JP4662434B2 - Mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound - Google Patents

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Description

本発明は、細孔の均一性が良好で高表面積を有する結晶性の高いメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a highly crystalline mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound having good pore uniformity and a high surface area, and a method for producing the same.

メソポーラス化合物とはナノサイズの細孔を有する材料である。メソポーラス化合物は、その特徴である細孔の均一性や高い表面積から、種々の物理化学的な機能を持つ材料として期待されている。これらメソポ−ラス化合物の中で、非シリカ系のメソポーラス酸化物、特にメソポーラス遷移金属酸化物は表面積の大きな反応選択制を有する光触媒材料として注目されている。
しかし、上記メソポーラス遷移金属酸化物を光触媒として利用する場合、吸収できる光が紫外光に限られており、太陽光や蛍光灯光などを効率的に利用することができないという問題があった。
一方、近年、遷移金属を含むオキシナイトライド化合物やナイトライド化合物が、優れた可視光応答型光触媒として作用することが報告されている(特許文献1、2)。これら遷移金属を含むオキシナイトライド化合物やナイトライド化合物は、メソポーラス遷移金属酸化物を窒素含有化合物、好ましくはアンモニアの存在下で300℃以上の高温で加熱処理することにより得られるが、メソポーラス遷移金属酸化物をこの様な条件で加熱処理すると細孔構造の崩壊が起こるという問題があった。
すなわち、優れた可視光応答型光触媒として期待される細孔構造を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物やメソポーラスナイトライド化合物を製造する技術が切望されていた。
A mesoporous compound is a material having nano-sized pores. A mesoporous compound is expected as a material having various physicochemical functions from the characteristics of pore uniformity and high surface area. Among these mesoporous compounds, non-silica mesoporous oxides, particularly mesoporous transition metal oxides, are attracting attention as photocatalytic materials having a reaction selectivity with a large surface area.
However, when the mesoporous transition metal oxide is used as a photocatalyst, the light that can be absorbed is limited to ultraviolet light, and there is a problem that sunlight or fluorescent light cannot be used efficiently.
On the other hand, in recent years, it has been reported that oxynitride compounds and nitride compounds containing transition metals act as excellent visible light responsive photocatalysts (Patent Documents 1 and 2). These oxynitride compounds and nitride compounds containing transition metals can be obtained by heat-treating mesoporous transition metal oxides at a high temperature of 300 ° C. or higher in the presence of nitrogen-containing compounds, preferably ammonia. There was a problem that the pore structure collapsed when the oxide was heat-treated under such conditions.
That is, a technique for producing a mesoporous oxynitride compound or mesoporous nitride compound having a pore structure expected as an excellent visible light responsive photocatalyst has been desired.

特開2002−066333号公報JP 2002-066333 A 特開2002−233769号公報JP 2002-233769 A

本発明の課題は、メソポーラスオキシナイトライド化合物やメソポーラスナイトライド化合物を提供することである。   An object of the present invention is to provide a mesoporous oxynitride compound or a mesoporous nitride compound.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下の1.〜.記載の発明(以下、発明1〜という。)である。
1.式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の変性剤化合物(b)メソポーラス遷移金属酸化物(a)を0〜200℃にて混合し変性処理して得られる変性メソポーラス酸化物(A)を、含窒素化合物存在下で加熱処理することによって得られるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
3 Si− ・・・(1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。)
−(R2 SiO)− ・・・(2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
As a result of intensive studies aimed at solving the above problems, the present inventors have reached the present invention. That is, the present invention provides the following 1. ~ 8 . It is invention of description (it is hereafter called invention 1-8 ).
1. At least one selected from the group consisting of a triorganosilane unit represented by formula (1), a monooxydiorganosilane unit represented by formula (2), and a dioxyorganosilane unit represented by formula (3) at least one modifier compound (b) and mesoporous transition metal oxide (a) were mixed at 0 to 200 ° C. modification treatment to denature mesoporous oxide obtained is selected from the group consisting of compounds having the structural units of A mesoporous oxynitride compound and / or a mesoporous nitride compound obtained by subjecting the product (A) to a heat treatment in the presence of a nitrogen-containing compound.
R 3 Si- (1)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. (A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group.)
— (R 2 SiO) — (2)
(In the formula, R is as defined in formula (1).)


