JP2016500044A

JP2016500044A - 直径分布が狭い大きい細孔を有するメソポーラスシリカのための組成物およびプロセス

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Publication number: JP2016500044A
Application number: JP2015534586A
Authority: JP
Inventors: ディーパック・アコレカー; ファーニ・キラン・ボーラプラガダ; サントシュ・コーカラレ
Original assignee: ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2016-01-07
Also published as: EP2903936A1; US20150246817A1; BR112015007264A2; CN104812702A; US9573818B2; WO2014055281A1

Abstract

メソポーラスシリカを調製するプロセスであって、出発成分として、（１）水添および非水添天然植物油、シリコーン油、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される構造指向テンプレートと、（２）水と、（３）シリカと、任意選択で、（４）水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム水和物、ｐ−トルエンスルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ビス−スルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、５，０００〜２０，０００ダルトン（Ｄａ）の範囲の重量平均分子量を有するポロキサマー、およびそれらの組み合わせから選択される構造指向共通テンプレートとを、アルコール溶媒の実質的不在下で、５０〜１７５オングストロームの範囲の平均細孔直径、およびその平均値の１標準偏差内で実質的に単峰である細孔直径分布を有するメソポーラスシリカが形成されるような条件下で、接触させることを含む、プロセス。該生成物組成は、例えば、ガス分離、検知、浄水、重金属除去、および電子機器において、好ましい使用を提示し得、これらにおいてそのより狭い細孔直径分布がその選択性を増加させる。【選択図】なし

Description

関連出願の相互関係
本出願は、２０１２年１０月１日に出願された米国仮出願第６１／７０８，２２９号の利益を主張する。

本発明は、メソポーラスシリカの分野に関する。より具体的には、天然および合成油を使用して調製され、比較的大きい細孔直径、および比較的狭い実質的に単峰の細孔直径分布範囲を有する、メソポーラスシリカに関する。

メソポーラス材料は、研究者には長年にわたって知られており、様々な用途で使用される。一般的に、これらの材料は、２〜５０ナノメートル（ｎｍ）の一般範囲の平均直径を頻繁に有する細孔またはチャネルから形成されるポーラス構造によって特徴付けられる無機固体材料である。これらのチャネルまたは細孔は、ほとんど一定の細孔直径を伴い比較的均一であり得るか、または様々な細孔直径を伴い不均一であり得る。ポーラス構造は、それらの中に進入可能である分子種のための吸着容量を伴う大きい内部表面を提供する。

メソポーラス材料は、非結晶質または結晶質であり得る。メソポーラス材料の例としては、合成および天然結晶質純シリケート、ならびにアルミノシリケートが挙げられる。そのようなものはまた、骨格が、共有酸素原子によって、角で互いに結合する［（Ａｌ，Ｓｉ）_４］四面体の三次元網目構造に基づく、骨格アルミノシリケートと称され得る。

しかしながら、特定の用途におけるかかるメソポーラスシリカ材料の好結果の使用にもかかわらず、これらの材料のいくつかは、望ましい選択性に満たないことに悩まされている。そのような事は、例えば、細孔直径における望ましい均一性に満たない、すなわち、広い細孔直径分布のため、または特定の生体分子などの大きい分子には小さ過ぎる細孔直径のためである。これを考慮して、１つ以上のこれらの問題を減少または除去するためにシリカ系メソポーラス材料を修飾する新しい手段を開発することが望ましい。

一態様において、本発明は、メソポーラスシリカを調製するプロセスであって、出発成分として、（１）部分および完全水添および非水添油、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される構造指向テンプレートと、（２）水と、（３）シリカと、任意選択で、（４）水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム水和物、ｐ−トルエンスルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ビス−スルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、５，０００〜２０，０００ダルトン（Ｄａ）の範囲の重量平均分子量を有するポロキサマー、およびそれらの組み合わせから選択される構造指向共通テンプレートとを、アルコール溶媒の実質的不在下で、５０オングストローム〜１７５オングストロームの範囲の平均細孔直径、およびそれらの平均値の１標準偏差内で実質的に単峰である細孔直径分布を有するメソポーラスシリカ組成物が形成されるような条件下で、接触させることを含む、プロセスを提供する。

