくは70℃以上
80℃以下である。また、このときのpHはややアルカ
リ性がよく、好ましくは8以上8.5以下である。適
宜、塩酸または水酸化ナトリウムで調整すればよい。こ
の処理時間は特に制限するものではないが、1時間以上
が好ましく、3時間〜8時間がさらに好ましい。それ以
上長時間継続して行ってもよいが、あまり長時間行って
も効果に顕著な差はみられなくなる。なお、水熱処理は
処理液を撹拌しつつ行うことが好ましい。この水熱処理
後、前駆体を濾過、乾燥し、余剰の処理液を取り去る。
なお、前駆体を上記水溶液中に分散後、水熱処理を開始
する前に予め室温で数時間撹拌処理を行ってもよい。こ
れにより、上記水熱処理に基づく以下の効果をより高め
ることができる。
The porous precursor is dispersed in an aqueous solution containing the same surfactant as used in the polycondensation reaction (typically, a surfactant concentration equal to or lower than that in the polycondensation reaction). Then, the precursor is subjected to hydrothermal treatment within a range of 50 ° C. or more and 200 ° C. or less. Specifically, the reaction solution is heated as it is or after dilution. The heating temperature is preferably 60
The temperature is from 100C to 100C, and more preferably from 70C to 80C. The pH at this time is slightly alkaline, and is preferably 8 or more and 8.5 or less. It may be adjusted appropriately with hydrochloric acid or sodium hydroxide. The processing time is not particularly limited, but is preferably 1 hour or more, and more preferably 3 hours to 8 hours. The treatment may be continued for a longer time, but if the treatment is carried out for a too long time, there is no noticeable difference in the effect. Note that the hydrothermal treatment is preferably performed while stirring the treatment liquid. After this hydrothermal treatment, the precursor is filtered and dried, and an excess treatment liquid is removed.
After the precursor is dispersed in the aqueous solution, a stirring treatment may be performed at room temperature for several hours before starting the hydrothermal treatment. Thereby, the following effects based on the hydrothermal treatment can be further enhanced.

【0091】以上のように水熱処理を施す結果、界面活
性剤除去後の多孔体の強度および構造規則性を向上させ
ることができる。このため、上記水熱処理を施さないも
のと比較して、細孔安定性および構造規則性即ち細孔分
布の均一性に優れたメソ多孔体を提供することができ
る。従って、例えば、ヘキサゴナル構造の多孔体前駆体
をこの水熱処理に供することによって、メソ多孔体(最
終生成物)における細孔のサイズを、細孔直径分布曲線
における最大ピークを示す細孔直径の±40%の範囲に
全細孔容積の60%以上が含まれる程度に容易に均一化
させることができる。
As a result of performing the hydrothermal treatment as described above, the strength and structural regularity of the porous body after removing the surfactant can be improved. For this reason, a mesoporous body having excellent pore stability and structural regularity, that is, excellent uniformity of pore distribution, can be provided as compared with those not subjected to the hydrothermal treatment. Therefore, for example, by subjecting a porous precursor having a hexagonal structure to this hydrothermal treatment, the size of the pores in the mesoporous body (final product) can be determined by ± It can be easily made uniform so that the range of 40% includes 60% or more of the total pore volume.

【0092】(界面活性剤の除去)縮重合反応後、ある
いは水熱処理後、生成した沈殿あるいはゲルを濾過し、
必要であれば洗浄を行った後に乾燥することにより固形
生成物が得られる。次いで、この固形生成物から界面活
性剤を除去する。これら固化した生成物からの界面活性
剤の除去は、焼成による方法と水やアルコール等の溶媒
で処理する方法がある。
(Removal of Surfactant) After the condensation polymerization reaction or after the hydrothermal treatment, the formed precipitate or gel was filtered,
If necessary, a solid product is obtained by washing and drying. The surfactant is then removed from the solid product. The removal of the surfactant from these solidified products includes a method of baking and a method of treating with a solvent such as water or alcohol.

【0093】焼成による方法では、300℃から100
0℃の範囲で、好ましくは400℃以上700℃以下の
範囲に加熱する。加熱時間は30分以上あればよいが、
完全に有機成分を除去するには1時間以上加熱すること
が好ましい。雰囲気は空気を流通させればよいが、多量
の燃焼ガスが発生するため、燃焼初期は窒素等の不活性
ガスを流通してもよい。
In the firing method, a temperature of 300 ° C. to 100
The heating is performed in the range of 0 ° C, preferably in the range of 400 ° C to 700 ° C. The heating time should be 30 minutes or more,
In order to completely remove the organic components, it is preferable to heat for 1 hour or more. As the atmosphere, air may be circulated, but since a large amount of combustion gas is generated, an inert gas such as nitrogen may be circulated in the initial stage of combustion.

【0094】溶媒等で処理する方法では、界面活性剤に
対する溶解度の大きい溶媒に固形生成物を分散させ、撹
拌した後に固形分を回収することにより行う。溶媒とし
ては界面活性剤に対する溶解度の大きいもの、例えば、
水、エタノール、メタノール、アセトン等を用いること
ができる。水で処理する場合には、25℃以上80℃以
下の範囲で行うことが好ましい。十分な溶解性を得るた
めに、少量の陽イオン成分を添加してもよい。添加する
陽イオン成分を含む物質としては、塩酸、酢酸、塩化ナ
トリウム、塩化カリウム等がある。陽イオンの添加濃度
は、0.1〜10モル/lが好ましい。エタノール溶液
に対する固形生成物の分散量は、エタノール溶液100
ccに対し、固形生成物が0.5から50gが好まし
い。分散液の撹拌は25℃〜100℃の温度範囲で行う
ことが好ましい。特に、非イオン性の界面活性剤の場合
は、溶媒だけで抽出される場合がある。また、塩酸を添
加した水あるいは水を溶媒に用いることにより、界面活
性剤の抽出が容易になる場合がある。なお、粉砕やふる
い分け、あるいは成型は、界面活性剤を除去する前でも
後でもよい。
The method of treating with a solvent or the like is carried out by dispersing a solid product in a solvent having a high solubility for a surfactant, collecting the solid after stirring, and collecting the solid. As the solvent, those having a high solubility in a surfactant, for example,
Water, ethanol, methanol, acetone and the like can be used. In the case of treating with water, it is preferable to carry out the treatment in a range of 25 ° C. or more and 80 ° C. or less. To obtain sufficient solubility, a small amount of a cation component may be added. Substances containing a cation component to be added include hydrochloric acid, acetic acid, sodium chloride, potassium chloride and the like. The concentration of the cation is preferably 0.1 to 10 mol / l. The amount of the solid product dispersed in the ethanol solution is 100
The solid product is preferably 0.5 to 50 g per cc. The dispersion is preferably stirred at a temperature in the range of 25 ° C to 100 ° C. In particular, in the case of a nonionic surfactant, it may be extracted only with a solvent. In addition, by using water to which hydrochloric acid is added or water as a solvent, extraction of the surfactant may be facilitated in some cases. The pulverization, sieving, or molding may be performed before or after removing the surfactant.