(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
2.前記遷移金属がTi、Ta、Nb、Zr、W、Laから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする発明1に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
.窒素化合物がアンモニアであることを特徴とする発明1又は2に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
.該変性剤化合物(b)が、式(4)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)であることを特徴とする発明1〜3のいずれか1つに記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
x y SiO(4-x-y)/2 ・・・(4)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、0<x<4、0<y<4及び(x+y)≦4である。)

(In the formula, R is as defined in formula (1).)
2. The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound according to invention 1, wherein the transition metal is at least one selected from Ti, Ta, Nb, Zr, W, and La.
3 . The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound according to invention 1 or 2, wherein the nitrogen compound is ammonia.
4 . The mesoporous oxynitride according to any one of inventions 1 to 3, wherein the modifier compound (b) is a Si-H group-containing silicon compound (b1) represented by the formula (4) : A compound and / or a mesoporous nitride compound.
H x R y SiO (4-xy) / 2 (4)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group, and 0 <x <4 and 0 <y <. 4 and (x + y) ≦ 4.)

.該Si−H基含有ケイ素化合物(b1)が、式(5)で表されるモノSi−H基含有化合物、式(6)で表される両末端Si−H基含有化合物、式(7)で表されるHシリコーン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種のSi−H基含有ケイ素化合物であることを特徴とする発明4に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。 5 . The Si-H group-containing silicon compound (b1) is a mono-Si-H group-containing compound represented by the formula (5), a Si-H group-containing compound represented by the formula (6), a formula (7) The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound according to invention 4, wherein the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound is at least one Si-H group-containing silicon compound selected from the group consisting of H silicone compounds represented by .

( 式中、R1 は各々独立して直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、もしくは式(8)で表されるシロキシ基から選ばれた1種以上からなる基を表す。
−O−(R2 SiO)n −SiR3 ・・・(8)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、nは整数であり、0≦n≦1000である。))
H−(R1 2 SiO)m −SiR1 2 −H ・・・(6)
(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。mは整数であり、0≦m≦1000である。)
(R1 HSiO)a (R1 2 SiO)b (R1 3 SiO1 / 2 c ・・・(7)(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数であり、(a+b)≦10000であり、そしてcは0又は2である。但し、(a+b)が2以上の整数であり且つc=0の場合、該Hシリコーン化合物は環状シリコーン化合物であり、c=2の場合、該Hシリコーン化合物は鎖状シリコーン化合物である。)
(In the formula, each R 1 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon number of 1; From one or more selected from -30 fluoroalkyl groups, alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms, phenyl groups, alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, hydroxyl groups, or siloxy groups represented by formula (8) Represents a group.
—O— (R 2 SiO) n —SiR 3 (8)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group, n is an integer, and 0 ≦ n ≦ 1000.))
H— (R 1 2 SiO) m —SiR 1 2 —H (6)
(In the formula, R 1 is as defined in Formula (5). M is an integer, and 0 ≦ m ≦ 1000.)
(R 1 HSiO) a (R 1 2 SiO) b (R 1 3 SiO 1/2 ) c (7) (wherein R 1 is as defined in formula (5). And b is an integer of 0 or 1 or more, (a + b) ≦ 10000, and c is 0 or 2. However, (a + b) is an integer of 2 or more and c = 0 In this case, the H silicone compound is a cyclic silicone compound, and when c = 2, the H silicone compound is a chain silicone compound.)

.Pt、Rh、Ru、Ir、Cu、Sn、Ni、Fe、W、Coよりなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属及び/又は該遷移金属の酸化物が坦持されてなる発明1〜いずれか1つに記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
.光触媒活性を有することを特徴とする発明1〜のいずれか1つに記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
8.式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の変性剤化合物(b)とメソポーラス遷移金属酸化物(a)を混合し変性処理して得られる変性メソポーラス酸化物(A)を、含窒素化合物存在下で加熱処理することからなる、発明1〜7のいずれか1つに記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメ
ソポーラスナイトライド化合物の製造方法である。
3 Si− ・・・(1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。)
−(R 2 SiO)− ・・・(2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)

(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
6 . Inventions 1 to 5 in which at least one transition metal selected from the group consisting of Pt, Rh, Ru, Ir, Cu, Sn, Ni, Fe, W, and Co and / or an oxide of the transition metal is supported. The mesoporous oxynitride compound and / or the mesoporous nitride compound described in any one of the above .
7 . The mesoporous oxynitride compound and / or the mesoporous nitride compound according to any one of Inventions 1 to 6 , wherein the mesoporous oxynitride compound has photocatalytic activity.
8). At least one selected from the group consisting of a triorganosilane unit represented by formula (1), a monooxydiorganosilane unit represented by formula (2), and a dioxyorganosilane unit represented by formula (3) A modified mesoporous oxide (A) obtained by mixing and modifying at least one modifier compound (b) selected from the group consisting of compounds having the following structural units and a mesoporous transition metal oxide (a): The mesoporous oxynitride compound and / or the mesoporous oxynitride compound according to any one of inventions 1 to 7, which comprises heat treatment in the presence of a nitrogen-containing compound.
This is a method for producing a porous nitride compound.
R 3 Si- (1)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. (A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group.)
— (R 2 SiO) — (2)
(In the formula, R is as defined in formula (1).)

