JP2011051949A - Metal complex and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、金属錯体及びその製造方法、並びに該金属錯体からなる分離材に関する。さらに詳しくは、特定のジカルボン酸化合物と、6〜11族の第4〜5周期に属する金属から選択される少なくとも1種の金属と、該金属に二座配位可能な有機配位子とからなる金属錯体及び分離材に関する。本発明の金属錯体は、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素、希ガス、硫化水素、アンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物、シロキサン、水蒸気または有機蒸気を分離するための分離材として好ましく、特に、メタンと二酸化炭素、水素と二酸化炭素、窒素と二酸化炭素または空気とメタンなどの分離材として好ましい。
The present invention relates to a metal complex, a method for producing the same, and a separating material comprising the metal complex. More specifically, from a specific dicarboxylic acid compound, at least one metal selected from metals belonging to the 4th to 5th periods of
これまで、脱臭、排ガス処理などの分野で種々の吸着材が開発されている。活性炭はその代表例であり、活性炭の優れた吸着性能を利用して、空気浄化、脱硫、脱硝、有害物質除去など各種工業において広く使用されている。近年は半導体製造プロセスなどへ窒素の需要が増大しており、かかる窒素を製造する方法として、分子ふるい炭を使用して圧力スイング吸着法や温度スイング吸着法により空気から窒素を製造する方法が使用されている。また、分子ふるい炭は、メタノール分解ガスからの水素精製など各種ガス分離精製にも応用されている。 So far, various adsorbents have been developed in fields such as deodorization and exhaust gas treatment. Activated carbon is a representative example, and is widely used in various industries such as air purification, desulfurization, denitration, and removal of harmful substances by utilizing the excellent adsorption performance of activated carbon. In recent years, the demand for nitrogen has increased for semiconductor manufacturing processes, etc., and as a method for producing such nitrogen, a method of producing nitrogen from air by pressure swing adsorption method or temperature swing adsorption method using molecular sieve charcoal is used. Has been. Molecular sieve charcoal is also applied to various gas separation and purification such as hydrogen purification from methanol cracked gas.
圧力スイング吸着法や温度スイング吸着法により混合ガスを分離する際には、一般に、分離吸着材として分子ふるい炭やゼオライトなどを使用し、その平衡吸着量または吸着速度の差により分離を行っている(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、平衡吸着量の差によって混合ガスを分離する場合、これまでの吸着材では除去したいガスのみを選択的に吸着することができないため分離係数が小さくなり、装置の大型化は不可避であった。また、吸着速度の差によって混合ガスを分離する場合、ガスの種類によっては除去したいガスのみを吸着できるが、吸着と脱着を交互に行う必要があり、この場合も装置は依然として大型にならざるを得なかった。 When separating mixed gas by pressure swing adsorption method or temperature swing adsorption method, generally, molecular sieve charcoal or zeolite is used as the separation adsorbent, and separation is performed by the difference in the equilibrium adsorption amount or adsorption rate. (For example, refer nonpatent literature 1). However, when separating the mixed gas based on the difference in the amount of equilibrium adsorption, the conventional adsorbents cannot selectively adsorb only the gas to be removed, so the separation factor becomes small, and the size of the apparatus is inevitable. . In addition, when separating the mixed gas based on the difference in adsorption speed, only the gas to be removed can be adsorbed depending on the type of gas, but it is necessary to perform adsorption and desorption alternately, and in this case, the apparatus still has to be large. I didn't get it.
一方、より優れた吸着性能を与える吸着材として、外部刺激により動的構造変化を生じる高分子金属錯体が開発されている(非特許文献2、非特許文献3参照)。この新規な動的構造変化高分子金属錯体をガス吸着材として使用した場合、ある一定の圧力まではガスを吸着しないが、ある一定圧を越えるとガス吸着が始まるという特異な現象が観測されている。また、ガスの種類によって吸着開始圧が異なる現象が観測されている。
On the other hand, polymer metal complexes that cause a dynamic structural change by an external stimulus have been developed as adsorbents that give better adsorption performance (see Non-Patent
この現象を、例えば圧力スイング吸着方式のガス分離装置における吸着材に応用した場合、非常に効率良いガス分離が可能となる。また、圧力変化に要する時間を短縮することができ、省エネルギーにも寄与する。さらに、ガス分離装置の小型化にも寄与し得るため、高純度ガスを製品として販売する際のコスト競争力を高めることができることは勿論、自社工場内部で高純度ガスを用いる場合であっても、高純度ガスを必要とする設備に要するコストを削減できるため、結局最終製品の製造コストを削減する効果を有する。 When this phenomenon is applied to, for example, an adsorbent in a pressure swing adsorption type gas separation apparatus, very efficient gas separation is possible. Moreover, the time required for the pressure change can be shortened, which contributes to energy saving. Furthermore, since it can contribute to miniaturization of the gas separation device, it is possible to increase cost competitiveness when selling high-purity gas as a product, of course, even when high-purity gas is used inside its own factory Since the cost required for the equipment that requires high purity gas can be reduced, the manufacturing cost of the final product can be reduced.
動的構造変化高分子金属錯体を吸蔵材や分離材に適用した例として、(1)インターデジテイト型の集積構造を有する金属錯体(特許文献1参照)、(2)二次元格子積層型の集積構造を有する金属錯体(特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7参照)、(3)相互貫入型の集積構造を有する金属錯体(特許文献8参照)などが知られている。
Examples of applying the dynamic structure-change polymer metal complex to an occlusion material or separation material include (1) a metal complex having an interdigitated integrated structure (see Patent Document 1), and (2) a two-dimensional lattice stacking type. Metal complexes having an integrated structure (see
しかしながら、いずれの高分子金属錯体もある一定圧を超えないとガスを吸着しないので、混合ガス中の吸着除去したいガスの分圧が一定圧を下回ると吸着できず、高純度を達成するためには使用量の増加は避けられず、装置の小型化は困難な状況であった。 However, since any polymer metal complex does not adsorb gas unless it exceeds a certain pressure, it cannot be adsorbed when the partial pressure of the gas to be adsorbed and removed in the mixed gas falls below a certain pressure, so that high purity can be achieved. However, it was difficult to reduce the size of the device.
