JP2010509496A5

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Publication number: JP2010509496A5
Application number: JP2009535512A
Authority: JP
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2010-12-24
Anticipated expiration: 2027-11-08

Description

本発明の高金属性ケイ質物質は様々な産業アプリケーションで用いられうると考えられる。代表的なアプリケーションは歯科用アプリケーション、タンパク質分離、モレキュラシーブ、ナノ多孔質膜、導波管、フォトニック結晶、耐熱性アプリケーション、ワイン及びジュースの清澄、半導体及びディスクドライブ構成の化学機械的な平坦化、触媒、触媒担体、製紙中の保水及び脱水助剤、充填剤、表面コーティング剤、セラミック物質、インベストメント鋳造用結合剤、平滑剤、プロッパント、化粧品調合剤、及び磨き摩耗剤を含んでいる。特定のこれらの産業アプリケーションは本発明の物質をそのアプリケーションで用いる前に、更に処理されるのを要求できる。可能性のある処理ステップは、限外濾過、脱イオン化、加熱、乾燥、濃縮、表面官能基化等、及びその組合せを含んでいる。
（１）高金属性ケイ質物質を調製する方法であって、当該方法が、
ａ）混合物を形成するために、１又はそれ以上の金属の１又はそれ以上の塩をケイ酸溶液と混合するステップと；
ｂ）懸濁液中にコロイド状シリカ粒子を形成するために、前記混合物を塩基性ヒール溶液に添加するステップであって、前記コロイド状シリカ粒子の１又はそれ以上が取り込まれた金属粒子を含むステップと；
ｃ）前記懸濁液を選択的に濃縮するステップと；
ｄ）生成物を形成するために、還元剤で前記取り込まれた金属粒子を選択的に還元するステップと；
ｅ）前記コロイド状シリカ粒子又は前記生成物を選択的に更に処理するステップと；
を含むことを特徴とする方法。
（２）上記（１）に記載の方法が、前記ケイ酸溶液を調製するためにケイ酸ナトリウム溶液を脱イオン化するステップを含むことを特徴とする方法。
（３）上記（１）に記載の方法が、前記混合物を形成するために、１又はそれ以上の金属の１又はそれ以上の塩を前記ケイ酸溶液と混合する前に塩化アルミニウム水和物を前記ケイ酸溶液と結合させるステップを含むことを特徴とする方法。
（４）上記（１）に記載の方法が、酢酸パラジウム、塩化金酸、塩化アルミニウム水和物、塩化銅、硝酸第二鉄、硝酸ニッケル、塩化コバルト、及びその組合せからなる群から選択される１又はそれ以上の金属の１又はそれ以上の塩を含むことを特徴とする方法。
（５）上記（１）に記載の方法において、前記塩基性ヒール溶液が水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、第四級アミン、第四級化合物、及びその組合せからなる群から選択される１又はそれ以上の塩基を含むことを特徴とする方法。
（６）上記（１）に記載の方法が、約１ナノメートル乃至約２５０ナノメートルにコロイド状シリカ粒子のサイズを制御するために、制御速度で前記混合物を前記塩基性ヒール溶液に添加するステップを含み、前記サイズが前記制御速度に依存することを特徴とする方法。
（７）上記（１）に記載の方法が、約４ナノメートル乃至約１５０ナノメートルにコロイド状シリカ粒子のサイズを制御するために、制御速度で前記混合物を前記塩基性ヒール溶液に添加するステップを含むことを特徴とする方法。
（８）上記（１）に記載の方法が、約６０℃乃至約９０℃に前記塩基性ヒール溶液を加熱するステップを含むことを特徴とする方法。
（９）上記（１）に記載の方法において、前記還元剤がヒドラジン及び水素ガスからなる群から選択されることを特徴とする方法。
（１０）上記（１）に記載の方法において、前記取り込まれた金属粒子が前記コロイド状シリカ粒子内に本質的に均質に拡散することを特徴とする方法。
（１１）上記（１）に記載の方法において、前記コロイド状シリカ粒子又は前記生成物を更に処理するステップが、限外濾過、脱イオン化、加熱、乾燥、濃縮、表面官能基化、及びその組合せからなる群から選択される１又はそれ以上のプロセスを用いるステップを含むことを特徴とする方法。
（１２）上記（１）に記載の方法が、歯科用アプリケーション、タンパク質分離、モレキュラシーブ、ナノ多孔質膜、導波管、フォトニック結晶、耐熱性アプリケーション、ワイン及びジュースの清澄、半導体及びディスクドライブ構成の化学機械的な平坦化、触媒、触媒担体、製紙中の保水及び脱水助剤、充填剤、表面コーディング剤、セラミック物質、インベストメント鋳造用結合剤、平滑剤、プロッパント、化粧品調合剤、及び磨き摩耗剤からなる群から選択される産業用アプリケーションにおいて前記コロイド状シリカ粒子又は前記生成物を用いるステップを含むことを特徴とする方法。
（１３）高金属性ケイ質組成物であって、ケイ酸溶液と、１又はそれ以上の金属の１又はそれ以上の塩との混合物から作られる複数の沈殿したシリカ粒子を含み、全固体に基づく約１０重量パーセント乃至約５０重量パーセントの金属が、前記コロイド状シリカ粒子と結合することを特徴とする高金属性ケイ質組成物。
（１４）上記（１３）に記載の高金属性組成物において、前記金属が還元された金属であることを特徴とする高金属性組成物。
（１５）高金属性ケイ質組成物であって、約１乃至約２５０ナノメートルの平均直径を有し、ケイ酸溶液と、１又はそれ以上の金属の１又はそれ以上の塩との混合物から作られる複数のコロイド状シリカ粒子を含み、全固体に基づく約１０重量パーセントまでの金属が、前記コロイド状シリカ粒子と結合することを特徴とする高金属性ケイ質組成物。
（１６）上記（１５）に記載の高金属性ケイ質組成物において、前記金属が還元された金属であることを特徴とする高金属性ケイ質組成物。
（１７）上記（１５）に記載の高金属性ケイ質組成物が、前記コロイド状シリカ粒子と結合する複数の異なる金属を含むことを特徴とする高金属性ケイ質組成物。
（１８）上記（１５）に記載の高金属性ケイ質組成物において、前記金属が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、第一列遷移金属、第二列遷移金属、ランタニド、及びその組合せからなる群から選択されることを特徴とする高金属性ケイ質組成物。
（１９）上記（１５）に記載の高金属性ケイ質組成物において、前記金属が、パラジウム、白金、鉄、金、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、チタン、及びその組合せからなる群から選択されることを特徴とする高金属性ケイ質組成物。
（２０）上記（１５）に記載の高金属性ケイ質組成物において、前記コロイド状シリカ粒子が、稠密な及び乾燥したコロイド状シリカ粒子を含むことを特徴とする高金属性ケイ質組成物。