【0095】好ましい縮重合方法としては、骨格成分と
して、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等
の炭素数1〜5のテトラ低級アルコキシシラン、あるい
は、(CH3 O)3 Si−CH2 −CH2 −Si(OC
3 3 、(CH3 O)3 Si−C6 4 −Si(OC
3 3 等を用い、界面活性剤として、(EO)x (P
O)y (EO)x として表されるトリブロックコポリマ
ー(ただし、x=5〜110、y=15〜70、好まし
くはx=15〜20、y=50〜60)を29.67g
/l以下、好ましくは15g/l以下の濃度で、溶媒と
して水を用いて、塩酸酸性下で縮重合させる。
Preferred polycondensation methods include a tetra-lower alkoxysilane having 1 to 5 carbon atoms such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane, or (CH 3 O) 3 Si—CH 2 —CH 2 — Si (OC
H 3) 3, (CH 3 O) 3 Si-C 6 H 4 -Si (OC
H 3 ) 3 and the like, and (EO) x (P
O) 29.67 g of a triblock copolymer represented as y (EO) x (where x = 5 to 110, y = 15 to 70, preferably x = 15 to 20, y = 50 to 60)
The polycondensation is carried out at a concentration of not more than 15 g / l, preferably not more than 15 g / l, using water as a solvent and acidifying with hydrochloric acid.

【0096】このような反応系によれば、X線回折パタ
ーンにおいて1nm以上のd値に相当する回折角度に1
本以上のピークを有し、液体窒素温度で測定した窒素吸
着等温線において、相対蒸気圧が0.2〜0.8の範囲
で相対蒸気圧が0.1変化した時の窒素吸着量(標準状
態の窒素の体積に換算した窒素吸着量)の変化量が50
ml/g以上となる部分を少なくとも1ヶ所以上有する
多孔体であって、細孔径分布曲線における中心細孔直径
が2〜50nmであるメソ孔を有しかつ細孔壁が多孔質
である多孔体をより確実に得ることが可能となる。
According to such a reaction system, the diffraction angle corresponding to the d value of 1 nm or more in the X-ray diffraction pattern is 1
In the nitrogen adsorption isotherm measured at the liquid nitrogen temperature, the nitrogen adsorption amount when the relative vapor pressure changes by 0.1 in the range of 0.2 to 0.8 in the nitrogen adsorption isotherm (standard The amount of change in the amount of nitrogen adsorbed (converted to the volume of nitrogen in the state) is 50.
A porous body having at least one part / ml or more portion and having mesopores having a central pore diameter of 2 to 50 nm in a pore diameter distribution curve and having a porous pore wall. Can be obtained more reliably.

【0097】[本発明のガス吸着分離方法]次に、本発
明のガス吸着分離方法について説明する。
[Gas Adsorption Separation Method of the Present Invention] Next, the gas adsorption separation method of the present invention will be described.

【0098】本発明のガス吸着分離方法は、上記本発明
のガス吸着分離用多孔体を用いてその多孔体にガスを接
触させる方法であればよく、それによってガス中の特定
成分が多孔体に吸着され、その後の保持時間に応じて分
離されるものである。その際にガスを多孔体に接触させ
る手法等は特に制限されず、例えば多孔体をカラムに充
填しておき、そこに処理対象となるガス成分を含む気体
を連続的にあるいは断続的に接触させるいわゆるガスク
ロマトグラフィー法等が採用される。また、ガス中の特
定成分を多孔体に単に吸着させることによって分離する
場合は、処理対象となるガス成分を含む気体と多孔体と
をバッチ式に接触させてもよい。
The gas adsorption / separation method of the present invention may be any method as long as the gas is brought into contact with the porous body using the above-mentioned porous body for gas adsorption / separation of the present invention, whereby specific components in the gas are converted to the porous body. It is adsorbed and separated according to the subsequent holding time. The method of contacting the gas with the porous body at that time is not particularly limited, and for example, the porous body is packed in a column, and the gas containing the gas component to be treated is continuously or intermittently contacted there. A so-called gas chromatography method or the like is employed. When the specific components in the gas are separated by simply adsorbing them on the porous body, the gas containing the gas component to be treated may be brought into contact with the porous body in a batch manner.

【0099】処理対象となるガス成分としては、排ガ
ス、プラントガス、改質ガスや空気中の炭化水素類(例
えばメタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレ
ン、n−ブタン、i−ブタン、ヘキサン、オクタン、ベ
ンゼン、シクロヘキサン、トルエン)、CO2、CO、
NOx、HC、SOx、H2S、メタノール、エタノー
ル等が挙げられ、好ましくはCO2及び炭化水素類から
なる群から選択される少なくとも一つのガス成分であ
る。また、本発明の多孔体にガスを接触させる際の条件
は特に制限されず、使用する多孔体と対象とするガス成
分との組み合わせに応じて効率良く吸着分離できる温度
領域が適宜選択される。
The gas components to be treated include exhaust gas, plant gas, reformed gas and hydrocarbons in air (for example, methane, ethane, ethylene, propane, propylene, n-butane, i-butane, hexane, octane). , Benzene, cyclohexane, toluene), CO 2 , CO,
NOx, HC, SOx, H 2 S, methanol, ethanol and the like, preferably at least one gas component selected from the group consisting of CO 2 and hydrocarbons. The conditions for contacting the gas with the porous material of the present invention are not particularly limited, and a temperature region in which the adsorption and separation can be efficiently performed is appropriately selected according to the combination of the porous material to be used and the target gas component.

【0100】[0100]

【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を
より具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定
されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0101】実施例1 非イオン系界面活性剤として(EO)17(PO)58(E
O)17の組成式で表されるトリブロックコポリマー(以
下、単にP104という。BASF製)を用い、骨格成
分としてテトラエチルシリケート(TEOS)を用い
た。P104の存在下、TEOSを塩酸を触媒として加
水分解せしめて縮重合させた。
Example 1 As a nonionic surfactant, (EO) 17 (PO) 58 (E
O) A triblock copolymer (hereinafter, simply referred to as P104, manufactured by BASF) represented by a composition formula of 17 was used, and tetraethyl silicate (TEOS) was used as a skeleton component. In the presence of P104, TEOS was hydrolyzed using hydrochloric acid as a catalyst to cause condensation polymerization.

