JP2009030200A - 金属繊維不織布固定化メソ構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メソポーラスシリカ、又は金属微粒子及び金属酸化物微粒子からなる群から選ばれた少なくとも一種の微粒子成分を含むメソポーラスシリカが、金属繊維不織布に固定化されていることを特徴とする金属繊維不織布固定化メソ構造体。
【選択図】なし
Description
1. (1)メソポーラスシリカ、又は(2)金属微粒子及び金属酸化物微粒子からなる群から選ばれた少なくとも一種の微粒子成分を含むメソポーラスシリカ、が金属繊維不織布に固定化されていることを特徴とする金属繊維不織布固定化メソ構造体。
2. メソポーラスシリカが、平均細孔径が2〜10nmのメソ細孔を有し、骨格が主として酸化ケイ素からなるものである上記項1に記載のメソ構造体。
3. メソポーラスシリカが、骨格内において、ケイ素原子の一部がその他の金属元素によって置換されたものである上記項1又は2に記載のメソ構造体。
4. 金属繊維不織布が、線径50μm以下の金属繊維から構成される空隙率70%以上の不織布である上記項1〜3のいずれかに記載のメソ構造体。
5. シリコンアルコキシド化合物、界面活性剤及び酸を含む水溶液からなるメソポーラスシリカの前駆体溶液を金属繊維不織布に含浸させ、該金属繊維不織布に含浸させた状態で該前駆体溶液を固化させた後、固化物から界面活性剤を除去することを特徴とする、上記項1〜4のいずれかに記載された金属繊維不織布固定化メソ構造体の製造方法。
本発明では、メソポーラスシリカを固定化する支持体として、金属繊維の不織布を用いる。該不織布は、金属繊維によって構成され、金属繊維間に介在空間を有するフェルト状物である。
本発明において、メソポーラスシリカとは、平均細孔径が2〜10nm程度のメソ細孔を有し、骨格が主として酸化ケイ素からなるものである。該メソポーラスシリカは、骨格が全て酸化ケイ素からなるものに限定されず、骨格内において、ケイ素原子の一部がその他の金属元素に置換されたものであっても良い。この様な金属元素としては、酸化ケイ素骨格内で四配位構造を取りうる元素であれば良く、例えばアルミニウム、スカンジウム、イットリウム、チタン、バナジウム、クロム、鉄、コバルト、ガリウム、ジルコニウム、インジウムが挙げられる。置換される金属は、1種に限定されず複数でも差し支えない。置換される金属元素の含有量の上限は金属の種類によって異なるが、金属酸化物として換算した場合、メソ構造体の10重量%程度以下が好ましい。
本発明の金属繊維不織布固定化メソ構造体は、上記したメソポーラスシリカ、又は金属微粒子及び金属酸化物微粒子からなる群から選ばれた少なくとも一種の微粒子成分を含むメソポーラスシリカが主として小塊状となって金属繊維不織布の空隙中に存在する状態となっている。この小塊の大きさは、金属繊維不織布の線径、空隙率、固定化後の圧縮の程度によって異なるが、通常、デジタルマイクロスコープによる表面観察から得られた塊の長径が20μm程度以上である。
本発明の金属繊維不織布固定化メソ構造体は、例えば、シリコンアルコキシド化合物、界面活性剤、酸及び水を含む混合物からなる、メソポーラスシリカの前駆体溶液を金属繊維不織布に含浸させて、金属繊維不織布中でシリコンアルコキシドを加水分解して固化させてメソポーラスシリカを形成することによって得ることができる。
テトラメトキシシラン(分子量152.1)10g、ポリオキシエチレングリコールヘキサデシルエーテル(C16H33(OCH2CH2)nOH、平均分子量683)5gを40℃で10分間混合して透明均一な液とし、これに0.1Nの塩酸5gを加えて数分混合することでメソポーラスシリカの前駆体溶液を得た。この前駆体溶液に厚さ2mm、繊維径12μm、空隙率97%のステンレス製金属繊維不織布(ステンレスフェルト)を浸漬し、ロータリーエバポレーターにより、金属繊維不織布に機械的揺動を与えると共に、40℃で内容物が発泡しないように緩やかな減圧状態を保ちながら溶媒を留去し、金属繊維不織布に含浸させた溶液をゲル化させた。