2,7−ナフタレンジカルボン酸と亜鉛と4,4’−ビピリジルからなる高分子金属錯体は、IUPACの分類におけるI型の吸着プロファイルを示すが、二酸化炭素、窒素、酸素の混合気体の吸着試験において、二酸化炭素を選択的に吸着することが知られている(非特許文献4参照)。しかしながら、混合ガスの分離において、中心金属が分離性能に与える効果については何ら言及されていない。 A polymer metal complex composed of 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, zinc, and 4,4′-bipyridyl exhibits an I-type adsorption profile in the IUPAC classification, but in an adsorption test of a mixed gas of carbon dioxide, nitrogen, and oxygen. It is known to selectively adsorb carbon dioxide (see Non-Patent Document 4). However, no mention is made of the effect of the central metal on the separation performance in the separation of the mixed gas.
また、イソフタル酸誘導体、2,7−ナフタレンジカルボン酸誘導体または4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸誘導体と金属イオンと該金属イオンに二座配位可能な有機配位子から構成される高分子金属錯体は、不飽和有機分子と親和性を有しており、不飽和有機分子の分離に有効であることが知られている(特許文献9参照)。しかしながら、混合ガスの分離において、中心金属が分離性能に与える効果については何ら言及されていない。 A polymer metal complex comprising an isophthalic acid derivative, a 2,7-naphthalenedicarboxylic acid derivative, or a 4,4′-benzophenone dicarboxylic acid derivative, a metal ion, and an organic ligand capable of bidentate coordination with the metal ion Has an affinity for unsaturated organic molecules, and is known to be effective for the separation of unsaturated organic molecules (see Patent Document 9). However, no mention is made of the effect of the central metal on the separation performance in the separation of the mixed gas.
イソフタル酸とニッケルまたはカドミウムと4,4’−ビピリジルからなる高分子金属錯体が知られている(非特許文献5参照)。しかしながら、ガスの吸着挙動については何ら言及されていない。 A polymer metal complex composed of isophthalic acid and nickel or cadmium and 4,4'-bipyridyl is known (see Non-Patent Document 5). However, no mention is made of the gas adsorption behavior.
イソフタル酸とマンガンと4,4’−ビピリジルからなる高分子金属錯体が知られている(非特許文献6参照)。しかしながら、ガスの吸着挙動については何ら言及されていない。 A polymer metal complex composed of isophthalic acid, manganese, and 4,4'-bipyridyl is known (see Non-Patent Document 6). However, no mention is made of the gas adsorption behavior.
イソフタル酸と銅と4,4’−ビピリジルからなる高分子金属錯体が知られている(非特許文献7参照)。しかしながら、ガスの吸着挙動については何ら言及されていない。 A polymer metal complex composed of isophthalic acid, copper, and 4,4′-bipyridyl is known (see Non-Patent Document 7). However, no mention is made of the gas adsorption behavior.
イソフタル酸と亜鉛またはカドミウムと4,4’−ビピリジルからなる高分子金属錯体が知られている(非特許文献8参照)。しかしながら、ガスの吸着挙動については何ら言及されていない。 A polymer metal complex composed of isophthalic acid and zinc or cadmium and 4,4'-bipyridyl is known (see Non-Patent Document 8). However, no mention is made of the gas adsorption behavior.
イソフタル酸と亜鉛と4,4’−ビピリジルからなる高分子金属錯体は、メタノール、エタノール、ベンゼン、水及び二酸化炭素を吸着することが知られている(非特許文献9参照)。しかしながら、混合ガスの分離性能については何ら言及されていない。 A polymer metal complex composed of isophthalic acid, zinc, and 4,4'-bipyridyl is known to adsorb methanol, ethanol, benzene, water, and carbon dioxide (see Non-Patent Document 9). However, nothing is mentioned about the separation performance of the mixed gas.
したがって、本発明の目的は、従来よりも高い混合ガス分離能を示し、且つ脱着に要するエネルギーが小さいガス分離材として使用できる金属錯体を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a metal complex that can be used as a gas separation material that exhibits a higher gas separation performance than conventional ones and requires less energy for desorption.
本発明者らは鋭意検討し、特定のジカルボン酸化合物と、6〜11族の第4〜5周期に属する金属から選択される少なくとも1種の金属と、該金属に二座配位可能な有機配位子とからなる金属錯体により、上記目的を達成することができることを見出し、本発明に至った。 The present inventors have intensively studied, a specific dicarboxylic acid compound, at least one metal selected from metals belonging to Groups 4 to 11 and 4 to 5 periods, and an organic capable of bidentate coordination with the metal. The present inventors have found that the above object can be achieved by a metal complex comprising a ligand, and have reached the present invention.
すなわち、本発明によれば、以下のものが提供される。
(1)下記一般式(I);
That is, according to the present invention, the following is provided.