【0102】すなわち、1.76gのP104(0.0
0035モル)を105mlのイオン交換水に溶解さ
せ、この界面活性剤溶液に12N塩酸20ml(0.2
4モル)を加えた(全水量6.67モル、界面活性剤濃
度:14.67g/l)。45℃の湯浴中で、この混合
液に対して4.73gのTEOS(0.021モル)を
一度に加えて、8時間撹拌した。さらに、80℃のオイ
ルバス中に8時間静置した。生成した白色沈殿を吸引濾
過により収集し、多量のイオン交換水で十分洗浄した
後、45℃の乾燥器中に一晩放置した。界面活性剤の除
去は、エアーを流しながら(流速0.5ml/mi
n)、室温から550℃まで2時間かけて昇温し、55
0℃で6時間焼成することにより行った。この結果、試
料1の多孔体(粉末)を得た。
That is, 1.76 g of P104 (0.0
Was dissolved in 105 ml of ion-exchanged water, and 20 ml (0.2 ml) of 12N hydrochloric acid was added to this surfactant solution.
4 mol) (total water amount 6.67 mol, surfactant concentration: 14.67 g / l). In a water bath at 45 ° C., 4.73 g of TEOS (0.021 mol) was added to the mixture at a time, and the mixture was stirred for 8 hours. Furthermore, it was left still in an 80 ° C. oil bath for 8 hours. The generated white precipitate was collected by suction filtration, sufficiently washed with a large amount of ion-exchanged water, and then left overnight in a dryer at 45 ° C. The removal of the surfactant is performed while flowing air (flow rate 0.5 ml / mi).
n), the temperature was raised from room temperature to 550 ° C. over 2 hours, and 55
This was performed by firing at 0 ° C. for 6 hours. As a result, a porous body (powder) of Sample 1 was obtained.

【0103】試料1の低角域のXRDパターンを測定
し、得られた結果を図3に示した。試料1については、
d=1.96に強いピークとその高角側に弱いピークが
見られた。この回折パターンは低角側より(100)、
(110)、(120)面の回折面に帰属され、試料1
はヘキサゴナル構造を有していることが確認できた。
The XRD pattern of Sample 1 in the low-angle region was measured, and the obtained result is shown in FIG. For sample 1,
A strong peak was observed at d = 1.96 and a weak peak was observed on the high angle side. This diffraction pattern is (100) from the low angle side,
Sample 1 which is attributed to the (110) and (120) diffraction planes
Has a hexagonal structure.

【0104】次に、試料1の窒素吸着等温線及び細孔分
布曲線(BJH法による)を求め、得られた結果を図4
(a)及び図4(b)にそれぞれ示した。また、細孔分
布曲線から試料1におけるメソ孔の中心細孔直径、比表
面積、全細孔容量(相対圧P/P0=0.98時)を求
め、さらに粉末X線回折により求めた格子定数a0 (a
0 =d100 ×2/1.732)と窒素吸着測定により求
めた細孔直径の差より細孔壁厚を求め、得られた結果を
表1に示した。
Next, a nitrogen adsorption isotherm and a pore distribution curve (by the BJH method) of Sample 1 were obtained, and the obtained results were shown in FIG.
(A) and FIG. 4 (b). Further, the center pore diameter, specific surface area, and total pore volume (relative pressure P / P0 = 0.98 hours) of the mesopores in Sample 1 were determined from the pore distribution curve, and the lattice constant was determined by powder X-ray diffraction. a 0 (a
0 = d sought pore wall thickness than the difference between the pore diameter determined by 100 × 2 / 1.732) and nitrogen adsorption measurements, the results obtained are shown in Table 1.

【0105】また、比表面積38.7m2 /gの非多孔
質シリカの窒素吸着等温線を標準等温線として、得られ
た試料1の窒素吸着等温線をt−プロットしてミクロ孔
容積を算出した。標準等温線のデータを図5に、またt
−プロット変換する際の相対圧力の各範囲で適用する近
似曲線を図6(a)〜(d)に示した。
Further, the nitrogen adsorption isotherm of the nonporous silica having a specific surface area of 38.7 m 2 / g was used as a standard isotherm, and the nitrogen adsorption isotherm of the obtained sample 1 was t-plotted to calculate the micropore volume. did. The data of the standard isotherm is shown in FIG.
FIGS. 6A to 6D show approximate curves applied in each range of the relative pressure at the time of plot conversion.

【0106】この近似曲線を用いて試料1の窒素吸着等
温線をt−プロットし、得られたグラフを図7に示し
た。このグラフから、試料1にはミクロ孔が存在し、全
ミクロ孔容積は0.072ml/gであることがわかっ
た。
Using this approximate curve, the nitrogen adsorption isotherm of Sample 1 was t-plotted, and the obtained graph is shown in FIG. From this graph, it was found that Sample 1 had micropores and the total micropore volume was 0.072 ml / g.

【0107】また、このt−プロットを用いてMP法に
よって求めたミクロ孔の孔径分布曲線を求め、その分布
曲線から得られたミクロ孔の孔径(平均孔径)を表1に
示した。
Using the t-plot, a pore size distribution curve of the micropores obtained by the MP method was obtained, and the pore size (average pore size) of the micropores obtained from the distribution curve is shown in Table 1.

【0108】さらに、上記の諸解析データから、細孔に
対するミクロ孔の容積の割合、全細孔容積、ミクロ孔を
除く全細孔容積、中心細孔直径の±40%の範囲内にあ
る細孔の容積(メソ孔容積)、ミクロ孔を除く全細孔容
積に対するメソ孔容積を求め、得られた結果を表1及び
表2に示した。また、図4(a)に示す窒素吸着等温線
から相対蒸気圧が0.2〜0.8の範囲で相対蒸気圧が
0.1変化した時の窒素吸着量(標準状態の窒素の体積
に換算した窒素吸着量)の変化量の最大値を求め、得ら
れた結果を表3に示した。
Further, from the above various analysis data, the ratio of the volume of the micropores to the pores, the total pore volume, the total pore volume excluding the micropores, and the fine pores within a range of ± 40% of the central pore diameter. The pore volume (mesopore volume) and the mesopore volume with respect to the total pore volume excluding the micropores were determined, and the obtained results are shown in Tables 1 and 2. Further, from the nitrogen adsorption isotherm shown in FIG. 4 (a), the nitrogen adsorption amount when the relative vapor pressure changes by 0.1 in the range of 0.2 to 0.8 (to the volume of nitrogen in the standard state). The maximum value of the amount of change in the converted nitrogen adsorption amount was determined, and the obtained results are shown in Table 3.

【0109】実施例2〜4 TEOSの使用量を6.56g(0.0315モル、実
施例2)、8.75g(0.042モル、実施例3)、
11.04g(0.053モル、実施例4)とした以外
は実施例1と同様にして試料2、3及び4の多孔体(粉
末)をそれぞれ得た。試料2、3及び4の窒素吸着等温
線を求め、図8〜図10にそれぞれ示した。また、試料
2、3及び4について実施例1と同様に諸解析データを
求め、得られた結果を表1〜3に示した。
Examples 2 to 4 The amount of TEOS used was 6.56 g (0.0315 mol, Example 2), 8.75 g (0.042 mol, Example 3),
Porous bodies (powder) of Samples 2, 3 and 4 were obtained in the same manner as in Example 1 except that 11.04 g (0.053 mol, Example 4) was used. The nitrogen adsorption isotherms of Samples 2, 3 and 4 were determined and are shown in FIGS. 8 to 10, respectively. In addition, various analysis data were obtained for Samples 2, 3, and 4 in the same manner as in Example 1, and the obtained results are shown in Tables 1 to 3.

