JP2023069800A - 複合体、二酸化炭素捕捉剤、及び複合体の製造方法 - Google Patents
複合体、二酸化炭素捕捉剤、及び複合体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023069800A JP2023069800A JP2021181932A JP2021181932A JP2023069800A JP 2023069800 A JP2023069800 A JP 2023069800A JP 2021181932 A JP2021181932 A JP 2021181932A JP 2021181932 A JP2021181932 A JP 2021181932A JP 2023069800 A JP2023069800 A JP 2023069800A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- composite
- producing
- organic
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 145
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 42
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims description 24
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims description 23
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 title claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 292
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 262
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000013148 Cu-BTC MOF Substances 0.000 claims description 48
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 42
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 19
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 66
- QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=CC(C(O)=O)=C1 QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 55
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 38
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 21
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 17
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 15
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- -1 UiO-66-NH 2 Substances 0.000 description 4
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013147 Cu3(BTC)2 Substances 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 150000003628 tricarboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 150000003639 trimesic acids Chemical class 0.000 description 3
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013206 MIL-53 Substances 0.000 description 2
- 239000013132 MOF-5 Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N Pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 2
- GCAIEATUVJFSMC-UHFFFAOYSA-N benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C1C(O)=O GCAIEATUVJFSMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UJMDYLWCYJJYMO-UHFFFAOYSA-N benzene-1,2,3-tricarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1C(O)=O UJMDYLWCYJJYMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NZNMSOFKMUBTKW-UHFFFAOYSA-N cyclohexanecarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1CCCCC1 NZNMSOFKMUBTKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000013260 porous coordination network Substances 0.000 description 2
- 239000013259 porous coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 238000001144 powder X-ray diffraction data Methods 0.000 description 2
- CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N pyromellitic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=C(C(O)=O)C=C1C(O)=O CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 150000000000 tetracarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- NOSIKKRVQUQXEJ-UHFFFAOYSA-H tricopper;benzene-1,3,5-tricarboxylate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].[O-]C(=O)C1=CC(C([O-])=O)=CC(C([O-])=O)=C1.[O-]C(=O)C1=CC(C([O-])=O)=CC(C([O-])=O)=C1 NOSIKKRVQUQXEJ-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013172 zeolitic imidazolate framework-7 Substances 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- JVVAWJWTOVMGPP-UHFFFAOYSA-N 5-(1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropyl)benzene-1,3-dicarboxylic acid Chemical compound FC(C(C=1C=C(C=C(C(=O)O)C1)C(=O)O)(F)F)(C(F)(F)F)F JVVAWJWTOVMGPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001307241 Althaea Species 0.000 description 1
- 235000006576 Althaea officinalis Nutrition 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013151 Basolite® C 300 Substances 0.000 description 1
- 101100135798 Caenorhabditis elegans pcp-1 gene Proteins 0.000 description 1
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N Caprylic acid Natural products CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWRWFPQBGSZWNV-UHFFFAOYSA-N Dinitrosopentamethylenetetramine Chemical compound C1N2CN(N=O)CN1CN(N=O)C2 MWRWFPQBGSZWNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013291 MIL-100 Substances 0.000 description 1
- 239000013178 MIL-101(Cr) Substances 0.000 description 1
- 239000013118 MOF-74-type framework Substances 0.000 description 1
- YAGCJGCCZIARMJ-UHFFFAOYSA-N N1C(=NC=C1)C=O.[Zn] Chemical compound N1C(=NC=C1)C=O.[Zn] YAGCJGCCZIARMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000013207 UiO-66 Substances 0.000 description 1
- 238000002159 adsorption--desorption isotherm Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MFQFAIVCFIGLAU-UHFFFAOYSA-N benzene-1,2,3-tricarboxylic acid benzene-1,3,5-tricarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=CC(C(O)=O)=C1.OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1C(O)=O MFQFAIVCFIGLAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001556 benzimidazoles Chemical class 0.000 description 1
- GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N benzyl(trichloro)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)CC1=CC=CC=C1 GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LOKFCCOXKRDFDM-UHFFFAOYSA-N biphenylene-1,2-dicarboxylic acid Chemical compound C1=CC=C2C3=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C3C2=C1 LOKFCCOXKRDFDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- SXTLQDJHRPXDSB-UHFFFAOYSA-N copper;dinitrate;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SXTLQDJHRPXDSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- VZFUCHSFHOYXIS-UHFFFAOYSA-N cycloheptane carboxylic acid Natural products OC(=O)C1CCCCCC1 VZFUCHSFHOYXIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000001035 marshmallow Nutrition 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N n-hexanoic acid Natural products CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABMFBCRYHDZLRD-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,4-dicarboxylic acid Chemical compound C1=CC=C2C(C(=O)O)=CC=C(C(O)=O)C2=C1 ABMFBCRYHDZLRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RXOHFPCZGPKIRD-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,6-dicarboxylic acid Chemical compound C1=C(C(O)=O)C=CC2=CC(C(=O)O)=CC=C21 RXOHFPCZGPKIRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940107700 pyruvic acid Drugs 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 239000013251 zeolitic imidazolate framework-71 Substances 0.000 description 1
- 239000013154 zeolitic imidazolate framework-8 Substances 0.000 description 1
- 239000013173 zeolitic imidazolate framework-9 Substances 0.000 description 1
- MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N zinc;2-methylimidazol-3-ide Chemical compound [Zn+2].CC1=NC=C[N-]1.CC1=NC=C[N-]1 MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F1/00—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
- C07F1/08—Copper compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
【課題】 金属有機構造体を金属の構造体に担持させた新規な複合体などの提供。【解決手段】 金属の構造体と金属有機構造体とを有する複合体であって、前記金属有機構造体が前記金属の構造体の表面に形成されており、前記金属有機構造体を構成する金属元素(M1)のうちの少なくとも1種の金属元素(M1a)と、前記金属の構造体を構成する金属元素(M2)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2a)とが、同じ金属元素である、複合体。【選択図】図13
Description
本発明は、複合体、二酸化炭素捕捉剤、及び複合体の製造方法に関する。
炭素循環型社会の実現に向けて二酸化炭素の回収又は貯蔵のための素材の開発が急務となっている。
その材料として金属イオンと有機多座配位子で構成され多孔質物質である金属有機構造体(Metal-organic framework, MOF)もしくは細孔性ネットワーク錯体(Porous Coordination Network, PCN)が注目されている(以降、MOFと総称する)。MOFは金属と有機配位子の組み合わせによる設計の柔軟性に富み、細孔構造や吸着特性を制御することが可能であり、設計可能性が高い。そこで、MOFは触媒やガス貯蔵、分離材料としての利用の可能性を秘めている(特許文献1、非特許文献1参照)。また、現在までに二酸化炭素吸着能を示すMOFが数多く報告されている(例えば、非特許文献2、3、4及び5参照)。
MOFは、通常粉体または微結晶として得られる固体である。吸着材や固体触媒としての工業的な利用を考えた場合、一般的に粉体は取扱いが困難である。粉体を触媒として用いる場合であれば、固体物質に担持した固体触媒として調製する事で、反応後の生成物と触媒との分離を容易に行うことができる。
固体吸着材を用いてガス分離を行う典型的な方法として、圧力スイング吸着方式(Pressure Swing Adsorption, PSA)や温度スイング吸着方式(Temperature Swing Adsorption, TSA)が挙げられる。これらはガス流通系システムであるため、吸着材として用いるためにはガス流で飛散しないように、賦形化されている事が必須である。PSAで吸着材として用いられる既存ゼオライトも製造直後は微粉体であるため、通常顆粒や柱状物などとして賦形化される。
MOFの賦形化技術として、いくつかの方法が知られている。
例えば、非特許文献6には、マクロ細孔を有するシリカモノリスの細孔内にMOF(この場合、Cu3(BTC)2(ここで、BTCは1,3,5-ベンゼントリカルボン酸),Cu-BTC)を合成して得られる複合体が開示されている。
非特許文献7には、ベントナイト粘土とMOF(この場合、[Cr3O(OH)(-H2O)2(BDC)3]・nH2O(ここで、BDCは1,4-ベンゼンジカルボン酸),MIL-101(Cr))とのペーストを固めて成形することで得られる複合体が開示されている。
非特許文献8には、ポリマー(polyacrylonitrile, polystyreneおよびpolyvinylpyrrolidone)とMOF(この場合、ZIF-8, Mg-MOF-74, UiO-66-NH2, MOF-199)との複合体が開示されている。
特許文献2には2官能基以上のアルコキシシランの共重合体いわゆるマシュマロゲルを用いたMOF(この場合、PCP-1(硝酸銅三水和物, 5-ヘプタフルオロプロピルイソフタル酸およびピリジンから合成))の複合体が開示されている。
例えば、非特許文献6には、マクロ細孔を有するシリカモノリスの細孔内にMOF(この場合、Cu3(BTC)2(ここで、BTCは1,3,5-ベンゼントリカルボン酸),Cu-BTC)を合成して得られる複合体が開示されている。
非特許文献7には、ベントナイト粘土とMOF(この場合、[Cr3O(OH)(-H2O)2(BDC)3]・nH2O(ここで、BDCは1,4-ベンゼンジカルボン酸),MIL-101(Cr))とのペーストを固めて成形することで得られる複合体が開示されている。
非特許文献8には、ポリマー(polyacrylonitrile, polystyreneおよびpolyvinylpyrrolidone)とMOF(この場合、ZIF-8, Mg-MOF-74, UiO-66-NH2, MOF-199)との複合体が開示されている。
特許文献2には2官能基以上のアルコキシシランの共重合体いわゆるマシュマロゲルを用いたMOF(この場合、PCP-1(硝酸銅三水和物, 5-ヘプタフルオロプロピルイソフタル酸およびピリジンから合成))の複合体が開示されている。
北川進,集積型金属錯体,講談社サイエンティフィク,214-218頁(2001年)
Benoit, V. et al., J. Mater. Chem. A, 6 (2018) 2081-2090.