テトラメトキシシラン(分子量152.1)10g、ポリオキシエチレングリコールヘキサデシルエーテル(C16H33(OCH2CH2)nOH、平均分子量683)5gを40℃で10分間混合して透明均一な液とし、これに硝酸アルミニウム9水物0.6gを0.1Nの塩酸5gに溶解したものを加えて数分混合することでメソポーラスシリカの前駆体溶液を得た。この前駆体溶液に厚さ2mm、繊維径12μm、空隙率97%のステンレス製金属繊維不織布(ステンレスフェルト)を浸漬し、ロータリーエバポレーターにより、機械的揺動を与えると共に、40℃で内容物が発泡しないように緩やかな減圧状態を保ちながら溶媒を留去し、金属繊維不織布に含浸させた溶液をゲル化させた。
テトラメトキシシラン(分子量152.1)10g、ポリオキシエチレングリコールヘキサデシルエーテル(C16H33(OCH2CH2)nOH、平均分子量683)5gを40℃で10分間混合して透明均一な液とし、これに硝酸ジルコニル0.6gを0.1Nの塩酸5gに溶解したものを加えて数分混合することでメソポーラスシリカの前駆体溶液を得た。この前駆体溶液に厚さ2mm、繊維径12μm、空隙率97%のステンレス製金属繊維不織布(ステンレスフェルト)を浸漬し、ロータリーエバポレーターにより、機械的揺動を与えると共に、40℃で内容物が発泡しないように緩やかな減圧状態を保ちながら溶媒を留去し、金属繊維不織布に含浸させた溶液をゲル化させた。
テトラメトキシシラン(分子量152.1)10g、ポリオキシエチレングリコールヘキサデシルエーテル(C16H33(OCH2CH2)nOH、平均分子量683)5gを40℃で10分間混合して透明均一な液とし、これに硝酸銅3水物3.8gを0.1Nの塩酸5gに溶解したものを加えて数分混合することでメソポーラスシリカの前駆体溶液を得た。この前駆体溶液に厚さ2mm、繊維径12μm、空隙率97%のステンレス製金属繊維不織布(ステンレスフェルト)を浸漬し、ロータリーエバポレーターにより、機械的揺動を与えると共に、40℃で内容物が発泡しないように緩やかな減圧状態を保ちながら溶媒を留去し、金属繊維不織布に含浸させた溶液をゲル化させた。
テトラメトキシシラン(分子量152.1)10g、ポリオキシエチレングリコールヘキサデシルエーテル(C16H33(OCH2CH2)nOH、平均分子量683)5gを40℃で10分間混合して透明均一な液とし、これに硝酸銅3水物6.5gを0.1Nの塩酸5gに溶解したものを加えて数分混合することで、メソポーラスシリカの前駆体溶液を得た。この前駆体溶液に厚さ2mm、繊維径12μm、空隙率97%のステンレス製金属繊維不織布(ステンレスフェルト)を浸漬し、ロータリーエバポレーターにより、機械的揺動を与えると共に、40℃で内容物が発泡しないように緩やかな減圧状態を保ちながら溶媒を留去し、金属繊維不織布に含浸した溶液をゲル化させた。
Claims (5)
- (1)メソポーラスシリカ、又は(2)金属微粒子及び金属酸化物微粒子からなる群から選ばれた少なくとも一種の微粒子成分を含むメソポーラスシリカ、が金属繊維不織布に固定化されていることを特徴とする金属繊維不織布固定化メソ構造体。
- メソポーラスシリカが、平均細孔径が2〜10nmのメソ細孔を有し、骨格が主として酸化ケイ素からなるものである請求項1に記載のメソ構造体。
- メソポーラスシリカが、骨格内において、ケイ素原子の一部がその他の金属元素によって置換されたものである請求項1又は2に記載のメソ構造体。
- 金属繊維不織布が、線径50μm以下の金属繊維から構成される空隙率70%以上の不織布である請求項1〜3のいずれかに記載のメソ構造体。
- シリコンアルコキシド化合物、界面活性剤及び酸を含む水溶液からなるメソポーラスシリカの前駆体溶液を金属繊維不織布に含浸させ、該金属繊維不織布に含浸させた状態で該前駆体溶液を固化させた後、固化物から界面活性剤を除去することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載された金属繊維不織布固定化メソ構造体の製造方法。
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