JP2006297278A - Gas absorbent, its manufacturing method and gas-absorbing method using it - Google Patents

Gas absorbent, its manufacturing method and gas-absorbing method using it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas absorbent having good gas-absorbing performance and causing no leaching of a polyvalent metal (A) contained in the gas absorbent in the liquid when used in a liquid. <P>SOLUTION: The problem of the leaching is solved by providing a gas absorbent consisting of a metal complex (D) composed of a polyvalent metal (A), a polycarboxylic acid (B) of a molecular weight below 500 and a polymer (C) of a molecular weight of ≥500 having a carboxyl group. The gas absorbent most preferably consists of the metal complex composed of divalent copper, trimesic acid and polyacrylic acid. The gas absorbent is preferably employed to absorb a gas dissolved in a liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、多価金属と、多価カルボン酸と、カルボキシル基を有する重合体とからなる金属錯体よりなるガス吸収剤に関する。また、多価金属の塩と、多価カルボン酸と、カルボキシル基を有する重合体とを反応させて金属錯体を生成させるガス吸収剤の製造方法に関する。さらに、液体中に溶存するガスを上記ガス吸収剤に吸収させるガスの吸収方法に関する。   The present invention relates to a gas absorbent comprising a metal complex comprising a polyvalent metal, a polyvalent carboxylic acid, and a polymer having a carboxyl group. Further, the present invention relates to a method for producing a gas absorbent in which a metal complex is formed by reacting a polyvalent metal salt, a polyvalent carboxylic acid, and a polymer having a carboxyl group. Furthermore, it is related with the gas absorption method which makes the said gas absorbent absorb the gas dissolved in a liquid.

遷移金属又はその化合物を触媒として用いた化学反応によって、様々な化合物が合成される。そのような触媒反応としては、例えば、ヒドロホルミル化反応、水素化反応、重合反応、付加反応等が挙げられる。   Various compounds are synthesized by chemical reactions using transition metals or their compounds as catalysts. Examples of such a catalytic reaction include a hydroformylation reaction, a hydrogenation reaction, a polymerization reaction, and an addition reaction.

例えば、特許文献1には、3−メチル−3−ブテン−1−オールを一酸化炭素及び水素と特定のロジウム化合物の存在下に反応させヒドロホルミル化反応を行い、得られた生成物に対して水、水素化触媒および固体酸の存在下に水素化反応を行う3−メチルペンタン−1,5−ジオールの製造方法が開示されている。前記ロジウム化合物は、ヒドロホルミル化反応が行われた後、反応系から回収され、別途水素化触媒が添加される。   For example, Patent Document 1 discloses that a hydroformylation reaction is performed by reacting 3-methyl-3-buten-1-ol with carbon monoxide and hydrogen in the presence of a specific rhodium compound. A method for producing 3-methylpentane-1,5-diol in which a hydrogenation reaction is carried out in the presence of water, a hydrogenation catalyst and a solid acid is disclosed. The rhodium compound is recovered from the reaction system after the hydroformylation reaction, and a hydrogenation catalyst is added separately.

上述のように、ある触媒反応を行って得られた化合物を用いて、さらに異なる触媒反応を行うことで、目的の化合物を得る方法が多く採用されている。このとき、第一の触媒反応で得られた化合物を反応系から蒸留分離したり、触媒をろ別したりした後、前記化合物及び新たな触媒を使用して第二の触媒反応を行うことが一般的である。   As described above, many methods for obtaining a target compound by performing a different catalytic reaction using a compound obtained by performing a certain catalytic reaction have been adopted. At this time, after the compound obtained by the first catalytic reaction is separated from the reaction system by distillation or the catalyst is filtered off, the second catalytic reaction may be performed using the compound and the new catalyst. It is common.

ここで、触媒の種類によっては、複数の化学反応に使用することができるものがある。例えば、上記ロジウム化合物は、ヒドロホルミル化反応及び水素化反応の触媒として使用することが可能である。しかしながら、ヒドロホルミル化反応後、脱気する以外に特別な処理を行うことなく、反応溶液をそのまま用いて水素化反応を行った場合には、反応溶液中に依然溶存している一酸化炭素ガスによって、副反応生成物が得られたり、触媒が不活性化されたりするという問題があった。例えば、末端二重結合及び内部二重結合を有する化合物について、末端二重結合のヒドロホルミル化反応を行い、その後未反応の内部二重結合の水素化反応を行いたい場合などに問題が生じる。すなわち、水素化反応を進行させるために水素ガスを加圧した際に、反応溶液中に溶存する一酸化炭素ガスが内部二重結合と反応して、内部にカルボニル基が導入された副反応生成物が得られてしまうことがあった。このことから、反応溶液に溶存するガスを分離除去することが求められていた。   Here, some types of catalysts can be used for a plurality of chemical reactions. For example, the rhodium compound can be used as a catalyst for hydroformylation reaction and hydrogenation reaction. However, after the hydroformylation reaction, when the hydrogenation reaction is carried out using the reaction solution as it is without performing any special treatment other than degassing, the carbon monoxide gas still dissolved in the reaction solution , Side reaction products were obtained, and the catalyst was inactivated. For example, a problem occurs when a compound having a terminal double bond and an internal double bond is subjected to a hydroformylation reaction of the terminal double bond and then a hydrogenation reaction of an unreacted internal double bond. That is, when hydrogen gas is pressurized to advance the hydrogenation reaction, carbon monoxide gas dissolved in the reaction solution reacts with the internal double bond, and a side reaction product in which a carbonyl group is introduced inside Things could be obtained. For this reason, it has been required to separate and remove the gas dissolved in the reaction solution.

従来、液体中の特定のガス成分を分離除去する方法としては、ゼオライト、活性炭に代表されるガス吸収剤に液体を接触させて、ガスを吸収除去する方法が採用されている。しかしながら、これらのガス吸収剤は、ガスの吸収量が少なく、特に、溶液中に溶存するガスが低濃度である場合にはそれが顕著であった。また、ガスの吸収及び放出を繰り返すと、吸収及び放出の性能が低下し、繰り返し使用することができなかった。   Conventionally, as a method of separating and removing a specific gas component in a liquid, a method of absorbing and removing the gas by bringing the liquid into contact with a gas absorbent typified by zeolite and activated carbon has been adopted. However, these gas absorbents have a small amount of gas absorption, particularly when the gas dissolved in the solution has a low concentration. Moreover, if the absorption and release of gas were repeated, the absorption and release performance deteriorated and could not be used repeatedly.

一方、特許文献2には、銅イオンとトリメシン酸類とから合成される、特定の構造式及び粉末X線回折パターンを持つ多孔質錯体が開示されている。前記多孔質錯体は、比表面積が大きく、窒素ガスや酸素ガスを吸収するので、吸着剤として用いることができると記載されている。しかしながら、液体中に溶存するガスを除去するという記載はされておらず、液体中で使用する際に生じる問題については全く考慮されていない。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a porous complex having a specific structural formula and a powder X-ray diffraction pattern synthesized from copper ions and trimesic acids. It is described that the porous complex can be used as an adsorbent because it has a large specific surface area and absorbs nitrogen gas and oxygen gas. However, there is no description of removing the gas dissolved in the liquid, and no consideration is given to problems that occur when used in the liquid.

特開昭61−249940号公報JP-A 61-249940 特開2000−327628号公報JP 2000-327628 A

そこで、本発明者らは、反応溶液中に溶存するガスを分離除去すべく、上記多孔質錯体の適用の可能性を検討したところ、ガスの吸収性能は良好であるものの、前記多孔質錯体から銅成分が液中に溶出するという問題が起こることを見出した。銅成分の溶出によって、ガスの吸収性能が低下することが予想される。また、溶出した銅成分は、その後の化学反応に影響を与えたり、触媒活性を低下させたりするおそれがあるため、これを防止する必要がある。   Therefore, the present inventors examined the possibility of application of the porous complex in order to separate and remove the gas dissolved in the reaction solution, and although the gas absorption performance is good, from the porous complex It has been found that the problem that the copper component elutes in the liquid occurs. The elution of the copper component is expected to reduce the gas absorption performance. Moreover, since the eluted copper component may affect the subsequent chemical reaction or reduce the catalytic activity, it is necessary to prevent this.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ガスの吸収性能が良好で、しかも、液体中で使用した場合に、ガス吸収剤に含まれる多価金属(A)成分が液体中に溶出することのないガス吸収剤を提供することを目的とするものである。また、そのようなガス吸収剤の製造方法、及びそれを用いたガスの吸収方法を提供することも目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a good gas absorption performance. Further, when used in a liquid, the polyvalent metal (A) component contained in the gas absorbent is a liquid. It aims at providing the gas absorbent which does not elute in. It is another object of the present invention to provide a method for producing such a gas absorbent and a gas absorption method using the same.

上記課題は、多価金属(A)と、分子量500未満の多価カルボン酸(B)と、分子量500以上のカルボキシル基を有する重合体(C)とからなる金属錯体(D)よりなるガス吸収剤を提供することによって解決される。   The above-mentioned problem is gas absorption comprising a metal complex (D) comprising a polyvalent metal (A), a polyvalent carboxylic acid (B) having a molecular weight of less than 500, and a polymer (C) having a carboxyl group having a molecular weight of 500 or more. It is solved by providing an agent.

このとき、多価金属(A)が2価の銅であることが好ましく、多価カルボン酸(B)がベンゼン環の1位、3位及び5位にカルボキシル基を有するカルボン酸であることが好ましい。また、重合体(C)がポリ(メタ)アクリル酸であることが好適である。   At this time, the polyvalent metal (A) is preferably divalent copper, and the polyvalent carboxylic acid (B) is a carboxylic acid having carboxyl groups at the 1-position, 3-position and 5-position of the benzene ring. preferable. The polymer (C) is preferably poly (meth) acrylic acid.

金属錯体(D)の赤外線吸収スペクトルにおいて、重合体(C)の有するカルボキシル基に由来する吸収ピークのうち、多価金属(A)に配位しているカルボキシル基に由来する吸収ピークの吸光度が、多価金属(A)に配位していないカルボキシル基に由来する吸収ピークの吸光度よりも大きいことが好ましい。   In the infrared absorption spectrum of the metal complex (D), the absorbance of the absorption peak derived from the carboxyl group coordinated to the polyvalent metal (A) among the absorption peaks derived from the carboxyl group of the polymer (C) is The absorbance of an absorption peak derived from a carboxyl group that is not coordinated to the polyvalent metal (A) is preferably larger.

金属錯体(D)のX線回析パターンにおいて、結晶構造に由来するピークを持つことが好ましい。このとき、同一の多価金属(A)及び同一の多価カルボン酸(B)のみからなる金属錯体のX線回析パターンと比べて、メインピークのピークトップが狭角側にあり、メインピークの半値幅が広いことが好適である。また、上記ガス吸収剤が金属錯体(D)をポリマー(E)で被覆してなることが好ましい。   The X-ray diffraction pattern of the metal complex (D) preferably has a peak derived from the crystal structure. At this time, compared to the X-ray diffraction pattern of the metal complex consisting only of the same polyvalent metal (A) and the same polyvalent carboxylic acid (B), the peak top of the main peak is on the narrow angle side, and the main peak It is preferable that the full width at half maximum of is wide. The gas absorbent is preferably formed by coating the metal complex (D) with the polymer (E).

また、上記課題は、多価金属(A)の塩と、分子量500未満の多価カルボン酸(B)と、分子量500以上のカルボキシル基を有する重合体(C)とを反応させて金属錯体(D)を生成させることを特徴とするガス吸収剤の製造方法を提供することによっても解決される。   Moreover, the said subject made the metal complex (A) by making the salt of polyvalent metal (A), polyvalent carboxylic acid (B) of molecular weight less than 500, and the polymer (C) which has a carboxyl group of molecular weight 500 or more react. It is also solved by providing a method for producing a gas absorbent characterized by producing D).

このとき、多価カルボン酸(B)と重合体(C)とを溶解させた溶液中に多価金属(A)の塩を加えてこれらを反応させることが好ましい。アルコール及び水の混合溶媒中で反応させることも好ましい。多価カルボン酸(B)のカルボキシル基量(b)と、重合体(C)のカルボキシル基量(c)とのモル比(b/c)が99.9/0.1〜50/50であることが好ましい。また、多価金属(A)の価数をmとしたとき、多価金属(A)の量(a)に対する、多価カルボン酸(B)及び重合体(C)の全カルボキシル基量(b+c)のモル比[(b+c)/a]が、下記式(1)を満足することも好適である。
0.2m≦(b+c)/a≦50m (1)
At this time, it is preferable to add a salt of the polyvalent metal (A) to a solution in which the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C) are dissolved, and react them. It is also preferable to react in a mixed solvent of alcohol and water. The molar ratio (b / c) between the carboxyl group amount (b) of the polyvalent carboxylic acid (B) and the carboxyl group amount (c) of the polymer (C) is 99.9 / 0.1 to 50/50. Preferably there is. Further, when the valence of the polyvalent metal (A) is m, the total amount of carboxyl groups (b + c) of the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C) with respect to the amount (a) of the polyvalent metal (A). It is also preferable that the molar ratio [(b + c) / a] satisfies the following formula (1).
0.2 m ≦ (b + c) / a ≦ 50 m (1)

上記ガス吸収剤を用いて、液体中に溶存するガスを吸収させることを特徴とするガスの吸収方法が好ましい実施態様である。前記液体が配位性有機化合物であることが好ましく、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン及びエタンの中から選ばれる少なくとも一種のガスを吸収させることが好ましい。また、大気圧以上1MPa以下の圧力及び−40〜100℃の温度においてガスを吸収させることが好適である。   A preferred embodiment is a gas absorption method characterized by absorbing a gas dissolved in a liquid using the gas absorbent. The liquid is preferably a coordinating organic compound, and preferably absorbs at least one gas selected from carbon monoxide, carbon dioxide, methane, and ethane. Further, it is preferable to absorb the gas at a pressure of atmospheric pressure to 1 MPa and a temperature of -40 to 100 ° C.

