JP2007045701A - 球状シリカ系メソ多孔体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶媒中でシリカ原料とアルキルアンモニウムハライドからなる界面活性剤とを混合し、シリカ中に前記界面活性剤が導入されてなる多孔体前駆体粒子を得る、前記多孔体前駆体粒子に含まれる前記界面活性剤を除去して粒径均一性の高い球状シリカ系メソ多孔体を得ることを特徴とする。
[R1、R2及びR3はアルキル基を示し、Xはハロゲン原子を示し、nは19〜25の整数を示す。]
【選択図】なし
Description
溶媒中でシリカ原料と界面活性剤とを混合し、シリカ中に前記界面活性剤が導入されてなる多孔体前駆体粒子を得る第1の工程と、
前記多孔体前駆体粒子に含まれる前記界面活性剤を除去して球状シリカ系メソ多孔体を得る第2の工程と、
を含む球状シリカ系メソ多孔体の製造方法であって、前記界面活性剤として下記一般式(1):
で表されるアルキルアンモニウムハライドを用い、前記溶媒として水と、アルコール及び/又はエーテルとの混合溶媒を用い、前記溶媒中におけるアルコール及び/又はエーテルの含有量が40〜85容量%であり、前記溶媒中における前記界面活性剤の濃度が0.0003〜0.001mol/Lであり、且つ、前記溶媒中における前記シリカ原料の濃度がSi濃度換算で0.0005〜0.01mol/Lであることを特徴とする粒径均一性の高い球状シリカ系メソ多孔体の製造方法である。
第一の溶媒中でシリカ原料と第一の界面活性剤とを混合し、シリカ中に前記第一の界面活性剤が導入されてなる第一の多孔体前駆体粒子を得る工程(A)と、
拡張剤を含む第二の溶媒中で、前記第一の多孔体前駆体粒子中に前記拡張剤が導入されてなる第二の多孔体前駆体粒子を得る工程(B)と、
前記第二の多孔体前駆体粒子に含まれる前記第一の界面活性剤及び前記拡張剤を除去して球状シリカ系メソ多孔体を得る工程(C)と、
を含む球状シリカ系メソ多孔体の製造方法であって、
工程(A)において、前記第一の界面活性剤として下記一般式(2):
で表されるアルキルアンモニウムハライドを用い、前記第一の溶媒として水と、アルコール及び/又はエーテルとの混合溶媒を用い、前記第一の溶媒中におけるアルコール及び/又はエーテルの含有量が85容量%以下であり、前記第一の溶媒中における前記第一の界面活性剤の濃度が0.0001〜0.03mol/Lであり、前記第一の溶媒中における前記シリカ原料の濃度がSi濃度換算で0.0005〜0.03mol/Lであり、且つ、前記シリカ原料と前記第一の界面活性剤とを0〜40℃の温度条件下で混合すること、及び、
工程(B)において、前記拡張剤として下記一般式(3):
で表されるアルキルアンモニウムハライド、鎖状炭化水素、環状炭化水素及びヘテロ環化合物からなる群から選択される少なくとも1種を用い、前記第二の溶媒として水とアルコールとの混合溶媒を用い、前記第二の溶媒中におけるアルコールの含有量が40〜90容量%であり、前記第二の溶媒中における前記拡張剤の濃度が0.05〜10mol/Lであり、且つ、前記第二の溶媒中で前記第一の多孔体前駆体粒子を60〜150℃の温度条件下で混合すること、
を特徴とする粒径均一性の高い球状シリカ系メソ多孔体の製造方法である。
先ず、本発明の第1の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法について説明する。すなわち、本発明の第1の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法は、
溶媒中でシリカ原料と界面活性剤とを混合し、シリカ中に前記界面活性剤が導入されてなる多孔体前駆体粒子を得る第1の工程と、
前記多孔体前駆体粒子に含まれる前記界面活性剤を除去して球状シリカ系メソ多孔体を得る第2の工程と、
を含む球状シリカ系メソ多孔体の製造方法であって、前記界面活性剤として下記一般式(1):
で表されるアルキルアンモニウムハライドを用い、前記溶媒として水と、アルコール及び/又はエーテルとの混合溶媒を用い、前記溶媒中におけるアルコール及び/又はエーテルの含有量が40〜85容量%であり、前記溶媒中における前記界面活性剤の濃度が0.0003〜0.001mol/Lであり、且つ、前記溶媒中における前記シリカ原料の濃度がSi濃度換算で0.0005〜0.01mol/Lであることを特徴とする粒径均一性の高い球状シリカ系メソ多孔体の製造方法である。
本発明の第1の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法における第1の工程は、溶媒中でシリカ原料と界面活性剤とを混合し、シリカ中に前記界面活性剤が導入されてなる多孔体前駆体粒子を得る工程である。
で表されるアルキルアンモニウムハライドである。
本発明の第1の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法における第2の工程は、前記第1の工程で得られた多孔体前駆体粒子に含まれる界面活性剤を除去して球状シリカ系メソ多孔体を得る工程である。このように界面活性剤を除去する方法としては、例えば、焼成による方法、有機溶媒で処理する方法、イオン交換法等を挙げることができる。