【0110】実施例5〜6 45℃で8時間撹拌した後の混合液の静置温度を90℃
(実施例5)、100℃(実施例6)とし、TEOS/
P104の比率を120とした以外は実施例1と同様に
して試料5及び6の多孔体(粉末)をそれぞれ得た。試
料5及び6について実施例1と同様に諸解析データを求
め、得られた結果を表1〜3に示した。
Examples 5 to 6 After the mixture was stirred at 45 ° C. for 8 hours, the mixture was allowed to stand still at 90 ° C.
(Example 5) 100 ° C. (Example 6), TEOS /
Except that the ratio of P104 was set to 120, the porous bodies (powder) of Samples 5 and 6 were obtained in the same manner as in Example 1. Various analysis data were obtained for Samples 5 and 6 in the same manner as in Example 1, and the obtained results are shown in Tables 1 to 3.

【0111】[0111]

【表1】 [Table 1]

【0112】[0112]

【表2】 [Table 2]

【0113】[0113]

【表3】 [Table 3]

【0114】表1〜3に示した結果から明らかなよう
に、実施例1〜6で得られた多孔体(試料1〜6)はい
ずれも、下記の諸条件: (1)X線回折パターンにおいて1nm以上のd値に相
当する回折角度に1本以上のピークを有すること、
(2)液体窒素温度で測定した窒素吸着等温線におい
て、相対蒸気圧が0.2〜0.8の範囲で相対蒸気圧が
0.1変化した時の窒素吸着量(標準状態の窒素の体積
に換算した窒素吸着量)の変化量が50ml/g以上と
なる部分を少なくとも1ヶ所以上有すること、(3)細
孔径分布曲線における中心細孔直径が2〜50nmであ
るメソ孔を有すること、(4)細孔壁が平均孔径2nm
未満であるミクロ孔を有する多孔質であること、(5)
ミクロ孔の全容積が0.05ml/g以上であること、
(6)中心細孔直径の±40%の範囲内にミクロ孔を除
く全細孔容積の60%以上が含まれること、全てを満た
していることが確認された。
As is clear from the results shown in Tables 1 to 3, the porous bodies (samples 1 to 6) obtained in Examples 1 to 6 all had the following conditions: (1) X-ray diffraction pattern Has at least one peak at a diffraction angle corresponding to a d value of 1 nm or more,
(2) In the nitrogen adsorption isotherm measured at the liquid nitrogen temperature, the nitrogen adsorption amount when the relative vapor pressure changes by 0.1 in the range of 0.2 to 0.8 (the volume of nitrogen in the standard state) (3) having mesopores having a central pore diameter of 2 to 50 nm in a pore diameter distribution curve; (4) The average pore diameter is 2 nm
Being porous with micropores less than, (5)
The total volume of the micropores is at least 0.05 ml / g,
(6) It was confirmed that 60% or more of the total pore volume excluding micropores was contained within the range of ± 40% of the center pore diameter, and that all of them were satisfied.

【0115】また、表1〜3に示した結果から、界面活
性剤濃度が一定濃度以下の場合には、骨格成分/界面活
性剤のモル比を増大させることにより、ミクロ孔容積、
細孔孔径や細孔容積を制御できることが確認された。
Further, from the results shown in Tables 1 to 3, when the concentration of the surfactant is equal to or less than a certain concentration, the molar ratio of the skeleton component / the surfactant is increased to increase the micropore volume,
It was confirmed that the pore diameter and pore volume can be controlled.

【0116】比較例1 ミクロ孔形成が界面活性剤濃度と密接な関係があること
を確かめるため、P104を3.56g(界面活性剤濃
度29.67g/l)使用した以外は実施例1と同様に
して比較試料1としての多孔体(粉末)を得た。この試
料は、粉末X線回折によりヘキサゴナル構造を有してお
り、その窒素吸着等温線は図11に示す通りであった。
また、比較試料1の吸着等温線は、図12に示すように
標準曲線と一致しており、ミクロ孔の存在は認められな
かった。
Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1 except that 3.56 g of P104 (surfactant concentration of 29.67 g / l) was used to confirm that the formation of micropores was closely related to the surfactant concentration. Thus, a porous body (powder) as Comparative Sample 1 was obtained. This sample had a hexagonal structure by powder X-ray diffraction, and its nitrogen adsorption isotherm was as shown in FIG.
In addition, the adsorption isotherm of Comparative Sample 1 matched the standard curve as shown in FIG. 12, and the presence of micropores was not recognized.

【0117】比較例2 45℃で8時間撹拌した後の混合液の静置温度を100
℃とし、TEOS/P104の比率を60とした以外は
実施例1と同様にして比較試料2の多孔体(粉末)を得
た。比較試料2においてはミクロ孔の存在は認められな
かった。
Comparative Example 2 After the mixture was stirred at 45 ° C. for 8 hours, the mixture was allowed to stand at 100 ° C.
° C and the ratio of TEOS / P104 was 60, and a porous body (powder) of Comparative Sample 2 was obtained in the same manner as in Example 1. In Comparative Sample 2, the presence of micropores was not recognized.

【0118】実施例7〜8 各原料の使用量を以下: (実施例7) P104 17.2g イオン交換水 1060mL 12N塩酸水溶液 200mL TEOS 87.8g (実施例8) P104 34.4g イオン交換水 1060mL 12N塩酸水溶液 200mL TEOS 87.8g とした以外は実施例1と同様にして試料a及びbの多孔
体をそれぞれ得た。
Examples 7 to 8 The amounts of the respective raw materials used are as follows: (Example 7) P104 17.2 g Ion-exchanged water 1060 mL 12N aqueous hydrochloric acid 200 mL TEOS 87.8 g (Example 8) P104 34.4 g Ion-exchanged water 1060 mL The porous bodies of samples a and b were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of 12N hydrochloric acid aqueous solution was 200 mL and TEOS was 87.8 g.