(1) The following general formula (I);
(式中、R1、R2及びR3はそれぞれ同一または異なって水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基またはハロゲン原子を示し、Xは炭素原子または窒素原子を示し、Yは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、ホルミル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基またはハロゲン原子を示し、Xが窒素原子の場合にはYは存在しない。)で表されるジカルボン酸化合物(I)と、6〜11族の第4〜5周期に属する金属 (例えば、クロム、モリブデン、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム及び銅)から選択される少なくとも1種の金属と、該金属に二座配位可能な有機配位子とからなる金属錯体。
(2)該二座配位可能な有機配位子が1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、ピラジン、2,5−ジメチルピラジン、4,4’−ビピリジル、2,2’−ジメチル−4,4’−ビピリジン、1,2−ビス(4−ピリジル)エチン、1,4−ビス(4−ピリジル)ブタジイン、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン、3,6−ジ(4−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン、2,2’−ビ−1,6−ナフチリジン、フェナジン、ジアザピレン、トランス−1,2−ビス(4−ピリジル)エテン、4,4’−アゾピリジン、1,2−ビス(4−ピリジル)エタン、1,2−ビス(4−ピリジル)−グリコール及びN−(4−ピリジル)イソニコチンアミドから選択される少なくとも1種である(1)に記載の金属錯体。
(3)該金属がマンガン、ニッケルまたは銅である(1)または(2)に記載の金属錯体。
(4)(1)〜(3)いずれかに記載の金属錯体からなる分離材。
(5)該分離材が、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素、希ガス、硫化水素、アンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物、シロキサン、水蒸気または有機蒸気を分離するための分離材である(4)に記載の分離材。
(6)該分離材が、メタンと二酸化炭素、水素と二酸化炭素、窒素と二酸化炭素または空気とメタンを分離するための分離材である(5)に記載の分離材。
(7)ジカルボン酸化合物(I)と、6〜11族の第4〜5周期に属する金属から選択される少なくとも1種の金属塩(例えば、クロム塩、モリブデン塩、マンガン塩、鉄塩、ルテニウム塩、コバルト塩、ロジウム塩、ニッケル塩、パラジウム塩及び銅塩から選択される少なくとも1種の金属塩)と、該金属に二座配位可能な有機配位子とを溶媒中で反応させ、析出させる金属錯体の製造方法。
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom which may have a substituent, X represents a carbon atom or a nitrogen atom, and Y represents Hydrogen atom, optionally substituted alkyl group, aryl group, aralkyl group, alkoxy group, aryloxy group, aralkyloxy group, formyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, amino group, amide group, nitro group Or a halogen atom, and when X is a nitrogen atom, Y does not exist.) And a metal belonging to the 4th to 5th group of the 6th to 11th group (for example, chromium, At least one metal selected from molybdenum, manganese, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium and copper) and bidentate coordination with the metal Metal complex consisting of various organic ligands.
(2) The bidentate organic ligand is 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, pyrazine, 2,5-dimethylpyrazine, 4,4'-bipyridyl, 2,2'- Dimethyl-4,4′-bipyridine, 1,2-bis (4-pyridyl) ethyne, 1,4-bis (4-pyridyl) butadiyne, 1,4-bis (4-pyridyl) benzene, 3,6-di (4-pyridyl) -1,2,4,5-tetrazine, 2,2′-bi-1,6-naphthyridine, phenazine, diazapyrene, trans-1,2-bis (4-pyridyl) ethene, 4,4 '-Azopyridine, 1,2-bis (4-pyridyl) ethane, 1,2-bis (4-pyridyl) -glycol and N- (4-pyridyl) isonicotinamide (1 ).
(3) The metal complex according to (1) or (2), wherein the metal is manganese, nickel, or copper.
(4) A separating material comprising the metal complex according to any one of (1) to (3).
(5) The separator is carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms, noble gas, hydrogen sulfide, ammonia, sulfur oxide, nitrogen oxide, siloxane, water vapor or The separation material according to (4), which is a separation material for separating organic vapor.
(6) The separation material according to (5), wherein the separation material is a separation material for separating methane and carbon dioxide, hydrogen and carbon dioxide, nitrogen and carbon dioxide, or air and methane.
(7) Dicarboxylic acid compound (I) and at least one metal salt selected from metals belonging to groups 4 to 5 of
本発明により、特定のジカルボン酸化合物から選択される2種類のジカルボン酸化合物と、6〜11族の第4〜5周期に属する金属から選択される少なくとも1種の金属と、該金属に二座配位可能な有機配位子とからなる金属錯体を提供することができる。 According to the present invention, two types of dicarboxylic acid compounds selected from specific dicarboxylic acid compounds, at least one metal selected from metals belonging to Groups 4 to 5 of Group 6-11, and bidentate to the metal A metal complex comprising an organic ligand capable of coordination can be provided.
本発明に用いる金属錯体は、混合ガスの分離において、高い混合ガス分離能を維持し、且つ脱着に要するエネルギーが小さい分離材として使用することができる。 The metal complex used in the present invention can be used as a separation material that maintains high mixed gas separation performance and requires less energy for desorption in the separation of mixed gas.
本発明に用いる金属錯体は、ジカルボン酸化合物(I)と、6〜11族の第4〜5周期に属する金属から選択される少なくとも1種の金属と、該金属に二座配位可能な有機配位子とからなる。
The metal complex used in the present invention includes a dicarboxylic acid compound (I), at least one metal selected from metals belonging to the 4th to 5th groups of
金属錯体は、ジカルボン酸化合物(I)と、6〜11族の第4〜5周期に属する金属から選択される少なくとも1種の金属塩と、該金属に二座配位可能な有機配位子とを、常圧下、溶媒中で数時間から数日間反応させ、析出させて製造することができる。例えば、金属塩の水溶液または有機溶媒溶液と、ジカルボン酸化合物(I)及び二座配位可能な有機配位子を含有する有機溶媒溶液とを、常圧下で混合して反応させることにより得ることができる。
The metal complex includes a dicarboxylic acid compound (I), at least one metal salt selected from metals belonging to Groups 4 to 5 in
本発明に用いられるジカルボン酸化合物は下記一般式(I); The dicarboxylic acid compound used in the present invention has the following general formula (I):
で表される。式中、R1、R2及びR3はそれぞれ同一または異なって水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基またはハロゲン原子を示し、Xは炭素原子または窒素原子を示し、Yは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、ホルミル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基またはハロゲン原子を示し、Xが窒素原子の場合にはYは存在しない。 It is represented by In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or a halogen atom, X represents a carbon atom or a nitrogen atom, and Y represents hydrogen. Atoms, optionally substituted alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, alkoxy groups, aryloxy groups, aralkyloxy groups, formyl groups, acyloxy groups, alkoxycarbonyl groups, amino groups, amide groups, nitro groups or When a halogen atom is shown and X is a nitrogen atom, Y does not exist.