次に、本発明の第2の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法について説明する。すなわち、本発明の第2の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法は、
第一の溶媒中でシリカ原料と第一の界面活性剤とを混合し、シリカ中に前記第一の界面活性剤が導入されてなる第一の多孔体前駆体粒子を得る工程(A)と、
拡張剤を含む第二の溶媒中で、前記第一の多孔体前駆体粒子中に前記拡張剤が導入されてなる第二の多孔体前駆体粒子を得る工程(B)と、
前記第二の多孔体前駆体粒子に含まれる前記第一の界面活性剤及び前記拡張剤を除去して球状シリカ系メソ多孔体を得る工程(C)と、
を含む球状シリカ系メソ多孔体の製造方法であって、
工程(A)において、前記第一の界面活性剤として下記一般式(2):
で表されるアルキルアンモニウムハライドを用い、前記第一の溶媒として水と、アルコール及び/又はエーテルとの混合溶媒を用い、前記第一の溶媒中におけるアルコール及び/又はエーテルの含有量が85容量%以下であり、前記第一の溶媒中における前記第一の界面活性剤の濃度が0.0001〜0.03mol/Lであり、前記第一の溶媒中における前記シリカ原料の濃度がSi濃度換算で0.0005〜0.03mol/Lであり、且つ、前記シリカ原料と前記第一の界面活性剤とを0〜40℃の温度条件下で混合すること、及び、
工程(B)において、前記拡張剤として下記一般式(3):
で表されるアルキルアンモニウムハライド、鎖状炭化水素、環状炭化水素及びヘテロ環化合物からなる群から選択される少なくとも1種を用い、前記第二の溶媒として水とアルコールとの混合溶媒を用い、前記第二の溶媒中におけるアルコールの含有量が40〜90容量%であり、前記第二の溶媒中における前記拡張剤の濃度が0.05〜10mol/Lであり、且つ、前記第二の溶媒中で前記第一の多孔体前駆体粒子を60〜150℃の温度条件下で混合すること、
を特徴とする粒径均一性の高い球状シリカ系メソ多孔体の製造方法である。
本発明の第2の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法における工程(A)は、第一の溶媒中でシリカ原料と第一の界面活性剤とを混合し、シリカ中に前記第一の界面活性剤が導入されてなる第一の多孔体前駆体粒子を得る工程である。
で表されるアルキルアンモニウムハライドである。
本発明の第2の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法における工程(B)は、拡張剤(エキスパンダー)を含む第二の溶媒中で、前記第一の多孔体前駆体粒子中に前記拡張剤が導入されてなる第二の多孔体前駆体粒子を得る工程である。そして、本発明においては、このような工程(B)で行う水熱処理によって、細孔径の拡大が可能となる。
で表されるアルキルアンモニウムハライド(第二の界面活性剤)、鎖状炭化水素、環状炭化水素及びヘテロ環化合物からなる群から選択される少なくとも1種が用いられる。
本発明の第2の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法における工程(C)は、前記第二の多孔体前駆体粒子に含まれる前記第一の界面活性剤及び前記拡張剤を除去して球状シリカ系メソ多孔体を得る工程である。このような工程(C)は、前述の本発明の第1の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法における第2の工程と同様の方法である。
(実施例1)
水279gと、エタノール520gとからなる混合溶媒に、ドコシルトリメチルアンモニウムクロリド(界面活性剤)0.296g(7.80×10−4mol/L)及び1規定水酸化ナトリウム1.14mLをそれぞれ添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)0.661g(4.62×10−3mol/L)を添加すると完全に溶解し、約360秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩放置(14時間)放置した後、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末(多孔体前駆体粒子)を得た。このようにして得られた白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥した後、550℃で焼成することにより界面活性剤を含む有機成分を除去し、球状シリカ系メソ多孔体を得た。