(In the formula, R is as defined in formula (1).)

本発明により、可視光に対する光触媒活性が非常に大きく、細孔構造を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物を提供することができる。   According to the present invention, a mesoporous oxynitride compound and / or a mesoporous nitride compound having a very large photocatalytic activity for visible light and having a pore structure can be provided.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物は、メソポーラス酸化物(a)を後述する少なくとも1種の変性剤化合物(b)を用いて変性処理して得られた変性メソポーラス酸化物(A)を、含窒素化合物存在下で加熱処理することを特徴とする。
本発明によって得られるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物は、可視光に対する光触媒活性が非常に大きく、環境浄化や防汚、防曇等の分野へ応用が可能な可視光応答型光触媒として非常に有用である。
ここで光触媒活性とは、光照射によって酸化、還元反応を起こすことを言う。これらの光触媒活性は、例えば光照射時における色素等の有機物の分解性を測定することにより判定することができる。光触媒活性を有する表面は、優れた汚染有機物質の分解活性や耐汚染性を発現する。また、可視光に対する光触媒活性とは、少なくとも400〜800nmの可視光照射下での上記光触媒活性を意味する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound of the present invention is a modified mesoporous oxide obtained by modifying a mesoporous oxide (a) with at least one modifier compound (b) described later. (A) is heat-treated in the presence of a nitrogen-containing compound.
The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound obtained by the present invention has a very large photocatalytic activity for visible light, and can be applied to fields such as environmental purification, antifouling and antifogging. As very useful.
Here, the photocatalytic activity means that an oxidation or reduction reaction is caused by light irradiation. These photocatalytic activities can be determined, for example, by measuring the decomposability of organic substances such as pigments during light irradiation. A surface having photocatalytic activity exhibits excellent decomposition activity and contamination resistance of contaminating organic substances. Moreover, the photocatalytic activity with respect to visible light means the said photocatalytic activity under visible light irradiation of 400-800 nm at least.

本発明において変性とは、後述する少なくとも1種の変性剤化合物(b)を、メソポーラス酸化物(a)の表面(細孔表面及び粒子表面)に固定化することを意味する。上記の変性剤化合物のメソポーラス酸化物(a)表面への固定化は、ファン・デル・ワールス力(物理吸着)、クーロン力または化学結合によるものである。特に、化学結合を利用した変性は、変性剤化合物(b)とメソポーラス酸化物(a)との相互作用が強く、変性剤化合物がメソポーラス酸化物(a)の表面に強固に固定化されるので好ましい。
本発明において好適に使用できるメソポーラス酸化物(a)は、公知の方法、例えば有機溶媒に界面活性剤を溶解した溶液に、酸化物の前駆体を加えて溶解させ、該酸化物の前駆体を加水分解して高分子量化および自己組織化したゾル溶液とし、前記ゾル溶液から組織の安定化したゲルを得た後、該ゲルを好ましくは酸素が存在する雰囲気中において、好ましくは300℃〜700℃で焼成することにより得ることができる。
In the present invention, the modification means that at least one modifier compound (b) described later is immobilized on the surface (pore surface and particle surface) of the mesoporous oxide (a). Immobilization of the modifier compound on the surface of the mesoporous oxide (a) is based on van der Waals force (physical adsorption), Coulomb force or chemical bonding. In particular, the modification using chemical bonds has a strong interaction between the modifier compound (b) and the mesoporous oxide (a), and the modifier compound is firmly immobilized on the surface of the mesoporous oxide (a). preferable.
The mesoporous oxide (a) that can be suitably used in the present invention is prepared by adding a precursor of an oxide to a known method, for example, a solution in which a surfactant is dissolved in an organic solvent, and dissolving the precursor of the oxide. After hydrolyzing to obtain a high molecular weight and self-assembled sol solution, and obtaining a gel with stabilized tissue from the sol solution, the gel is preferably in an atmosphere in which oxygen is present, preferably 300 ° C to 700 ° C. It can be obtained by baking at a temperature of 0 ° C.

ここで、上記有機溶媒としては、例えばイソプロパノール、ブタノール、エタノール、メタノール、ヘキサノール、エチレングリコール、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化合物類、ジメチルスルホキシド、ニトロベンゼン等やこれらの2種以上の混合物が挙げられる。これらの中で、界面活性剤及び金属酸化物の前駆体の溶解性からアルコール類が特に好ましい。   Here, examples of the organic solvent include alcohols such as isopropanol, butanol, ethanol, methanol, hexanol, ethylene glycol, butyl cellosolve, and butyl carbitol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, tetrahydrofuran, and dioxane. Ethers, amides such as dimethylacetamide and dimethylformamide, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane and heptane, esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate, chloroform , Halogen compounds such as methylene chloride and carbon tetrachloride, dimethyl sulfoxide, nitrobenzene, and a mixture of two or more thereof. Among these, alcohols are particularly preferable because of the solubility of the surfactant and the precursor of the metal oxide.