Chem. Eng. J. 2014, 239, 75-86.
Zhong Li et al, ACS Sustainable Chem.Eng. 8, 41, 15378-15404 (2020)
Calogero Giancarlo Piscopo et al, ChemPlusChem 85, 538-547 (2020).
Song et al.,"Porous Cu-BTC silica monoliths as efficient heterogeneous catalysts for the selective oxidation of alkylbenzenes"、RSC adv., 2014, 4, 30221-30224.
Hong et al.,"Manufacturing of metal-organic framework monoliths and their application in CO2 adsorption"、Micropor. Mesopor. Mater., 2015, 214, 149-155.
Y. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc. 138 (2016) 5785-5788.
本発明は、金属有機構造体を金属の構造体に担持させた新規な複合体、及びその製造方法、並びに当該複合体を有する二酸化炭素捕捉剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の課題を解決する為、鋭意検討を行った結果、上記の課題を解決出来ることを見出し、以下の要旨を有する本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下を包含する。
[1] 金属の構造体と金属有機構造体とを有する複合体であって、
前記金属有機構造体が前記金属の構造体の表面に形成されており、
前記金属有機構造体を構成する金属元素(M1)のうちの少なくとも1種の金属元素(M1a)と、前記金属の構造体を構成する金属元素(M2)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2a)とが、同じ金属元素である、
複合体。
[2] 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも1種が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、[1]に記載の複合体。
[3] 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも90mol%が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、[1]又は[2]に記載の複合体。
[4] 前記金属有機構造体を構成する前記金属元素(M1)が1種類であり、
前記金属の構造体を構成する前記金属元素(M2)が1種類であり、
前記金属元素(M1)と前記金属元素(M2)とが、同じ金属元素である、
[1]から[3]のいずれかに記載の複合体。
[5] 前記金属の構造体が、細孔を有する多孔構造体又は孔を有するメッシュ状構造体である、[1]から[4]のいずれかに記載の複合体。
[6] 前記金属の構造体における金属が、銅である、[1]から[5]のいずれかに記載の複合体。
[7] 前記金属元素(M1)が、Mg、Al、Cr、Fe、Ni、Cu、及びZnの少なくともいずれかである、[1]から[5]のいずれかに記載の複合体。
[8] 前記金属元素(M1)及び前記金属元素(M2)が、Cuであり、
前記金属の構造体における金属が、銅である、
請求項1から7のいずれかに記載の複合体。
[9] 前記金属有機構造体が、HKUST-1である、[1]から[8]のいずれかに記載の複合体。
[10] [1]から[9]のいずれかに記載の複合体を有する、二酸化炭素捕捉剤。
[11] 金属の構造体が存在する溶液中で有機金属構造体が形成される工程を含む、複合体の製造方法であって、
前記溶液が、前記金属の構造体を構成する金属元素(M2)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2A)の金属を、前記金属の構造体から溶出可能な溶液であり、
前記金属有機構造体を構成する金属元素(M1)のうちの少なくとも1種の金属元素(M1a)と、前記金属元素(M2A)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2a)とが、同じ金属元素である、
複合体の製造方法。
[12] 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも1種が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、[11]に記載の複合体の製造方法。
[13] 前記溶液中に存在し前記金属有機構造体の金属源となる金属の少なくとも90mol%が、前記金属の構造体に由来する金属である、[11]又は[12]に記載の複合体の製造方法。
[14] 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも90mol%が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、[11]から[13]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[15] 前記溶液が、配位子を含有する、[11]から[14]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[16] 前記溶液が、無機酸を含有する、[11]から[15]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[17] 前記無機酸が、硝酸を含む、[16]に記載の複合体の製造方法。
[18] 前記金属有機構造体を構成する前記金属元素(M1)が1種類であり、
前記金属の構造体を構成する前記金属元素(M2)が1種類であり、
前記金属元素(M1)と前記金属元素(M2)とが、同じ金属元素である、
[11]から[17]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[19] 前記金属の構造体が、細孔を有する多孔構造体又は孔を有するメッシュ状構造体である、[11]から[18]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[20] 前記金属の構造体における金属が、銅である、[11]から[19]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[21] 前記金属元素(M1)が、Mg、Al、Cr、Fe、Ni、Cu、及びZnの少なくともいずれかである、[11]から[19]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[22] 前記金属元素(M1)及び前記金属元素(M2)が、Cuであり、
前記金属の構造体における金属が、銅である、
[11]から[21]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[23] 前記金属有機構造体が、HKUST-1である、[11]から[22]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
すなわち、本発明は以下を包含する。
[1] 金属の構造体と金属有機構造体とを有する複合体であって、
前記金属有機構造体が前記金属の構造体の表面に形成されており、
前記金属有機構造体を構成する金属元素(M1)のうちの少なくとも1種の金属元素(M1a)と、前記金属の構造体を構成する金属元素(M2)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2a)とが、同じ金属元素である、
複合体。
[2] 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも1種が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、[1]に記載の複合体。
[3] 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも90mol%が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、[1]又は[2]に記載の複合体。
[4] 前記金属有機構造体を構成する前記金属元素(M1)が1種類であり、
前記金属の構造体を構成する前記金属元素(M2)が1種類であり、
前記金属元素(M1)と前記金属元素(M2)とが、同じ金属元素である、
[1]から[3]のいずれかに記載の複合体。
[5] 前記金属の構造体が、細孔を有する多孔構造体又は孔を有するメッシュ状構造体である、[1]から[4]のいずれかに記載の複合体。
[6] 前記金属の構造体における金属が、銅である、[1]から[5]のいずれかに記載の複合体。
[7] 前記金属元素(M1)が、Mg、Al、Cr、Fe、Ni、Cu、及びZnの少なくともいずれかである、[1]から[5]のいずれかに記載の複合体。
[8] 前記金属元素(M1)及び前記金属元素(M2)が、Cuであり、
前記金属の構造体における金属が、銅である、
請求項1から7のいずれかに記載の複合体。
[9] 前記金属有機構造体が、HKUST-1である、[1]から[8]のいずれかに記載の複合体。
[10] [1]から[9]のいずれかに記載の複合体を有する、二酸化炭素捕捉剤。
[11] 金属の構造体が存在する溶液中で有機金属構造体が形成される工程を含む、複合体の製造方法であって、
前記溶液が、前記金属の構造体を構成する金属元素(M2)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2A)の金属を、前記金属の構造体から溶出可能な溶液であり、
前記金属有機構造体を構成する金属元素(M1)のうちの少なくとも1種の金属元素(M1a)と、前記金属元素(M2A)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2a)とが、同じ金属元素である、
複合体の製造方法。
[12] 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも1種が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、[11]に記載の複合体の製造方法。
[13] 前記溶液中に存在し前記金属有機構造体の金属源となる金属の少なくとも90mol%が、前記金属の構造体に由来する金属である、[11]又は[12]に記載の複合体の製造方法。
[14] 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも90mol%が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、[11]から[13]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[15] 前記溶液が、配位子を含有する、[11]から[14]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[16] 前記溶液が、無機酸を含有する、[11]から[15]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[17] 前記無機酸が、硝酸を含む、[16]に記載の複合体の製造方法。
[18] 前記金属有機構造体を構成する前記金属元素(M1)が1種類であり、
前記金属の構造体を構成する前記金属元素(M2)が1種類であり、
前記金属元素(M1)と前記金属元素(M2)とが、同じ金属元素である、
[11]から[17]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[19] 前記金属の構造体が、細孔を有する多孔構造体又は孔を有するメッシュ状構造体である、[11]から[18]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[20] 前記金属の構造体における金属が、銅である、[11]から[19]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[21] 前記金属元素(M1)が、Mg、Al、Cr、Fe、Ni、Cu、及びZnの少なくともいずれかである、[11]から[19]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[22] 前記金属元素(M1)及び前記金属元素(M2)が、Cuであり、