上記ガス吸収剤を用いて、前記液体中に溶存して化学反応を阻害するガスを吸収させることが、本発明の好適な実施態様である。このとき、前記化学反応が触媒反応であることが好ましい。また、前記化学反応を行わせる前に、予め、前記液体中に溶存して化学反応を阻害するガスを吸収させることも好適である。   It is a preferred embodiment of the present invention to absorb a gas that dissolves in the liquid and inhibits a chemical reaction using the gas absorbent. At this time, the chemical reaction is preferably a catalytic reaction. It is also preferable to absorb a gas that dissolves in the liquid and inhibits the chemical reaction in advance before the chemical reaction is performed.

本発明のガス吸収剤によれば、ガスの吸収性能が良好で、しかも、液体中で使用した際に、ガス吸収剤に含まれる多価金属(A)成分が液体中に溶出することのないガス吸収剤を提供することができる。また、本発明のガス吸収剤の製造方法によれば、そのようなガス吸収剤の好適な製造方法を提供することができる。さらに、前記ガス吸収剤を用いたガスの吸収方法を提供することができる。   According to the gas absorbent of the present invention, the gas absorption performance is good, and the polyvalent metal (A) component contained in the gas absorbent is not eluted into the liquid when used in the liquid. A gas absorbent can be provided. Moreover, according to the manufacturing method of the gas absorbent of this invention, the suitable manufacturing method of such a gas absorbent can be provided. Furthermore, a gas absorption method using the gas absorbent can be provided.

本発明のガス吸収剤は、多価金属(A)と、分子量500未満の多価カルボン酸(B)と、分子量500以上のカルボキシル基を有する重合体(C)とからなる金属錯体(D)よりなるガス吸収剤である。以下、詳細に説明する。   The gas absorbent of the present invention comprises a metal complex (D) comprising a polyvalent metal (A), a polyvalent carboxylic acid (B) having a molecular weight of less than 500, and a polymer (C) having a carboxyl group having a molecular weight of 500 or more. A gas absorbent. Details will be described below.

このような本発明のガス吸収剤の製造方法は、特に限定されないが、多価金属(A)の塩と、分子量500未満の多価カルボン酸(B)と、分子量500以上のカルボキシル基を有する重合体(C)とを反応させて金属錯体を生成させる方法が好適である。   Although the manufacturing method of such a gas absorbent of this invention is not specifically limited, It has a polyvalent metal (A) salt, polyvalent carboxylic acid (B) having a molecular weight of less than 500, and a carboxyl group having a molecular weight of 500 or more. A method of reacting the polymer (C) to form a metal complex is preferred.

上記多価金属(A)は、原子価が2価以上の金属であれば、特に制限されないが、多価カルボン酸(B)と共に、本発明のガス吸収剤の基本骨格となる規則的なネットワーク構造を形成し、ガス吸収性能を発現させるものである。2価の多価金属(A)としては、クロム、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム及びタングステン等、3価の多価金属(A)としては、ランタン、スカンジウム、イットリウム等が例示される。複数種の価数の同じ金属からなることも可能である。多価金属(A)は、吸収しようとするガス分子と親和性があり、0価になりにくいことが、金属錯体のネットワーク構造を安定的に維持するためには好ましい。中でも、2価の銅であることが特に好ましい。ネットワーク構造の安定性が高く、ガスの吸収性能の良好な金属錯体が得られ、なおかつ、工業的に入手が容易で、優れた保存安定性を有するからである。また、2価の銅は一酸化炭素ガス及び二酸化炭素ガスとの親和性が良いことから、これらのガスを吸収させたい場合には特に好ましく用いられる。   The polyvalent metal (A) is not particularly limited as long as it is a metal having a valence of 2 or more, but together with the polyvalent carboxylic acid (B), a regular network serving as a basic skeleton of the gas absorbent of the present invention. It forms a structure and develops gas absorption performance. Examples of the divalent polyvalent metal (A) include chromium, cobalt, nickel, copper, zinc, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium and tungsten. Examples of the trivalent polyvalent metal (A) include lanthanum, scandium, and yttrium. Etc. are exemplified. It is also possible to consist of a plurality of kinds of metals having the same valence. In order to stably maintain the network structure of the metal complex, it is preferable that the polyvalent metal (A) has an affinity for the gas molecule to be absorbed and does not easily become zero valent. Among these, divalent copper is particularly preferable. This is because a metal complex having high network structure stability and good gas absorption performance can be obtained, and is easily available industrially and has excellent storage stability. In addition, since divalent copper has good affinity with carbon monoxide gas and carbon dioxide gas, it is particularly preferably used when it is desired to absorb these gases.

金属錯体(D)を製造する際に使用される多価金属(A)の塩としては、特に限定されず、硫酸塩、硝酸塩等の鉱酸塩、ギ酸塩、酢酸塩等のカルボン酸塩、炭酸塩等、及びこれらの水和物、アミン等の錯塩が例示される。中でも、工業的に入手が容易で、保存安定性の高い酢酸塩が好ましく用いられる。一方、得られたガス吸収剤を液体中で使用する場合に、ハロゲンが液体へ溶出し、液体の刺激性が上昇したり、液体と反応したりすることがあるため、ハロゲンを含まない塩であることが好ましい。また、ハロゲンが液体へ溶出すると、容器等に使用される金属材質の腐食を生じたり、液体中で化学反応を行う際に悪影響を及ぼしたりすることもある。   The salt of the polyvalent metal (A) used in producing the metal complex (D) is not particularly limited, and mineral salts such as sulfates and nitrates, carboxylates such as formates and acetates, Examples thereof include carbonates and the like, and hydrates and complex salts of amines and the like. Among them, acetates that are easily available industrially and have high storage stability are preferably used. On the other hand, when the obtained gas absorbent is used in a liquid, halogen is eluted into the liquid, which may increase the irritation of the liquid or react with the liquid. Preferably there is. Further, when the halogen is eluted into the liquid, the metal material used for the container or the like may be corroded, or may have an adverse effect when a chemical reaction is performed in the liquid.

多価カルボン酸(B)は、分子量が500未満であり、分子内に2個以上のカルボキシル基を有するカルボン酸である。多価カルボン酸(B)は、多価金属(A)と共に、本発明のガス吸収剤の基本骨格となる規則的なネットワーク構造を形成することによって、ガス吸収性能を発現させるものである。多価カルボン酸の分子量が500を越える場合には、ネットワーク構造を形成することが困難となり、ガスの吸収性能が低下する。多価カルボン酸(B)の分子量は、好適には400以下、より好適には300以下であり、通常は100以上である。   The polyvalent carboxylic acid (B) is a carboxylic acid having a molecular weight of less than 500 and having two or more carboxyl groups in the molecule. The polyvalent carboxylic acid (B), together with the polyvalent metal (A), exhibits gas absorption performance by forming a regular network structure that is the basic skeleton of the gas absorbent of the present invention. When the molecular weight of the polyvalent carboxylic acid exceeds 500, it becomes difficult to form a network structure, and the gas absorption performance decreases. The molecular weight of the polyvalent carboxylic acid (B) is preferably 400 or less, more preferably 300 or less, and usually 100 or more.

ここで、多価カルボン酸(B)は、分子内のカルボキシル基数が2個以上であれば、特に制限されず、分子内のカルボキシル基数が2個であるジカルボン酸、3個であるトリカルボン酸等が例示される。中でも、トリカルボン酸であることが好ましい。得られる金属錯体のネットワーク構造が強固となるため、熱に強く、液体中においても良好なガスの吸収性能を維持し、繰り返し再利用することができる場合が多いからである。   Here, the polyvalent carboxylic acid (B) is not particularly limited as long as the number of carboxyl groups in the molecule is 2 or more, a dicarboxylic acid having 2 carboxyl groups in the molecule, a tricarboxylic acid having 3 carboxyl groups, and the like. Is exemplified. Among these, tricarboxylic acid is preferable. This is because the resulting metal complex has a strong network structure, and is often resistant to heat and maintains good gas absorption performance even in a liquid and can be reused repeatedly.

ジカルボン酸としては、スクシン酸、アジピン酸等の飽和二価脂肪酸;フマル酸、アセチレンジカルボン酸等の不飽和二価脂肪酸;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;イソフタル酸、テレフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、トリフェニルジカルボン酸、ビフェニルアミドジカルボン酸、ビフェニルエステルジカルボン酸、ビフェニルアセチルジカルボン酸、スチルベンジカルボン酸、トランジカルボン酸、ビフェニルエチレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。   Dicarboxylic acids include saturated divalent fatty acids such as succinic acid and adipic acid; unsaturated divalent fatty acids such as fumaric acid and acetylenedicarboxylic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; isophthalic acid, terephthalic acid, biphenyldicarboxylic acid Acid, triphenyl dicarboxylic acid, biphenyl amide dicarboxylic acid, biphenyl ester dicarboxylic acid, biphenyl acetyl dicarboxylic acid, stilbene dicarboxylic acid, trans dicarboxylic acid, biphenyl ethylene dicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid such as 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, etc. Can be mentioned.

トリカルボン酸としては、トリメシン酸等のベンゼン環の1位、3位及び5位にカルボキシル基を有するカルボン酸;ヘミメリト酸等のベンゼン環の1位、2位及び3位にカルボキシル基を有するカルボン酸;トリメリト酸等のベンゼン環の1位、2位及び4位にカルボキシル基を有するカルボン酸;シクロヘキサン環の1位、3位及び5位にカルボキシル基を有するカルボン酸;シクロヘキサン環の1位、2位及び3位にカルボキシル基を有するカルボン酸;シクロヘキサン環の1位、2位及び4位にカルボキシル基を有するカルボン酸;ピペリジン環の2位、4位及び6位にカルボキシル基を有するカルボン酸;ピペリジン環の2位、3位及び4位にカルボキシル基を有するカルボン酸;ピペリジン環の2位、3位及び5位にカルボキシル基を有するカルボン酸等が挙げられる。   Examples of the tricarboxylic acid include carboxylic acids having a carboxyl group at the 1st, 3rd and 5th positions of the benzene ring such as trimesic acid; a carboxylic acid having a carboxylic group at the 1st, 2nd and 3rd positions of the benzene ring such as hemimellitic acid. A carboxylic acid having a carboxyl group at the 1-position, 2-position and 4-position of a benzene ring such as trimellitic acid; a carboxylic acid having a carboxyl group at the 1-position, 3-position and 5-position of a cyclohexane ring; A carboxylic acid having a carboxyl group at the 1-position and the 3-position; a carboxylic acid having a carboxyl group at the 1-position, 2-position and 4-position of the cyclohexane ring; a carboxylic acid having a carboxyl group at the 2-position, 4-position and 6-position of the piperidine ring; Carboxylic acids having carboxyl groups at the 2-position, 3-position and 4-position of the piperidine ring; carboxy at the 2-position, 3-position and 5-position of the piperidine ring A carboxylic acid having a group.

中でも、多価カルボン酸(B)が、ベンゼン環の1位、3位及び5位にカルボキシル基を有するカルボン酸であることが好ましい。3つのカルボキシル基が互いに120°の角度で配置されているため、容易に3次元のネットワーク構成を形成できると共に、良好なガス吸収性能を持つ金属錯体(D)を得ることができるからである。   Especially, it is preferable that polyvalent carboxylic acid (B) is carboxylic acid which has a carboxyl group in 1-position, 3-position, and 5-position of a benzene ring. This is because the three carboxyl groups are arranged at an angle of 120 ° to each other, so that a three-dimensional network configuration can be easily formed and a metal complex (D) having good gas absorption performance can be obtained.

