JP2014046260A - シロキサンガス除去材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多孔性金属錯体を用いることで上記課題を解決する。特に、多孔性金属錯体の水分吸着率が、温度30℃、相対湿度60%の条件において10.0wt%以下、かつ相対圧1.0における窒素吸着量が、温度77Kの条件下、350ml(STP)/g以上、かつMP法から得られる、細孔径8Å以上の細孔容積が0.04cm3/g以上の多孔性金属錯体を用いることで、上記課題を解決する。
【選択図】図1
Description
1.金属及び有機配位子から構成される多孔性金属錯体を用いたシロキサンガス除去材であって、前記多孔性金属錯体の水分吸着率が、温度30℃、相対湿度60%の条件において10.0wt%以下、かつ相対圧1.0における窒素吸着量が、温度77Kの条件下、350ml(STP)/g以上、かつMP法から得られる、細孔径8Å以上の 細孔容積が0.04cm3/g以上であることを特徴とするシロキサンガス除去材。
2.周期表の第2族および第7〜第14族元素から選ばれる少なくとも一種の金属と、二座以上で配位可能なカルボン酸化合物又は二座以上で配位可能な複素環式五員環化合物から選ばれる少なくとも一種の有機配位子とから構成される多孔性金属錯体である1.に記載のシロキサンガス除去材。
3.前記金属がAl、Si、Znから選ばれる少なくとも一種の金属であり、かつ前記有機配位子が2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビピラゾレートから選ばれる少なくとも一種の有機配位子である、2.に記載のシロキサンガス除去材。
4.前記多孔性金属錯体が、Alと2,6−ナフタレンジカルボン酸、Siと4,4’−ビフェニルジカルボン酸、Znとテレフタル酸と3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビピラゾレート、の組み合わせで構成される、いずれかの多孔性金属錯体である1.〜3.のいずれかに記載のシロキサンガス除去材。
合成した多孔性金属錯体について、IR測定装置(日本分光株式会社製「FT/IR−6100」)を用いて、全反射吸収(ATR)法で測定した。
合成した多孔性金属錯体について、粉末X線回折装置(ブルカー・エイエックスエス株式会社製「NEW D8 ADVANCE」)を用いて、対称反射法で測定した。測定条件を以下に示す。
1)X線源:CuKα(λ=1.5418Å)40kV 200mA
2)ゴニオメーター:縦型ゴニオメーター
3)検出器:シンチレーションカウンター
4)回折角(2θ)範囲:3〜90°
5)スキャンステップ:0.05°
6)積算時間:0.5秒/ステップ
7)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°
多孔性金属錯体を120℃で12時間真空乾燥し、吸着水などを除去した。これをサンプル管に入れ重量を測定し、温度30℃、相対湿度60%に設定した恒温恒湿器(ヤマト科学株式会社製「IW222」)中、3時間静置した後の重量を測定した。水分吸着率は、下記式(i);
水分吸着率(%)={(3時間静置後の重量−3時間静置前の重量)/(3時間静置前の重量)}×100 ・・・(i)
に基づき算出した。
自動比表面積/細孔分布測定装置(日本BEL株式会社製「BELSORP−miniII」)を用いて容量法で測定を行った。測定に先立ち、多孔性金属錯体を120℃で18時間真空乾燥し、吸着水などを除去した。測定条件を以下に示す。
1)測定温度:77K
2)平衡待ち時間:300秒
細孔径8Å以上の細孔容積は、前記窒素吸着測定の結果を基に算出した。解析ソフトウェア(日本BEL株式会社製「BELMasterTM」)を用い、MP法によりマイクロ細孔分布解析を行った。数値データに基づき、細孔径8Å 以上の細孔容積を求めた。細孔直径範囲0.42〜2nmの条件で解析し、吸着時の数値データ表の結果より、全マイクロポア細孔容積(A)から細孔直径0.8nm未満のマイクロポア細孔容積を引いて、細孔直径0.8nm以上のマイクロポア細孔容積B(単位:cm3/g)を算出した。
MP法は、吸着等温線の各点での接線の傾きの変化から求められる各区間の外部表面積と吸着層厚み(細孔形状を円筒形とするため細孔半径に相当)を基に細孔容積を求め、吸着層厚みに対してプロットすることにより、細孔分布を得る方法である。
多孔性金属錯体100mgをカラムに充填し、試験ガスを流し、経時的にカラム出口でのガス濃度を、FID形VOC分析計(株式会社島津製作所製「VMS−1000F」を用いて検出し、シロキサンガス除去率を下記式(ii);