前記金属の構造体における金属が、銅である、
[11]から[21]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
[23] 前記金属有機構造体が、HKUST-1である、[11]から[22]のいずれかに記載の複合体の製造方法。
本発明によれば、金属有機構造体を金属の構造体に担持させた新規な複合体、及びその製造方法、並びに当該複合体を有する二酸化炭素捕捉剤を提供することができる。
(複合体)
本発明の複合体は、金属の構造体と金属有機構造体とを有する。
複合体において、金属有機構造体は金属の構造体の表面に形成されている。
本発明の複合体おいては、金属有機構造体を構成する金属元素(M1)のうちの少なくとも1種の金属元素(M1a)と、金属の構造体を構成する金属元素(M2)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2a)とが、同じ金属元素である。
本発明の複合体は、金属の構造体と金属有機構造体とを有する。
複合体において、金属有機構造体は金属の構造体の表面に形成されている。
本発明の複合体おいては、金属有機構造体を構成する金属元素(M1)のうちの少なくとも1種の金属元素(M1a)と、金属の構造体を構成する金属元素(M2)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2a)とが、同じ金属元素である。
金属有機構造体の金属源の少なくとも1種は、複合体を製造する際に使用された金属の構造体であることが好ましい。これは、例えば、本発明の複合体が後述する本発明の複合体の製造方法により得られることを意味する。本発明の複合体の製造方法によると、金属の構造体中の金属を金属有機構造体の金属源として、金属の構造体の表面に金属有機構造体を形成する。その場合、金属の構造体と金属有機構造体との結合が強くなることが予想される。そのため、担体となる金属の構造体の表面から金属有機構造体が剥がれ落ちにくくなる点において、耐久性に優れる複合体であることが期待される。
この点において、複合体における金属有機構造体の金属源は、実質的に金属の構造体のみであることが好ましい。そのため、金属有機構造体の金属源の少なくとも90mol%が複合体を製造する際に使用された金属の構造体であることが好ましく、95mol%以上がより好ましく、99mol%以上が更により好ましく、100mol%が特に好ましい。
なお、ここでのmol%は金属換算のmol%を意味する。
この点において、複合体における金属有機構造体の金属源は、実質的に金属の構造体のみであることが好ましい。そのため、金属有機構造体の金属源の少なくとも90mol%が複合体を製造する際に使用された金属の構造体であることが好ましく、95mol%以上がより好ましく、99mol%以上が更により好ましく、100mol%が特に好ましい。
なお、ここでのmol%は金属換算のmol%を意味する。
複合体においては、金属元素(M1)の全てが金属元素(M2)の全てと同じ金属元素であってもよい。
金属有機構造体を構成する金属元素(M1)としては、特に限定されないが、例えば、Mg、Al、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Tiが挙げられる。これらの中でも、Mg、Al、Cr、Fe、Ni、Cu、Znが好ましい。
金属有機構造体を構成する金属元素(M1)は、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。
金属有機構造体を構成する金属元素(M1)は、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。
金属有機構造体を構成する金属元素(M1)は、好ましくは1種類である。この場合、金属元素(M1a)は金属元素(M1)である。
金属の構造体を構成する金属元素(M2)は、好ましくは1種類である。この場合、金属元素(M2a)は金属元素(M2)である。
この場合、金属元素(M1)と金属元素(M2)とは、同じ金属元素である。
金属の構造体を構成する金属元素(M2)は、好ましくは1種類である。この場合、金属元素(M2a)は金属元素(M2)である。
この場合、金属元素(M1)と金属元素(M2)とは、同じ金属元素である。
複合体における金属有機構造体(金属有機構造体粒子)の全て(全種及び全量)は金属の構造体の表面に形成されていることが好ましい。
なお、金属の構造体が細孔を有する場合、ここでの表面とは、細孔を形成する金属の表面も含む。
なお、金属の構造体が細孔を有する場合、ここでの表面とは、細孔を形成する金属の表面も含む。
<金属の構造体>
金属の構造体は、例えば、複合体における金属有機構造体の担体である。
金属の構造体が金属有機構造体の担体であることで、本発明の複合体は、有機ポリマーを金属有機構造体の担体とする複合体と比べて、耐熱性に優れる。
金属の構造体は、例えば、複合体における金属有機構造体の担体である。
金属の構造体が金属有機構造体の担体であることで、本発明の複合体は、有機ポリマーを金属有機構造体の担体とする複合体と比べて、耐熱性に優れる。
金属の構造体を構成する金属元素(M2)としては、特に限定されないが、例えば、Mg、Al、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Tiが挙げられる。これらの中でも、Mg、Al、Cr、Fe、Ni、Cu、Znが好ましい。
金属の構造体を構成する金属元素(M2)は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
これらの中でも、Cu(銅)が好ましい。
金属の構造体を構成する金属元素(M2)は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
これらの中でも、Cu(銅)が好ましい。
金属の構造体は、金属微粒子とは異なり、例えば、その形状が目視で認識できるような大きさを有している。
金属の構造体は、例えば、モノリスである。モノリスとは、骨格(材料部分)と空間とが連続的に一体型となった構造をいう。モノリス中の空間は、独立細孔であってもよいし、連続した貫通孔であってもよいし、それらが混在したものであってもよい。
金属の構造体は、細孔を有する多孔構造体、孔を有するメッシュ状構造体であることが好ましい。孔を有するメッシュ状構造体とは、一方向に延びる複数の貫通孔を備えた板状金属を指す。
細孔の直径の平均値(平均細孔径)としては、特に制限されないが、10nm~10mmが好ましく、100nm~100μmがより好ましい。平均細孔径は、例えば、窒素ガスの吸着量測定により得られる吸着等温線から種々の計算式で導かれる。
また、金属の構造体は、ハニカム構造体であってもよい。ハニカム構造体とは、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造を有する材料である。ハニカム構造は、多角形中空柱や円形中空柱を隙間なく並べた構造と考えることもできる。
なお、ハニカム構造体の厚みが薄い場合と、それは、孔を有するメッシュ状構造体の一種ということができる。
金属の構造体は、例えば、モノリスである。モノリスとは、骨格(材料部分)と空間とが連続的に一体型となった構造をいう。モノリス中の空間は、独立細孔であってもよいし、連続した貫通孔であってもよいし、それらが混在したものであってもよい。
金属の構造体は、細孔を有する多孔構造体、孔を有するメッシュ状構造体であることが好ましい。孔を有するメッシュ状構造体とは、一方向に延びる複数の貫通孔を備えた板状金属を指す。
細孔の直径の平均値(平均細孔径)としては、特に制限されないが、10nm~10mmが好ましく、100nm~100μmがより好ましい。平均細孔径は、例えば、窒素ガスの吸着量測定により得られる吸着等温線から種々の計算式で導かれる。
また、金属の構造体は、ハニカム構造体であってもよい。ハニカム構造体とは、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造を有する材料である。ハニカム構造は、多角形中空柱や円形中空柱を隙間なく並べた構造と考えることもできる。
なお、ハニカム構造体の厚みが薄い場合と、それは、孔を有するメッシュ状構造体の一種ということができる。
金属の構造体の形状(外形)としては、特に限定されないが、例えば、柱状、粒状、管状などが挙げられる。
金属の構造体の大きさとしては、特に制限されないが、金属の構造体に外接する球の体積が、0.008mm3以上であることが好ましく、0.06mm3以上であることがより好ましく、0.5mm3以上であることが特に好ましい。
金属の構造体の大きさとしては、特に制限されないが、金属の構造体に外接する球の体積が、4,000,000,000mm3以下であることが好ましく、1,500,000,000mm3以下であることがより好ましく、500,000,000mm3以下であることが特に好ましい。
金属の構造体の大きさとしては、特に制限されないが、金属の構造体に外接する球の体積が、4,000,000,000mm3以下であることが好ましく、1,500,000,000mm3以下であることがより好ましく、500,000,000mm3以下であることが特に好ましい。
金属の構造体の大きさとしては、特に制限されないが、金属の構造体に外接する球の体積が、4,000,000,000mm3以下であることが好ましく、1,500,000,000mm3以下であることがより好ましく、500,000,000mm3以下であることが特に好ましい。
金属の構造体の大きさとしては、特に制限されないが、金属の構造体に外接する球の体積が、4,000,000,000mm3以下であることが好ましく、1,500,000,000mm3以下であることがより好ましく、500,000,000mm3以下であることが特に好ましい。
金属の構造体の調製方法としては、特に限定されず、例えば、金属の構造体が成型体である場合、その調製方法としては、例えば、押し出し成型、鋳造、射出成型、プレス成型、3Dプリンティング等、公知の成型プロセスにより形成することができる。
複合体における金属の構造体の含有量としては、特に限定されないが、30質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、50質量%以上が特に好ましい。
複合体における金属の構造体の含有量としては、特に限定されないが、99質量%以下が好ましく、95質量%以下がより好ましく、90質量%以下が特に好ましい。
複合体における金属の構造体の含有量としては、特に限定されないが、30質量%~99質量%が好ましく、40質量%~95質量%がより好ましく、50質量%~90質量%が特に好ましい。
複合体における金属の構造体の含有量としては、特に限定されないが、99質量%以下が好ましく、95質量%以下がより好ましく、90質量%以下が特に好ましい。
複合体における金属の構造体の含有量としては、特に限定されないが、30質量%~99質量%が好ましく、40質量%~95質量%がより好ましく、50質量%~90質量%が特に好ましい。
<金属有機構造体>
金属有機構造体(MOF:Metal Organic Framework)は、多孔質配位高分子(PCP:Porous Coordination Polymer)としても知られている。
金属有機構造体は、金属イオンと配位子の配位結合によって構成され、規則的な結晶構造を形成し、内部に多数の細孔を有する。金属イオンと配位子の組み合わせが多数存在するため、極めて多くの構造種類が報告されているが、この中から適切な種類の金属有機構造体を選択して使用することができる。
金属有機構造体(MOF:Metal Organic Framework)は、多孔質配位高分子(PCP:Porous Coordination Polymer)としても知られている。
金属有機構造体は、金属イオンと配位子の配位結合によって構成され、規則的な結晶構造を形成し、内部に多数の細孔を有する。金属イオンと配位子の組み合わせが多数存在するため、極めて多くの構造種類が報告されているが、この中から適切な種類の金属有機構造体を選択して使用することができる。