R1、R2及びR3について、上記アルキル基の炭素原子数は1〜5が好ましい。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基などの直鎖または分岐を有するアルキル基が、ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が、それぞれ挙げられる。該アルキル基が有していてもよい置換基の例としては、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基,n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基など)、アミノ基、ホルミル基、エポキシ基、アシロキシ基(アセトキシ基、n−プロパノイルオキシ基、n−ブタノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基など)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基など)、カルボン酸無水物基(−CO−O−CO−R基)(Rは炭素数1〜5のアルキル基である)などが挙げられる。アルキル基の置換基の数は、1〜3個が好ましく、1個がより好ましい。 As for R 1 , R 2 and R 3 , the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a straight or branched alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, and a pentyl group, and a halogen atom. Examples of are fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom. Examples of the substituent that the alkyl group may have include an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, etc.), Amino group, formyl group, epoxy group, acyloxy group (acetoxy group, n-propanoyloxy group, n-butanoyloxy group, pivaloyloxy group, benzoyloxy group, etc.), alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, etc.), carboxylic anhydride group (—CO—O—CO—R group) (R is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) and the like. 1-3 are preferable and, as for the number of the substituents of an alkyl group, one is more preferable.
上記Yとしては、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、ホルミル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基またはハロゲン原子が挙げられる。 Y is a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an aralkyloxy group, a formyl group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, an amino group, Amide group, nitro group or halogen atom may be mentioned.
Yについて、上記アルキル基の炭素原子数は1〜5が好ましい。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基などの直鎖または分岐を有するアルキル基が、アリール基の例としては、フェニル基が、アラルキル基の例としては、ベンジル基が、アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基,n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基が、アリールオキシ基の例としては、フェノキシ基が、アラルキルオキシ基の例としては、ベンジルオキシ基が、アシロキシ基の例としては、アセトキシ基、n−プロパノイルオキシ基、n−ブタノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基が、アルコキシカルボニル基の例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基が、アミノ基の例としては、N,N−ジメチルアミノ基が、ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が、それぞれ挙げられる。また、該アルキル基が有していてもよい置換基の例としては、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基,n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基など)、アミノ基、ホルミル基、エポキシ基、アシロキシ基(アセトキシ基、n−プロパノイルオキシ基、n−ブタノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基など)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基など)、カルボン酸無水物基(−CO−O−CO−R基)(Rは炭素数1〜5のアルキル基である)などが挙げられる。アルキル基の置換基の数は、1〜3個が好ましく、1個がより好ましい。 With respect to Y, the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a straight chain or branched alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, and a pentyl group. As an example of this, a phenyl group, an example of an aralkyl group, a benzyl group, an example of an alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, Examples of the tert-butoxy group include an aryloxy group, a phenoxy group, an aralkyloxy group, a benzyloxy group, and an acyloxy group as an acetoxy group, n-propanoyloxy group, n- Butanoyloxy, pivaloyloxy and benzoyloxy groups are examples of alkoxycarbonyl groups Cicarbonyl group, ethoxycarbonyl group and n-butoxycarbonyl group are amino groups such as N, N-dimethylamino group and halogen atoms are fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom. , Respectively. Examples of the substituent that the alkyl group may have include an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, etc. ), Amino group, formyl group, epoxy group, acyloxy group (acetoxy group, n-propanoyloxy group, n-butanoyloxy group, pivaloyloxy group, benzoyloxy group, etc.), alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl) Group, n-butoxycarbonyl group, etc.), carboxylic anhydride group (—CO—O—CO—R group) (R is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) and the like. 1-3 are preferable and, as for the number of the substituents of an alkyl group, one is more preferable.
ジカルボン酸化合物(I)としては、イソフタル酸、3,5−ピリジンジカルボン酸、5−メトキシイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、5−クロロイソフタル酸、5−ブロモイソフタル酸、5−ヨードイソフタル酸、5−ニトロイソフタル酸または5−ホルミルイソフタル酸が好ましい。 Examples of the dicarboxylic acid compound (I) include isophthalic acid, 3,5-pyridinedicarboxylic acid, 5-methoxyisophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid, 5-bromoisophthalic acid, 5-iodoisophthalic acid, 5-Nitroisophthalic acid or 5-formylisophthalic acid is preferred.
ジカルボン酸化合物(I)と二座配位可能な有機配位子との混合比率は、ジカルボン酸化合物(I):二座配位可能な有機配位子=1:5〜8:1のモル比の範囲内が好ましく、1:3〜6:1のモル比の範囲内がより好ましい。これ以外の範囲で反応を行っても目的とする金属錯体は得られるが、収率が低下し、副反応も増えるために好ましくない。 The mixing ratio of the dicarboxylic acid compound (I) and the bidentate organic ligand is as follows: dicarboxylic acid compound (I): bidentate organic ligand = 1: 5 to 8: 1 mol. Within the range of the ratio, more preferably within the range of the molar ratio of 1: 3 to 6: 1. Even if the reaction is carried out in a range other than this, the desired metal complex can be obtained, but this is not preferable because the yield is lowered and the side reaction is also increased.