【0119】次いで、得られた試料a及びbのメソ多孔
体30gを、10%(v/v)に希釈したメタノール水
溶液100mLに分散させ、1分間撹拌後、吸引濾過に
より沈殿物を収集した。収集した沈殿物を45℃の乾燥
器内で乾燥後、500kgf/cm2 の圧力で圧粉し、
酸素雰囲気下550℃で6時間焼成する事により、鋳型
である界面活性剤を除去した。焼成した各試料は乳鉢に
より粉砕し、ふるいにより粉体の粒子を150μmから
300μmに揃えて、気体分子分離用カラム充填剤とし
た。比較例3 細孔壁にミクロ孔が存在しない比較のためのメソ多孔体
としてFSM−16を用いた。FSM−16の合成は外
報にしたがって行った。以下、手順を述べる。
Next, 30 g of the obtained mesoporous materials of the samples a and b were dispersed in 100 mL of a 10% (v / v) aqueous methanol solution, stirred for 1 minute, and the precipitate was collected by suction filtration. The collected precipitate is dried in a dryer at 45 ° C., and then pressed at a pressure of 500 kgf / cm 2 ,
By firing at 550 ° C. for 6 hours in an oxygen atmosphere, the surfactant as a mold was removed. Each of the calcined samples was pulverized in a mortar, and the particles of the powder were adjusted from 150 μm to 300 μm by a sieve to obtain a column packing for gas molecule separation. Comparative Example 3 FSM-16 was used as a mesoporous material for comparison in which micropores did not exist in the pore wall. The synthesis of FSM-16 was performed according to an external report. Hereinafter, the procedure will be described.

【0120】ジケイ酸ソーダ(δ−Na2 Si2 5
50.0gを500mLのイオン交換水に分散し、室温
にて3時間撹拌した後、吸引濾過により沈殿物を収集し
た。この沈殿物をヘキサデシルトリメチルアンモニウム
クロリド32.0gを1リットルのイオン交換水に溶解
した水溶液中に分散させ、70℃の湯浴中で3時間撹拌
後、2N塩酸水溶液を用いてpHを8.5に調製した。
その後、70℃の湯浴中で3時間撹拌後、白色沈殿を得
た。得られた白色沈殿を吸引濾過により収集し、多量の
イオン交換水で十分洗浄後、45℃の乾燥器内に放置し
て乾燥を行い、試料cの多孔体を得た。
Sodium disilicate (δ-Na 2 Si 2 O 5 )
50.0 g was dispersed in 500 mL of ion-exchanged water, stirred at room temperature for 3 hours, and then the precipitate was collected by suction filtration. This precipitate was dispersed in an aqueous solution obtained by dissolving 32.0 g of hexadecyltrimethylammonium chloride in 1 liter of ion-exchanged water, stirred in a 70 ° C. water bath for 3 hours, and adjusted to pH 8. using a 2N aqueous hydrochloric acid solution. 5 was prepared.
Then, after stirring in a 70 ° C. water bath for 3 hours, a white precipitate was obtained. The obtained white precipitate was collected by suction filtration, washed sufficiently with a large amount of ion-exchanged water, and left standing in a drier at 45 ° C. for drying to obtain a porous material of sample c.

【0121】次いで、試料c(FSM−16)を500
kgf/cm2 の圧力で圧粉後、酸素雰囲気下550℃
で6時間焼成する事により、鋳型である界面活性剤を除
去した。焼成した試料は、乳鉢により粉砕し、ふるいに
より粉体の粒子を150μmから300μmに揃えて、
気体分子分離用カラム充填剤とした。
Next, sample c (FSM-16) was added to 500
After pressing at a pressure of kgf / cm 2 , 550 ° C. in an oxygen atmosphere
For 6 hours to remove the surfactant as a mold. The calcined sample was pulverized with a mortar, and the particles of the powder were adjusted from 150 μm to 300 μm with a sieve,
It was used as a column packing for gas molecule separation.

【0122】[物性等の解析]実施例7〜8及び比較例
3で得られた試料(充填剤)a,b,cの粉末X線回折
(XRD)及び吸着等温線を実施例1と同様にして求
め、得られた粉末X線回折(XRD)及び吸着等温線を
図13及び図14にそれぞれ示す。また、、試料a、
b、cについて実施例1と同様に諸解析データを求め、
得られた結果を表4〜6に示した。
[Analysis of Physical Properties and the Like] The powder X-ray diffraction (XRD) and the adsorption isotherm of the samples (fillers) a, b and c obtained in Examples 7 and 8 and Comparative Example 3 were the same as those in Example 1. The obtained powder X-ray diffraction (XRD) and adsorption isotherm are shown in FIGS. 13 and 14, respectively. Sample a,
Various analysis data were obtained for b and c in the same manner as in Example 1,
The obtained results are shown in Tables 4 to 6.

【0123】図13に示した粉末X線回折(XRD)の
結果から明らかなように、試料a、b、cはそれぞれ1
゜付近に強いピークとその広角側に数本の弱いピークが
見られ、規則的なメソ構造が形成されていることが確認
された。また、観察されたXRDパターンから試料a、
b、cはそれぞれ2次元ヘキサゴナルの骨格構造を形成
しており、各ピークは底角側から(100),(11
0),(200)の回折ピークと一致した。
As is evident from the results of the powder X-ray diffraction (XRD) shown in FIG.
A strong peak near ゜ and several weak peaks on the wide-angle side were observed, confirming that a regular mesostructure was formed. Also, from the observed XRD pattern, sample a,
b and c respectively form a two-dimensional hexagonal skeleton structure, and each peak is (100), (11) from the base angle side.
0) and (200).

【0124】また、図14に示した吸着等温線及び表4
〜6に示したデータから明らかなように、試料aは0.
110ml/g、試料bは0.051ml/gのミクロ
孔容積を有していたが、試料cにはミクロ孔の存在が認
められなかった。さらに、実施例7〜8で得られた多孔
体(試料a,b)はいずれも前述の(1)〜(6)の諸
条件を全て満たすものであることが確認された。
Further, the adsorption isotherm shown in FIG.
As is clear from the data shown in FIGS.
110 ml / g, sample b had a micropore volume of 0.051 ml / g, whereas sample c did not show the presence of micropores. Furthermore, it was confirmed that all of the porous bodies (samples a and b) obtained in Examples 7 and 8 satisfied all of the above-described conditions (1) to (6).

【0125】[0125]

【表4】 [Table 4]

【0126】[0126]

【表5】 [Table 5]

【0127】[0127]

【表6】 [Table 6]

【0128】[気体成分の吸着分離試験]実施例7〜8
及び比較例3で得られた試料(気体分離用カラム充填
剤)a,b,cを用いて、それぞれ以下の条件によりガ
スクロマトグラフィー(GC)法により種々の気体分子
の保持時間を測定し、気体分子に対する吸着分離特性を
評価した。なお、測定前の充填剤の前処理として、15
0℃で40mL/minの流速でキャリアガスであるヘ
リウムを6時間流して、充填剤の乾燥を行った。GC測
定条件は下記の通りである。
[Gas Component Adsorption Separation Test] Examples 7 and 8
Using the samples (column packings for gas separation) a, b, and c obtained in Comparative Example 3, the retention times of various gas molecules were measured by gas chromatography (GC) under the following conditions, respectively. The adsorption and separation characteristics for gas molecules were evaluated. As a pretreatment of the filler before measurement, 15
Helium as a carrier gas was flowed at 0 ° C. at a flow rate of 40 mL / min for 6 hours to dry the filler. The GC measurement conditions are as follows.