シロキサンガス除去率(%)={(カラム入口のシロキサンガス濃度−カラム出口のシロキサンガス濃度)/(カラム入口のシロキサンガス濃度)}×100 ・・・(ii)
に基づき算出した。なお、試料としては、120℃で12時間真空乾燥し、吸着物質を除去したものを使用した。評価条件の詳細を以下に示す。
1)測定雰囲気:25℃、50%RH空気下
2)圧力:常圧
3)試験ガス組成:シロキサンD4ガス濃度5ppm(25℃、50%RH空気希釈)
4)流量:0.5L/min
Siと4,4’−ビフェニルジカルボン酸から形成された多孔性金属錯体EOF−2を、非特許文献1に従って、THF中、−10〜25℃で合成した。得られた多孔性金属錯体について、IR測定により同定し、水分吸着率および窒素吸着測定により物性評価を行った。水分吸着率、窒素吸着量、細孔容積を表1に示す。次いで、シロキサンガス流通系吸着試験を行った。結果を図1に示す。
Alと2,6−ナフタレンジカルボン酸から形成された多孔性金属錯体DUT−4を、非特許文献2に従って、DMF中、120℃で24時間合成した。得られた多孔性金属錯体について、粉末X線回折測定により同定し、水分吸着率および窒素吸着測定により物性評価を行った。水分吸着率、窒素吸着量、細孔容積を表1に示す。次いで、シロキサンガス流通系吸着試験を行った。結果を図1に示す。
Znとテレフタル酸と3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビピラゾレートから形成された多孔性金属錯体を、非特許文献3に従って、DMF中、140℃で80時間合成した。得られた多孔性金属錯体について、粉末X線回折測定により同定し、水分吸着率および窒素吸着測定により物性評価を行った。水分吸着率、窒素吸着量、細孔容積を表1に示す。次いで、シロキサンガス流通系吸着試験を行った。結果を図1に示す。
Znと2−メチルイミダゾールから形成された多孔性金属錯体(BASF社製「Basolite(登録商標)Z1200」)について、水分吸着率および窒素吸着測定により物性評価を行った。水分吸着率、窒素吸着量、細孔容積を表1に示す。次いで、シロキサンガス流通系吸着試験を行った。結果を図1に示す。
Cuと1,3,5−ベンゼントリカルボン酸から形成された多孔性金属錯体(BASF社製「Basolite(登録商標)C300」)について、水分吸着率および窒素吸着測定により物性評価を行った。水分吸着率、窒素吸着量、細孔容積を表1に示す。次いで、シロキサンガス流通系吸着試験を行った。結果を図1に示す。
Alとテレフタル酸から形成された多孔性金属錯体(BASF社製「Basolite(登録商標)A100」)について、水分吸着率および窒素吸着測定により物性評価を行った。水分吸着率、窒素吸着量、細孔容積を表1に示す。次いで、シロキサンガス流通系吸着試験を行った。結果を図1に示す。
Claims (4)
- 金属及び有機配位子から構成される多孔性金属錯体を用いたシロキサンガス除去材であって、前記多孔性金属錯体の水分吸着率が、温度30℃、相対湿度60%の条件において10.0wt%以下、かつ相対圧1.0における窒素吸着量が、温度77Kの条件下、350ml(STP)/g以上、かつMP法から得られる、細孔径8Å以上の 細孔容積が0.04cm3/g以上であることを特徴とするシロキサンガス除去材。
- 周期表の第2族および第7〜第14族元素から選ばれる少なくとも一種の金属と、二座以上で配位可能なカルボン酸化合物又は二座以上で配位可能な複素環式五員環化合物から選ばれる少なくとも一種の有機配位子とから構成される多孔性金属錯体である請求項1に記載のシロキサンガス除去材。
- 前記金属がAl、Si、Znから選ばれる少なくとも一種の金属であり、かつ前記有機配位子が2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビピラゾレートから選ばれる少なくとも一種の有機配位子である、請求項2に記載のシロキサンガス除去材。
- 前記多孔性金属錯体が、Alと2,6−ナフタレンジカルボン酸、Siと4,4’−ビフェニルジカルボン酸、Znとテレフタル酸と3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビピラゾレート、の組み合わせで構成される、いずれかの多孔性金属錯体である請求項1〜3のいずれかに記載のシロキサンガス除去材。
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