第２の態様において、本発明は、５０オングストローム〜１７５オングストロームの範囲の平均細孔直径およびそれらの平均値の１標準偏差内で実質的に単峰である細孔直径分布を有するメソポーラスシリカ組成物を含有する、組成物を提供する。

図１は実施例１に対応する細孔直径分布である。図２は実施例２に対応する細孔直径分布である。図３は実施例３に対応する細孔直径分布である。図４は実施例４に対応する細孔直径分布である。図５は実施例５に対応する細孔直径分布である。図６は実施例６に対応する細孔直径分布である。図７は実施例７に対応する細孔直径分布である。図８は比較実施例Ａに対応する細孔直径分布である。図９は比較実施例Ｂに対応する細孔直径分布である。

本発明は、特定の実施形態において、本明細書下記にさらに詳しく記載されるとおりの５０Å〜１７５Åの比較的大きい平均細孔直径、および比較的狭い実質的に単峰の細孔直径分布を有するメソポーラスシリカ組成物を提供する。平均細孔直径は、出発成分の選択によって制御され得るので、本発明の組成物は、ガス分離、電流の流れの調節などの目的のため、ならびに熱安定性のため、薬物および芳香放出のための電子装置において、ガス検知、重金属除去、および浄水を含むが、これらに限定されない幅広い種類の用途における優先的な使用のために設計され得る。

メソポーラスシリカ組成物は、少なくとも３つの出発成分の接触を含むものとして一般的に定義されるプロセスによって、効果的に調製され得る。これらの出発成分は、（１）完全および部分水添および非水添油ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される構造指向テンプレートと、（２）水と、３）シリカとである。任意選択の第４の成分、つまり（４）は、構造指向共通テンプレートであり、本明細書下記に記載される群から選択される。

各成分は、最も好都合には、市販によって、または本発明で使用されるより前に直接調製によって調達され得る。出発成分（１）、つまり構造指向テンプレートは、最低限１つの油である。用語が本明細書で使用される場合、「油」は、非限定実施形態において、一般的に滑りやすく、可燃性があり、粘着性があり、室温で液体または液状化し、エーテルなどの様々な有機溶媒では溶解するが、水では溶解しない動物性および植物性脂肪を含む、多数の鉱物、植物、および合成物質のいずれかとして定義される。したがって、そのようなものは、植物および動物から、鉱床（例えば、石油として）から、ならびに合成によって得られるこの記述を満たす材料を含み得る。これらの分類内に含まれるのは、非限定例において、ヒマシ油、カラシ油、綿実油、菜種油、パーム油、ヒマワリ油、落花生油、大豆油、コーン油、ヤシ油、亜麻仁油、ゴマ油、およびそれらの組み合わせなどの植物系油、澄ましバターなどの動物系油、水素化分解および水素異性化油ならびにそれらの組み合わせを含む炭化水素油などの鉱物系油、シリコーン油、ポリアルファオレフィン油、ジエステル、ポリオールエステル、アルキル化ナフタリン、アルキル化ベンゼンを含む非ポリアルファオレフィン油、およびそれらの組み合わせなどの合成油、ならびにそれらの組み合わせである。そのようなものはまた、一般的に、グリセロールの液体トリエステル、および、例えば、非極性溶媒で溶解する生体由来の物質として大まかに定義される脂質を含む不飽和脂肪酸を含むように定義され得る。一般的に、本発明で有用な油は、完全水添、部分水添、または非水添であり得、食用または非食用のどちらかであり得る。ある特定の実施形態において、ヒマワリ油、ヤシ油、亜麻仁油、ゴマ油、コーン油、および大豆油、ならびにそれらの組み合わせが、便利さ、費用および／または商業的入手性などの理由により好ましい場合があり、かかる実施形態においてヤシ油がしばしば特に好ましい。