このとき、上記カルボン酸は、ベンゼン環の少なくとも1つの水素原子がアルキル基、ハロゲン基等で置換されていてもよい。しかしながら、液体中でガス吸収剤を使用する際に、ハロゲンが液体へ溶出し、容器等に使用される金属材質の腐食を生じたり、液体中で化学反応を行う際に悪影響を及ぼしたりすることがあるため、ハロゲン基で置換されていないことが好ましい。また、置換基がネットワーク構造中へのガス分子の進入を阻害する可能性があるので、良好なガス吸収性能を持つ金属錯体を得るためには、いずれの水素原子も置換されていないことが好ましい。すなわち、トリメシン酸が最適である。   In this case, in the carboxylic acid, at least one hydrogen atom of the benzene ring may be substituted with an alkyl group, a halogen group or the like. However, when using a gas absorbent in a liquid, the halogen will elute into the liquid, causing corrosion of the metal material used in the container, etc., or adversely affecting the chemical reaction in the liquid. Therefore, it is preferably not substituted with a halogen group. In addition, since there is a possibility that the substituent may inhibit the invasion of gas molecules into the network structure, it is preferable that none of the hydrogen atoms is substituted in order to obtain a metal complex having good gas absorption performance. . That is, trimesic acid is optimal.

本発明のガス吸収剤は、多価金属(A)及び多価カルボン酸(B)に加え、分子量500以上のカルボキシル基を有する重合体(C)からなる金属錯体よりなるものである。通常は、多価金属(A)及び多価カルボン酸(B)に、さらに重合体を組み合わせることによって、規則的なネットワーク構造が乱され、ガスの吸収性能は大きく低下することが予想される。しかしながら、驚くべきことに、分子量500以上のカルボキシル基を有する重合体(C)が構造中に取り込まれてもなお、規則的なネットワーク構造を維持することができ、優れたガスの吸収性能を有することが見出された。しかもこのとき、重合体(C)中のカルボキシル基が、カルボキシアニオンとして多価金属(A)に配位することによって、多価金属(A)が重合体(C)に強固に固定化されるため、液体中への多価金属(A)成分の溶出が大きく抑制されることがわかった。   The gas absorbent of the present invention comprises a metal complex comprising a polymer (C) having a carboxyl group having a molecular weight of 500 or more in addition to the polyvalent metal (A) and the polyvalent carboxylic acid (B). Usually, by combining a polymer with the polyvalent metal (A) and the polyvalent carboxylic acid (B), the regular network structure is disturbed, and the gas absorption performance is expected to be greatly reduced. However, surprisingly, even when the polymer (C) having a carboxyl group having a molecular weight of 500 or more is incorporated into the structure, it can maintain a regular network structure and has excellent gas absorption performance. It was found. Moreover, at this time, the carboxyl group in the polymer (C) is coordinated to the polyvalent metal (A) as a carboxy anion, so that the polyvalent metal (A) is firmly fixed to the polymer (C). Therefore, it was found that elution of the polyvalent metal (A) component into the liquid is greatly suppressed.

重合体(C)は、重合体の分子量が500以上であり、かつ、重合体中にカルボキシル基を有していれば特に限定されない。重合体の分子量が500未満であると、液体中で使用した際に、多価金属(A)成分の溶出を抑制することが困難である。より好ましくは1,000以上、さらに好ましくは2,000以上である。また、重合体(C)の分子量は1,000,000以下であることが好ましい。1,000,000を越えると、重合体(C)を溶解した溶液の粘度が高くなりすぎて、金属錯体(D)の製造が困難となるおそれがある。より好ましくは、500,000以下である。ここで、重合体(C)の分子量は、ゲルパーミエーション測定によって求められる重量平均分子量である。   The polymer (C) is not particularly limited as long as the molecular weight of the polymer is 500 or more and the polymer has a carboxyl group. When the molecular weight of the polymer is less than 500, it is difficult to suppress elution of the polyvalent metal (A) component when used in a liquid. More preferably, it is 1,000 or more, More preferably, it is 2,000 or more. The molecular weight of the polymer (C) is preferably 1,000,000 or less. When it exceeds 1,000,000, the viscosity of the solution in which the polymer (C) is dissolved becomes too high, and it may be difficult to produce the metal complex (D). More preferably, it is 500,000 or less. Here, the molecular weight of the polymer (C) is a weight average molecular weight determined by gel permeation measurement.

カルボキシル基を有する重合体(C)としては、特に限定されず、通常、カルボキシル基を有する繰り返し単位を含む重合体が例示される。カルボキシル基を有する繰り返し単位は、特に限定されないが、(メタ)アクリル酸ユニット、フマル酸ユニット、マレイン酸ユニット、イタコン酸ユニット、4−ビニル安息香酸ユニットが例示される。重合体(C)は、規則性の点からは、実質的に1種のカルボキシル基を有する繰り返し単位のみからなる重合体であることが好ましいが、2種以上のカルボキシル基を有する繰り返し単位からなる共重合体や、カルボキシル基を有する繰り返し単位及びカルボキシル基を有さない繰り返し単位を含む共重合体も使用することが可能である。このとき、前記共重合体は、ブロック共重合体であっても、ランダム共重合体であってもよいが、規則性の点からは、ブロック共重合体であることが好ましい。カルボキシル基を有する繰り返し単位及びカルボキシル基を有さない繰り返し単位を含むブロック共重合体である場合には、カルボキシル基を有さない単量体からなるポリマー鎖部分がネットワーク構造の形成に関与しない。そのため、より多孔質の金属錯体(D)が得られる結果、より優れたガス吸収性能が発現する可能性もある。例えば、そのような重合体(C)としては、(メタ)アクリル酸−スチレンブロック共重合体が例示される。   It does not specifically limit as a polymer (C) which has a carboxyl group, Usually, the polymer containing the repeating unit which has a carboxyl group is illustrated. The repeating unit having a carboxyl group is not particularly limited, and examples thereof include (meth) acrylic acid units, fumaric acid units, maleic acid units, itaconic acid units, and 4-vinylbenzoic acid units. The polymer (C) is preferably a polymer consisting essentially of a repeating unit having one kind of carboxyl group from the standpoint of regularity, but comprising a repeating unit having two or more kinds of carboxyl groups. Copolymers and copolymers containing a repeating unit having a carboxyl group and a repeating unit having no carboxyl group can also be used. At this time, the copolymer may be a block copolymer or a random copolymer, but is preferably a block copolymer from the viewpoint of regularity. In the case of a block copolymer containing a repeating unit having a carboxyl group and a repeating unit having no carboxyl group, the polymer chain portion composed of a monomer having no carboxyl group does not participate in the formation of the network structure. Therefore, as a result of obtaining a more porous metal complex (D), more excellent gas absorption performance may be exhibited. For example, as such a polymer (C), a (meth) acrylic acid-styrene block copolymer is illustrated.

繰り返し単位が(メタ)アクリル酸ユニットである重合体(C)としては、ポリ(メタ)アクリル酸、アクリル酸−メタクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸とその他の単量体との共重合体;繰り返し単位がフマル酸ユニットである重合体(C)としては、ポリフマル酸、フマル酸とその他の単量体との共重合体;繰り返し単位がマレイン酸ユニットである重合体としては、ポリマレイン酸、マレイン酸とその他の単量体との共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体の加水分解ポリマー;繰り返し単位がイタコン酸ユニットである重合体としてはポリイタコン酸、イタコン酸とその他の単量体との共重合体等が例示される。中でも、繰り返し単位が(メタ)アクリル酸ユニットである重合体(C)であることが、金属錯体中のネットワーク構造に取り込まれやすく、良好なガス吸収性能を維持することが可能となり好ましい。工業的入手性、保存安定性、価格の観点から、さらに好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸、最適にはポリアクリル酸である。   Examples of the polymer (C) in which the repeating unit is a (meth) acrylic acid unit include poly (meth) acrylic acid, acrylic acid-methacrylic acid copolymer, and co-polymerization of (meth) acrylic acid and other monomers. Polymer: The polymer (C) in which the repeating unit is a fumaric acid unit includes polyfumaric acid, a copolymer of fumaric acid and other monomers, and the polymer in which the repeating unit is a maleic acid unit includes polymaleic acid , Copolymers of maleic acid and other monomers, hydrolyzed polymers of styrene-maleic anhydride copolymer; polymers having repeating units of itaconic acid units include polyitaconic acid, itaconic acid and other single monomers Examples thereof include a copolymer with a body. Among them, the polymer (C) in which the repeating unit is a (meth) acrylic acid unit is preferable because it can be easily taken into the network structure in the metal complex and can maintain good gas absorption performance. From the viewpoint of industrial availability, storage stability, and cost, poly (meth) acrylic acid, and most preferably polyacrylic acid is more preferable.

多価金属(A)の塩と、多価カルボン酸(B)と、重合体(C)とを反応させる方法は特に限定されないが、溶液中でこれらを反応させることが好ましい。中でも、多価カルボン酸(B)と重合体(C)とを溶解させた溶液中に多価金属(A)の塩を加えてこれらを反応させることが好ましい。多価カルボン酸(B)と重合体(C)とを溶解させた溶液中に多価金属(A)の塩を加えることで、多価カルボン酸(B)の有するカルボキシル基の多価金属(A)への配位と、重合体(C)の有するカルボキシル基の多価金属(A)への配位との競争反応が起こる。これによって、規則的なネットワーク構造を有し、液体中で用いた際の多価金属(A)の溶出が抑制された金属錯体(D)を得ることができる。このとき、多価金属(A)の塩は、予め別の溶媒に溶解させたものを加えてもよい。一方、多価金属(A)の塩を溶解させた溶液中に、多価カルボン酸(B)及び重合体(C)を添加すると、多価カルボン酸(B)との反応が優先し、重合体(C)が取り込まれにくくなるおそれがある。それによって、液体中で用いた際の多価金属(A)の溶出抑制の効果が低下するおそれがある。   The method for reacting the salt of the polyvalent metal (A), the polyvalent carboxylic acid (B), and the polymer (C) is not particularly limited, but it is preferable to react these in a solution. Among them, it is preferable to add a salt of the polyvalent metal (A) to a solution in which the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C) are dissolved, and react them. By adding a salt of the polyvalent metal (A) to a solution in which the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C) are dissolved, the polyvalent metal of the carboxyl group (B) possessed by the polyvalent carboxylic acid (B) ( A competitive reaction occurs between the coordination to A) and the coordination of the carboxyl group of the polymer (C) to the polyvalent metal (A). Thereby, it is possible to obtain a metal complex (D) having a regular network structure and suppressing elution of the polyvalent metal (A) when used in a liquid. At this time, the salt of the polyvalent metal (A) may be added in advance dissolved in another solvent. On the other hand, when the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C) are added to the solution in which the salt of the polyvalent metal (A) is dissolved, the reaction with the polyvalent carboxylic acid (B) takes precedence, and The coalescence (C) may be difficult to be taken in. Thereby, there is a possibility that the effect of suppressing elution of the polyvalent metal (A) when used in a liquid may be reduced.

多価金属(A)の塩と、分子量500未満の多価カルボン酸(B)と、分子量500以上のカルボキシル基を有する重合体(C)との反応に用いられる溶媒は、多価金属(A)の塩、多価カルボン酸(B)及び重合体(C)のいずれとも反応しないものであれば、特に限定されない。これらすべての化合物が溶解しやすく、得られる金属錯体(D)が溶解しにくく、さらにネットワークの形成を阻害しない溶媒であることが好ましい。溶媒としては、水;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、イソブタノール、ネオペンチルアルコール等の一価アルコール;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の多価アルコール;ジエチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン;ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、メチルブチルエーテル、フラン等のエーテル;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル;セロソルブ類などが用いられる。上記溶媒は2種以上の混合溶媒であってもよく、そのときには貧溶媒であるベンゼン、トルエン、キシレン、n−ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素などを含んでいてもよい。   The solvent used in the reaction of the polyvalent metal (A) salt, the polyvalent carboxylic acid (B) having a molecular weight of less than 500, and the polymer (C) having a carboxyl group having a molecular weight of 500 or more is a polyvalent metal (A ), The polyvalent carboxylic acid (B), and the polymer (C) are not particularly limited. It is preferable that all of these compounds are easily dissolved, the resulting metal complex (D) is difficult to dissolve, and the solvent does not hinder the formation of the network. As the solvent, water; monohydric alcohol such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, neopentyl alcohol; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, Polyhydric alcohols such as trimethylolpropane; ketones such as diethyl ketone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone; ethers such as diethyl ether, dibutyl ether, methyl butyl ether, and furan; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; cellosolves and the like are used. The solvent may be a mixed solvent of two or more kinds, and may contain a hydrocarbon such as benzene, toluene, xylene, n-hexane, cyclohexane, etc., which are poor solvents.