金属有機構造体は、例えば、フレームワークを有する。フレームワークは、結節点となる金属又は金属化合物に配位子が配位結合を介して結合することにより構築される。
金属有機構造体が含む金属イオンとしては、例えば、Mg2+、Al3+、Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Zr4+、Ti4+などが挙げられる。これらの中でも、Mg2+、Al3+、Cr3+、Fe3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Zr4+が好ましい。
金属有機構造体が含む金属イオンは、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
金属有機構造体が含む金属イオンは、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
配位子としては、例えば、モノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸、モノアミン、ジアミン、トリアミン、テトラアミン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、アザベンゾイミダゾール及びこれらの誘導体からなる群から選択される少なくとも一種とすることができる。
モノカルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、乳酸、ピルビン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、シクロヘキサンカルボン酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、ビフェニレンジカルボン酸などが挙げられる。
トリカルボン酸としては、例えば、1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸などが挙げられる。
テトラカルボン酸としては、例えば、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸、1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸などが挙げられる。
配位子は、必要に応じて骨格中に別の置換基として、ヒドロキシル基、アミノ基、メトキシ基、メチル基、ニトロ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、シアノ基、クロロ基、ブロモ基、フルオロ基などを有することができる。
これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの中でも、トリカルボン酸が好ましく、1,2,3-ベンゼントリカルボン酸(トリメシン酸)がより好ましい。
モノカルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、乳酸、ピルビン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、シクロヘキサンカルボン酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、ビフェニレンジカルボン酸などが挙げられる。
トリカルボン酸としては、例えば、1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸などが挙げられる。
テトラカルボン酸としては、例えば、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸、1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸などが挙げられる。
配位子は、必要に応じて骨格中に別の置換基として、ヒドロキシル基、アミノ基、メトキシ基、メチル基、ニトロ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、シアノ基、クロロ基、ブロモ基、フルオロ基などを有することができる。
これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの中でも、トリカルボン酸が好ましく、1,2,3-ベンゼントリカルボン酸(トリメシン酸)がより好ましい。
金属有機構造体としては、特に制限されず、例えば、ZIF-7、ZIF-7、ZIF-9、ZIF-22、MMOF、SIM-1、ZIF-90、ZIF95、ZIF78、ZIF-71、ZIF-69、MIL-96、MIL-100、MIL-53、HKUST-1(Cu-BTC)、MOF-5(IRMOF-1)、MIL-47、UiO-66などが挙げられる。これらの中でも、HKUST-1が好ましい。HKUST-1は、例えば、Cu3(BTC)2で表される(BTC:1,3,5-ベンゼントリカルボン酸)。
金属有機構造体の大きさとしては、特に制限されないが、0.1μm~200μmであってもよいし、10μm~150μmであってもよいし、20μm~100μmであってもよい。
金属有機構造体の大きさは、例えば、SEM(走査型電子顕微鏡)観察により求めることができる。例えば、複合体の表面をSEM観察し、得られたSEM写真から金属有機構造体粒子の外接円及びその直径を求める。そして、複数個(例えば、任意の50個)の金属有機構造体粒子の外接円の直径の算術平均値を金属有機構造体の大きさとすることができる。
金属有機構造体の大きさは、例えば、SEM(走査型電子顕微鏡)観察により求めることができる。例えば、複合体の表面をSEM観察し、得られたSEM写真から金属有機構造体粒子の外接円及びその直径を求める。そして、複数個(例えば、任意の50個)の金属有機構造体粒子の外接円の直径の算術平均値を金属有機構造体の大きさとすることができる。
複合体における金属有機構造体の含有量としては、特に限定されないが、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上が特に好ましい。
複合体における金属有機構造体の含有量としては、特に限定されないが、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下が特に好ましい。
複合体における金属有機構造体の含有量としては、特に限定されないが、1質量%~70質量%が好ましく、5質量%~60質量%がより好ましく、10質量%~50質量%が特に好ましい。
複合体における金属有機構造体の含有量としては、特に限定されないが、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下が特に好ましい。
複合体における金属有機構造体の含有量としては、特に限定されないが、1質量%~70質量%が好ましく、5質量%~60質量%がより好ましく、10質量%~50質量%が特に好ましい。
複合体における金属有機構造体(MOF)と金属の構造体(M)との質量比率(MOF:M)としては、特に限定されないが、1:99~70:30が好ましく、5:95~60:40がより好ましく、10:90~50:50が特に好ましい。
複合体における金属の構造体と金属有機構造体の合計の含有量としては、特に制限されないが、90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、99質量%以上%が特に好ましい。
複合体における金属の構造体と金属有機構造体の合計の含有量としては、特に制限されないが、90質量%~100質量%が好ましく、95質量%~100質量%がより好ましく、99質量%~100質量%が特に好ましい。
複合体における金属の構造体と金属有機構造体の合計の含有量としては、特に制限されないが、90質量%~100質量%が好ましく、95質量%~100質量%がより好ましく、99質量%~100質量%が特に好ましい。
複合体の大きさとしては、特に制限されないが、複合体に外接する球の体積が、0.008mm3以上であることが好ましく、0.06mm3以上であることがより好ましく、0.5mm3以上であることが特に好ましい。
複合体の大きさとしては、特に制限されないが、複合体に外接する球の体積が、4,000,000,000mm3以下であることが好ましく、1,500,000,000mm3以下であることがより好ましく、500,000,000mm3以下であることが特に好ましい。
複合体の大きさとしては、特に制限されないが、複合体に外接する球の体積が、0.008mm3~4,000,000,000mm3であることが好ましく、0.06mm3~1,500,000,000mm3であることがより好ましく、0.5mm3~500,000,000mm3であることが特に好ましい。
複合体の大きさとしては、特に制限されないが、複合体に外接する球の体積が、4,000,000,000mm3以下であることが好ましく、1,500,000,000mm3以下であることがより好ましく、500,000,000mm3以下であることが特に好ましい。
複合体の大きさとしては、特に制限されないが、複合体に外接する球の体積が、0.008mm3~4,000,000,000mm3であることが好ましく、0.06mm3~1,500,000,000mm3であることがより好ましく、0.5mm3~500,000,000mm3であることが特に好ましい。
本発明の複合体を製造する方法としては、特に制限されないが、後述する本発明の複合体の製造方法が好ましい。
<用途>
複合体の用途としては、特に限定されないが、例えば、ガス捕捉剤が挙げられる。ガス捕捉剤としては、例えば、二酸化炭素捕捉剤が挙げられる。
複合体の用途としては、特に限定されないが、例えば、ガス捕捉剤が挙げられる。ガス捕捉剤としては、例えば、二酸化炭素捕捉剤が挙げられる。
(二酸化炭素捕捉剤)
本発明の二酸化炭素捕捉剤は、本発明の複合体を有する。二酸化炭素捕捉剤は、本発明の複合体自体であってもよい。
本発明の二酸化炭素捕捉剤は、本発明の複合体を有する。二酸化炭素捕捉剤は、本発明の複合体自体であってもよい。
二酸化炭素捕捉剤は、二酸化炭素を貯蔵することができる二酸化炭素貯蔵システムに好適に用いることができる。
(複合体の製造方法)
本発明の複合体の製造方法は、金属の構造体が存在する溶液中で有機金属構造体が形成される工程(以下、「金属有機構造体形成工程」と称することがある)を含む。
本発明の複合体の製造方法は、金属の構造体が存在する溶液中で有機金属構造体が形成される工程(以下、「金属有機構造体形成工程」と称することがある)を含む。
溶液は、金属の構造体を構成する金属元素(M2)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2A)の金属を、金属の構造体から溶出可能な溶液である。
ここで、溶出可能とは、有機金属構造体が形成される工程の少なくともどこかの時点で、溶液中に、金属の構造体から溶出した金属元素(M2A)の金属(例えば、金属イオン)が存在していることを指す。溶液中の金属の存否は、例えば、溶液のICP(Inductively coupled. Plasma)発光分光分析を行うことで確認できる。
ここで、溶出可能とは、有機金属構造体が形成される工程の少なくともどこかの時点で、溶液中に、金属の構造体から溶出した金属元素(M2A)の金属(例えば、金属イオン)が存在していることを指す。溶液中の金属の存否は、例えば、溶液のICP(Inductively coupled. Plasma)発光分光分析を行うことで確認できる。
金属有機構造体を構成する金属元素(M1)のうちの少なくとも1種の金属元素(M1a)と、金属の構造体を構成する金属元素(M2A)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2a)とは、同じ金属元素である。
なお、溶液中に溶解している成分は、例えば、配位子、金属(金属イオン)、酸などである。溶液中の金属の構造体については、金属の構造体から金属が溶出するものの、金属の構造体全体は溶液に溶解せず、その立体的構造はさほど変わらない。
金属有機構造体の金属源の少なくとも1種は、複合体を製造する際に使用された金属の構造体であることが好ましい。本発明の複合体の製造方法によると、金属の構造体を金属有機構造体の金属源として、金属の構造体の表面に金属有機構造体を形成する。その場合、金属の構造体と金属有機構造体との結合が強くなることが予想される。そのため、担体となる金属の構造体の表面から金属有機構造体が剥がれ落ちにくくなる点において、耐久性に優れる複合体であることが期待される。