本発明で使用される出発成分（２）、つまり水は、好ましくは、脱イオン（ＤＩ）水である。

出発成分（３）、つまりシリカは、任意の従来から周知のシリカまたはシリケート、例えば、ヒュームドシリカ、コロイドシリカ、ナトリウムシリケート、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、またはそれらの組み合わせであり得る。好ましい実施形態において、比較的高いブルナウアー−エメット−テラー表面積、好ましくは少なくとも１００ｍ^２／ｇ、より好ましくは少なくとも１２０ｍ^２／ｇ、およびさらにより好ましくは少なくとも１５０ｍ^２／ｇを有するシリカが用いられ得る。このシリカは、明らかに、本発明のプロセスの生成物であるメソポーラスシリカ組成物とは異なる。シリカ出発成分（３）の原料は、例えば、籾殻などの有機源、ならびに／または砂、珪石、滑石、および雲母などの鉱物源であり得る。

配合物が任意選択の出発成分（４）、つまり構造指向共通テンプレートを含む場合には、そのようなものは、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＯＨ）、水酸化テトラエチルアンモニウム（ＴＥＡＯＨ）、水酸化テトラプロピルアンモニウム（ＴＰＡＯＨ）、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム水和物、ｐ−トルエンスルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ビス−スルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、５，０００Ｄａ〜２０，０００Ｄａの範囲の重量平均分子量を有するポロキサマー、およびそれらの組み合わせから選択され得る。これらのポロキサマーの、５，０００〜１３，０００Ｄａの範囲の重量平均分子量を有するものは、特定の実施形態において調製され得、５，５００〜１２，５００Ｄａの範囲の重量平均分子量を有するものが特に好ましい。これらの調製は、任意の効果的な手段によってなされ得る。例えば、ヨウ化セチルテトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＣｌ）または臭化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＢｒ）の加水分解を使用してＴＭＡＯＨを調製し得、臭化テトラエチルアンモニウム（ＴＥＡＢｒ）の加水分解を使用して、ＴＥＡＯＨを調製し得、およびＴＰＡＯＨの加水分解を使用して、臭化テトラプロピルアンモニウム（ＴＰＡＢｒ）を調製し得る。臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）の調製は、ヘキサデシル四級アンモニウム化合物を臭素付加することによってなされ得る。

任意選択の出発成分（４）、つまり構造指向共通テンプレートの別の選択は、ブロックコポリマー界面活性剤、すなわち、「ポロキサマー」とも称されるブロックコポリマー界面活性剤であり得る。このポロキサマーは、望ましくは、非イオン性であり、５，０００〜２０，０００Ｄａ、より望ましくは５，０００〜１３，０００Ｄａ、さらにより望ましくは５，５００〜１２，５００Ｄａの範囲の重量平均分子量を有する。好適な非限定例は、ＰＬＵＲＯＮＩＣＰ−１２３、ＰＬＵＲＯＮＩＣＦ−１２７、およびそれらの組み合わせを含み得る。（ＰＬＵＲＯＮＩＣは、ＢＡＳＦＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの商標である。）ＰＬＵＲＯＮＩＣＰ−１２３は、ポリ（エチレングリコール）−ポリ（プロピレングリコール）−ポリ（エチレングリコール）に基づく、約５，８００Ｄａの分子量を有するトリブロックコポリマーである。ＰＬＵＲＯＮＩＣＦ−１２７は、中央疎水性ブロックおよび約１２，５００Ｄａの分子量を有する親水性非イオン性の界面活性剤ポリオールとして説明される。いくつかの実施形態において、ＰＬＵＲＯＮＩＣＰ−１２３およびＰＬＵＲＯＮＩＣＦ−１２７の組み合わせが用いられ得る。１．６：１〜２，５００：１の範囲のＰＬＵＲＯＮＩＣＰ−１２３対ＰＬＵＲＯＮＩＣＦ−１２７のモル比を使用するのが有用であり得る。