中でも、多価金属(A)の塩、多価カルボン酸(B)及び重合体(C)の溶解度を考慮すると、アルコール及び水の混合溶媒中で反応を行うことが好ましい。上記アルコールとしては、炭素数が1〜5程度のアルコールを単独で又は2種以上を混合して用いることが好ましいが、水との混和性やコストを考えると、メタノール、エタノール、n−プロパノール又はイソプロパノールからなる群から選択される少なくとも一種のアルコールがより好ましく、特にメタノールが好適である。また、アルコール及び水の混合割合は、容積比で1:10〜10:1であることが好ましい。よりガス吸収性能の高い金属錯体(D)を得ることができるからである。より好ましくは1:7〜7:1、さらに好ましくは1:5〜5:1である。アルコール及び水の混合溶媒は、他の溶媒、例えば、ケトン、エーテル、エステル、セロソルブ、多価アルコール、炭化水素等を併用しても差し支えないが、原料の2価の銅の塩の溶解性が悪くなるおそれがある。   Among these, in consideration of the solubility of the salt of the polyvalent metal (A), the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C), the reaction is preferably performed in a mixed solvent of alcohol and water. As the alcohol, it is preferable to use an alcohol having 1 to 5 carbon atoms alone or in combination of two or more, but considering miscibility with water and cost, methanol, ethanol, n-propanol or At least one alcohol selected from the group consisting of isopropanol is more preferable, and methanol is particularly preferable. Moreover, it is preferable that the mixing ratio of alcohol and water is 1: 10-10: 1 by volume ratio. This is because a metal complex (D) having higher gas absorption performance can be obtained. More preferably, it is 1: 7-7: 1, More preferably, it is 1: 5-5: 1. The mixed solvent of alcohol and water may be used in combination with other solvents such as ketones, ethers, esters, cellosolves, polyhydric alcohols, hydrocarbons, etc., but the solubility of the divalent copper salt of the raw material is not limited. May be worse.

溶媒の使用量については、特に限定されないが、多価金属(A)の塩、多価カルボン酸(B)及び重合体(C)の合計重量の10〜2000倍の重量を用いることが好ましく、30〜1000倍の重量を用いることが、反応の制御の容易さの点でより好ましい。   The amount of solvent used is not particularly limited, but it is preferable to use a weight of 10 to 2000 times the total weight of the salt of the polyvalent metal (A), the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C). It is more preferable to use a weight of 30 to 1000 times from the viewpoint of easy control of the reaction.

通常、多価金属(A)の価数をmとしたとき、多価金属(A)1モルは、mモルのカルボキシル基と反応する。この比率を目安として、多価金属(A)の塩と多価カルボン酸(B)及び重合体(C)とを反応させるが、その比率よりもどちらかを過剰に用いてもよい。多価金属(A)の価数をmとしたとき、多価金属(A)の量(a)に対する、多価カルボン酸(B)及び重合体(C)の全カルボキシル基量(b+c)のモル比[(b+c)/a]が、下記式(1)を満足することが好ましい。
0.2m≦(b+c)/a≦50m (1)
Usually, when the valence of the polyvalent metal (A) is m, 1 mol of the polyvalent metal (A) reacts with m mol of carboxyl groups. Using this ratio as a guide, the salt of the polyvalent metal (A) is reacted with the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C), but either one may be used in excess of the ratio. When the valence of the polyvalent metal (A) is m, the total amount of carboxyl groups (b + c) of the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C) with respect to the amount (a) of the polyvalent metal (A). The molar ratio [(b + c) / a] preferably satisfies the following formula (1).
0.2 m ≦ (b + c) / a ≦ 50 m (1)

上記モル比[(b+c)/a]が0.2m未満であると、得られた金属錯体中に多価金属(A)が取り込まれ、それが洗浄によっても取り除かれないおそれがある。より好ましくはm以上である。また、優れたガス吸収性能を有する金属錯体(D)が得られる観点からも、m以上であることがより好適である。前記モル比[(b+c)/a]がm以上であることは、全カルボキシル基量(b+c)が、多価金属(A)と過不足なく反応するカルボキシル基の量と同じ又はそれ以上であることを意味する。一方、上記モル比[(b+c)/a]が50mを越えると、反応上は有利となるが、経済的に不利となるおそれがある。より好ましくは40m以下、さらに好ましくは20m以下、特に好ましくは10m以下である。   When the molar ratio [(b + c) / a] is less than 0.2 m, the polyvalent metal (A) is taken into the obtained metal complex, which may not be removed even by washing. More preferably, it is m or more. Moreover, it is more suitable that it is m or more also from a viewpoint from which the metal complex (D) which has the outstanding gas absorption performance is obtained. The molar ratio [(b + c) / a] being m or more means that the total amount of carboxyl groups (b + c) is equal to or more than the amount of carboxyl groups that react with the polyvalent metal (A) without excess or deficiency. Means that. On the other hand, when the molar ratio [(b + c) / a] exceeds 50 m, it is advantageous in terms of reaction, but may be disadvantageous economically. More preferably, it is 40 m or less, More preferably, it is 20 m or less, Most preferably, it is 10 m or less.

多価カルボン酸(B)及び重合体(C)の割合は、特に制限されないが、多価カルボン酸(B)のカルボキシル基量(b)と、重合体(C)のカルボキシル基量(c)とのモル比(b/c)が99.9/0.1〜50/50であることが好ましい。モル比(b/c)が99.9/0.1を越えると、金属錯体のネットワーク構造中に重合体(C)が殆ど取り込まれない結果、多価金属(A)の溶出を防止することが困難となるおそれがある。より好ましくは99/1以下、さらに好ましくは95/5以下である。また、50/50未満であると、規則的なネットワーク構造が十分に形成されず、ガスの吸収性能が不十分となるおそれがある。より好ましくは55/45以上、さらに好ましくは60/40以上である。   The ratio of the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C) is not particularly limited, but the carboxyl group amount (b) of the polyvalent carboxylic acid (B) and the carboxyl group amount (c) of the polymer (C). And the molar ratio (b / c) is preferably 99.9 / 0.1 to 50/50. When the molar ratio (b / c) exceeds 99.9 / 0.1, the polymer (C) is hardly taken into the network structure of the metal complex, thereby preventing the elution of the polyvalent metal (A). May become difficult. More preferably, it is 99/1 or less, More preferably, it is 95/5 or less. On the other hand, if it is less than 50/50, a regular network structure is not sufficiently formed, and the gas absorption performance may be insufficient. More preferably, it is 55/45 or more, and still more preferably 60/40 or more.

多価金属(A)の塩と、分子量500未満の多価カルボン酸(B)と、分子量500以上のカルボキシル基を有する重合体(C)とを反応させる温度は30〜300℃であることが好ましい。30℃未満である場合には、反応速度が非常に遅くなるおそれがある。より好ましくは40℃以上、さらに好ましくは50℃以上である。一方、300℃を越えると、生成する金属錯体が分解するおそれがある。より好ましくは200℃以下、さらに好ましくは180℃以下である。特に好ましくは、使用する溶媒の還流温度である。反応圧力は常圧で充分であるが、加圧条件を採用しても差し支えない。反応時間は、反応温度によって適宜選択されるが、通常、1〜20時間である。   The temperature at which the salt of the polyvalent metal (A), the polyvalent carboxylic acid (B) having a molecular weight of less than 500 and the polymer (C) having a carboxyl group having a molecular weight of 500 or more are reacted is 30 to 300 ° C. preferable. If it is lower than 30 ° C, the reaction rate may be very slow. More preferably, it is 40 degreeC or more, More preferably, it is 50 degreeC or more. On the other hand, if it exceeds 300 ° C., the metal complex produced may be decomposed. More preferably, it is 200 degrees C or less, More preferably, it is 180 degrees C or less. Particularly preferred is the reflux temperature of the solvent used. A normal pressure is sufficient as the reaction pressure, but pressurizing conditions may be adopted. The reaction time is appropriately selected depending on the reaction temperature, but is usually 1 to 20 hours.

反応終了後、必要に応じて冷却し、金属錯体(D)が沈殿物として得られる。沈殿物をろ過又はデカンテーション等することによって、金属錯体(D)を容易に単離することができる。その後、必要に応じて、水や有機溶媒による洗浄を行う。単離した金属錯体(D)は、これを速やかに減圧下で加熱することによって、脱溶媒することが好ましい。脱溶媒せずに数日間放置すると、金属錯体(D)のネットワーク構造が変化し、ガス吸収性能が低下するおそれがあるのに対し、脱溶媒を行うと、金属錯体(D)の構造が安定化するからである。加熱温度は、50〜250℃が好適である。   After completion of the reaction, the reaction is cooled as necessary to obtain the metal complex (D) as a precipitate. The metal complex (D) can be easily isolated by filtering or decanting the precipitate. Thereafter, washing with water or an organic solvent is performed as necessary. It is preferable to remove the solvent of the isolated metal complex (D) by heating it immediately under reduced pressure. If left undissolved for several days, the network structure of the metal complex (D) may change and the gas absorption performance may be reduced. However, if the solvent is removed, the structure of the metal complex (D) is stable. It is because it becomes. The heating temperature is preferably 50 to 250 ° C.

以上のように得られた金属錯体(D)からなるガス吸収剤は、良好なガス吸収性能を有し、さらに液体中で使用しても多価金属(A)成分の溶出が大きく抑制されるものである。   The gas absorbent comprising the metal complex (D) obtained as described above has good gas absorption performance, and even when used in a liquid, elution of the polyvalent metal (A) component is greatly suppressed. Is.

金属錯体(D)の赤外線吸収スペクトルにおいて、重合体(C)の有するカルボキシル基に由来する吸収ピークのうち、多価金属(A)に配位しているカルボキシル基に由来する吸収ピークの吸光度が、多価金属(A)に配位していないカルボキシル基に由来する吸収ピークの吸光度よりも大きいことが好ましい。このことは、重合体(C)の有するカルボキシル基のうち、大体過半数のカルボキシル基が、カルボキシアニオンとして多価金属(A)に配位していることを意味する。よって、ネットワーク構造中に存在する重合体(C)中の多くのカルボキシル基に多価金属(A)が固定されるため、液体中で使用する場合には、多価金属(A)成分の溶出が効果的に抑制される。より好ましくは、多価金属(A)に配位していないカルボキシル基に由来する吸収ピークがほとんど見られないことである。重合体(C)中のほとんどのカルボキシル基に多価金属(A)が固定されるため、液体中で使用する場合には、多価金属(A)成分の溶出が特に効果的に抑制される。   In the infrared absorption spectrum of the metal complex (D), the absorbance of the absorption peak derived from the carboxyl group coordinated to the polyvalent metal (A) among the absorption peaks derived from the carboxyl group of the polymer (C) is The absorbance of an absorption peak derived from a carboxyl group that is not coordinated to the polyvalent metal (A) is preferably larger. This means that the majority of the carboxyl groups of the polymer (C) are coordinated to the polyvalent metal (A) as a carboxy anion. Therefore, since the polyvalent metal (A) is fixed to many carboxyl groups in the polymer (C) existing in the network structure, when used in a liquid, the polyvalent metal (A) component is eluted. Is effectively suppressed. More preferably, an absorption peak derived from a carboxyl group that is not coordinated to the polyvalent metal (A) is hardly observed. Since the polyvalent metal (A) is fixed to most of the carboxyl groups in the polymer (C), elution of the polyvalent metal (A) component is particularly effectively suppressed when used in a liquid. .

金属錯体(D)のX線回析パターンにおいて、結晶構造に由来するピークを持つことが好ましい。一般的には、規則的なネットワーク構造に由来する結晶構造中に、重合体(C)が取り込まれると、規則的なネットワーク構造が崩れ、結晶性が乱される結果、ガスの吸収性能が減少すると予想される。しかしながら、本発明のガス吸収剤は、重合体(C)が結晶構造中に取り込まれてもなお、規則的なネットワーク構造を保つことで、高いガス吸収性能を有するものと思われる。   The X-ray diffraction pattern of the metal complex (D) preferably has a peak derived from the crystal structure. Generally, when the polymer (C) is incorporated into a crystal structure derived from a regular network structure, the regular network structure is destroyed and the crystallinity is disturbed, resulting in a decrease in gas absorption performance. That is expected. However, the gas absorbent of the present invention is considered to have high gas absorption performance by maintaining a regular network structure even when the polymer (C) is incorporated into the crystal structure.

このとき、金属錯体(D)のX線回析パターンにおいて、同一の多価金属(A)及び同一の分子量500未満の多価カルボン酸(B)のみからなる金属錯体のX線回析パターンと比べて、メインピークのピークトップが狭角側にあり、メインピークの半値幅が広いことが好ましい。ここで、メインピークとは、最も強度の高いピークのことをいい、半値幅とは、メインピークのピークの高さの2分の1の高さにおけるピークの広がり幅である。メインピークのピークトップが狭角側にあることは、重合体(C)が金属錯体(D)の結晶構造中に取り込まれることで、結晶格子が緩むことを示唆し、半値幅が広いことは、結晶の規則性がわずかに乱されていることを示唆するものである。   At this time, in the X-ray diffraction pattern of the metal complex (D), the X-ray diffraction pattern of the metal complex consisting only of the same polyvalent metal (A) and the same polyvalent carboxylic acid (B) having a molecular weight of less than 500; In comparison, it is preferable that the peak top of the main peak is on the narrow angle side and the half width of the main peak is wide. Here, the main peak refers to the peak with the highest intensity, and the half width refers to the width of the peak at a height that is half the height of the peak of the main peak. The fact that the peak top of the main peak is on the narrow-angle side suggests that the polymer (C) is incorporated into the crystal structure of the metal complex (D), thereby loosening the crystal lattice, and that the half-width is wide. This suggests that the regularity of the crystal is slightly disturbed.