この点において、複合体における金属有機構造体の金属源は、実質的に金属の構造体のみであることが好ましい。そのため、金属有機構造体の金属源の少なくとも90mol%が複合体を製造する際に使用された金属の構造体であることが好ましく、95mol%以上がより好ましく、99mol%以上が更により好ましく、100mol%が特に好ましい。
なお、ここでのmol%は金属換算のmol%を意味する。
この点において、複合体における金属有機構造体の金属源は、実質的に金属の構造体のみであることが好ましい。そのため、金属有機構造体の金属源の少なくとも90mol%が複合体を製造する際に使用された金属の構造体であることが好ましく、95mol%以上がより好ましく、99mol%以上が更により好ましく、100mol%が特に好ましい。
なお、ここでのmol%は金属換算のmol%を意味する。
上記のとおり複合体における金属有機構造体の金属源は、実質的に金属の構造体のみであることが好ましい。そのため、溶液中に存在し金属有機構造体の金属源となる金属は、実質的に金属の構造体中の金属のみでよい。その点から、溶液中に存在し金属有機構造体の金属源となる金属の少なくとも90mol%が金属の構造体に由来する金属であることが好ましく、95mol%以上がより好ましく、99mol%以上が更により好ましく、100mol%が特に好ましい。
言い換えれば、溶液は、金属の構造体以外の金属有機構造体の金属源を実質的に含有しないことが好ましい。例えば、溶液における、金属の構造体以外の金属有機構造体の金属源の割合は、溶液中に存在する金属有機構造体の全金属源の10mol%以下であることが好ましく、5mol%以下であることがより好ましく、1mol%以下であることが更により好ましく、0mol%であることが特に好ましい。
なお、ここでのmol%は金属換算のmol%を意味する。
ここで、溶液中に存在する金属とは、溶液中に存在するあらゆる状態の金属を意味し、金属そのものの状態で存在していてもよいし、金属塩又は金属化合物の状態で存在していてもよいし、イオンの状態でもよい。また、溶解していてもよいし、不溶解の状態で存在していてもよい。
言い換えれば、溶液は、金属の構造体以外の金属有機構造体の金属源を実質的に含有しないことが好ましい。例えば、溶液における、金属の構造体以外の金属有機構造体の金属源の割合は、溶液中に存在する金属有機構造体の全金属源の10mol%以下であることが好ましく、5mol%以下であることがより好ましく、1mol%以下であることが更により好ましく、0mol%であることが特に好ましい。
なお、ここでのmol%は金属換算のmol%を意味する。
ここで、溶液中に存在する金属とは、溶液中に存在するあらゆる状態の金属を意味し、金属そのものの状態で存在していてもよいし、金属塩又は金属化合物の状態で存在していてもよいし、イオンの状態でもよい。また、溶解していてもよいし、不溶解の状態で存在していてもよい。
金属の構造体の具体例及び好適例としては、例えば、本発明の複合体の説明において挙げた金属の構造体の具体例及び好適例が挙げられる。
金属有機構造体の具体例及び好適例としては、例えば、本発明の複合体の説明において挙げた金属有機構造体の具体例及び好適例が挙げられる。
金属有機構造体の具体例及び好適例としては、例えば、本発明の複合体の説明において挙げた金属有機構造体の具体例及び好適例が挙げられる。
溶液は、水溶液であることが好ましい。水溶液は、水と相溶する有機溶媒を含有していてもよい。水と相溶する有機溶媒としては、例えば、炭素数1~4のアルコールなどが挙げられる。
溶液は、溶媒以外に、例えば、配位子、酸などを含有する。なお、本明細書において、酸には、酸性の配位子は含まれない。
本発明の複合体の製造方法においては、通常、金属の構造体中の金属が金属有機構造体を構成する金属として利用される。そのため、溶液には、通常、金属有機構造体の金属源となる金属等を、金属の構造体以外に添加する必要はない。しかし、このことは、溶液に、金属の構造体以外の金属源が含有されていることを否定するものではない。
溶液は、溶媒以外に、例えば、配位子、酸などを含有する。なお、本明細書において、酸には、酸性の配位子は含まれない。
本発明の複合体の製造方法においては、通常、金属の構造体中の金属が金属有機構造体を構成する金属として利用される。そのため、溶液には、通常、金属有機構造体の金属源となる金属等を、金属の構造体以外に添加する必要はない。しかし、このことは、溶液に、金属の構造体以外の金属源が含有されていることを否定するものではない。
金属有機構造体形成工程においては、通常、溶液は、金属有機構造体を構成するための配位子を含有する。
配位子の具体例及び好適例としては、例えば、本発明の複合体の説明において挙げた配位子の具体例及び好適例が挙げられる。
配位子の具体例及び好適例としては、例えば、本発明の複合体の説明において挙げた配位子の具体例及び好適例が挙げられる。
溶液中の配位子の濃度としては、特に制限されないが、0.001mol/L(M)~10Mが好ましく、0.005M~5.0Mがより好ましく、0.01M~1.0Mが特に好ましい。
ここでの溶液中の配位子の濃度は、金属有機構造体形成工程が開始される際の濃度を指す。また、ここでの濃度は、例えば、25℃及び1atmでの濃度を指す。
ここでの溶液中の配位子の濃度は、金属有機構造体形成工程が開始される際の濃度を指す。また、ここでの濃度は、例えば、25℃及び1atmでの濃度を指す。
溶液は、好ましくは、酸を含有する。
配位子が酸性の場合、溶液は、酸を含有していなくても、金属元素(M2A)の金属を金属の構造体から溶出可能な溶液となりうる。しかし、配位子が弱酸性である場合や配位子の濃度が低い場合は、溶液は酸を含有することが好ましい。そうすることで、金属有機構造体の形成速度が速くなること、及び金属有機構造体の形成量が多くなることが期待できる。
配位子が酸性の場合、溶液は、酸を含有していなくても、金属元素(M2A)の金属を金属の構造体から溶出可能な溶液となりうる。しかし、配位子が弱酸性である場合や配位子の濃度が低い場合は、溶液は酸を含有することが好ましい。そうすることで、金属有機構造体の形成速度が速くなること、及び金属有機構造体の形成量が多くなることが期待できる。
酸としては、有機酸、無機酸が挙げられる。
有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、クエン酸、シュウ酸などが挙げられる。
無機酸としては、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、炭酸などが挙げられる。
有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、クエン酸、シュウ酸などが挙げられる。
無機酸としては、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、炭酸などが挙げられる。
溶液中の酸の濃度としては、特に制限されないが、0mol/L(M)~10Mが好ましく、0.01M~5Mがより好ましく、0.1M~1.0Mが特に好ましい。
ここでの溶液中の酸の濃度は、金属有機構造体形成工程が開始される際の濃度を指す。また、ここでの濃度は、例えば、25℃及び1atmでの濃度を指す。
ここでの溶液中の酸の濃度は、金属有機構造体形成工程が開始される際の濃度を指す。また、ここでの濃度は、例えば、25℃及び1atmでの濃度を指す。
溶液のpHとしては、特に制限されないが、7.0以下が好ましく、4.0以下がより好ましい。
溶液のpHの下限値としては、特に制限されないが、溶液のpHは、0以上が好ましい。
ここでのpHは、金属有機構造体形成工程が開始される際の溶液のpHを指す。
本明細書において溶液のpHは、25℃及び1atmでの溶液のpHを指す。
溶液のpHの下限値としては、特に制限されないが、溶液のpHは、0以上が好ましい。
ここでのpHは、金属有機構造体形成工程が開始される際の溶液のpHを指す。
本明細書において溶液のpHは、25℃及び1atmでの溶液のpHを指す。
金属有機構造体形成工程中の溶液のpHの変化としては、特に制限されないが、3.0以下が好ましく、2.0以下がより好ましく、1.0以下が特に好ましい。
金属有機構造体形成工程中の溶液のpHの変化とは、以下の式で表される。
pHの変化=B-A
A:金属有機構造体形成工程が開始される際の溶液のpH
B:金属有機構造体形成工程が終了した際の溶液のpH
金属有機構造体形成工程中の溶液のpHの変化とは、以下の式で表される。
pHの変化=B-A
A:金属有機構造体形成工程が開始される際の溶液のpH
B:金属有機構造体形成工程が終了した際の溶液のpH
金属有機構造体形成工程は、金属有機構造体を形成する反応の進行が早い点で、高温高圧下で行うことが好ましい。その点において、金属有機構造体形成工程は、ソルボサーマル法で行うことが好ましい。ソルボサーマル法としては、ハイドロサーマル法(水熱合成法)が安価で製造できかつ環境適合性が高い点で好ましい。
金属有機構造体形成工程における反応温度としては、特に限定されないが、100℃以上が好ましく、120℃以上がより好ましく、150℃以上が特に好ましい。
また、金属有機構造体形成工程における反応温度としては、250℃以下が好ましく、220℃以下がより好ましく、200℃以下が特に好ましい。
また、金属有機構造体形成工程における反応温度としては、250℃以下が好ましく、220℃以下がより好ましく、200℃以下が特に好ましい。
金属有機構造体形成工程における反応温度としては、特に限定されないが、加熱の時間としては、例えば、反応を完全に完成させる観点から、6時間以上、10時間以上、12時間以上、18時間以上、24時間以上、30時間以上、36時間以上、42時間以上、48時間以上、54時間以上、又は60時間以上であってよく、また96時間以下、84時間以下、72時間以下、60時間以下、48時間以下、24時間以下、12時間以下、又は10時間以下であってよい。
反応終了後、得られた生成物に対して、適宜に後処理を行ってよい。
後処理として、例えば、得られた生成物を洗浄及びろ過することを行ってよい。
洗浄は、例えば、水、又は水とアルコールとの混合液を用いて行うことができる。
後処理として、例えば、得られた生成物を洗浄及びろ過することを行ってよい。
洗浄は、例えば、水、又は水とアルコールとの混合液を用いて行うことができる。
また、ろ過後は適宜に乾燥させることによって、目的の複合体を得ることができる。ここで、乾燥は、常圧下で行ってもよく、減圧下で行ってもよいが、効率向上の観点から減圧下で行うことが好ましい。また、乾燥する場合の温度は、例えば20℃以上、25℃以上、40℃以上、50℃以上、又は60℃以上であってよく、また100℃以下、90℃以下、80℃以下、又は60℃以下であってよい。乾燥する場合の乾燥時間は、例えば1時間以上、2時間以上、6時間以上、10時間以上、又は12時間以上であってよく、また24時間以下、又は16時間以下であってよい。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
<ガス吸着測定>
HKUST-1粉末の二酸化炭素(298K)の吸脱着等温線の測定にはMicromeriticsの多検体高性能比表面積/細孔分布測定装置3 Flexを用いた。具体的には以下のようにして測定を行った。
HKUST-1粉末50mgをガラスの測定容器に入れ、試料前処理装置であるバキュプレップに取り付けた。ロータリーポンプにより容器内を真空引きして、423Kで3時間加熱することで細孔内の溶媒を取り除いた。
その後、容器を装置から取り外し、前処理後の重量測定を行った。重量測定を行った試料が入ったガラス容器を3Flexに取り付け、再度容器内を真空引きして、423Kで3時間加熱を行った。そのまま容器を装置から取り外さずに、定容量型ガス吸着法により吸着量の測定を行った。
HKUST-1粉末の二酸化炭素(298K)の吸脱着等温線の測定にはMicromeriticsの多検体高性能比表面積/細孔分布測定装置3 Flexを用いた。具体的には以下のようにして測定を行った。
HKUST-1粉末50mgをガラスの測定容器に入れ、試料前処理装置であるバキュプレップに取り付けた。ロータリーポンプにより容器内を真空引きして、423Kで3時間加熱することで細孔内の溶媒を取り除いた。
その後、容器を装置から取り外し、前処理後の重量測定を行った。重量測定を行った試料が入ったガラス容器を3Flexに取り付け、再度容器内を真空引きして、423Kで3時間加熱を行った。そのまま容器を装置から取り外さずに、定容量型ガス吸着法により吸着量の測定を行った。