本発明のメソポーラスシリカ材料の調製において、必要な成分（１）〜（３）（または、特定の実施形態においては（１）〜（４））は、それぞれ、望ましくは、所望の程度で、好ましくは、またはそれらの最高収率に近いように形成されるまで、それらの間の接触が一定期間を通してできるかぎり広範囲で継続的であるような順序で組み合わされる。そのような事が、特に好ましい一実施形態において、構造指向テンプレート（１）を水（２）に添加し、次に、シリカ（３）をそこへ添加することによって、好都合に実施され得る。構造指向共通テンプレート（４）が出発成分として含まれる場合に、そのようなものを、特定の実施形態において、構造指向テンプレート（１）をそこへ添加するより前に、水（２）に添加し得る。当業者は、さらなる指示および代替的な実施形態を、本明細書に含まれる実施例によって、およびこの業界内で一般的に入手可能である知識から得るであろう。このプロセスの間、成分は、好ましくは毎分３００〜７００回転数（ｒｐｍ）である「激しく」として記載される速度で望ましく共に撹拌される。２．０〜５．０の範囲の開始ｐＨの調節が、望ましくあり得、例えば、水出発成分（２）の代表における１．６モルの（Ｍ）塩化水素（ＨＣｌ）溶液の使用の手段によって好都合に成し遂げられ得る。撹拌速度は、一般的に、合成プロセスを促進する。好ましい実施形態において、合成期間の温度は、望ましくは、２５摂氏度（℃）および１９０℃、およびより望ましくは２５℃〜１７０℃の範囲内で維持される。合成期間は、望ましくは、５時間〜１００時間（ｈ）、および好ましくは１０時間〜４０時間の範囲であり得、圧力は、望ましくは、１０１キロパスカル（ｋＰａ）〜１０００ｋＰａの範囲であり得る。かかる合成パラメーターは、商業的実用限界内の容認可能な生産水準を提供し得る。

出発成分の割合は、本発明の組成物の形成を確実にするために、望ましく制御される。一般的には、選択されるシリカ（３）の１モル（ｍｏｌ）に基づき、構造指向テンプレート（１）の量が、望ましくは、０．１モル〜１．０モルの範囲であり得る。水（２）の量が、望ましくは、２０モル〜８０モル、好ましくは４０モル〜７０モルの範囲であり得る。任意選択の構造指向共通テンプレート（４）の量が、望ましくは、０．２５〜０．７モル、好ましくは０．２５モル〜０．６５モル、より好ましくは０．２５モル〜０．５モルの範囲であり得る。

付加的な成分、つまり促進剤（５）は、いくかのさほど好ましくない実施形態において、特にテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）がシリカ源として選択される場合、出発材料の中に任意選択で含まれ得る。かかる促進剤は、非限定例において硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ_３）を含む、アルカリおよび硝酸アルカリ、硫酸塩、塩化物、ならびにそれらの組み合わせから選択され得る。これらの材料は、一定のパターンにおいて、結晶成長の促進を助け得、メソポーラス材料の熱安定性をも向上し得る。促進剤が使用される場合、１モルのシリカに基づき、所望の量は、好ましくは、０モル〜０．３モルである。

本発明において、いかなる形態においても、アルコールは、合成混合物には存在しないか実質的に存在しないことが望ましい。特に、これは、アルコールは、それらの中に溶媒として意図的に使用されないことを意味する。したがって、用語「実質的に不在」とは、かかる不在が望ましくは、絶対であるが、０．２重量パーセント未満の微量のアルコールの存在が、許容され得ることを意味する。可能性のある第１のまたは第２の構造指向テンプレート選択として具体的に称されるものを除いて、官能性ヒドロキシル基を有する任意の有機材料がアルコールの定義内に含まれる。

生成物合成が視覚的に観察されると、生成物は当業者によく知られる手段および方法を使用して濾過および洗浄され得る。好適なフィルターを使用する濾過とは、望ましくは、６５０〜２０００の米国網の目寸法を意味し、続いて、脱イオン水で洗浄することが望ましい。最終メソポーラスシリカ材料の多孔度を増加させるために、５００℃〜６５０℃（蒸気を伴うまたは伴わない）の範囲の温度でのその後のか焼（複数可）を伴う、または伴わない、従来の手段、および望ましくは８０℃〜１００℃の範囲の温度を使用する乾燥もまた、好ましくは用いられ得る。