本発明のガス吸収剤は、金属錯体(D)の粒子をポリマー(E)で被覆してなることが好ましい。金属錯体(D)の粒子をポリマーで被覆することで、金属錯体に含まれる多価金属(A)成分の溶出をより効果的に抑制することが可能となるからである。ガス分子はポリマー(E)による被覆層を比較的容易に通過することができるが、配位子や溶媒分子を伴った多価金属(A)は容易に通過することができないと考えられる。   The gas absorbent of the present invention is preferably formed by coating the metal complex (D) particles with the polymer (E). This is because by covering the metal complex (D) particles with a polymer, elution of the polyvalent metal (A) component contained in the metal complex can be more effectively suppressed. Although gas molecules can pass through the coating layer of the polymer (E) relatively easily, it is considered that the polyvalent metal (A) accompanied by the ligand and solvent molecules cannot pass through easily.

また、実質的に金属錯体(D)の粒子の表面の全体がポリマー(E)で被覆されていることがより好ましい。液体中で使用する際に、多価金属(A)成分の溶出を抑制する効果が高まるからである。実質的に粒子の表面の全体がポリマー(E)で被覆されていることは、走査型電子顕微鏡(SEM)観察等により、露出している金属錯体の存在がほぼ認められないことで確認することが可能である。   Further, it is more preferable that substantially the entire surface of the metal complex (D) particles is coated with the polymer (E). This is because, when used in a liquid, the effect of suppressing elution of the polyvalent metal (A) component is enhanced. The fact that the entire surface of the particle is coated with the polymer (E) should be confirmed by observation with a scanning electron microscope (SEM) that the presence of the exposed metal complex is hardly observed. Is possible.

ポリマー(E)としては、金属錯体の粒子を被覆でき、かつ、液体中でガス吸収剤を使用する際、その液体に溶解しないものであればよく、特に限定されない。   The polymer (E) is not particularly limited as long as it can coat the metal complex particles and does not dissolve in the liquid when the gas absorbent is used in the liquid.

ポリマー(E)で金属錯体の粒子を被覆する方法としては、特に限定されないが、医薬品をはじめとする様々な分野で研究、報告されている各種の手法を用いることができる。例えば、溶液中でポリマー(E)及び金属錯体の粒子を混合する方法、ポリマー(E)が溶解又は分散した溶液を金属錯体の粒子表面にスプレーする方法、金属錯体の粒子の表面でモノマーを重合させる方法、予め形成されたポリマー(E)からなるカプセル中に金属錯体を収容する方法等が採用される。中でも、金属錯体の粒子表面との接着性に優れた被覆層が形成されやすく、実質的に粒子の表面の全体が被覆された金属錯体が得られやすいことから、前記金属錯体の粒子の表面でモノマーを重合させる方法が好ましく用いられる。   The method for coating the metal complex particles with the polymer (E) is not particularly limited, and various techniques that have been studied and reported in various fields including pharmaceuticals can be used. For example, a method in which polymer (E) and metal complex particles are mixed in a solution, a method in which a solution in which polymer (E) is dissolved or dispersed is sprayed on the surface of metal complex particles, and a monomer is polymerized on the surface of metal complex particles. And a method of accommodating a metal complex in a capsule made of a polymer (E) formed in advance. In particular, a coating layer excellent in adhesion to the particle surface of the metal complex is easily formed, and a metal complex in which the entire surface of the particle is substantially coated is easily obtained. A method of polymerizing monomers is preferably used.

溶液中でポリマー(E)及び金属錯体の粒子を混合する方法の具体例としては、ポリマー(E)を含む溶液中に金属錯体を攪拌して分散させ、冷却した後、ポリマー(E)の貧溶媒を添加し、膨潤したポリマー(E)を硬化させる方法(Microcapsules and Nanoparticles in Medicine and Pharmacy;CRC Press:Boca Raton,1992)や、ポリマー(E)を含む溶液中に金属錯体を攪拌して分散させた後、ポリマー(E)の貧溶媒中に滴下、冷却してポリマー(E)を硬化させる方法が例示される。   As a specific example of the method of mixing the polymer (E) and metal complex particles in the solution, the metal complex is stirred and dispersed in the solution containing the polymer (E), cooled, and then the polymer (E) is poor. Dispersion by stirring a metal complex in a solution containing polymer (E) by adding a solvent and curing the swollen polymer (E) (Microcapsules and Nanoparticles in Medicine and Pharmacy; CRC Press: Boca Raton, 1992) An example is a method in which the polymer (E) is cured by being dropped and cooled in a poor solvent for the polymer (E).

前記金属錯体の粒子の表面でモノマーを重合させる際に用いるモノマーとしては、特に限定されず、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、p−メトキシスチレン、p−スチレンスルホン酸及びそのナトリウム塩又はカリウム塩等のスチレン系モノマー;メチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー;(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、(メタ)アクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩またはその4級塩、N−メチロール(メタ)アクリルアミドおよびその誘導体等の(メタ)アクリルアミド系モノマー;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル類;酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物;マレイン酸およびその塩またはそのエステル;イタコン酸およびその塩またはそのエステル;ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;酢酸イソプロペニル等が使用される。また、2種以上のモノマーを使用することもできる。上記モノマーは、ポリマー鎖の末端に不飽和二重結合を有するマクロモノマーであってもよい。これらの中でも、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーを使用することが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系モノマーを重合させて得られるポリマー(E)は、金属錯体の粒子の表面に対する接着性が良好であるからである。また、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等、分子内に2個以上の二重結合を有するモノマーを使用することが、架橋されたポリマー(E)からなる被覆層が得られ、多価金属(A)成分の溶出を良好に抑制することができて望ましい。   The monomer used when the monomer is polymerized on the surface of the metal complex particle is not particularly limited, and is a methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid. (Meth) acrylic ester monomers such as 2-ethylhexyl, dodecyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate; styrene, α-methylstyrene, p-hydroxystyrene, Styrenic monomers such as p-methoxystyrene, p-styrenesulfonic acid and sodium salt or potassium salt thereof; methyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl A And vinyl ether monomers such as dodecyl vinyl ether; (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, (meth) Acrylamidepropanesulfonic acid and its salts, (Meth) acrylamidopropyldimethylamine and its salts or quaternary salts thereof, (Meth) acrylamide monomers such as N-methylol (meth) acrylamide and its derivatives; Nitriles such as (meth) acrylonitrile Allyl compounds such as allyl acetate and allyl chloride; maleic acid and salts or esters thereof; itaconic acid and salts or esters thereof; vinylsilyl compounds such as vinyltrimethoxysilane; Nil and the like are used. Two or more types of monomers can also be used. The monomer may be a macromonomer having an unsaturated double bond at the end of the polymer chain. Among these, it is preferable to use a (meth) acrylic acid ester monomer. This is because the polymer (E) obtained by polymerizing the (meth) acrylic acid ester monomer has good adhesion to the surface of the metal complex particles. In addition, the use of a monomer having two or more double bonds in the molecule such as polyethylene glycol di (meth) acrylate provides a coating layer made of a crosslinked polymer (E), and a polyvalent metal (A ) It is desirable that the elution of the component can be satisfactorily suppressed.

前記金属錯体(D)の粒子の表面でモノマーを重合させる方法としては、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。例えば、モノマーが溶解又は分散した溶液中に、金属錯体(D)の粒子及び重合開始剤を添加し、撹拌しながら加熱して、粒子表面で重合を進行させる方法が挙げられる。   The method for polymerizing the monomer on the surface of the metal complex (D) particles is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, a method in which particles of a metal complex (D) and a polymerization initiator are added to a solution in which a monomer is dissolved or dispersed, and the mixture is heated while stirring to cause polymerization to proceed on the particle surface.

金属錯体(D)の粒子をポリマー(E)で被覆してなるガス吸収剤は、一つ一つの粒子がポリマー(E)で被覆されたものであってもよいし、被覆された粒子がポリマー(E)で複数つながった集合体であってもよいし、複数の粒子からなる集合体の全体が被覆されたものであってもよい。前記ガス吸収剤は、例えば、粒径がナノメートルオーダーから数十μmの粒子又はその集合体として提供される。   The gas absorbent formed by coating the particles of the metal complex (D) with the polymer (E) may be one in which each particle is coated with the polymer (E), or the coated particle is a polymer. A plurality of aggregates connected in (E) may be used, or the whole aggregate composed of a plurality of particles may be covered. The gas absorbent is provided, for example, as a particle having a particle size of nanometer order to several tens of μm or an aggregate thereof.

本発明のガス吸収剤を用いてガスを吸収させる方法は、特に限定されないが、液体中に溶存するガスを吸収させることが好ましい実施態様である。液体中で使用する場合であっても、多価金属(A)の溶出を抑制することができるという本発明のガス吸収剤を使用する実益が大きいからである。   The method for absorbing the gas using the gas absorbent of the present invention is not particularly limited, but it is a preferred embodiment to absorb the gas dissolved in the liquid. This is because even when used in a liquid, the practical benefit of using the gas absorbent of the present invention that the elution of the polyvalent metal (A) can be suppressed is great.

上記液体は特に限定されないが、配位性化合物であることが好ましい。ここでいう配位性化合物とは、多価金属(A)に配位することの可能な化合物をいい、有機化合物や水が含まれる。配位性化合物は、金属錯体(D)中の多価カルボン酸(B)と容易に配位子交換するため、ネットワーク構造が崩れて、多価金属(A)成分が溶出しやすい。また、溶出した多価金属(A)に対して配位性化合物が配位することで、溶媒和による安定化が起こり、溶出を促進させる。よって、本発明のガス吸収剤を使用する実益が高まる。中でも、配位性有機化合物であることが好ましい。一方、水は金属錯体中に強力に吸収されるため、容易にガス吸収性能を失ったり、その後再利用することが困難となるおそれがある。よって、水でないことが好ましい。   The liquid is not particularly limited, but is preferably a coordination compound. The coordinating compound here means a compound capable of coordinating with the polyvalent metal (A), and includes an organic compound and water. Since the coordination compound easily exchanges ligands with the polyvalent carboxylic acid (B) in the metal complex (D), the network structure is broken and the polyvalent metal (A) component is easily eluted. In addition, the coordination compound is coordinated with the eluted polyvalent metal (A), so that stabilization by solvation occurs and elution is promoted. Therefore, the actual profit which uses the gas absorbent of this invention increases. Among them, a coordinating organic compound is preferable. On the other hand, since water is strongly absorbed in the metal complex, there is a possibility that the gas absorption performance may be easily lost or reused after that. Therefore, it is preferable that it is not water.

上記配位性有機化合物としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、tert−ブタノール等のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン、ジイソプロピルケトン等のケトン;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のカルボン酸エステル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の炭酸エステル;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、アニソール、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキソラン等のエーテル;ギ酸、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸が例示される。また、ホルムアミド、アセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド化合物;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合物;ニトロベンゼン、ニトロメタン、ニトロエタン等のニトロ化合物;スルホラン、3−メチルスルホラン、ジメチルスルホキシド等の硫黄酸化物;リン酸エステル等;クロロホルム、塩化メチレン等の有機ハロゲン化物等;1−ペンテン、シクロペンテン等のアルケン;1−ヘキシン等のアルキン;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素が例示される。上記液体は、二種以上の混合液体であってもよい。   Examples of the coordinating organic compound include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, and tert-butanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and diisopropyl ketone; carboxylates such as methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate; ethylene Carbonates such as carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, 1,2-dimethoxyethane, anisole, tetrahydrofuran, 1,4-dioxolane; formic acid, acetic acid, propionic acid And the like. In addition, amide compounds such as formamide, acetamide, N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; nitrile compounds such as acetonitrile, propionitrile and benzonitrile; nitro compounds such as nitrobenzene, nitromethane and nitroethane; sulfolane, 3 -Sulfur oxides such as methylsulfolane and dimethyl sulfoxide; Phosphate esters and the like; Organic halides such as chloroform and methylene chloride; Alkenes such as 1-pentene and cyclopentene; Alkynes such as 1-hexyne; Benzene, toluene, xylene and the like The aromatic hydrocarbons are exemplified. The liquid may be a mixed liquid of two or more kinds.

上記ガス吸収剤を用いて吸収させるガスは、特に限定されず、窒素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、エタン等のガスが例示される。中でも、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン及びエタンの中から選ばれる少なくとも一種のガスを吸収させることが好ましい。これらは、ゼオライト、活性炭等の従来のガス吸収剤において、十分な吸収性能を得ることが困難なガスだからである。より好ましくは、一酸化炭素又は二酸化炭素のガスである。吸収させるガスは、複数であってもよい。   The gas to be absorbed using the gas absorbent is not particularly limited, and examples thereof include nitrogen, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, ethane, and the like. Among these, it is preferable to absorb at least one gas selected from carbon monoxide, carbon dioxide, methane, and ethane. This is because it is difficult to obtain sufficient absorption performance in conventional gas absorbents such as zeolite and activated carbon. More preferably, the gas is carbon monoxide or carbon dioxide. A plurality of gases may be absorbed.