水239gとエタノール480g及びメタノール80.0gとからなる混合溶媒に、ドコシルトリメチルアンモニウムクロリド(界面活性剤)0.296g(7.71×10−4mol/L)及び1規定水酸化ナトリウム1.14mLをそれぞれ添加した。これに、テトラメトキシシラン(シリカ原料)0.661g(4.57×10−3mol/L)を添加すると完全に溶解し、約400秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末(多孔体前駆体粒子)を得た。このようにして得られた白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥した後、550℃で焼成することにより界面活性剤を含む有機成分を除去し、球状シリカ系メソ多孔体を得た。
水399gと、エタノール400gとからなる混合溶媒に、ドコシルトリエチルアンモニウムブロミド(界面活性剤)0.180g(4.04×10−4mol/L)及び1規定水酸化ナトリウム1.14mLをそれぞれ添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)0.661g(4.79×10−3mol/L)を添加すると完全に溶解し、約720秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末(多孔体前駆体粒子)を得た。この白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥した後、550℃で焼成することにより界面活性剤を含む有機成分を除去し、球状シリカ系メソ多孔体を得た。
水239gと、エタノール520g及びジエチルエーテル40.0gとからなる混合溶媒に、ドコシルトリメチルアンモニウムクロリド(界面活性剤)0.296g(7.66×10−4mol/L)及び1規定水酸化ナトリウム1.52mLをそれぞれ添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)0.880g(6.05×10−3mol/L)を添加すると完全に溶解し、約240秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末(多孔体前駆体粒子)を得た。この白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥した後、550℃で焼成することにより界面活性剤を含む有機成分を除去し、球状シリカ系メソ多孔体を得た。
水278gと、エタノール520gとからなる混合溶媒に、ドコシルトリメチルアンモニウムクロリド0.445g(1.17×10−3mol/L)及び1規定水酸化ナトリウム2.28mLをそれぞれ添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)1.32g(9.22×10−3mol/L)を添加すると完全に溶解し、約150秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末を得た。この白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥した後、550℃で焼成することにより界面活性剤を含む有機成分を除去し、比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
(比較例2)
水198gと、エタノール560g及びエチレングリコール40.0gとからなる混合溶媒に、ドコシルトリメチルアンモニウムクロリド(界面活性剤)0.445g(1.16×10−3mol/L)および1規定水酸化ナトリウムを2.28mL添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)1.32g(9.16×10−3mol/L)を添加すると完全に溶解し、約150秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末を得た。この白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥した後、550℃で焼成することにより界面活性剤を含む有機成分を除去し、比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
水279gと、エタノール520gとからなる混合溶媒に、ドコシルトリメチルアンモニウムクロリド(界面活性剤)0.0900g(2.37×10−4mol/L)及び1規定水酸化ナトリウム0.761mLをそれぞれ添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)0.439g(3.07×10−3mol/L)を添加すると完全に溶解し、約30分後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末を得た。この白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥した後、550℃で焼成することにより界面活性剤を含む有機成分を除去し、比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