好ましい実施形態において、最終生成物は、特有の物理的特性を有するメソポーラスシリカ組成物である。これらの特性は、実質的に単峰の細孔直径分布を伴い、好ましくは平均細孔直径の１標準偏差の範囲内である少なくとも９０重量パーセント（ｗｔ％）のメソポーラスシリカを伴う、５０Å〜１９５Å、好ましくは５０Å〜１７５Å、さらにより好ましくは６０〜１６５Åの範囲の平均細孔直径を含むものとして一般的に説明され得る。特定の実施形態において、少なくとも９５重量％は、平均細孔直径の１標準偏差範囲内である。用語「実質的に単峰」は、その意味を統計からとり、単峰分布は、単一モードを有する確立分布であり、モードが、確立質量関数がその最大値をとる値、すなわち、モードは、最も可能性の高い値であるとして提示され得る。写実的に言うと、「実質的に単峰」は、細孔直径分布が、唯一１つのピーク、または唯一１つの主なピークを示し、任意の他の小さいピークが、最高（最も可能性の高い）値の計算には数学的に有意でないことを示すことを意味する。その結果、この最大値は、本明細書では、分布の平均とおおよそ同等であるとしてとられる。その上、メソポーラスシリカは、望ましくは、３００、好ましくは５００〜１０００、好ましくは８００ｍ^２／ｇ、および好ましくは５００〜８００ｍ^２／ｇの範囲のブルナウアー−エメット−テラー表面積、および０．４〜１．５ｃｍ^３／ｇ、好ましくは０．７〜１．５ｃｍ^３／ｇ、さらにより好ましくは０．９〜１．２ｃｍ^３／ｇの範囲の平均細孔容積を示す。これらの特性のため、本発明の材料は、要するに、予想外に大きい細孔直径、および予想外に狭い、実質的に単峰の細孔直径分布を有するものとして特徴付けられ得る。

本発明のメソポーラスシリカはまた、ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＺｅｏｌｉｔｅＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＩＺＡ）によって定義されるとおりのＭＣＭ−４８骨格型を有する。これは、その共連続構造が依然ジャイロイド極小曲面の中心にあり（すなわち、それは「立方晶系」）、全ＭＣＭ−４８シリカと同様であることを意味する。したがって、それは多くのまたはほとんどの他のＭＣＭ−４８シリカより大きい平均細孔直径を有するＭＣＭ−４８シリカであるので、かかる他のＭＣＭ−４８シリカが有用でない可能性のある様々な用途、例えば、比較的大きい生体分子を伴う分離でのその使用を可能にする。その上、より優れた均一性、すなわち、より狭い細孔直径分布のため、かかる用途における本発明のメソポーラスシリカの性能が、改善された選択のため、向上されるであろうことが予測される。所定の物理的特性の確認は、例えば、Ｘ線回折（ＸＲＤ）、透過型電子顕微鏡法（ＴＥＭ）、フーリエ伝達赤外分光法（ＦＴＩＲ）、フーリエ伝達−ラマン（ＦＴ−ラマン）分光法、および／または窒素物理吸着を含む当業者に容易に知られる手段によってなされ得る。

実施例
実施例１
７５ミリリットル（ｍＬ）の１．６ＭＨＣｌを５００ｍＬ丸底フラスコ内に配置し、２．０ｇのＰＬＵＲＯＮＩＣＰ−１２３をその中で溶解する。室温で３０分間（ｍｉｎ）撹拌し、次に、３．０ｇのヒマワリ油を添加する。４５℃まで温度を上げ、この温度で１時間（ｈ）、５００ｒｐｍで、撹拌する。次に、４．４ｇのＴＥＯＳを、同じ速度で、５０℃で２４時間撹拌する。２４時間後、その混合物を高圧滅菌器に移動し、１０５℃で、９６時間オーブン内で加熱する。次に、室温まで冷却し、濾過し、湯で洗浄し、室温で２日間乾燥させる。５３５℃の加熱炉内で６時間混合物を加熱することによって有機物を除去する。