金属塩と二座配位可能な有機配位子の混合比率は、金属塩:二座配位可能な有機配位子=3:1〜1:3のモル比の範囲内が好ましく、2:1〜1:2のモル比の範囲内がより好ましい。これ以外の範囲では目的とする金属錯体の収率が低下し、また、未反応の原料が残留して得られた金属錯体の精製が困難になる。 The mixing ratio of the metal salt and the organic ligand capable of bidentate coordination is preferably within the range of the molar ratio of metal salt: organic ligand capable of bidentate coordination = 3: 1 to 1: 3. A molar ratio in the range of 1: 1 to 1: 2 is more preferable. In other ranges, the yield of the target metal complex decreases, and purification of the metal complex obtained by leaving unreacted raw materials becomes difficult.
ジカルボン酸化合物(I)のモル濃度は、0.01〜5.0mol/Lが好ましく、0.05〜2.0mol/Lがより好ましい。これより低い濃度で反応を行っても目的とする金属錯体は得られるが、収率が低下するため好ましくない。また、これより高い濃度では溶解性が低下し、反応が円滑に進行しない。 The molar concentration of the dicarboxylic acid compound (I) is preferably from 0.01 to 5.0 mol / L, more preferably from 0.05 to 2.0 mol / L. Even if the reaction is performed at a concentration lower than this, the desired metal complex can be obtained, but this is not preferable because the yield decreases. If the concentration is higher than this, the solubility is lowered and the reaction does not proceed smoothly.
二座配位可能な有機配位子のモル濃度は、0.01〜5.0mol/Lが好ましく、0.05〜2.0mol/Lがより好ましい。これより低い濃度で反応を行っても目的とする金属錯体は得られるが、収率が低下するため好ましくない。また、これより高い濃度では溶解性が低下し、反応が円滑に進行しない。 The molar concentration of the bidentate organic ligand is preferably 0.01 to 5.0 mol / L, more preferably 0.05 to 2.0 mol / L. Even if the reaction is performed at a concentration lower than this, the desired metal complex can be obtained, but this is not preferable because the yield decreases. If the concentration is higher than this, the solubility is lowered and the reaction does not proceed smoothly.
金属塩としては、クロム塩、モリブデン塩、マンガン塩、鉄塩、ルテニウム塩、コバルト塩、ロジウム塩、ニッケル塩、パラジウム塩及び銅塩から選択される金属塩を使用することができ、マンガン塩、ニッケル塩、銅塩が好ましく、マンガン塩がより好ましい。また、これらの金属塩としては、酢酸塩、ギ酸塩などの有機酸塩、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩などの無機酸塩を使用することができる。金属塩のモル濃度は、0.01〜5.0mol/Lが好ましく、0.05〜2.0mol/Lがより好ましい。これより低い濃度で反応を行っても目的とする金属錯体は得られるが、収率が低下するため好ましくない。また、これより高い濃度では未反応の金属塩が残留し、得られた金属錯体の精製が困難になる。 As the metal salt, a metal salt selected from chromium salt, molybdenum salt, manganese salt, iron salt, ruthenium salt, cobalt salt, rhodium salt, nickel salt, palladium salt and copper salt can be used, manganese salt, Nickel salts and copper salts are preferred, and manganese salts are more preferred. As these metal salts, organic acid salts such as acetates and formates, and inorganic acid salts such as sulfates, nitrates and carbonates can be used. The molar concentration of the metal salt is preferably 0.01 to 5.0 mol / L, more preferably 0.05 to 2.0 mol / L. Even if the reaction is performed at a concentration lower than this, the desired metal complex can be obtained, but this is not preferable because the yield decreases. Further, at a concentration higher than this, unreacted metal salt remains, and purification of the obtained metal complex becomes difficult.
溶媒としては、有機溶媒、水またはそれらの混合溶媒を使用することができる。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、塩化メチレン、クロロホルム、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、水またはこれらの混合溶媒を使用することができる。反応温度としては、253〜423Kが好ましい。 As the solvent, an organic solvent, water, or a mixed solvent thereof can be used. Specifically, methanol, ethanol, propanol, diethyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene, methylene chloride, chloroform, acetone, ethyl acetate, acetonitrile, N, N-dimethylformamide, water or These mixed solvents can be used. The reaction temperature is preferably 253 to 423K.
結晶性の良い金属錯体は、純度が高くて吸着性能が良い。反応が終了したことはガスクロマトグラフィーまたは高速液体クロマトグラフィーにより原料の残存量を定量することにより確認することができる。反応終了後、得られた混合液を吸引濾過に付して沈殿物を集め、有機溶媒による洗浄後、373K程度で数時間真空乾燥することにより、本発明の金属錯体を得ることができる。 A metal complex having good crystallinity has high purity and good adsorption performance. The completion of the reaction can be confirmed by quantifying the remaining amount of the raw material by gas chromatography or high performance liquid chromatography. After completion of the reaction, the obtained mixed solution is subjected to suction filtration to collect a precipitate, washed with an organic solvent, and then vacuum dried at about 373 K for several hours to obtain the metal complex of the present invention.