ガスを吸収させる際の圧力は、特に限定されないが、大気圧以上1MPa以下であることが好ましい。大気圧未満であると、ガス吸収の効率の観点から好ましくないおそれがある。より好ましくは0.11MPa以上、さらに好ましくは0.15MPa以上である。一方、1MPaを超えると、ガス吸収効率は上昇するものの、装置が大掛かりなものとなるなど、必ずしも経済的観点から好ましくないおそれがある。より好ましくは0.95MPa以下、さらに好ましくは0.90MPa以下である。また、液体中に溶存するガスを吸収させる場合、一旦減圧して液体中に溶存するガスをある程度取り除いた後に、上記の圧力条件下でガスを吸収させることが、吸収効率の観点から望ましい。   Although the pressure at the time of absorbing gas is not specifically limited, It is preferable that it is atmospheric pressure or more and 1 Mpa or less. If it is less than atmospheric pressure, it may be unfavorable from the viewpoint of gas absorption efficiency. More preferably, it is 0.11 MPa or more, More preferably, it is 0.15 MPa or more. On the other hand, if it exceeds 1 MPa, although the gas absorption efficiency increases, there is a possibility that it is not necessarily preferable from an economic point of view, such as a large apparatus. More preferably, it is 0.95 MPa or less, More preferably, it is 0.90 MPa or less. In addition, when absorbing gas dissolved in the liquid, it is desirable from the viewpoint of absorption efficiency that the gas is absorbed under the above-mentioned pressure conditions after once depressurizing and removing the gas dissolved in the liquid to some extent.

ガスを吸収させる温度は、特に限定されないが、−40〜100℃であることが好ましい。−40℃未満である場合には、吸収効率の観点から好ましくない場合がある。より好ましくは−20℃以上、さらに好ましくは−10℃以上である。一方、100℃を超えると、吸収効率が低下すると共に、金属錯体中のネットワーク構造を維持することができない場合がある。より好ましくは90℃以下、さらに好ましくは80℃以下である。   Although the temperature which makes gas absorb is not specifically limited, It is preferable that it is -40-100 degreeC. When it is less than −40 ° C., it may not be preferable from the viewpoint of absorption efficiency. More preferably, it is -20 degreeC or more, More preferably, it is -10 degreeC or more. On the other hand, when it exceeds 100 ° C., the absorption efficiency is lowered and the network structure in the metal complex may not be maintained. More preferably, it is 90 degrees C or less, More preferably, it is 80 degrees C or less.

液体中のガスを吸収する方法としては、ガスを含む液体にガス吸収剤を接触させることができれば、特に制限されない。例えば、ガス吸収剤を液体中に分散させる方法、カラム、配管、ろ過器等にガス吸収剤を充填して液体を流通させる方法、適当なバインダーを使用して基材に固着したものに液体を接触させる方法等が挙げられる。ガス吸収剤を液体中に分散させる場合には、ガスを吸収させた後、必要に応じて、フィルターろ過等でガス吸収剤を分離する。   The method for absorbing the gas in the liquid is not particularly limited as long as the gas absorbent can be brought into contact with the liquid containing the gas. For example, a method of dispersing a gas absorbent in a liquid, a method of circulating a liquid by filling a column, piping, a filter, etc. with a gas absorbent, a liquid fixed on a substrate fixed using an appropriate binder The method of making it contact is mentioned. When the gas absorbent is dispersed in the liquid, after absorbing the gas, the gas absorbent is separated by filter filtration or the like, if necessary.

上記ガス吸収剤に吸収されるガスが化学反応を阻害するものであることが好適な実施態様である。化学反応を阻害するガスが含まれず、しかも、多価金属(A)成分の溶出が抑制された液体を用いて前記化学反応を行うことが可能となるからである。ここで、化学反応を阻害するガスとは、副反応生成物を生じさせたり、反応速度を著しく低下させたりするガスをいう。   In a preferred embodiment, the gas absorbed by the gas absorbent inhibits the chemical reaction. This is because the chemical reaction can be performed using a liquid that does not contain a gas that inhibits the chemical reaction and that suppresses the elution of the polyvalent metal (A) component. Here, the gas that inhibits a chemical reaction refers to a gas that generates a side reaction product or significantly reduces the reaction rate.

前記化学反応は、液体中に溶存するガスによって化学反応が阻害されるものであれば、特に制限はない。例えば、アミノ化反応、芳香族化反応、自熱式改質、カルボニル化反応、脱カルボニル化反応、還元的カルボニル化反応、カルボキシル化反応、還元的カルボキシル化反応、還元的カップリング反応、水素化分解反応、環化反応、シクロオリゴマー化反応、エポキシ化反応、フィッシャー・トロプシュ反応、脱水反応、水素化反応、脱水素反応、ヒドロカルボキシル化反応、ヒドロホルミル化反応、水素化分解反応、ヒドロメタル化反応、ヒドロシリル化反応、加水分解反応、水素処理法反応、水素化脱硫/水素化脱窒素反応(HDS/HDN)、異性化反応、メタセシス、テロメリゼーション、水性ガス転化反応(WGS)、及び逆水性ガス転化反応(RWGS)等が挙げられる。   The chemical reaction is not particularly limited as long as the chemical reaction is inhibited by the gas dissolved in the liquid. For example, amination reaction, aromatization reaction, autothermal reforming, carbonylation reaction, decarbonylation reaction, reductive carbonylation reaction, carboxylation reaction, reductive carboxylation reaction, reductive coupling reaction, hydrogenation Decomposition reaction, cyclization reaction, cyclo-oligomerization reaction, epoxidation reaction, Fischer-Tropsch reaction, dehydration reaction, hydrogenation reaction, dehydrogenation reaction, hydrocarboxylation reaction, hydroformylation reaction, hydrogenolysis reaction, hydrometallation reaction , Hydrosilylation reaction, hydrolysis reaction, hydrotreating reaction, hydrodesulfurization / hydrodenitrogenation reaction (HDS / HDN), isomerization reaction, metathesis, telomerization, water gas conversion reaction (WGS), and reverse aqueous Gas conversion reaction (RWGS) etc. are mentioned.

このとき、前記化学反応が触媒反応であることが好ましい。触媒反応において、溶存するガスの種類によっては、触媒活性が低下したり、副反応生成物が生じたりする問題が起こりやすいため、上記ガスの吸収方法を採用する利益を十分に得ることができるからである。触媒反応としては、液体中に溶存するガスによって、触媒反応が阻害されるものであれば、特に制限はない。触媒としては遷移金属又はその化合物が使用されることが多い。前記触媒反応の例としては、ロジウム化合物を触媒として用いたヒドロホルミル化反応等が挙げられるが、特に限定されない。   At this time, the chemical reaction is preferably a catalytic reaction. In the catalytic reaction, depending on the type of dissolved gas, problems such as reduced catalytic activity and side reaction products are likely to occur. Therefore, it is possible to sufficiently obtain the benefits of employing the above gas absorption method. It is. The catalytic reaction is not particularly limited as long as the catalytic reaction is inhibited by the gas dissolved in the liquid. As the catalyst, a transition metal or a compound thereof is often used. Examples of the catalytic reaction include a hydroformylation reaction using a rhodium compound as a catalyst, but are not particularly limited.

また、化学反応を行わせる前に、予め、上記ガス吸収剤を用いて、前記液体中に溶存して化学反応を阻害するガスを吸収させることが好ましい実施態様である。予めかかるガスを吸収させることで、液体からガスを十分かつ効率的に除去することが可能となり、副反応を防止して、化学反応を円滑に進行させることができる。   Moreover, before making a chemical reaction, it is a preferable embodiment to absorb the gas which dissolves in the said liquid and inhibits a chemical reaction previously using the said gas absorbent. By absorbing such gas in advance, it becomes possible to remove the gas from the liquid sufficiently and efficiently, preventing side reactions and allowing the chemical reaction to proceed smoothly.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。赤外線吸収スペクトル及びX線回折パターンの測定方法、SEM観察方法、ろ液中のハロゲン含有量の測定方法並びにろ液中への銅イオンの溶出率の測定方法は以下の通りである。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to these. The measuring method of infrared absorption spectrum and X-ray diffraction pattern, SEM observation method, measuring method of halogen content in the filtrate, and measuring method of elution rate of copper ions in the filtrate are as follows.

[赤外線吸収スペクトルの測定方法]
測定試料を直接試料台に乗せて、日本電子社製フーリエ変換赤外分光光度計「JIR−5500」を使用して、赤外線吸収スペクトル(拡散反射法)の測定を行った。
[Measurement method of infrared absorption spectrum]
An infrared absorption spectrum (diffuse reflection method) was measured using a Fourier transform infrared spectrophotometer “JIR-5500” manufactured by JEOL Ltd. with the measurement sample placed directly on the sample stage.

[X線回折パターンの測定方法]
理学電機製回転対陰極X線回折装置「RINT−2400」を用いて、広角X線回折を行い、X線回折パターンを得た。詳細な測定条件を以下に記す。
X線源:CuKα線
X線波長:λ=1.5405Å
出力:40kV、100mA
検出器:シンチレーションカウンター
走査速度:1°/分
積算時間:FT=0sec
ステップサイズ:0.02°/ステップ
測定範囲(2θ):5〜80°
測定アタッチメント:粉末試料台
[Measurement method of X-ray diffraction pattern]
Wide angle X-ray diffraction was performed using a rotating anti-cathode X-ray diffractometer “RINT-2400” manufactured by Rigaku Corporation to obtain an X-ray diffraction pattern. Detailed measurement conditions are described below.
X-ray source: CuKα ray X-ray wavelength: λ = 1.540540
Output: 40 kV, 100 mA
Detector: Scintillation counter scanning speed: 1 ° / min Integration time: FT = 0 sec
Step size: 0.02 ° / step measurement range (2θ): 5-80 °
Measurement attachment: powder sample table

[ガス吸収剤のSEM観察方法]
イオンスパッター装置を用いて、備え付けの金属板上に試料を載せて白金コートを施し、SEM観察用試料を作成した。日立製作所製走査型電子顕微鏡「S−4000」を使用し、加速電圧を4kV、倍率を25000倍としてSEM観察を行い、写真を撮影した。
[SEM observation method of gas absorbent]
Using an ion sputtering apparatus, a sample was placed on a provided metal plate and coated with platinum to prepare a sample for SEM observation. A scanning electron microscope “S-4000” manufactured by Hitachi, Ltd. was used, SEM observation was performed with an acceleration voltage of 4 kV and a magnification of 25000 times, and photographs were taken.

[ろ液中のハロゲン含有量の測定方法]
測定試料を三菱化学製微量塩素硫黄分析計「TOX−10Σ」で燃焼させ、発生ガスをイオン交換水に吸収させて分析試料を作成した。ダイオネクス社製イオンクロマトグラフ装置「DX−120」を使用し、炭酸ナトリウム/炭酸水素ナトリウム水溶液を溶離液として、ろ液中のハロゲン含有量(ppm)を測定した。
[Measurement method of halogen content in filtrate]
The measurement sample was burned with a trace amount chlorine / sulfur analyzer “TOX-10Σ” manufactured by Mitsubishi Chemical, and the generated gas was absorbed into ion-exchanged water to prepare an analysis sample. Using an ion chromatograph “DX-120” manufactured by Dionex, the halogen content (ppm) in the filtrate was measured using an aqueous solution of sodium carbonate / sodium bicarbonate as an eluent.