合成したHKUST-1モノリスの二酸化炭素(298K)の吸脱着等温線の測定にはマイクロトラック・ベルの全自動ガス吸着測定装置BELSORP MAX IIを用いた。具体的には以下のようにして測定を行った。
合成したHKUST-1モノリスをガラスの測定容器に入れ、測定装置に取り付けた。ロータリーポンプとターボ分子ポンプにより容器内を真空引きして、1kPa以下において423Kで3時間加熱することで細孔内の溶媒を取り除いた。
そのまま容器を装置から取り外さずに定容量型ガス吸着法により吸着量の測定を行った。実験結果の解析には解析プログラムBELMaster7(TM)を用いた。
合成したHKUST-1モノリスをガラスの測定容器に入れ、測定装置に取り付けた。ロータリーポンプとターボ分子ポンプにより容器内を真空引きして、1kPa以下において423Kで3時間加熱することで細孔内の溶媒を取り除いた。
そのまま容器を装置から取り外さずに定容量型ガス吸着法により吸着量の測定を行った。実験結果の解析には解析プログラムBELMaster7(TM)を用いた。
<粉末X線回折(PXRD)測定>
粉末X線回折測定にはリガク(Rigaku)試料水平型多目的X線回折装置(Rigaku Ultima IV)を用いた。室温において、粉末試料にCuK特性X線(λ=1.5418Å)を照射した。
粉末X線回折測定にはリガク(Rigaku)試料水平型多目的X線回折装置(Rigaku Ultima IV)を用いた。室温において、粉末試料にCuK特性X線(λ=1.5418Å)を照射した。
<SEM測定>
SEM測定には走査型電子顕微鏡(S-480 HITACHI S-4800)を用いた。
SEM測定には走査型電子顕微鏡(S-480 HITACHI S-4800)を用いた。
<HKUST-1(Cu)複合体中のHKUST-1の重量割合の算出方法>
HKUST-1=Cu3(BTC)2(BTC=Trimesic acid)
Cu:63.55g/mol
BTC:210.1g/mol
Cu/BTC=1/2.20
A:原材料のCu多孔体の重量
B:複合体の重量
ΔW:合成前後の全体重量変化量(B-A)
C=(ΔW+D+F)×1/2.20:MOFに転換したCu量
D:溶液に溶解したCu量
E:粉末として合成されたMOF量(複合体に含まれないMOFの量)
F=E×(1/(1+2.20)):粉末として合成されたMOF内のCu量
G=C×3.20:モノリス上に生成したHKUST-1量
複合体中のHKUST-1の重量割合=G/B×100
HKUST-1=Cu3(BTC)2(BTC=Trimesic acid)
Cu:63.55g/mol
BTC:210.1g/mol
Cu/BTC=1/2.20
A:原材料のCu多孔体の重量
B:複合体の重量
ΔW:合成前後の全体重量変化量(B-A)
C=(ΔW+D+F)×1/2.20:MOFに転換したCu量
D:溶液に溶解したCu量
E:粉末として合成されたMOF量(複合体に含まれないMOFの量)
F=E×(1/(1+2.20)):粉末として合成されたMOF内のCu量
G=C×3.20:モノリス上に生成したHKUST-1量
複合体中のHKUST-1の重量割合=G/B×100
(比較例1)
<HKUST-1>
HKUST-1 powderは、Sigma-aldrichより購入(Basolite C-300)した。
<HKUST-1>
HKUST-1 powderは、Sigma-aldrichより購入(Basolite C-300)した。
<PXRD>
HKUST-1 powderの粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図1に示す。
HKUST-1 powderの粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図1に示す。
<ガス吸着等温線>
HKUST-1 powderの吸着等温線を、図2に示す。購入したHKUST-1粉末は、25℃、100kPaにおいて、4.38mmol/g-MOFの二酸化炭素吸着量を示した。
HKUST-1 powderの吸着等温線を、図2に示す。購入したHKUST-1粉末は、25℃、100kPaにおいて、4.38mmol/g-MOFの二酸化炭素吸着量を示した。
(実施例1)
<複合体1の合成>
テフロンビーカーにトリメシン酸0.9077gとエタノール14.22gを加えて20分間攪拌しトリメシン酸溶液を調製した。攪拌している間に、別のテフロンビーカーに純水18.01gとHNO30.1619gを加えて攪拌し、HNO3溶液を調製した。トリメシン酸の攪拌が終了後、このトリメシン酸溶液とHNO3溶液の全てを混ぜ合わせ、0.133Mトリメシン酸、及び0.100MHNO3混合溶液を得た。その後、この調製した混合溶液すべてとCuモノリス(アズワン、気孔率96%、)0.4497gをテフロン内筒に加えてオートクレーブで密閉し、373K、14時間水熱合成を行った。
なお、合成開始時の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
水熱合成後、得られたモノリスをオーブンから取り出し、流水10分間、氷水30分間で冷却した。冷却後、常温の水とエタノール混合液(50vol%)で洗浄し、383Kオーブンにて一晩乾燥させて、HKUST-1モノリス(複合体1)を得た。
前記HKUST-1の重量割合算出方法より、複合体1のHKUST-1の重量割合は13.0質量%であった。
なお、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液におけるCuの量は、107mgであった。
また、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
<複合体1の合成>
テフロンビーカーにトリメシン酸0.9077gとエタノール14.22gを加えて20分間攪拌しトリメシン酸溶液を調製した。攪拌している間に、別のテフロンビーカーに純水18.01gとHNO30.1619gを加えて攪拌し、HNO3溶液を調製した。トリメシン酸の攪拌が終了後、このトリメシン酸溶液とHNO3溶液の全てを混ぜ合わせ、0.133Mトリメシン酸、及び0.100MHNO3混合溶液を得た。その後、この調製した混合溶液すべてとCuモノリス(アズワン、気孔率96%、)0.4497gをテフロン内筒に加えてオートクレーブで密閉し、373K、14時間水熱合成を行った。
なお、合成開始時の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
水熱合成後、得られたモノリスをオーブンから取り出し、流水10分間、氷水30分間で冷却した。冷却後、常温の水とエタノール混合液(50vol%)で洗浄し、383Kオーブンにて一晩乾燥させて、HKUST-1モノリス(複合体1)を得た。
前記HKUST-1の重量割合算出方法より、複合体1のHKUST-1の重量割合は13.0質量%であった。
なお、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液におけるCuの量は、107mgであった。
また、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
<PXRD>
複合体1の粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図3に示す
PXRDパターンは比較例1のHKUST-1の粉体パターンとほぼ一致しており、複合体中のMOFが単一であることが分かった。
複合体1の粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図3に示す
PXRDパターンは比較例1のHKUST-1の粉体パターンとほぼ一致しており、複合体中のMOFが単一であることが分かった。
<ガス吸着等温線>
複合体1の吸着等温線を、図4に示す。合成したHKUST-1モノリスは、25℃、100kPaにおいて、MOF1g当たり3.60mmolの二酸化炭素吸着量を示した。
複合体1の吸着等温線を、図4に示す。合成したHKUST-1モノリスは、25℃、100kPaにおいて、MOF1g当たり3.60mmolの二酸化炭素吸着量を示した。
(実施例2)
<複合体2の合成>
テフロンビーカーにトリメシン酸0.9005gとエタノール14.23gを加えて20分間攪拌しトリメシン酸溶液を調製した。攪拌している間に、別のテフロンビーカーに純水18.01gとHNO30.1612gを加えて攪拌し、HNO3溶液を調製した。トリメシン酸の攪拌が終了後、このトリメシン酸溶液とHNO3溶液の全てを混ぜ合わせ、0.133Mトリメシン酸、及び0.100MHNO3混合溶液を得た。その後、この調製した混合溶液すべてとCuモノリス(アズワン、気孔率96%)0.4572gをテフロン内筒に加えてオートクレーブで密閉し、373K、8時間水熱合成を行った。
なお、合成開始時の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
水熱合成後、得られたモノリスをオーブンから取り出し、流水10分間、氷水30分間で冷却した。冷却後、常温の水とエタノール混合液(50vol%)で洗浄し、383Kオーブンにて一晩乾燥させて、HKUST-1モノリス(複合体2)を得た。
前記HKUST-1の重量割合算出方法より、複合体2のHKUST-1の重量割合は19.0質量%であった。
なお、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液におけるCuの量は、147mgであった。
また、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
<複合体2の合成>
テフロンビーカーにトリメシン酸0.9005gとエタノール14.23gを加えて20分間攪拌しトリメシン酸溶液を調製した。攪拌している間に、別のテフロンビーカーに純水18.01gとHNO30.1612gを加えて攪拌し、HNO3溶液を調製した。トリメシン酸の攪拌が終了後、このトリメシン酸溶液とHNO3溶液の全てを混ぜ合わせ、0.133Mトリメシン酸、及び0.100MHNO3混合溶液を得た。その後、この調製した混合溶液すべてとCuモノリス(アズワン、気孔率96%)0.4572gをテフロン内筒に加えてオートクレーブで密閉し、373K、8時間水熱合成を行った。
なお、合成開始時の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
水熱合成後、得られたモノリスをオーブンから取り出し、流水10分間、氷水30分間で冷却した。冷却後、常温の水とエタノール混合液(50vol%)で洗浄し、383Kオーブンにて一晩乾燥させて、HKUST-1モノリス(複合体2)を得た。
前記HKUST-1の重量割合算出方法より、複合体2のHKUST-1の重量割合は19.0質量%であった。
なお、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液におけるCuの量は、147mgであった。
また、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
<PXRD>
複合体2の粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図5に示す
PXRDパターンは比較例1のHKUST-1の粉体パターンとほぼ一致しており、複合体中のMOFが単一であることが分かった。
複合体2の粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図5に示す
PXRDパターンは比較例1のHKUST-1の粉体パターンとほぼ一致しており、複合体中のMOFが単一であることが分かった。
<ガス吸着等温線>
複合体2の吸着等温線を、図6に示す。合成したHKUST-1モノリスは、25℃、100kPaにおいて、MOF1g当たり3.50mmolの二酸化炭素吸着量を示した。
複合体2の吸着等温線を、図6に示す。合成したHKUST-1モノリスは、25℃、100kPaにおいて、MOF1g当たり3.50mmolの二酸化炭素吸着量を示した。
(実施例3)
<複合体3の合成>
テフロンビーカーにトリメシン酸0.9020gとエタノール14.22gを加えて20分間攪拌しトリメシン酸溶液を調製した。攪拌している間に、別のテフロンビーカーに純水18.02gとHNO30.2000gを加えて攪拌し、HNO3溶液を調製した。トリメシン酸の攪拌が終了後、このトリメシン酸溶液とHNO3溶液の全てを混ぜ合わせ、0.133Mトリメシン酸、及び0.100MHNO3混合溶液を得た。その後、この調製した混合溶液すべてとCuモノリス(アズワン、気孔率96%)0.4569gをテフロン内筒に加えてオートクレーブで密閉し、353K、72時間水熱合成を行った。