【0129】 カラム ガラス製カラム(2m) キャリアガス ヘリウム(40mL/min) INJ温度 50℃ TCD温度 80℃ カラム温度 50℃ これらの試料(気体分離用カラム充填剤)a,b,cを
用いて気体分子の吸着分離評価(保持時間の測定)を行
った結果を表7に示した。なお、ここで使用した気体分
子は、水素(H2)、一酸化炭素(CO)、窒素(N2)、酸
素(O2)、酸性ガスである一酸化窒素(NO)、二酸化
炭素(CO2 )、炭化水素系ガスとしてメタン(C
4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n−ブタ
ン(n-C4H10)、i−ブタン(i-C4H10)、エチレン(CH
2=CH2)、プロピレン(CH2=CHCH3)を用いた。
Column Glass column (2 m) Carrier gas Helium (40 mL / min) INJ temperature 50 ° C. TCD temperature 80 ° C. Column temperature 50 ° C. Gas using these samples (column packing for gas separation) a, b, c Table 7 shows the results of the molecular adsorption / separation evaluation (retention time measurement). The gas molecules used here are hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), nitric oxide (NO) as an acid gas, and carbon dioxide (CO 2). 2 ), methane (C
H 4), ethane (C 2 H 6), propane (C 3 H 8), n- butane (nC 4 H 10), i- butane (iC 4 H 10), ethylene (CH
2 = CH 2 ) and propylene (CH 2 = CHCH 3 ) were used.

【0130】[0130]

【表7】 [Table 7]

【0131】表7に示した結果から明らかなように、実
施例7〜8で得られた試料(気体分離用カラム充填剤)
a,bによれば、ミクロ孔を有しない比較例3で得られ
た試料cに比べて特定のガス成分について保持時間が非
常に長くなり、特にCO、CO2 やプロピレン等の炭化
水素ガスをそれ以外のガスに対して効率的にかつ選択的
に吸着分離することができることが確認された。なお、
特定のガス成分について保持時間が長くなる傾向は、細
孔壁内に存在するミクロ孔容積に比例して増加する傾向
にあることも確認された。
As is clear from the results shown in Table 7, the samples obtained in Examples 7 and 8 (gas separation column packing material)
According to a and b, the retention time of a specific gas component is much longer than that of the sample c obtained in Comparative Example 3 having no micropores. In particular, hydrocarbon gas such as CO, CO 2 and propylene is It was confirmed that adsorption and separation can be performed efficiently and selectively with respect to other gases. In addition,
It was also confirmed that the tendency for the retention time to be longer for a particular gas component tended to increase in proportion to the micropore volume present within the pore walls.

【0132】比較例4〜5 比較の為、MS−3A型ゼオライト(比較例4)及びU
SY型ゼオライト(比較例5)を用いて、上記気体成分
の吸着分離試験と同様にして一酸化窒素(NO)、二酸
化炭素(CO2 )、プロピレン(C3 6 )についての
保持時間を測定した。得られた結果を表8に示した。
Comparative Examples 4 and 5 For comparison, MS-3A zeolite (Comparative Example 4) and U
Using SY-type zeolite (Comparative Example 5), the retention time for nitric oxide (NO), carbon dioxide (CO 2 ), and propylene (C 3 H 6 ) was measured in the same manner as in the above-mentioned adsorption separation test for gas components. did. Table 8 shows the obtained results.

【0133】[0133]

【表8】 [Table 8]

【0134】表7及び表8に示した結果から明らかな通
り、本発明にかかる実施例7〜8の試料a,bによれ
ば、従来のゼオライトを用いた場合に比べて二酸化炭素
(CO 2 )、プロピレン(C3 6 )についての保持時
間が約2倍になることが確認された。
The results shown in Tables 7 and 8 clearly show the results.
According to the samples a and b of Examples 7 and 8 according to the present invention,
For example, compared to using a conventional zeolite, carbon dioxide
(CO Two), Propylene (CThreeH6) When holding
It was confirmed that the interval was approximately doubled.

【0135】[0135]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス吸着
分離用多孔体、並びにそれを用いた本発明のガス吸着分
離方法によれば、ガス中の特定成分、例えば炭化水素類
やCO 2等を選択的にかつ効率良く吸着分離することが
可能となる。
As described above, the gas adsorption of the present invention
Separation porous body, and gas adsorption component of the present invention using the same
According to the separation method, specific components in the gas, for example, hydrocarbons
And CO TwoEtc. can be selectively and efficiently adsorbed and separated.
It becomes possible.

【0136】従って、本発明のガス吸着分離用多孔体
は、エンジン始動時(コールドスタート時)の排ガス中
の炭化水素類を一時的に吸着して触媒が温まって活性を
示す温度になったら炭化水素を放出するための吸着剤
や、炭化水素の改質により製造された水素中の不純物で
あるCOやCO2を除去する吸着剤や、燃料器排ガスや
化学プラントのプロセスガス中のCO2 を圧力スイング
法(PSA法)で分離回収する装置の吸着剤あるいは溶
媒回収装置の吸着剤として非常に有効なものである。
Therefore, the porous body for gas adsorption separation of the present invention adsorbs hydrocarbons in the exhaust gas at the time of engine start (cold start) temporarily, and when the catalyst warms up to the temperature at which the catalyst becomes active, the carbonaceous substance is removed. and adsorbent to release hydrogen, hydrocarbon modified sorbent and to remove the CO and CO 2 as an impurity in the hydrogen produced by the CO 2 in the process gas of the fuel-gas and chemical plants It is very effective as an adsorbent for an apparatus for separating and recovering by the pressure swing method (PSA method) or an adsorbent for a solvent recovery apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】細孔容積(V)と厚み(t)のプロットにおい
て、各t値区間の傾きを表す各スロープを示したグラフ
である。
FIG. 1 is a graph showing slopes representing the slopes of each t value section in a plot of pore volume (V) and thickness (t).

【図2】図1に基づいて作成したミクロ孔の分布曲線を
示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a distribution curve of micropores created based on FIG.

【図3】試料1のXRDパターンを示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an XRD pattern of Sample 1.

【図4】(a)は窒素吸着等温線、(b)はBJH法に
より求めた細孔分布曲線を示すグラフである。
4A is a graph showing a nitrogen adsorption isotherm, and FIG. 4B is a graph showing a pore distribution curve obtained by a BJH method.

【図5】標準等温線のデータを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing data of a standard isotherm.

【図6】(a)〜(d)はそれぞれ標準等温線に基づい
て得た近似曲線を示すグラフである。
FIGS. 6A to 6D are graphs each showing an approximate curve obtained based on a standard isotherm.

【図7】試料1の窒素吸着等温線をt−プロットしたグ
ラフである。
FIG. 7 is a graph in which a nitrogen adsorption isotherm of Sample 1 is t-plotted.

【図8】試料2の窒素吸着等温線を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a nitrogen adsorption isotherm of Sample 2.