前述の結果からも明らかなように、本発明の第1の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法を用いた場合(実施例1〜4)は、中心細孔直径がいずれも2.6nm以上であり、しかも粒子の粒径分布に関する標準偏差がいずれも5.0%未満であり、粒子の均一性の高いものが得られることが確認された。
(実施例5)
水800gと、メタノール800gとからなる第一の溶媒に、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド(第一の界面活性剤)7.04g(0.014mol/L)及び1規定水酸化ナトリウム9.12mLをそれぞれ添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)5.28g(0.022mol/L)を添加すると完全に溶解し、約200秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末を得た。そして、この白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥することで第一の多孔体前駆体粒子を得た。
水800gと、メタノール800gとからなる混合溶媒に、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド(界面活性剤)7.04g(0.014mol/L)及び1規定水酸化ナトリウム9.12mLをそれぞれ添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)5.28g(0.022mol/L)を添加すると完全に溶解し、約200秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末を得た。そして、この白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥した後、550℃で焼成することにより界面活性剤を含む有機成分を除去し、比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
得られた第一の多孔体前駆体粒子0.2gを、イオン交換水3mL及びエタノール3mLのみからなる混合溶液に加えてオートクレーブで80℃の温度条件下において7日間水熱処理を行った以外は実施例5と同様にして比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
水300gとメタノール100gとからなる第一の溶媒に、デシルトリメチルアンモニウムブロミド(第一の界面活性剤)1.54g(0.013mol/L)及び1規定水酸化ナトリウム2.28mLをそれぞれ添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)1.32g(0.021mol/L)を添加すると完全に溶解し、約100秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末を得た。そして、この白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥することで第一の多孔体前駆体粒子を得た。
水300gとメタノール100gとからなる溶媒に、デシルトリメチルアンモニウムブロミド(界面活性剤)1.54g(0.013mol/L)及び1規定水酸化ナトリウム2.28mLをそれぞれ添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)1.32g(0.021mol/L)を添加すると完全に溶解し、約100秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末を得た。そして、この白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥した後、550℃で焼成することにより界面活性剤を含む有機成分を除去し、比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
得られた第一の多孔体前駆体粒子0.2gを、イオン交換水3mL及びエタノール3mLのみからなる混合溶液に加えてオートクレーブで70℃の温度条件下において10日間水熱処理を行った以外は実施例6と同様にして比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
水158gと、メタノール640gとからなる第一の溶媒に、ドコシルトリメチルアンモニウムクロリド(第一の界面活性剤)0.296g(7.55×10−4mol/L)及び1規定水酸化ナトリウムを1.52mL添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)0.880g(5.95×10−3mol/L)を添加すると完全に溶解し、約540秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末を得た後、熱風乾燥機で3日間乾燥することで第一の多孔体前駆体粒子を得た。
(比較例8)