以上のようにして得られる本発明の金属錯体からなる分離材は、ジカルボン酸化合物(I)と金属イオン(例えば、マンガンイオン)からなる一次元鎖が、二座配位子により連結された二次元シートが形成されている。そして、これらの二次元シートが集積することにより、細孔(一次元チャンネル)を有する三次元構造をとる。 The separating material comprising the metal complex of the present invention obtained as described above is a two-dimensional chain in which a one-dimensional chain comprising a dicarboxylic acid compound (I) and a metal ion (for example, manganese ion) is linked by a bidentate ligand. A dimension sheet is formed. These two-dimensional sheets are accumulated to form a three-dimensional structure having pores (one-dimensional channels).
金属錯体における三次元構造は、合成後の結晶においても変化できるため、その変化に伴って、細孔の構造や大きさも変化する。この構造が変化する条件は、吸着される物質の種類、吸着圧力、吸着温度に依存する。すなわち、細孔表面と物質の相互作用の差に加え(相互作用の強さは物質のLennard−Jonesポテンシャルの大きさに比例)、吸着する物質により構造変化の程度が異なるため、高い選択性が発現する。本発明では、カチオン性の強い中心金属を用いることで、構造変化を起こりにくくし、高い混合ガス分離能を発現させることができる。また、カチオン性の強い中心金属に配位子の電子が引き寄せられ、細孔表面の電荷密度が低下することにより、吸着熱が小さくなり、脱着に要するエネルギーは小さくなる。吸着された物質が脱着した後は、元の構造に戻るので、細孔の大きさも元に戻る。 Since the three-dimensional structure in the metal complex can be changed in the synthesized crystal, the structure and size of the pores change with the change. The conditions for changing the structure depend on the type of substance to be adsorbed, the adsorption pressure, and the adsorption temperature. That is, in addition to the difference in the interaction between the pore surface and the substance (the strength of the interaction is proportional to the magnitude of the Lennard-Jones potential of the substance), the degree of structural change varies depending on the adsorbed substance, and thus high selectivity is achieved. To express. In the present invention, by using a central metal having a strong cationic property, structural change is less likely to occur, and high mixed gas separation ability can be exhibited. In addition, the electrons of the ligand are attracted to the central metal having a strong cationic property, and the charge density on the pore surface is reduced, so that the heat of adsorption is reduced and the energy required for desorption is reduced. After the adsorbed substance is desorbed, it returns to its original structure, so the pore size also returns.
前記の選択吸着メカニズムは推定ではあるが、例え前記メカニズムに従っていない場合でも、本発明で規定する要件を満足するのであれば、本発明の技術的範囲に包含される。 Although the selective adsorption mechanism is estimated, even if it does not follow the mechanism, it is included in the technical scope of the present invention as long as it satisfies the requirements defined in the present invention.
本発明の金属錯体は、各種ガスを選択的に吸着することができるので、二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素、窒素、炭素数1〜4の炭化水素(メタン、エタン、エチレン、アセチレンなど)、希ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなど)、硫化水素、アンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物、シロキサン(ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサンなど)、水蒸気または有機蒸気などを分離するための分離材として好ましく、特に、メタン中の二酸化炭素、水素中の二酸化炭素、窒素中の二酸化炭素または空気中のメタンなどを、圧力スイング吸着法や温度スイング吸着法により分離するのに適している。有機蒸気とは、常温、常圧で液体状の有機物質の気化ガスを意味する。このような有機物質としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類;トリメチルアミンなどのアミン類;アセトアルデヒドなどのアルデヒド類;炭素数5〜16の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;塩化メチル、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素などが挙げられる。 Since the metal complex of the present invention can selectively adsorb various gases, carbon dioxide, hydrogen, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms (methane, ethane, ethylene, acetylene, etc.) ), Noble gases (such as helium, neon, argon, krypton, xenon), hydrogen sulfide, ammonia, sulfur oxides, nitrogen oxides, siloxanes (such as hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane), water vapor or organic vapors It is preferable as a separating material for separating the carbon dioxide, particularly carbon dioxide in methane, carbon dioxide in hydrogen, carbon dioxide in nitrogen or methane in air, etc., by pressure swing adsorption method or temperature swing adsorption method. Suitable for The organic vapor means a vaporized organic substance that is liquid at normal temperature and pressure. Examples of such organic substances include alcohols such as methanol and ethanol; amines such as trimethylamine; aldehydes such as acetaldehyde; aliphatic hydrocarbons having 5 to 16 carbon atoms; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; acetone And ketones such as methyl ethyl ketone; halogenated hydrocarbons such as methyl chloride and chloroform.
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下の実施例および比較例における分析および評価は次のようにして行った。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Analysis and evaluation in the following examples and comparative examples were performed as follows.
(1)粉末X線回折パターンの測定
X線回折装置を用いて、回折角(2θ)=5〜50°の範囲を走査速度1°/分で走査し、対称反射法で測定した。測定条件の詳細を以下に示す。
<分析条件>
装置:株式会社リガク製RINT2400
X線源:CuKα(λ=1.5418Å) 40kV 200mA
ゴニオメーター:縦型ゴニオメーター
検出器:シンチレーションカウンター
ステップ幅:0.02°
スリット:発散スリット=0.5°
受光スリット=0.15mm
散乱スリット=0.5°
(1) Measurement of powder X-ray diffraction pattern Using an X-ray diffractometer, a range of diffraction angle (2θ) = 5 to 50 ° was scanned at a scanning speed of 1 ° / min, and measured by a symmetric reflection method. Details of the measurement conditions are shown below.