Claims

高金属性ケイ質物質を調製する方法であって、当該方法が、
ａ）混合物を形成するために、１又はそれ以上の金属の１又はそれ以上の塩をケイ酸溶液と混合するステップと；
ｂ）懸濁液中にコロイド状シリカ粒子を形成するために、前記混合物を塩基性ヒール溶液に添加するステップであって、前記コロイド状シリカ粒子の１又はそれ以上が取り込まれた金属粒子を含むステップと；
ｃ）前記懸濁液を選択的に濃縮するステップと；
ｄ）生成物を形成するために、還元剤で前記取り込まれた金属粒子を選択的に還元するステップと；
ｅ）前記コロイド状シリカ粒子又は前記生成物を選択的に更に処理するステップと；
を含むことを特徴とする方法。
高金属性ケイ質組成物であって、ケイ酸溶液と、１又はそれ以上の金属の１又はそれ以上の塩との混合物から作られる複数の沈殿したシリカ粒子を含み、全固体に基づく約１０重量パーセント乃至約５０重量パーセントの金属が、前記コロイド状シリカ粒子と結合することを特徴とする高金属性ケイ質組成物。
高金属性ケイ質組成物であって、約１乃至約２５０ナノメートルの平均直径を有し、ケイ酸溶液と、１又はそれ以上の金属の１又はそれ以上の塩との混合物から作られる複数のコロイド状シリカ粒子を含み、全固体に基づく約１０重量パーセントまでの金属が、前記コロイド状シリカ粒子と結合することを特徴とする高金属性ケイ質組成物。