[ろ液中への銅イオンの溶出率の測定方法]
白金るつぼにろ液を2g採取し、蒸発乾固後600℃で強熱して得られた灰分を塩酸に溶解しイオン交換水で希釈して分析試料を作成した。ジャーレルアッシュ社製ICP発光分析装置「IRIS AP」を使用し、高周波出力1150Wにて銅元素の重量を測定した。これから、ろ液(60g)に含まれる銅元素の全重量Wa(g)を算出した。一方、想定されるガス吸収剤の組成から、試験前にガス吸収剤に含まれていた銅元素の全重量Wb(g)を算出した。これらの値を用いて、下記式(2)から、ろ液中への銅イオンの溶出率S(%)を求めた。
S=(Wa/Wb)×100(%) (2)
[Measurement method of elution rate of copper ions in filtrate]
2 g of the filtrate was collected in a platinum crucible, and the ash obtained by evaporating to dryness and igniting at 600 ° C. was dissolved in hydrochloric acid and diluted with ion-exchanged water to prepare an analytical sample. The weight of the copper element was measured at an RF output of 1150 W using an ICP emission analyzer “IRIS AP” manufactured by Jarrel Ash. From this, the total weight Wa (g) of the copper element contained in the filtrate (60 g) was calculated. On the other hand, the total weight Wb (g) of the copper element contained in the gas absorbent before the test was calculated from the assumed composition of the gas absorbent. Using these values, the elution rate S (%) of copper ions into the filtrate was determined from the following formula (2).
S = (Wa / Wb) × 100 (%) (2)

実施例1
[ガス吸収剤の製造方法]
(P−1)
攪拌器、滴下ロートおよび温度計を装着した内容積500mLの三ツ口フラスコに、トリメシン酸1.73g[カルボキシル基量(b):24.7mmol]、重量平均分子量25万のポリアクリル酸0.44g[カルボキシル基量(c):6.1mmol]及びメタノール/水混合溶媒(容量比1/2)300mLを仕込み、攪拌した。得られた混合液を85℃に加熱し、撹拌しながら、前記混合液に酢酸銅(II)・一水和物3.08g[多価金属(A)の塩の量(a):15.4mmol]のメタノール/水混合溶媒(容量比1/2)150mLを15分間かけて滴下した。滴下終了後、フラスコ内温を85℃に保ち、18時間撹拌を続けた。反応液内温を5℃に冷却し、反応系内に析出した固体をろ過し、メタノール/水混合溶媒(容量比1/2)20mLにて洗浄した後、得られた固体を120℃で4時間真空乾燥し、2.22gの金属錯体(D−1)を得た。金属錯体(D−1)について、赤外線吸収スペクトルの測定、X線回折パターンの測定及びSEM観察を行った。また、この金属錯体(D−1)をガス吸収剤(P−1)とした。
Example 1
[Production method of gas absorbent]
(P-1)
In a three-necked flask having an internal volume of 500 mL equipped with a stirrer, a dropping funnel and a thermometer, 1.73 g of trimesic acid [carboxyl group amount (b): 24.7 mmol] and 0.44 g of polyacrylic acid having a weight average molecular weight of 250,000 [ Carboxyl group amount (c): 6.1 mmol] and methanol / water mixed solvent (volume ratio 1/2) 300 mL were charged and stirred. The obtained mixed solution was heated to 85 ° C. and stirred, and then 3.08 g of copper (II) acetate monohydrate [amount of salt of polyvalent metal (A) (a): 15. 4 mmol] of methanol / water mixed solvent (volume ratio 1/2) was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropping, the temperature inside the flask was kept at 85 ° C. and stirring was continued for 18 hours. The internal temperature of the reaction solution was cooled to 5 ° C., and the solid precipitated in the reaction system was filtered and washed with 20 mL of a methanol / water mixed solvent (volume ratio 1/2). It vacuum-dried for time, and obtained 2.22 g of metal complexes (D-1). For the metal complex (D-1), measurement of an infrared absorption spectrum, measurement of an X-ray diffraction pattern, and SEM observation were performed. Moreover, this metal complex (D-1) was used as the gas absorbent (P-1).

[ガス吸収量、ろ液中のハロゲン含有量、ろ液中への銅イオンの溶出率]
容積110mLの密閉容器内で、上記ガス吸収剤(P−1)1.0gをプロピレンカーボネート60g中に分散させ、前記容器中へ一酸化炭素ガスを供給した。内圧が0.2MPaとなった時点で供給を停止した後、容器内の圧力が低下して一定となるまでの圧力変化から、前記分散液中に吸収された一酸化炭素ガスの吸収量(mL)を算出した。なお、前記容器内は25℃に保たれていた。上記と同様の方法で、二酸化炭素、メタン及びエタンのガスについて、それぞれのガス吸収量を測定した。その後、前記分散液をろ過し、ろ液中のハロゲン含有量を測定した。また、ガス吸収剤(P−1)の組成が、2価の銅1モルが2モルのカルボキシル基と反応し、トリメシン酸及びポリカルボン酸が仕込み比と同じ比率でガス吸収剤(P−1)に含まれるものであると仮定して、ろ液中への銅イオンの溶出率を求めた。結果を表1に示す。また、二酸化炭素ガスを吸収させた分散液を減圧したところ、全量の二酸化炭素ガスが放出されることを確認した。これにより、前記ガス吸収剤は再利用可能であることが示唆される。
[Gas absorption, halogen content in filtrate, elution rate of copper ions in filtrate]
In a sealed container having a volume of 110 mL, 1.0 g of the gas absorbent (P-1) was dispersed in 60 g of propylene carbonate, and carbon monoxide gas was supplied into the container. After the supply is stopped when the internal pressure reaches 0.2 MPa, the amount of carbon monoxide gas absorbed in the dispersion (mL) from the pressure change until the pressure in the container decreases and becomes constant. ) Was calculated. The inside of the container was kept at 25 ° C. The amount of gas absorption was measured for carbon dioxide, methane and ethane gases in the same manner as described above. Thereafter, the dispersion was filtered, and the halogen content in the filtrate was measured. Further, the composition of the gas absorbent (P-1) is such that 1 mole of divalent copper reacts with 2 moles of carboxyl groups, and trimesic acid and polycarboxylic acid are mixed in the same ratio as the charging ratio (P-1). ), The elution rate of copper ions in the filtrate was determined. The results are shown in Table 1. Moreover, when the dispersion liquid in which carbon dioxide gas was absorbed was decompressed, it was confirmed that the entire amount of carbon dioxide gas was released. This suggests that the gas absorbent is reusable.

実施例2
[ガス吸収剤の製造方法]
(P−2)
実施例1で得られた金属錯体(D−1)1.0gを、メタノール−水混合溶媒(容量比1:2)20mLに分散させ、系内を窒素置換し、撹拌しながら85℃に加熱した。これに分子量550のポリエチレングリコールジメタクリレート1.5gおよび過酸化ベンゾイル25mg(0.1mmol)を加え、85℃で30分撹拌した。反応液内温を5℃に冷却し、系中の固体をろ別して、メタノール/水混合溶媒(容量比1/2)20mLで洗浄し、150℃で2時間真空乾燥して1.8gの固体を得た。前記固体をガス吸収剤(P−2)とした。
Example 2
[Production method of gas absorbent]
(P-2)
Disperse 1.0 g of the metal complex (D-1) obtained in Example 1 in 20 mL of a methanol-water mixed solvent (volume ratio 1: 2), purge the system with nitrogen, and heat to 85 ° C. with stirring. did. To this, 1.5 g of polyethylene glycol dimethacrylate having a molecular weight of 550 and 25 mg (0.1 mmol) of benzoyl peroxide were added and stirred at 85 ° C. for 30 minutes. The internal temperature of the reaction solution is cooled to 5 ° C., the solid in the system is filtered off, washed with 20 mL of a methanol / water mixed solvent (volume ratio 1/2), and vacuum dried at 150 ° C. for 2 hours to obtain 1.8 g of solid. Got. The solid was used as a gas absorbent (P-2).

[ガス吸収量、ろ液中のハロゲン含有量、ろ液中への銅イオンの溶出率]
上記の方法で得られたガス吸収剤(P−2)1.8gを用いた以外は、実施例1と同様の方法で、ガス吸収量及びろ液中のハロゲン含有量を測定した。ガス吸収剤(P−2)は、1.0gの金属錯体(D−1)が0.8gのポリマーによって被覆されたものであると仮定して、ろ液中への銅イオンの溶出率を求めた。結果を表1に示す。また、二酸化炭素ガスを吸収させた分散液を減圧したところ、全量の二酸化炭素ガスが放出されることを確認した。これにより、前記ガス吸収剤は再利用可能であることが示唆される。
[Gas absorption, halogen content in filtrate, elution rate of copper ions in filtrate]
The gas absorption amount and the halogen content in the filtrate were measured by the same method as in Example 1 except that 1.8 g of the gas absorbent (P-2) obtained by the above method was used. Assuming that 1.0 g of the metal complex (D-1) is coated with 0.8 g of polymer, the gas absorbent (P-2) has an elution rate of copper ions in the filtrate. Asked. The results are shown in Table 1. Moreover, when the dispersion liquid in which carbon dioxide gas was absorbed was decompressed, it was confirmed that the entire amount of carbon dioxide gas was released. This suggests that the gas absorbent is reusable.

比較例1
[ガス吸収剤の製造方法]
(P−3)
攪拌器、滴下ロートおよび温度計を装着した内容積500mLの三ツ口フラスコに、トリメシン酸2.18g[カルボキシル基量(b):31.1mmol]、およびメタノール/水混合溶媒(容量比1/2)混合溶媒300mLを仕込み、攪拌した。得られた混合液を85℃に加熱し、撹拌しながら、該溶液に酢酸銅(II)・一水和物3.08g[多価金属(A)の塩の量(a):15.4mmol]のメタノール/水混合溶媒(容量比1/2)150mLを15分間で滴下した。滴下終了後、フラスコ内温を85℃に保ち、18時間撹拌を続けた。反応液内温を5℃に冷却し、反応系内に析出した固体をろ過し、メタノール/水混合溶媒(容量比1/2)20mLにて洗浄した後、得られた固体を200℃で4時間真空乾燥し、2.50gの金属錯体(D−3)を得た。金属錯体(D−3)について、赤外線吸収スペクトルの測定、X線回折パターンの測定及びSEM観察を行った。また、この金属錯体(D−3)をガス吸収剤(P−3)とした。
Comparative Example 1
[Production method of gas absorbent]
(P-3)
In a three-necked flask with an internal volume of 500 mL equipped with a stirrer, a dropping funnel and a thermometer, 2.18 g of trimesic acid [carboxyl group amount (b): 31.1 mmol] and a methanol / water mixed solvent (volume ratio 1/2) 300 mL of a mixed solvent was charged and stirred. The obtained mixed solution was heated to 85 ° C. and stirred while the solution was mixed with 3.08 g of copper (II) acetate monohydrate [amount of salt of polyvalent metal (A) (a): 15.4 mmol. ] 150 mL of a methanol / water mixed solvent (volume ratio 1/2) was added dropwise over 15 minutes. After completion of the dropping, the temperature inside the flask was kept at 85 ° C. and stirring was continued for 18 hours. The internal temperature of the reaction solution was cooled to 5 ° C., and the solid precipitated in the reaction system was filtered and washed with 20 mL of a methanol / water mixed solvent (volume ratio 1/2). It vacuum-dried for the time, and 2.50g metal complex (D-3) was obtained. For the metal complex (D-3), measurement of an infrared absorption spectrum, measurement of an X-ray diffraction pattern, and SEM observation were performed. Moreover, this metal complex (D-3) was used as the gas absorbent (P-3).

[ガス吸収量、ろ液中のハロゲン含有量、ろ液中への銅イオンの溶出率]
上記の方法で得られたガス吸収剤(P−3)を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、ガス吸収量及びろ液中のハロゲン含有量を測定した。また、ガス吸収剤(P−3)の組成式をCu{C(COO)}と仮定して、ろ液中への銅イオンの溶出率を求めた。結果を表1に示す。また、二酸化炭素ガスを吸収させた分散液を減圧したところ、全量の二酸化炭素ガスが放出されることを確認した。
[Gas absorption, halogen content in filtrate, elution rate of copper ions in filtrate]
The gas absorption amount and the halogen content in the filtrate were measured by the same method as in Example 1 except that the gas absorbent (P-3) obtained by the above method was used. The gas absorbent composition formula (P-3) on the assumption that Cu 3 {C 6 H 3 ( COO) 3} 2, was determined the elution of copper ions into the filtrate solution. The results are shown in Table 1. Moreover, when the dispersion liquid in which carbon dioxide gas was absorbed was decompressed, it was confirmed that the entire amount of carbon dioxide gas was released.

ポリアクリル酸を用いて得られた金属錯体(D−1)であるガス吸収剤(P−1)(実施例1)は、ポリアクリル酸を用いなかった金属錯体(D−3)であるガス吸収剤(P−3)の場合(比較例1)と比較して、いずれのガスにおいても吸収性能はほぼ同等でありながら、銅イオンの溶出が効果的に抑制されることがわかった。また、ポリアクリル酸を用いて得られた金属錯体(D−1)の粒子の表面に被覆を施したガス吸収剤(P−1)は、さらに銅イオンの溶出が抑制されることがわかった。   The gas absorbent (P-1) (Example 1) which is a metal complex (D-1) obtained using polyacrylic acid is a gas which is a metal complex (D-3) which does not use polyacrylic acid. As compared with the case of the absorbent (P-3) (Comparative Example 1), it was found that the elution of copper ions is effectively suppressed while the absorption performance is almost the same in any gas. Moreover, it turned out that the elution of a copper ion is further suppressed by the gas absorbent (P-1) which coat | covered the surface of the particle | grains of the metal complex (D-1) obtained using polyacrylic acid. .

金属錯体(D−1)及び金属錯体(D−3)、その他、以下に記載する化合物についての赤外線吸収スペクトル測定結果、X線回折パターン測定結果及びSEM観察結果を以下詳細に説明する。   Infrared absorption spectrum measurement results, X-ray diffraction pattern measurement results, and SEM observation results for the metal complex (D-1), metal complex (D-3), and other compounds described below will be described in detail below.