【図9】試料3の窒素吸着等温線を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a nitrogen adsorption isotherm of Sample 3.

【図10】試料4の窒素吸着等温線を示すグラフであ
る。
FIG. 10 is a graph showing a nitrogen adsorption isotherm of Sample 4.

【図11】比較試料の窒素吸着等温線を示すグラフであ
る。
FIG. 11 is a graph showing a nitrogen adsorption isotherm of a comparative sample.

【図12】比較試料の窒素吸着等温線をt−プロットし
たグラフである。
FIG. 12 is a graph obtained by t-plotting a nitrogen adsorption isotherm of a comparative sample.

【図13】試料a,b,cのXRDパターンを示すグラ
フである。
FIG. 13 is a graph showing XRD patterns of samples a, b, and c.

【図14】試料a,b,cの窒素吸着等温線を示すグラ
フである。
FIG. 14 is a graph showing nitrogen adsorption isotherms of samples a, b, and c.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 X線回折パターンにおいて1nm以上の
d値に相当する回折角度に1本以上のピークを有し、か
つ液体窒素温度で測定した窒素吸着等温線において、相
対蒸気圧が0.2〜0.8の範囲で相対蒸気圧が0.1
変化した時の窒素吸着量(標準状態の窒素の体積に換算
した窒素吸着量)の変化量が50ml/g以上となる部
分を少なくとも1ヶ所以上有する多孔体であって、 細孔径分布曲線における中心細孔直径が2〜50nmで
あるメソ孔を有しかつ細孔壁が多孔質であることを特徴
とするガス吸着分離用多孔体。
1. An X-ray diffraction pattern having one or more peaks at a diffraction angle corresponding to a d value of 1 nm or more, and having a relative vapor pressure of 0.2 in a nitrogen adsorption isotherm measured at a liquid nitrogen temperature. The relative vapor pressure is 0.1
A porous body having at least one or more portions where the amount of change in the amount of nitrogen adsorbed (the amount of nitrogen adsorbed in terms of the volume of nitrogen in a standard state) at the time of change is 50 ml / g or more. A porous body for gas adsorption separation having mesopores having a pore diameter of 2 to 50 nm and a porous pore wall.
【請求項2】 前記細孔壁は平均孔径が2nm未満であ
るミクロ孔を有する多孔質であり、該ミクロ孔の全容積
が0.05ml/g以上であることを特徴とする請求項
1に記載のガス吸着分離用多孔体。
2. The method according to claim 1, wherein the pore walls are porous having micropores having an average pore diameter of less than 2 nm, and the total volume of the micropores is 0.05 ml / g or more. The porous body for gas adsorption separation according to the above.
【請求項3】 前記中心細孔直径の±40%の範囲内に
前記ミクロ孔を除く全細孔容積の60%以上が含まれる
ことを特徴とする請求項2に記載のガス吸着分離用多孔
体。
3. The porosity for gas adsorption separation according to claim 2, wherein 60% or more of the total pore volume excluding the micropores is contained within a range of ± 40% of the central pore diameter. body.
【請求項4】 X線回折パターンにおいて1nm以上の
d値に相当する回折角度に1本以上のピークを有し、か
つ液体窒素温度で測定した窒素吸着等温線において、相
対蒸気圧が0.2〜0.8の範囲で相対蒸気圧が0.1
変化した時の窒素吸着量(標準状態の窒素の体積に換算
した窒素吸着量)の変化量が50ml/g以上となる部
分を少なくとも1ヶ所以上有する多孔体であって、 細孔径分布曲線における中心細孔直径が2〜50nmで
あるメソ孔を有しかつ細孔壁が多孔質である多孔体にガ
スを接触させてガス中成分を吸着分離することを特徴と
するガス吸着分離方法。
4. An X-ray diffraction pattern having one or more peaks at a diffraction angle corresponding to a d value of 1 nm or more, and having a relative vapor pressure of 0.2 in a nitrogen adsorption isotherm measured at a liquid nitrogen temperature. The relative vapor pressure is 0.1
A porous body having at least one or more portions where the amount of change in the amount of nitrogen adsorbed (the amount of nitrogen adsorbed in terms of the volume of nitrogen in a standard state) at the time of change is 50 ml / g or more. A gas adsorption separation method comprising: adsorbing and separating components in a gas by bringing a gas into contact with a porous body having mesopores having a pore diameter of 2 to 50 nm and a porous wall being porous.
【請求項5】 前記細孔壁は平均孔径が2nm未満であ
るミクロ孔を有する多孔質であり、該ミクロ孔の全容積
が0.05ml/g以上であることを特徴とする請求項
4に記載のガス吸着分離方法。
5. The method according to claim 4, wherein the pore wall is porous having micropores having an average pore diameter of less than 2 nm, and the total volume of the micropores is 0.05 ml / g or more. The gas adsorption separation method according to the above.
【請求項6】 前記中心細孔直径の±40%の範囲内に
前記ミクロ孔を除く全細孔容積の60%以上が含まれる
ことを特徴とする請求項5に記載のガス吸着分離方法。
6. The gas adsorption separation method according to claim 5, wherein the range of ± 40% of the central pore diameter includes 60% or more of the total pore volume excluding the micropores.
【請求項7】 前記ガス中成分が、二酸化炭素及び炭化
水素類からなる群から選択される少なくとも一つの成分
であることを特徴とする請求項4〜6のうちのいずれか
一項に記載のガス吸着分離方法。
7. The method according to claim 4, wherein the component in the gas is at least one component selected from the group consisting of carbon dioxide and hydrocarbons. Gas adsorption separation method.
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Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005218944A (en) * 2004-02-04 2005-08-18 Tokuyama Corp Oil mist removal filter
JP2005290032A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Kazuki Nakanishi Method for producing hierarchical porous body containing meso pore having long range order
JP2005290033A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Kazuki Nakanishi Method for producing organic-inorganic hybrid-based porous body
JP2005305336A (en) * 2004-04-22 2005-11-04 Fuji Kagaku Kk Silica adsorbent and preparation method therefor
JP2007112948A (en) * 2005-10-21 2007-05-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Flaky or fibrous organic/inorganic porous silica particle and method for producing the same
JP2007210830A (en) * 2006-02-08 2007-08-23 Taiyo Kagaku Co Ltd New porous body
JP2007534589A (en) * 2004-04-23 2007-11-29 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー Mesostructured zeolitic material and methods for making and using the material
JP2008508516A (en) * 2004-07-30 2008-03-21 ウオーターズ・インベストメンツ・リミテツド Porous inorganic / organic hybrid materials with ordered domains for chromatographic separation and methods for their preparation
JP2009265047A (en) * 2008-04-30 2009-11-12 Kyoto Univ Solid-liquid contact device and separation medium by hierarchical porous body containing mesopore having long-range order
JP2010080977A (en) * 2001-12-17 2010-04-08 Northwestern Univ Patterning of solid state features by direct-write nanolithographic printing
JP2010527752A (en) * 2007-05-18 2010-08-19 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Removal of CO2, N2 or H2S from mixed gas by swing adsorption using low mesoporous adsorbent contactor
JP2010527750A (en) * 2007-05-18 2010-08-19 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Method for removing target gases from a mixture of gases by swing adsorption
JP2010527751A (en) * 2007-05-18 2010-08-19 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Low mesopore adsorbent contactor for swing adsorption process
JP2011017678A (en) * 2009-07-10 2011-01-27 Japan Atomic Energy Agency Zwitter-ion type organic polymer based monolith column for separating polar compound, and method of manufacturing the same
WO2011093519A1 (en) * 2010-01-28 2011-08-04 株式会社豊田中央研究所 Material for trapping substance to be trapped, filter for trapping substance to be trapped, container for liquid organic compound, and engine oil
JP2011184281A (en) * 2010-03-11 2011-09-22 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Method for producing crystalline silicon-containing oxide having micropore and meso/macropore
JP2014024041A (en) * 2012-07-30 2014-02-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology METHOD FOR PRODUCING TiO2 COMPOSITE POROUS SILICA PHOTOCATALYST PARTICLE AND TiO2 COMPOSITE POROUS SILICA PHOTOCATALYST PARTICLE
WO2015147441A1 (en) * 2014-03-27 2015-10-01 한서대학교 산학협력단 Porous organic/inorganic composite, and preparation method therefor
CN106795993A (en) * 2014-10-20 2017-05-31 株式会社Lg化学 The core for vacuum heat-insulating plate comprising porous aluminosilicate and the vacuum heat-insulating plate with the core
KR101805862B1 (en) * 2015-12-16 2017-12-07 한국세라믹기술원 Mesoporous silica catalyst coated with hydrophobic polymer to efficiently remove carbon monoxide and method for preparing the same