なお、合成開始時の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
水熱合成後、得られたモノリスをオーブンから取り出し、流水10分間、氷水30分間で冷却した。冷却後、常温の水とエタノール混合液(50vol%)で洗浄し、383Kオーブンにて一晩乾燥させて、HKUST-1モノリス(複合体3)を得た。
前記HKUST-1の重量割合算出方法より、複合体3のHKUST-1の重量割合は23.0質量%であった。
なお、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液におけるCuの量は、424mgであった。
また、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
<複合体3の合成>
テフロンビーカーにトリメシン酸0.9020gとエタノール14.22gを加えて20分間攪拌しトリメシン酸溶液を調製した。攪拌している間に、別のテフロンビーカーに純水18.02gとHNO30.2000gを加えて攪拌し、HNO3溶液を調製した。トリメシン酸の攪拌が終了後、このトリメシン酸溶液とHNO3溶液の全てを混ぜ合わせ、0.133Mトリメシン酸、及び0.100MHNO3混合溶液を得た。その後、この調製した混合溶液すべてとCuモノリス(アズワン、気孔率96%)0.4569gをテフロン内筒に加えてオートクレーブで密閉し、353K、72時間水熱合成を行った。
なお、合成開始時の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
水熱合成後、得られたモノリスをオーブンから取り出し、流水10分間、氷水30分間で冷却した。冷却後、常温の水とエタノール混合液(50vol%)で洗浄し、383Kオーブンにて一晩乾燥させて、HKUST-1モノリス(複合体3)を得た。
前記HKUST-1の重量割合算出方法より、複合体3のHKUST-1の重量割合は23.0質量%であった。
なお、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液におけるCuの量は、424mgであった。
また、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
<PXRD>
複合体3の粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図7に示す
PXRDパターンは比較例1のHKUST-1の粉体パターンとほぼ一致しており、複合体中のMOFが単一であることが分かった。
複合体3の粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図7に示す
PXRDパターンは比較例1のHKUST-1の粉体パターンとほぼ一致しており、複合体中のMOFが単一であることが分かった。
<ガス吸着等温線>
複合体3の吸着等温線を、図8に示す。合成したHKUST-1モノリスは、25℃、100kPaにおいて、MOF1g当たり3.40mmolの二酸化炭素吸着量を示した。
複合体3の吸着等温線を、図8に示す。合成したHKUST-1モノリスは、25℃、100kPaにおいて、MOF1g当たり3.40mmolの二酸化炭素吸着量を示した。
(実施例4)
<複合体4の合成>
テフロンビーカーにトリメシン酸0.9086gとエタノール14.24gを加えて20分間攪拌しトリメシン酸溶液を調製した。攪拌している間に、別のテフロンビーカーに純水18.12gとHNO30.1621gを加えて攪拌し、HNO3溶液を調製した。トリメシン酸の攪拌が終了後、トリメシン酸溶液とHNO3溶液の全てを混ぜ合わせ、0.133Mトリメシン酸、及び0.100MHNO3混合溶液を得た。その後、この混合溶液の全てとCuモノリス(アズワン、気孔率96%)0.4745gをテフロン内筒に加えてオートクレーブで密閉し、353K、48時間水熱合成を行った。
なお、合成開始時の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
水熱合成後、得られたモノリスをオーブンから取り出し、流水10分間、氷水30分間で冷却した。冷却後、常温の水とエタノール混合液(50vol%)で洗浄し、383Kオーブンにて一晩乾燥させて、HKUST-1モノリス(複合体4)を得た。
前記HKUST-1の重量割合算出方法より、複合体4のHKUST-1の重量割合は36.4質量%であった。
なお、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液におけるCuの量は、296mgであった。
また、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
<複合体4の合成>
テフロンビーカーにトリメシン酸0.9086gとエタノール14.24gを加えて20分間攪拌しトリメシン酸溶液を調製した。攪拌している間に、別のテフロンビーカーに純水18.12gとHNO30.1621gを加えて攪拌し、HNO3溶液を調製した。トリメシン酸の攪拌が終了後、トリメシン酸溶液とHNO3溶液の全てを混ぜ合わせ、0.133Mトリメシン酸、及び0.100MHNO3混合溶液を得た。その後、この混合溶液の全てとCuモノリス(アズワン、気孔率96%)0.4745gをテフロン内筒に加えてオートクレーブで密閉し、353K、48時間水熱合成を行った。
なお、合成開始時の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
水熱合成後、得られたモノリスをオーブンから取り出し、流水10分間、氷水30分間で冷却した。冷却後、常温の水とエタノール混合液(50vol%)で洗浄し、383Kオーブンにて一晩乾燥させて、HKUST-1モノリス(複合体4)を得た。
前記HKUST-1の重量割合算出方法より、複合体4のHKUST-1の重量割合は36.4質量%であった。
なお、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液におけるCuの量は、296mgであった。
また、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
<PXRD>
複合体4の粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図9に示す
PXRDパターンは比較例1のHKUST-1の粉体パターンとほぼ一致しており、複合体中のMOFが単一であることが分かった。
複合体4の粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図9に示す
PXRDパターンは比較例1のHKUST-1の粉体パターンとほぼ一致しており、複合体中のMOFが単一であることが分かった。
<ガス吸着等温線>
複合体4の吸着等温線を、図10に示す。合成したHKUST-1モノリスは、25℃、100kPaにおいて、MOF1g当たり5.85mmolの二酸化炭素吸着量を示した。
複合体4の吸着等温線を、図10に示す。合成したHKUST-1モノリスは、25℃、100kPaにおいて、MOF1g当たり5.85mmolの二酸化炭素吸着量を示した。
(実施例5)
<複合体5の合成>
テフロンビーカーにトリメシン酸0.9063gとエタノール14.24gを加えて20分間攪拌しトリメシン酸溶液を調製した。攪拌している間に、別のテフロンビーカーに純水18.17gとHNO30.1653gを加えて攪拌し、HNO3溶液を調製した。トリメシン酸の攪拌が終了後、トリメシン酸溶液の全てとHNO3溶液の全てを混ぜ合わせ、0.133Mトリメシン酸、及び0.100MHNO3混合溶液を得た。その後、この混合溶液の全てとCuモノリス(アズワン、気孔率96%)0.4432gをテフロン内筒に加えてオートクレーブで密閉し、353K、30時間水熱合成を行った。なお、合成開始時の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
水熱合成後、得られたモノリスをオーブンから取り出し、流水10分間、氷水30分間で冷却した。冷却後、常温の水とエタノール混合液(50vol%)で洗浄し、383Kオーブンにて一晩乾燥させて、HKUST-1モノリス(複合体5)を得た。
前記HKUST-1の重量割合算出方法より、複合体5のHKUST-1の重量割合は17.6質量%であった。
なお、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液におけるCuの量は、417mgであった。
また、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
<複合体5の合成>
テフロンビーカーにトリメシン酸0.9063gとエタノール14.24gを加えて20分間攪拌しトリメシン酸溶液を調製した。攪拌している間に、別のテフロンビーカーに純水18.17gとHNO30.1653gを加えて攪拌し、HNO3溶液を調製した。トリメシン酸の攪拌が終了後、トリメシン酸溶液の全てとHNO3溶液の全てを混ぜ合わせ、0.133Mトリメシン酸、及び0.100MHNO3混合溶液を得た。その後、この混合溶液の全てとCuモノリス(アズワン、気孔率96%)0.4432gをテフロン内筒に加えてオートクレーブで密閉し、353K、30時間水熱合成を行った。なお、合成開始時の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
水熱合成後、得られたモノリスをオーブンから取り出し、流水10分間、氷水30分間で冷却した。冷却後、常温の水とエタノール混合液(50vol%)で洗浄し、383Kオーブンにて一晩乾燥させて、HKUST-1モノリス(複合体5)を得た。
前記HKUST-1の重量割合算出方法より、複合体5のHKUST-1の重量割合は17.6質量%であった。
なお、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液におけるCuの量は、417mgであった。
また、水熱合成後のオートクレーブ中の水溶液のpHは、25℃及び1atmにおいて、2であった。
<PXRD>
複合体5の粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図11に示す
PXRDパターンは比較例1のHKUST-1の粉体パターンとほぼ一致しており、複合体中のMOFが単一であることが分かった。
複合体5の粉末X線回折(PXRD)測定結果を、図11に示す
PXRDパターンは比較例1のHKUST-1の粉体パターンとほぼ一致しており、複合体中のMOFが単一であることが分かった。
<ガス吸着等温線>
複合体5の吸着等温線を、図12に示す。合成したHKUST-1モノリスは、25℃、100kPaにおいて、MOF1g当たり4.83mmolの二酸化炭素吸着量を示した。
複合体5の吸着等温線を、図12に示す。合成したHKUST-1モノリスは、25℃、100kPaにおいて、MOF1g当たり4.83mmolの二酸化炭素吸着量を示した。
表1に結果をまとめた。
実施例2で得られた複合体の表面SEM写真を図13に示した。
実施例3で得られた複合体の表面SEM写真を図14に示した。
これらから、実施例2及び3で得られた複合体においては、金属の構造体(Cuモノリス)の表面にMOFが形成されていることが確認できた。
実施例3で得られた複合体の表面SEM写真を図14に示した。
これらから、実施例2及び3で得られた複合体においては、金属の構造体(Cuモノリス)の表面にMOFが形成されていることが確認できた。
Claims (23)
- 金属の構造体と金属有機構造体とを有する複合体であって、
前記金属有機構造体が前記金属の構造体の表面に形成されており、
前記金属有機構造体を構成する金属元素(M1)のうちの少なくとも1種の金属元素(M1a)と、前記金属の構造体を構成する金属元素(M2)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2a)とが、同じ金属元素である、
複合体。 - 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも1種が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、請求項1に記載の複合体。