実施例２
実施例１の手順に従うが、但し、ヒマワリ油の代わりにシリコーン油を使用する。

実施例３
実施例１の手順に従うが、但し、ヒマワリ油の代わりに天然澄ましバターを使用する。

実施例４
実施例１の手順に従うが、但し、ヒマワリ油の代わりにヤシ油を使用する。

実施例５
実施例４の手順に従うが、但し、ＰＬＵＲＯＮＩＣＰ−１２３を省き、１５８℃で１００時間加熱する。

実施例６
実施例４の手順に従うが、但し、１０５℃で１０日間加熱する。

実施例７
実施例５の手順に従うが、但し、１０５℃で１００時間加熱する。

比較実施例Ａ（ＭＣＦ）
メソポーラス細胞発泡体（ＭＣＦ）を、室温で、撹拌しながら１ｇのＰＬＵＲＯＮＩＣＰ−１２３を３７．５ｍＬの水に溶解し、次に４ｇの１，３，５−トリメチルベンゼン（ＴＭＢ）、すなわち、４：１のＴＭＢ対ＰＬＵＲＯＮＩＣＰ−１２３の比率で添加することによって、合成する。２．２ｇのＴＥＯＳを添加し、６．１ｇの水酸化アンモニウム溶液を添加することによってｐＨを調節する。蓋をして、その混合物を撹拌し、マイクロエマルションを形成する。蓋をして、マイクロエマルションを３８℃で２４時間撹拌し、次に、高圧滅菌器内で、１１０℃で２４時間熟成する。合成したままの（ａｓ−ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ）材料を脱イオン水で洗浄し、真空下で１２時間乾燥させる。

比較実施例Ｂ（ＭＣＭ−４８）
四級アンモニウム界面活性剤、Ｃ_１６Ｈ_３３（ＣＨ_３）_３ＮＢｒ（臭化セチルトリメチルアンモニウム、またはＣＴＡＢ）、ＮａＯＨ、および脱イオン水を含有する水性ミセル溶液を使用して、１時間撹拌しながら、ＭＣＭ−４８を合成する。この溶液をＴＥＯＳに添加する。この混合物のモル組成は、０．５９ＣＴＡＢ／１．０ＴＥＯＳ／０．５ＮａＯＨ／６１Ｈ_２Ｏである。この混合物を９０分間撹拌し、それを高圧滅菌器に移動し、１００℃で９６時間、反応を行わせる。ＭＣＭ−４８シリカを濾過し、脱イオン水で洗浄し、次に、乾燥させ、それを５００℃超で、か焼する。

比較実施例Ｃ（ＭＣＭ−４１）
成分のモル比に従いＭＣＭ−４１を合成する。１．０Ｓｉ、０．２ＣＴＡＢ、０．２５ＴＭＡＯＨ、４０Ｈ_２Ｏ。ヒュームドシリカを、ＣＴＡＢ、ＴＭＡＯＨ、およびＨ_２Ｏの混合物に添加し、その溶液を、室温で２時間撹拌する。その結果生じたゲルをテフロン加工高圧滅菌器に移動し、１５０℃で４８時間熟成する。熟成後、ゲルを濾過し、それを数回脱イオン水で洗浄し、それを乾燥させ、それを５００℃超で、か焼する。

比較実施例Ｄ
実施例１〜４の表面積を、それらの窒素物理吸着に基づき、すなわち、ブルナウアー−エメット−テラー、表面積を比較する。表１に結果を記録する。

比較実施例Ｅ
実施例（Ｅｘａｍｐｌｅｓ）１〜４（実施例（Ｅｘ．）１〜４）および比較実施例（ＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅＥｘａｍｐｌｅｓ）Ａ〜Ｃ（比較実施例（ＣＥｘ．）Ａ〜Ｃ）において調製されたサンプルの重量減少を比較する。重量減少は、か焼によって除去された有機テンプレートの量を示す。