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010080977A (en) * 2001-12-17 2010-04-08 Northwestern Univ Patterning of solid state features by direct-write nanolithographic printing
JP2005218944A (en) * 2004-02-04 2005-08-18 Tokuyama Corp Oil mist removal filter
JP2005290032A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Kazuki Nakanishi Method for producing hierarchical porous body containing meso pore having long range order
JP2005290033A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Kazuki Nakanishi Method for producing organic-inorganic hybrid-based porous body
JP4538785B2 (en) * 2004-03-31 2010-09-08 和樹 中西 Method for producing organic-inorganic hybrid porous material
JP2005305336A (en) * 2004-04-22 2005-11-04 Fuji Kagaku Kk Silica adsorbent and preparation method therefor
JP2007534589A (en) * 2004-04-23 2007-11-29 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー Mesostructured zeolitic material and methods for making and using the material
JP2008508516A (en) * 2004-07-30 2008-03-21 ウオーターズ・インベストメンツ・リミテツド Porous inorganic / organic hybrid materials with ordered domains for chromatographic separation and methods for their preparation
JP2015111120A (en) * 2004-07-30 2015-06-18 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン Porous inorganic/organic hybrid material having discipline area for chromatographic separation, and preparation method thereof
JP2015180883A (en) * 2004-07-30 2015-10-15 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン Porous inorganic/organic hybrid materials with ordered domains for chromatographic separations and processes for their preparation
JP2013210382A (en) * 2004-07-30 2013-10-10 Waters Technologies Corp Porous inorganic/organic hybrid material having order region for chromatographic separation and preparation method of the material
JP2007112948A (en) * 2005-10-21 2007-05-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Flaky or fibrous organic/inorganic porous silica particle and method for producing the same
JP2007210830A (en) * 2006-02-08 2007-08-23 Taiyo Kagaku Co Ltd New porous body
JP2010527751A (en) * 2007-05-18 2010-08-19 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Low mesopore adsorbent contactor for swing adsorption process
JP2010527750A (en) * 2007-05-18 2010-08-19 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Method for removing target gases from a mixture of gases by swing adsorption
JP2010527752A (en) * 2007-05-18 2010-08-19 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Removal of CO2, N2 or H2S from mixed gas by swing adsorption using low mesoporous adsorbent contactor
JP2009265047A (en) * 2008-04-30 2009-11-12 Kyoto Univ Solid-liquid contact device and separation medium by hierarchical porous body containing mesopore having long-range order
JP2011017678A (en) * 2009-07-10 2011-01-27 Japan Atomic Energy Agency Zwitter-ion type organic polymer based monolith column for separating polar compound, and method of manufacturing the same
WO2011093519A1 (en) * 2010-01-28 2011-08-04 株式会社豊田中央研究所 Material for trapping substance to be trapped, filter for trapping substance to be trapped, container for liquid organic compound, and engine oil
JPWO2011093519A1 (en) * 2010-01-28 2013-06-06 株式会社豊田中央研究所 Trapping substance trapping material, trapping substance trapping filter, liquid organic compound container and engine oil
JP5845091B2 (en) * 2010-01-28 2016-01-20 株式会社豊田中央研究所 Trapping substance trapping material, trapping substance trapping filter, liquid organic compound container and engine oil
JP2011184281A (en) * 2010-03-11 2011-09-22 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Method for producing crystalline silicon-containing oxide having micropore and meso/macropore
JP2014024041A (en) * 2012-07-30 2014-02-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology METHOD FOR PRODUCING TiO2 COMPOSITE POROUS SILICA PHOTOCATALYST PARTICLE AND TiO2 COMPOSITE POROUS SILICA PHOTOCATALYST PARTICLE
WO2015147441A1 (en) * 2014-03-27 2015-10-01 한서대학교 산학협력단 Porous organic/inorganic composite, and preparation method therefor
KR20150113241A (en) * 2014-03-27 2015-10-08 한서대학교 산학협력단 Porous organic-inorganic composite and fabricating method thereof
KR101596120B1 (en) * 2014-03-27 2016-02-22 한서대학교 산학협력단 Porous organic-inorganic composite and fabricating method thereof
CN106795993A (en) * 2014-10-20 2017-05-31 株式会社Lg化学 The core for vacuum heat-insulating plate comprising porous aluminosilicate and the vacuum heat-insulating plate with the core
JP2017534812A (en) * 2014-10-20 2017-11-24 エルジー・ケム・リミテッド Vacuum insulation core material including porous aluminosilicate and vacuum insulation material provided with the same
CN106795993B (en) * 2014-10-20 2019-01-18 株式会社Lg化学 The core material for vacuum heat-insulating plate comprising porous aluminosilicate and the vacuum heat-insulating plate with the core material
US10226751B2 (en) 2014-10-20 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Core material for vacuum insulation panel including porous aluminosilicate, and vacuum insulation panel provided with the same
KR101805862B1 (en) * 2015-12-16 2017-12-07 한국세라믹기술원 Mesoporous silica catalyst coated with hydrophobic polymer to efficiently remove carbon monoxide and method for preparing the same

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