<Analysis conditions>
Apparatus: RINT2400 manufactured by Rigaku Corporation
X-ray source: CuKα (λ = 1.5418Å) 40 kV 200 mA
Goniometer: Vertical goniometer Detector: Scintillation counter Step width: 0.02 °
Slit: Divergent slit = 0.5 °
Receiving slit = 0.15mm
Scattering slit = 0.5 °
(2)0.1MPaにおけるガス吸着速度の測定
三方コックとセプタムを装着したガラス製10mL二口フラスコを用意し、三方コックの一方の口に別の三方コックを介して100mLのシリンジをチューブで接続した。測定は、二口フラスコに試料を入れ、373K、4.0x10−3Paで3時間乾燥し、吸着水などを除去した後に、フラスコに装着している三方コックを閉じ、続いてシリンジ側の三方コックを通じてシリンジに100mLの混合ガスを導入し、最後にフラスコに装着している三方コックを開き、試料に混合ガスを吸着させた。このとき、吸着量はシリンジの目盛りの減少分から算出した(死容積はあらかじめヘリウムを用いて測定)。
(2) Measurement of gas adsorption rate at 0.1 MPa Prepare a
(3)吸脱着等温線の測定
高圧ガス吸着量測定装置を用いて容量法で測定を行った。このとき、測定に先立って試料を373K、50Paで10時間乾燥し、吸着水などを除去した。測定条件の詳細を以下に示す。
<分析条件>
装置:日本ベル株式会社製BELSORP−HP
平衡待ち時間:500秒
(3) Measurement of adsorption / desorption isotherm The measurement was performed by a volume method using a high-pressure gas adsorption amount measuring device. At this time, prior to the measurement, the sample was dried at 373 K and 50 Pa for 10 hours to remove adsorbed water and the like. Details of the measurement conditions are shown below.
<Analysis conditions>
Apparatus: BELSORP-HP manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.
Equilibrium waiting time: 500 seconds
(4)吸着熱の測定
高精度ガス/蒸気吸着量測定装置を用いて容量法で273K、283K及び293Kで吸脱着等温線の測定を行い、Clapeyron−Clausius式から吸着熱を算出した。このとき、測定に先立って試料を373K、10Paで8時間乾燥し、吸着水などを除去した。測定条件の詳細を以下に示す。
<分析条件>
装置:日本ベル株式会社製BELSORP−18PLUS
平衡待ち時間:500秒
(4) Measurement of adsorption heat The adsorption / desorption isotherm was measured at 273K, 283K, and 293K by a volumetric method using a high-precision gas / vapor adsorption amount measuring apparatus, and the adsorption heat was calculated from the Clapeyron-Clauus equation. At this time, prior to the measurement, the sample was dried at 373 K and 10 Pa for 8 hours to remove adsorbed water and the like. Details of the measurement conditions are shown below.
<Analysis conditions>
Device: Nippon Bell Co., Ltd. BELSORP-18PLUS
Equilibrium waiting time: 500 seconds
合成例1:
窒素雰囲気下、硝酸マンガン六水和物4.82g(17mmol)、イソフタル酸2.80g(17mmol)及び4,4’−ビピリジル2.65g(17mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド200mLに溶解させ、393Kで24時間攪拌した。吸引濾過の後、エタノールで3回洗浄を行い、373K、50Paで8時間乾燥し、目的の金属錯体5.67g(収率90%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図1に示す。
Synthesis example 1:
Under a nitrogen atmosphere, manganese nitrate hexahydrate 4.82 g (17 mmol), isophthalic acid 2.80 g (17 mmol) and 4,4′-bipyridyl 2.65 g (17 mmol) were dissolved in 200 mL of N, N-dimethylformamide. Stir at 393 K for 24 hours. After suction filtration, it was washed with ethanol three times and dried at 373 K and 50 Pa for 8 hours to obtain 5.67 g (yield 90%) of the target metal complex. The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.
合成例2:
窒素雰囲気下、硝酸マンガン六水和物4.82g(17mmol)、3,5−ピリジンジカルボン酸2.80g(17mmol)及び4,4’−ビピリジル2.65g(17mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド200mLに溶解させ、393Kで24時間攪拌した。吸引濾過の後、エタノールで3回洗浄を行い、373K、50Paで8時間乾燥し、目的の金属錯体4.86g(収率76%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図2に示す。
Synthesis example 2:
Under a nitrogen atmosphere, manganese nitrate hexahydrate (4.82 g, 17 mmol), 3,5-pyridinedicarboxylic acid (2.80 g, 17 mmol), and 4,4′-bipyridyl (2.65 g, 17 mmol) were mixed with N, N-dimethylformamide. Dissolve in 200 mL and stir at 393 K for 24 hours. After suction filtration, it was washed with ethanol three times and dried at 373 K and 50 Pa for 8 hours to obtain 4.86 g (yield 76%) of the target metal complex. The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.
比較合成例1:
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物5.00g(17mmol)、イソフタル酸2.80g(17mmol)及び4,4’−ビピリジル2.65g(17mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド200mLに溶解させ、393Kで24時間攪拌した。吸引濾過の後、373K、50Paで8時間乾燥し、目的の金属錯体6.35g(収率98%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図3に示す。
Comparative synthesis example 1:
Under a nitrogen atmosphere, 5.00 g (17 mmol) of zinc nitrate hexahydrate, 2.80 g (17 mmol) of isophthalic acid and 2.65 g (17 mmol) of 4,4′-bipyridyl were dissolved in 200 mL of N, N-dimethylformamide, Stir at 393 K for 24 hours. After suction filtration, it was dried at 373 K and 50 Pa for 8 hours to obtain 6.35 g (yield 98%) of the desired metal complex. The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.