水158gと、メタノール640gとからなる第一の溶媒に、ドコシルトリメチルアンモニウムクロリド(第一の界面活性剤)0.296g(7.55×10−4mol/L)及び1規定水酸化ナトリウムを1.52mL添加した。これにテトラメトキシシラン(シリカ原料)0.880g(5.95×10−3mol/L)を添加すると完全に溶解し、約540秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と洗浄を3回繰り返して白色粉末を得た。そして、この白色粉末を熱風乾燥機で3日間乾燥した後、550℃で焼成することにより界面活性剤を含む有機成分を除去し、比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
先ず、水672gと、メタノール928gとからなる第一の溶媒1600g(水/メタノール(質量比)=42/58)に、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド(第一の界面活性剤)6.72g(1.2×10−2mol/L)を溶解し、恒温水槽中で25℃に保って攪拌して溶液を得た。次に、この溶液に1mol/Lの水酸化ナトリウム溶液を6.84g添加した。これに、予め乾燥窒素気流中で混合したテトラメトキシシラン(TMOS)と3−アミノプロピルトリメトキシシラン(APTMS)との混合物(シリカ原料:TMOS/APTMS(モル比)=9/1)3.47×10−2molを添加すると完全に溶解し、数分後に白色粉末が析出し、溶液が白濁した。その後、室温で8時間攪拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と水に再分散させる操作を2回繰り返し、45℃の温度条件下において一晩乾燥させ、第一の多孔体前駆体粒子を得た。
得られた第一のシリカ多孔体前駆体粒子0.5gを、エタノール50mLに分散させ、これに塩酸0.5mLを加えた後、オイルバス中60℃の温度条件で3時間攪拌して、第一のシリカ多孔体前駆体粒子から界面活性剤を抽出し、エタノールで十分に洗浄した後、45℃で乾燥した以外は実施例8と同様にして比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
水946.32gと、メタノール1440gとからなる第一の溶媒に、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド(第一の界面活性剤)11.49g(0.033mol)及び1mol/Lの水酸化ナトリウム13.68g(0.014mol)を添加した。これに、テトラメトキシシラン(シリカ原料)7.92g(0.052mol)を添加して撹拌を続けたところテトラメトキシシランは完全に溶解し、約80秒後に白色粉末が析出してきた。室温で8時間撹拌した後、一晩(14時間)放置し、ろ過と脱イオン水による洗浄を3回繰り返して白色粉末(第一の多孔体前駆体粒子)を得た。
得られた第一の多孔体前駆体粒子0.3gを、1,10−フェナントロリン(拡張剤:ヘテロ環化合物)0.6750g(0.189mol/L)を含む、水9mlとエタノール9mlとからなる第二の溶媒に加えて、オートクレーブで80℃の温度条件下において7日間水熱処理を行った以外は実施例9と同様にして球状シリカ系メソ多孔体を得た。
得られた第一の多孔体前駆体粒子0.3gを、ヘキサン(拡張剤:鎖状炭化水素)0.6750g(0.412mol/L)を含む、水9mlとエタノール9mlとからなる第二の溶媒に加えて、オートクレーブで80℃の温度条件下において7日間水熱処理を行った以外は実施例9と同様にして球状シリカ系メソ多孔体を得た。
得られた第一の多孔体前駆体粒子0.3gを、ドデカン(拡張剤:鎖状炭化水素)0.6750g(0.210mol/L)を含む、水9mlとエタノール9mlとからなる第二の溶媒に加えて、オートクレーブで80℃の温度条件下において7日間水熱処理を行った以外は実施例9と同様にして球状シリカ系メソ多孔体を得た。
得られた第一の多孔体前駆体粒子0.45gを、メシチレン(拡張剤:環状炭化水素)1.0912g(0.321mol/L)及びドコシルトリメチルアンモニウムクロリド(拡張剤:第二の界面活性剤)1.0912g(0.0955mol/L)を含む、水13.5mlとエタノール13.5mlとからなる第二の溶媒に加えて、オートクレーブで80℃の温度条件下において7日間水熱処理を行った以外は実施例9と同様にして球状シリカ系メソ多孔体を得た。
得られた第一の多孔体前駆体粒子を550℃で6時間焼成することによって界面活性剤を含む有機成分を除去した以外は実施例9と同様にして比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
得られた第一の多孔体前駆体粒子0.3gを、メシチレン(拡張剤:環状炭化水素)0.6750g(0.299mol/L)を含むエタノール18mlからなる溶媒に加えて、オートクレーブで80℃の温度条件下において7日間水熱処理を行った以外は実施例9と同様にして比較としての球状シリカ系メソ多孔体を得た。