比較実施例Ｆ
実施例１〜７および比較実施例Ａ〜Ｃにおいて調製されたサンプルの表面特性を比較する。

比較実施例Ｇ
実施例１〜７および比較実施例Ａ〜Ｂからのサンプルの細孔直径分布を測定し、グラフに描き、細孔直径対総細孔容積の標準偏差および平均を決定する。細孔容積を、１グラムの吸着剤における全細孔の容積の合計、または材料のグラム当たり立方センチメートル（ｃｍ^３）における細孔の容積として定義する。これらのグラフは、細孔容積および直径が、必ずしも相関するものでなく、例えば、高細孔容積が、大きい細孔直径を指さない可能性があり、その逆もまた同じであることを示す。図１〜７は実施例１〜７に対応し、図８は、比較実施例Ａに対応し、図９は、比較実施例Ｂに対応する。図１〜７は、本発明の実施例１〜７が、それらの平均値の１標準偏差内で、定義されるように、実質的に単峰である細孔直径分布を示すことを示す。

Claims

メソポーラスシリカ組成物を調製するプロセスであって、出発成分として（１）部分および完全水添および非水添油、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される構造指向テンプレートと、（２）水と、（３）シリカと、任意選択で、（４）水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム水和物、ｐ−トルエンスルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ビス−スルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、５，０００〜２０，０００ダルトン（Ｄａ）の範囲の重量平均分子量を有するポロキサマー、およびそれらの組み合わせから選択される構造指向共通テンプレートと、を、アルコール溶媒の実質的不在下で、５０オングストローム〜１７５オングストロームの範囲の平均細孔直径、およびそれらの平均値の１標準偏差内で実質的に単峰である細孔直径分布を有するメソポーラスシリカが形成されるような条件下で、接触させることを含む、プロセス。
前記構造指向テンプレート（１）が、動物、植物、および鉱物源からの完全および部分水添および非水添油、ならびに合成油からなる群から選択される、請求項１に記載のプロセス。
前記構造指向テンプレート（１）が、ヒマシ油、カラシ油、綿実油、菜種油、パーム油、ヒマワリ油、落花生油、大豆油、コーン油、ヤシ油、亜麻仁油、ゴマ油、およびそれらの組み合わせから選択される植物系油、澄ましバター、水素化分解および水素異性化炭化水素油ならびにそれらの組み合わせから選択される鉱物系油、シリコーン油、ポリアルファオレフィン油、ジエステル、ポリオールエステル、アルキル化ナフタリン、アルキル化ベンゼンを含む非ポリアルファオレフィン油、およびそれらの組み合わせから選択される合成油、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１または２に記載のプロセス。
（４）が、（ａ）ポリ（エチレングリコール）−ポリ（プロピレングリコール）−ポリ（エチレングリコール）に基づく、５，８００ダルトンの分子量を有する非イオン性トリブロックコポリマーと、（ｂ）中央疎水性ブロックおよび１２，５００ダルトンの分子量を有する親水性非イオン性の界面活性剤ポリオールと、を含むポロキサマーである、請求項１〜３のいずれかに記載のプロセス。
１モルの前記シリカ（３）に基づいて、前記構造指向テンプレート（１）の量が０．１〜１．０モルの範囲であり、前記水（２）の量が、２０〜８０モルの範囲であり、前記任意選択の構造指向共通テンプレート（４）の量が、０〜０．７モルの範囲である、請求項１〜４のいずれかに記載のプロセス。
前記出発成分が、前記メソポーラスシリカ組成物が形成する間、毎分３００〜７００回転数の速度で撹拌される、請求項１〜５のいずれかに記載のプロセス。
前記条件が、２５℃〜１９０℃の範囲の温度、５〜１００時間の範囲の時間、１０１〜１０００キロパスカルの範囲の圧力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜６のいずれかに記載のプロセス。
請求項１〜７のいずれかに記載のプロセスによって形成されるメソポーラスシリカ組成物。
５０オングストローム〜１７５オングストロームの範囲の平均細孔直径およびそれらの平均値の１標準偏差内で実質的に単峰である細孔直径分布を有する、請求項８に記載のメソポーラスシリカ組成物。
グラム当たり３００〜１０００平方メートルのブルナウアー−エメット−テラー表面積およびグラム当たり０．４〜１．５立方センチメートルの範囲の平均細孔容積を有するものとしてさらに定義される、請求項８または９に記載のメソポーラスシリカ組成物。