<赤外線吸収スペクトル>
金属錯体(D−1)、金属錯体(D−3)、トリメシン酸、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸銅及び酢酸銅(II)・一水和物の赤外線吸収スペクトルの測定結果を、それぞれ図1〜6に示す。なお、前記ポリアクリル酸銅(II)は、分子量25000のポリアクリル酸のメタノール/水混合溶液(容量比1/2)に、酢酸銅(II)・一水和物のメタノール/水混合溶液(容量比1/2)を滴下し析出した固体を乾燥することによって得られた化合物を使用した。トリメシン酸及びポリアクリル酸の両スペクトルにおいて、フリーのカルボキシル基に由来する吸収ピーク(C=Oの伸縮吸収)が、1700cm−1付近に見られた。一方、ポリアクリル酸銅(II)及び酢酸銅(II)・一水和物のスペクトルにおいて、2価の銅に配位しているカルボキシル基(カルボキシアニオン)に由来する吸収ピーク(C=Oの伸縮吸収)が、それぞれ1550cm−1付近、1600cm−1付近に見られた。一方、金属錯体(D−1)のスペクトルにおいて、1700cm−1付近に吸収ピークはほとんど見られなかったのに対し、1550cm−1付近に吸収ピークが見られた。また、金属錯体(D−3)のスペクトルにおいても、金属錯体(D−1)と同様に、1700cm−1付近に吸収ピークはほとんど見られなかったのに対し、1600cm−1付近に強い吸収ピークが見られた。これらのことから、金属錯体(D−1)を構成するポリアクリル酸のカルボキシル基のほとんどが、カルボキシアニオンとして2価の銅に配位していることが示唆された。
<Infrared absorption spectrum>
The measurement results of infrared absorption spectra of metal complex (D-1), metal complex (D-3), trimesic acid, polyacrylic acid, copper polyacrylate and copper (II) acetate monohydrate are shown in FIG. Shown in ~ 6. The copper (II) polyacrylate is a methanol / water mixed solution of polyacrylic acid having a molecular weight of 25000 (volume ratio 1/2), and a methanol / water mixed solution of copper acetate (II) and monohydrate ( The compound obtained by dripping the volume ratio 1/2) and drying the precipitated solid was used. In both the trimesic acid and polyacrylic acid spectra, an absorption peak (C = O stretching absorption) derived from a free carboxyl group was observed in the vicinity of 1700 cm- 1 . On the other hand, in the spectra of copper (II) acrylate and copper (II) acetate monohydrate, absorption peaks derived from carboxyl groups (carboxyanions) coordinated to divalent copper (C = O) flexible absorbing) are near each 1550 cm -1, were observed at about 1600 cm -1. On the other hand, in the spectrum of the metal complex (D-1), whereas the absorption peak near 1700 cm -1 was hardly observed, an absorption peak was observed at around 1550 cm -1. Also in the spectrum of the metal complex (D-3), similarly to the metal complex (D-1), whereas the absorption peak near 1700 cm -1 was hardly observed, strong absorption peak around 1600 cm -1 It was observed. From these, it was suggested that most of the carboxyl groups of polyacrylic acid constituting the metal complex (D-1) are coordinated to divalent copper as a carboxy anion.

<X線回折パターン>
金属錯体(D−1)及び金属錯体(D−3)のX線回折パターンの測定結果を、図7及び図8に示す。金属錯体(D−1)のX線回折パターンのメインピークは11.52°(2θ)にあり、半値幅は0.202°と求められた。一方、金属錯体(D−3)のX線回折パターンのメインピークは11.62°(2θ)にあり、半値幅は0.167°と求められた。このことから、ポリアクリル酸を使用することによって、メインピークが狭角側へシフトし、半値幅が広がることがわかった。このことは、ポリアクリル酸がネットワーク構造に取り込まれることで、結晶構造の面間隔dが広がって格子が緩むと共に、結晶の規則性が若干乱されることを示唆するものである。なお、金属錯体(D−1)及び金属錯体(D−3)の結晶構造のメインの面間隔dは、それぞれ7.68Å、7.61Åと求められた。
<X-ray diffraction pattern>
The measurement result of the X-ray-diffraction pattern of a metal complex (D-1) and a metal complex (D-3) is shown in FIG.7 and FIG.8. The main peak of the X-ray diffraction pattern of the metal complex (D-1) was at 11.52 ° (2θ), and the half width was determined to be 0.202 °. On the other hand, the main peak of the X-ray diffraction pattern of the metal complex (D-3) was at 11.62 ° (2θ), and the half width was determined to be 0.167 °. From this, it was found that the use of polyacrylic acid shifts the main peak to the narrow angle side and widens the half width. This suggests that the incorporation of polyacrylic acid into the network structure widens the interplanar spacing d of the crystal structure, loosens the lattice, and slightly disturbs the regularity of the crystal. The main interplanar spacing d of the crystal structures of the metal complex (D-1) and the metal complex (D-3) was determined to be 7.68 mm and 7.61 mm, respectively.

<SEM観察>
金属錯体(D−1)及び(D−3)のSEM観察写真を、それぞれ図9及び図10に示す。これから、金属錯体(D−1)が金属錯体(D−3)と同様に結晶構造を有することが示唆される。
<SEM observation>
SEM observation photographs of the metal complexes (D-1) and (D-3) are shown in FIGS. 9 and 10, respectively. From this, it is suggested that the metal complex (D-1) has a crystal structure similarly to the metal complex (D-3).

金属錯体(D−1)の赤外線吸収スペクトルである。It is an infrared absorption spectrum of a metal complex (D-1). 金属錯体(D−3)の赤外線吸収スペクトルである。It is an infrared absorption spectrum of a metal complex (D-3). トリメシン酸の赤外線吸収スペクトルである。It is an infrared absorption spectrum of trimesic acid. ポリアクリル酸の赤外線吸収スペクトルである。It is an infrared absorption spectrum of polyacrylic acid. ポリアクリル酸銅(II)の赤外線吸収スペクトルである。It is an infrared absorption spectrum of poly (copper acrylate). 酢酸銅(II)・一水和物の赤外線吸収スペクトルである。It is an infrared absorption spectrum of copper (II) acetate monohydrate. 金属錯体(D−1)のX線回折パターンである。It is an X-ray diffraction pattern of a metal complex (D-1). 金属錯体(D−3)のX線回折パターンである。It is an X-ray-diffraction pattern of a metal complex (D-3). 金属錯体(D−1)のSEM観察写真である。It is a SEM observation photograph of a metal complex (D-1). 金属錯体(D−3)のSEM観察写真である。It is a SEM observation photograph of a metal complex (D-3).

Claims (20)

多価金属(A)と、分子量500未満の多価カルボン酸(B)と、分子量500以上のカルボキシル基を有する重合体(C)とからなる金属錯体(D)よりなるガス吸収剤。 A gas absorbent comprising a metal complex (D) comprising a polyvalent metal (A), a polyvalent carboxylic acid (B) having a molecular weight of less than 500, and a polymer (C) having a carboxyl group having a molecular weight of 500 or more. 多価金属(A)が2価の銅である請求項1記載のガス吸収剤。 The gas absorbent according to claim 1, wherein the polyvalent metal (A) is divalent copper. 多価カルボン酸(B)が、ベンゼン環の1位、3位及び5位にカルボキシル基を有するカルボン酸である請求項1又は2記載のガス吸収剤。 The gas absorbent according to claim 1 or 2, wherein the polyvalent carboxylic acid (B) is a carboxylic acid having a carboxyl group at the 1-position, 3-position and 5-position of the benzene ring. 重合体(C)が、ポリ(メタ)アクリル酸である請求項1〜3のいずれか記載のガス吸収剤。 The gas absorbent according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer (C) is poly (meth) acrylic acid. 金属錯体(D)の赤外線吸収スペクトルにおいて、重合体(C)の有するカルボキシル基に由来する吸収ピークのうち、多価金属(A)に配位しているカルボキシル基に由来する吸収ピークの吸光度が、多価金属(A)に配位していないカルボキシル基に由来する吸収ピークの吸光度よりも大きい請求項1〜4のいずれか記載のガス吸収剤。 In the infrared absorption spectrum of the metal complex (D), the absorbance of the absorption peak derived from the carboxyl group coordinated to the polyvalent metal (A) among the absorption peaks derived from the carboxyl group of the polymer (C) is The gas absorbent according to any one of claims 1 to 4, which has a larger absorbance than an absorption peak derived from a carboxyl group that is not coordinated to the polyvalent metal (A). 金属錯体(D)のX線回析パターンにおいて、結晶構造に由来するピークを持つ請求項1〜5のいずれか記載のガス吸収剤。 The gas absorbent according to any one of claims 1 to 5, wherein the X-ray diffraction pattern of the metal complex (D) has a peak derived from a crystal structure. 金属錯体(D)のX線回析パターンにおいて、同一の多価金属(A)及び同一の多価カルボン酸(B)のみからなる金属錯体のX線回析パターンに比べて、メインピークのピークトップが狭角側にあり、メインピークの半値幅が広い請求項6記載のガス吸収剤。 In the X-ray diffraction pattern of the metal complex (D), compared to the X-ray diffraction pattern of the metal complex consisting only of the same polyvalent metal (A) and the same polyvalent carboxylic acid (B), the peak of the main peak The gas absorbent according to claim 6, wherein the top is on the narrow angle side and the half width of the main peak is wide. 前記金属錯体(D)の粒子を、ポリマー(E)で被覆してなる請求項1〜7のいずれか記載のガス吸収剤。 The gas absorbent according to any one of claims 1 to 7, wherein the metal complex (D) particles are coated with a polymer (E). 多価金属(A)の塩と、分子量500未満の多価カルボン酸(B)と、分子量500以上のカルボキシル基を有する重合体(C)とを反応させて金属錯体を生成させることを特徴とするガス吸収剤の製造方法。 Characterized by reacting a salt of a polyvalent metal (A), a polyvalent carboxylic acid (B) having a molecular weight of less than 500, and a polymer (C) having a carboxyl group having a molecular weight of 500 or more to form a metal complex. A method for producing a gas absorbent. 多価カルボン酸(B)と重合体(C)とを溶解させた溶液中に多価金属(A)の塩を加えてこれらを反応させる請求項9記載のガス吸収剤の製造方法。 The method for producing a gas absorbent according to claim 9, wherein a salt of the polyvalent metal (A) is added to a solution in which the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C) are dissolved, and these are reacted. アルコール及び水の混合溶媒中で反応させる請求項9又は10記載のガス吸収剤の製造方法。 The method for producing a gas absorbent according to claim 9 or 10, wherein the reaction is carried out in a mixed solvent of alcohol and water. 多価カルボン酸(B)のカルボキシル基量(b)と、重合体(C)のカルボキシル基量(c)とのモル比(b/c)が99.9/0.1〜50/50である請求項9〜11のいずれか記載のガス吸収剤の製造方法。 The molar ratio (b / c) between the carboxyl group amount (b) of the polyvalent carboxylic acid (B) and the carboxyl group amount (c) of the polymer (C) is 99.9 / 0.1 to 50/50. The manufacturing method of the gas absorbent in any one of Claims 9-11. 多価金属(A)の価数をmとしたとき、多価金属(A)の量(a)に対する、多価カルボン酸(B)及び重合体(C)の全カルボキシル基量(b+c)のモル比[(b+c)/a]が、下記式(1)を満足する請求項9〜12のいずれか記載のガス吸収剤の製造方法。
0.2m≦(b+c)/a≦50m (1)
When the valence of the polyvalent metal (A) is m, the total amount of carboxyl groups (b + c) of the polyvalent carboxylic acid (B) and the polymer (C) with respect to the amount (a) of the polyvalent metal (A). The manufacturing method of the gas absorbent according to any one of claims 9 to 12, wherein the molar ratio [(b + c) / a] satisfies the following formula (1).
0.2 m ≦ (b + c) / a ≦ 50 m (1)
請求項1〜8のいずれか記載のガス吸収剤を用いて、液体中に溶存するガスを吸収させることを特徴とするガスの吸収方法。 A gas absorption method comprising absorbing a gas dissolved in a liquid using the gas absorbent according to any one of claims 1 to 8. 前記液体が配位性有機化合物である請求項14記載のガスの吸収方法。 The gas absorption method according to claim 14, wherein the liquid is a coordinating organic compound. 一酸化炭素、二酸化炭素、メタン及びエタンからなる群から選択される少なくとも一種のガスを吸収させる請求項14又は15記載のガスの吸収方法。 The gas absorption method according to claim 14 or 15, wherein at least one gas selected from the group consisting of carbon monoxide, carbon dioxide, methane and ethane is absorbed. 大気圧以上1MPa以下の圧力及び−40〜100℃の温度においてガスを吸収させる請求項14〜16のいずれか記載のガスの吸収方法。 The gas absorption method according to any one of claims 14 to 16, wherein the gas is absorbed at a pressure of from atmospheric pressure to 1 MPa and a temperature of from -40 to 100 ° C. 前記液体中に溶存して化学反応を阻害するガスを吸収させる請求項14〜17記載のガスの吸収方法。 The gas absorption method according to claim 14, wherein a gas that dissolves in the liquid and inhibits a chemical reaction is absorbed. 前記化学反応が触媒反応である請求項18記載のガスの吸収方法。 The gas absorption method according to claim 18, wherein the chemical reaction is a catalytic reaction. 前記化学反応を行わせる前に、予め、前記液体中に溶存して化学反応を阻害するガスを吸収させる請求項18又は19記載のガスの吸収方法。 The gas absorption method according to claim 18 or 19, wherein a gas that dissolves in the liquid and inhibits the chemical reaction is absorbed in advance before the chemical reaction is performed.
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