比較合成例2:
窒素雰囲気下、硝酸亜鉛六水和物5.00g(17mmol)、3,5−ピリジンジカルボン酸2.80g(17mmol)及び4,4’−ビピリジル2.65g(17mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド200mLに溶解させ、393Kで24時間攪拌した。吸引濾過の後、エタノールで3回洗浄し、373K、50Paで8時間乾燥し、目的の金属錯体5.17g(収率79%)を得た。得られた金属錯体の粉末X線回折パターンを図4に示す。
Comparative synthesis example 2:
Under a nitrogen atmosphere, 5.00 g (17 mmol) of zinc nitrate hexahydrate, 2.80 g (17 mmol) of 3,5-pyridinedicarboxylic acid and 2.65 g (17 mmol) of 4,4′-bipyridyl were added to N, N-dimethylformamide. Dissolve in 200 mL and stir at 393 K for 24 hours. After suction filtration, it was washed with ethanol three times and dried at 373 K and 50 Pa for 8 hours to obtain 5.17 g (yield 79%) of the target metal complex. The powder X-ray diffraction pattern of the obtained metal complex is shown in FIG.
実施例1:
合成例1で得た金属錯体について、273K、0.1MPaにおけるメタンと二酸化炭素の吸着速度を測定した結果を図5に示す。また、吸着開始10分後のメタンと二酸化炭素の吸着量の比を表1に示す。
Example 1:
FIG. 5 shows the results of measuring the adsorption rates of methane and carbon dioxide at 273 K and 0.1 MPa for the metal complex obtained in Synthesis Example 1. Further, Table 1 shows the ratio of the adsorption amount of methane and
比較例1:
比較合成例1で得た金属錯体について、273K、0.1MPaにおけるメタンと二酸化炭素の吸着速度を測定した結果を図5に示す。また、吸着開始10分後のメタンと二酸化炭素の吸着量の比を表1に示す。
Comparative Example 1:
FIG. 5 shows the results of measuring the adsorption rates of methane and carbon dioxide at 273 K and 0.1 MPa for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1. Further, Table 1 shows the ratio of the adsorption amount of methane and
図5、表1より、本発明の金属錯体は高い二酸化炭素選択吸着能を有するので、メタンと二酸化炭素の分離材として優れていることは明らかである。 From FIG. 5 and Table 1, it is clear that the metal complex of the present invention is excellent as a separator for methane and carbon dioxide because it has a high carbon dioxide selective adsorption ability.
実施例2:
合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素及びメタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図6に示す。
Example 2:
FIG. 6 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide and methane at 273 K by the volumetric method for the metal complex obtained in Synthesis Example 2.
比較例2:
比較合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素及びメタンの273Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図7に示す。
Comparative Example 2:
FIG. 7 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide and methane at 273 K by the capacity method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2.
図6及び図7より、本発明の金属錯体は二酸化炭素を選択的に吸着するので、メタンと二酸化炭素の分離材として優れていることは明らかである。 6 and 7, it is clear that the metal complex of the present invention is excellent as a separator for methane and carbon dioxide because it selectively adsorbs carbon dioxide.
実施例3:
合成例1で得た金属錯体について、二酸化炭素の273K、283K及び293Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図8に示す。
Example 3:
FIG. 8 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide at 273K, 283K, and 293K by the capacitance method for the metal complex obtained in Synthesis Example 1.
比較例3:
比較合成例1で得た金属錯体について、二酸化炭素の273K、283K及び293Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図9に示す。
Comparative Example 3:
FIG. 9 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide at 273K, 283K, and 293K by the capacitance method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 1.
図8の二酸化炭素の吸着量が13.6mLの時の圧力値を用いて算出した二酸化炭素の吸着熱は29.3kcal/mol、図9の二酸化炭素の吸着量が19.4mLの時の圧力値を用いて算出した二酸化炭素の吸着熱は35.5kcal/molであり、本発明の金属錯体は二酸化炭素の吸着熱が小さいので、二酸化炭素の脱着に要するエネルギーが小さいことは明らかである。 The heat of adsorption of carbon dioxide calculated using the pressure value when the carbon dioxide adsorption amount in FIG. 8 is 13.6 mL is 29.3 kcal / mol, and the pressure when the carbon dioxide adsorption amount in FIG. 9 is 19.4 mL. The adsorption heat of carbon dioxide calculated using the value is 35.5 kcal / mol. Since the metal complex of the present invention has a small heat of adsorption of carbon dioxide, it is clear that the energy required for desorption of carbon dioxide is small.
実施例4:
合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素の273K、283K及び293Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図10に示す。
Example 4:
FIG. 10 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide at 273K, 283K, and 293K by the capacitance method for the metal complex obtained in Synthesis Example 2.
比較例4:
比較合成例2で得た金属錯体について、二酸化炭素の273K、283K及び293Kにおける吸脱着等温線を容量法により測定した結果を図11に示す。
Comparative Example 4:
FIG. 11 shows the results of measuring the adsorption and desorption isotherms of carbon dioxide at 273K, 283K and 293K by the volumetric method for the metal complex obtained in Comparative Synthesis Example 2.
図10の二酸化炭素の吸着量が7.8mLの時の圧力値を用いて算出した二酸化炭素の吸着熱は21.3kcal/mol、図11の二酸化炭素の吸着量が8.8mLの時の圧力値を用いて算出した二酸化炭素の吸着熱は33.2kcal/molであり、本発明の金属錯体は二酸化炭素の吸着熱が小さいので、二酸化炭素の脱着に要するエネルギーが小さいことは明らかである。 The adsorption heat of carbon dioxide calculated using the pressure value when the adsorption amount of carbon dioxide in FIG. 10 is 7.8 mL is 21.3 kcal / mol, and the pressure when the adsorption amount of carbon dioxide in FIG. 11 is 8.8 mL. The adsorption heat of carbon dioxide calculated using the value is 33.2 kcal / mol. Since the metal complex of the present invention has a small heat of adsorption of carbon dioxide, it is clear that the energy required for desorption of carbon dioxide is small.
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