実施例5〜13及び比較例4〜11で得られた球状シリカ系メソ多孔体を比較することで、本発明の第2の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法を採用した場合には、水熱処理を施しているにもかかわらず、細孔径や粒子の均一性が崩れることなく、得られる粒子の均一性が十分に高いことが確認された。
Claims (8)
- 溶媒中でシリカ原料と界面活性剤とを混合し、シリカ中に前記界面活性剤が導入されてなる多孔体前駆体粒子を得る第1の工程と、
前記多孔体前駆体粒子に含まれる前記界面活性剤を除去して球状シリカ系メソ多孔体を得る第2の工程と、
を含む球状シリカ系メソ多孔体の製造方法であって、前記界面活性剤として下記一般式(1):
で表されるアルキルアンモニウムハライドを用い、前記溶媒として水と、アルコール及び/又はエーテルとの混合溶媒を用い、前記溶媒中におけるアルコール及び/又はエーテルの含有量が40〜85容量%であり、前記溶媒中における前記界面活性剤の濃度が0.0003〜0.001mol/Lであり、且つ、前記溶媒中における前記シリカ原料の濃度がSi濃度換算で0.0005〜0.01mol/Lであることを特徴とする粒径均一性の高い球状シリカ系メソ多孔体の製造方法。 - 前記シリカ原料がアルコキシシランであり、前記溶媒中で前記シリカ原料と前記界面活性剤とを塩基性条件下で混合することを特徴とする請求項1に記載の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法。
- 前記アルコキシシランが、3−アミノプロピルトリメトキシシラン及び/又は3−アミノプロピルトリエトキシシランであることを特徴とする請求項2に記載の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法。
- 前記球状シリカ系メソ多孔体の平均粒径が0.01〜3μmであり、中心細孔直径が2.6nm以上であり、且つ、全粒子の95質量%以上が前記平均粒径の±10%の範囲内の粒径を有していることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法。
- 第一の溶媒中でシリカ原料と第一の界面活性剤とを混合し、シリカ中に前記第一の界面活性剤が導入されてなる第一の多孔体前駆体粒子を得る工程(A)と、
拡張剤を含む第二の溶媒中で、前記第一の多孔体前駆体粒子中に前記拡張剤が導入されてなる第二の多孔体前駆体粒子を得る工程(B)と、
前記第二の多孔体前駆体粒子に含まれる前記第一の界面活性剤及び前記拡張剤を除去して球状シリカ系メソ多孔体を得る工程(C)と、
を含む球状シリカ系メソ多孔体の製造方法であって、
工程(A)において、前記第一の界面活性剤として下記一般式(2):
で表されるアルキルアンモニウムハライドを用い、前記第一の溶媒として水と、アルコール及び/又はエーテルとの混合溶媒を用い、前記第一の溶媒中におけるアルコール及び/又はエーテルの含有量が85容量%以下であり、前記第一の溶媒中における前記第一の界面活性剤の濃度が0.0001〜0.03mol/Lであり、前記第一の溶媒中における前記シリカ原料の濃度がSi濃度換算で0.0005〜0.03mol/Lであり、且つ、前記シリカ原料と前記第一の界面活性剤とを0〜40℃の温度条件下で混合すること、及び、
工程(B)において、前記拡張剤として下記一般式(3):
で表されるアルキルアンモニウムハライド、鎖状炭化水素、環状炭化水素及びヘテロ環化合物からなる群から選択される少なくとも1種を用い、前記第二の溶媒として水とアルコールとの混合溶媒を用い、前記第二の溶媒中におけるアルコールの含有量が40〜90容量%であり、前記第二の溶媒中における前記拡張剤の濃度が0.05〜10mol/Lであり、且つ、前記第二の溶媒中で前記第一の多孔体前駆体粒子を60〜150℃の温度条件下で混合すること、
を特徴とする粒径均一性の高い球状シリカ系メソ多孔体の製造方法。 - 前記シリカ原料がアルコキシシランであり、前記第一の溶媒中で前記シリカ原料と前記第一の界面活性剤とを塩基性条件下で混合することを特徴とする請求項5に記載の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法。
- 前記鎖状炭化水素の炭素数が6〜26であり、前記環状炭化水素の環数が1〜3で炭素数が6〜18であり、且つ、前記ヘテロ環化合物の環数が1〜3で炭素数が4〜18でヘテロ原子が窒素、酸素及び硫黄からなる群から選択される少なくとも1種の原子であることを特徴とする請求項5又は6に記載の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法。
- 前記球状シリカ系メソ多孔体の平均粒径が0.01〜3μmであり、中心細孔直径が2.6nm以上であり、且つ、全粒子の95質量%以上が前記平均粒径の±10%の範囲内の粒径を有していることを特徴とする請求項5〜7のうちのいずれか一項に記載の球状シリカ系メソ多孔体の製造方法。
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