- 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも90mol%が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、請求項1又は2に記載の複合体。
- 前記金属有機構造体を構成する前記金属元素(M1)が1種類であり、
前記金属の構造体を構成する前記金属元素(M2)が1種類であり、
前記金属元素(M1)と前記金属元素(M2)とが、同じ金属元素である、
請求項1から3のいずれかに記載の複合体。 - 前記金属の構造体が、細孔を有する多孔構造体又は孔を有するメッシュ状構造体である、請求項1から4のいずれかに記載の複合体。
- 前記金属の構造体における金属が、銅である、請求項1から5のいずれかに記載の複合体。
- 前記金属元素(M1)が、Mg、Al、Cr、Fe、Ni、Cu、及びZnの少なくともいずれかである、請求項1から5のいずれかに記載の複合体。
- 前記金属元素(M1)及び前記金属元素(M2)が、Cuであり、
前記金属の構造体における金属が、銅である、
請求項1から7のいずれかに記載の複合体。 - 前記金属有機構造体が、HKUST-1である、請求項1から8のいずれかに記載の複合体。
- 請求項1から9のいずれかに記載の複合体を有する、二酸化炭素捕捉剤。
- 金属の構造体が存在する溶液中で有機金属構造体が形成される工程を含む、複合体の製造方法であって、
前記溶液が、前記金属の構造体を構成する金属元素(M2)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2A)の金属を、前記金属の構造体から溶出可能な溶液であり、
前記金属有機構造体を構成する金属元素(M1)のうちの少なくとも1種の金属元素(M1a)と、前記金属元素(M2A)のうちの少なくとも1種の金属元素(M2a)とが、同じ金属元素である、
複合体の製造方法。 - 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも1種が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、請求項11に記載の複合体の製造方法。
- 前記溶液中に存在し前記金属有機構造体の金属源となる金属の少なくとも90mol%が、前記金属の構造体に由来する金属である、請求項11又は12に記載の複合体の製造方法。
- 前記金属有機構造体の金属源の少なくとも90mol%が、前記複合体を製造する際に使用された前記金属の構造体である、請求項11から13のいずれかに記載の複合体の製造方法。
- 前記溶液が、配位子を含有する、請求項11から14のいずれかに記載の複合体の製造方法。
- 前記溶液が、無機酸を含有する、請求項11から15のいずれかに記載の複合体の製造方法。
- 前記無機酸が、硝酸を含む、請求項16に記載の複合体の製造方法。
- 前記金属有機構造体を構成する前記金属元素(M1)が1種類であり、
前記金属の構造体を構成する前記金属元素(M2)が1種類であり、
前記金属元素(M1)と前記金属元素(M2)とが、同じ金属元素である、
請求項11から17のいずれかに記載の複合体の製造方法。 - 前記金属の構造体が、細孔を有する多孔構造体又は孔を有するメッシュ状構造体である、請求項11から18のいずれかに記載の複合体の製造方法。
- 前記金属の構造体における金属が、銅である、請求項11から19のいずれかに記載の複合体の製造方法。
- 前記金属元素(M1)が、Mg、Al、Cr、Fe、Ni、Cu、及びZnの少なくともいずれかである、請求項11から19のいずれかに記載の複合体の製造方法。
- 前記金属元素(M1)及び前記金属元素(M2)が、Cuであり、
前記金属の構造体における金属が、銅である、
請求項11から21のいずれかに記載の複合体の製造方法。 - 前記金属有機構造体が、HKUST-1である、請求項11から22のいずれかに記載の複合体の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021181932A JP2023069800A (ja) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 複合体、二酸化炭素捕捉剤、及び複合体の製造方法 |
PCT/JP2022/041456 WO2023080248A1 (ja) | 2021-11-08 | 2022-11-07 | 複合体、二酸化炭素捕捉剤、及び複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021181932A JP2023069800A (ja) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 複合体、二酸化炭素捕捉剤、及び複合体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023069800A true JP2023069800A (ja) | 2023-05-18 |
Family
ID=86241625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021181932A Pending JP2023069800A (ja) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 複合体、二酸化炭素捕捉剤、及び複合体の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023069800A (ja) |
WO (1) | WO2023080248A1 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104107643B (zh) * | 2013-04-19 | 2017-07-21 | 珠海市吉林大学无机合成与制备化学重点实验室 | 金属有机骨架膜的制备方法及其用途 |
JP7398362B2 (ja) * | 2018-03-30 | 2023-12-14 | ダイキン工業株式会社 | 積層体の製造方法 |
-
2021
- 2021-11-08 JP JP2021181932A patent/JP2023069800A/ja active Pending
-
2022
- 2022-11-07 WO PCT/JP2022/041456 patent/WO2023080248A1/ja unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023080248A1 (ja) | 2023-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yeskendir et al. | From metal–organic framework powders to shaped solids: recent developments and challenges | |
Lin et al. | Amine-functionalized metal–organic frameworks: structure, synthesis and applications | |
JP7148133B2 (ja) | 複合材料及びガス吸着材並びに複合材料の製造方法 | |
Gandara-Loe et al. | Understanding the opportunities of metal–organic frameworks (MOFs) for CO 2 capture and gas-phase CO 2 conversion processes: a comprehensive overview | |
JP4980918B2 (ja) | 金属−有機骨格を含む成形体 | |
KR101273877B1 (ko) | 결정성 하이브리드 나노세공체 분말을 포함하는 복합체 및 그 제조방법 | |
WO2017210874A1 (en) | Imperfect mofs (imofs) material, preparation and use in catalysis, sorption and separation | |
Lopez-Dominguez et al. | Supercritical CO2 for the synthesis of nanometric ZIF-8 and loading with hyperbranched aminopolymers. Applications in CO2 capture | |
Zhu et al. | Synthesis of HKUST-1# MCF compositing materials for CO2 adsorption | |
JP2005528204A (ja) | 金属有機フレームワークを含む成形体 | |
Liu et al. | Shape-and size-dependent catalysis activities of iron-terephthalic acid metal-organic frameworks | |
Xue et al. | Palladium nanoparticles supported on a two-dimensional layered zeolitic imidazolate framework-L as an efficient size-selective catalyst | |
CN110270333B (zh) | 一种双金属有机框架纳米花及其衍生物及制备方法与应用 | |
Peng et al. | Application of metal organic frameworks M (bdc)(ted) 0.5 (M= Co, Zn, Ni, Cu) in the oxidation of benzyl alcohol | |
EP2438073A2 (en) | Complex mixed ligand open framework materials | |
Kujawa et al. | Crystalline porous frameworks as nano-enhancers for membrane liquid separation–Recent developments | |
JP2009096723A (ja) | 多孔性金属錯体及びその製造方法、並びに多孔性金属錯体を含むガス吸蔵材 | |
Ma et al. | In-situ growth of highly permeable zeolite imidazolate framework membranes on porous polymer substrate using metal chelated polyaniline as interface layer | |
KR20110019804A (ko) | 유무기혼성 나노세공체의 제조방법, 상기 방법에 의하여 수득되는 유무기혼성 나노세공체 및 이의 용도 | |
Khanjani et al. | Layer by layer growth of nano porous lead (ii) coordination polymer on natural silk fibers and its application in removal and recovery of iodide | |
Shi et al. | Controlled synthesis of hierarchical zeolitic imidazolate framework-GIS (ZIF-GIS) architectures | |
WO2023080248A1 (ja) | 複合体、二酸化炭素捕捉剤、及び複合体の製造方法 | |
CN114479094B (zh) | 金属-有机骨架储氢材料及其制备方法和应用 | |
WO2023080247A1 (ja) | 複合体、二酸化炭素捕捉剤、及び複合体の製造方法 | |
CN110327887B (zh) | 一种Al-MOFS/木炭复合材料及其制备方法与应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20220610 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20220613 |