また、メソポーラス酸化物(a)を得るのに好適に使用できる上記界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤及びイオン性界面活性剤のいずれを用いても良いが、メソポーラス酸化物の細孔分布制御や界面活性剤の除去回収性の点などから非イオン性界面活性剤が好適に使用される。
上記の非イオン性界面活性剤としては特に制限がなく、エーテル型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型のものを用いることができるが、メソポーラス酸化物合成時の構造安定性の点から、エーテル型、含窒素型のものが好ましい。エーテル型の非イオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、単一鎖長ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン2級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエテール、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。含窒素型の非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどが挙げられる。更に具体的に旭電化工業株式会社の非イオン性界面活性剤で例を挙げると、アデカプルロニック(L・p・Fシリーズ)、アデカプルロニック(TRシリーズ)、アデカトール(SOシリーズ)、アデカトール(LOシリーズ)、アデカトール(NP・OPL・OA・LA・SP・PCシリーズ)、アデカPEGシリーズ等を挙げることができる。
In addition, as the surfactant that can be suitably used for obtaining the mesoporous oxide (a), either a nonionic surfactant or an ionic surfactant may be used, but the pores of the mesoporous oxide may be used. Nonionic surfactants are preferably used from the viewpoints of distribution control and removal and recovery of surfactants.
The nonionic surfactant is not particularly limited, and ether type, ether ester type, ester type, nitrogen-containing type can be used, but from the viewpoint of structural stability during synthesis of mesoporous oxide, Ether-type and nitrogen-containing types are preferred. Examples of ether type nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, single chain length polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene secondary alcohol ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene sterol Examples include ether, polyoxyethylene lanolin derivative, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polypropylene glycol, polyethylene glycol and the like. Examples of the nitrogen-containing nonionic surfactant include polyoxyethylene alkylamine. Specific examples of non-ionic surfactants from Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. include Adekapluronic (LpF series), Adekapluronic (TR series), Adekator (SO series), Adekator (LO series). ), Adekator (NP / OPL / OA / LA / SP / PC series), Adeka PEG series, and the like.

また、上記イオン性界面活性剤としては、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロリド、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムブロミド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルピリジニウムクロリド、ヘキサデシルピリジニウムブロミド、メシチレンなどが挙げられる。また、カルボキシベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリヌウムベタイン等の両性界面活性剤も挙げることができる。   Examples of the ionic surfactant include dodecyltrimethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium bromide, tetradecyltrimethylammonium chloride, tetradecyltrimethylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium bromide, hexadecyldimethylbenzylammonium. Examples include chloride, hexadecyldimethylbenzylammonium bromide, octadecyltrimethylammonium chloride, octadecyltrimethylammonium bromide, hexadecylpyridinium chloride, hexadecylpyridinium bromide, mesitylene and the like. Moreover, amphoteric surfactants such as carboxybetaine, aminocarboxylate, imidazoline betaine can also be mentioned.

本発明において、メソポーラス酸化物(a)を得るのに好適に使用できる酸化物の前駆体としては、金属及び/又はSiの塩やアルコキシド、キレート化合物等やそれらの混合物を挙げることができる。ここで、酸化物の前駆体として金属を含有するものを選択すると、生成するメソポーラス酸化物(a)は種々の触媒作用等が発現できるため好ましい。該金属としては特に制限はないが遷移金属を好適に用いることができる。本発明に最も好適に用いる事ができる酸化物の前駆体としては、Ti、Ta、Nb、Zr、W、Mg、Al、La、Ga、Ge、In等のハロゲン化物及び/又はアルコキシドや各種錯化合物を挙げる事ができる。
上述したメソポーラス酸化物(a)の形状は任意のものであることができるが、1次粒子径が1nm〜100μmの粒子であることが好ましい。また、細孔の大きさは0.1〜100nm、好ましくは1〜50nmである。
In the present invention, examples of the oxide precursor that can be suitably used to obtain the mesoporous oxide (a) include metal and / or Si salts, alkoxides, chelate compounds, and the like, and mixtures thereof. Here, it is preferable to select a metal-containing oxide precursor as the oxide precursor because the mesoporous oxide (a) to be produced can exhibit various catalytic actions. Although there is no restriction | limiting in particular as this metal, A transition metal can be used conveniently. Examples of the oxide precursor that can be most preferably used in the present invention include Ti, Ta, Nb, Zr, W, Mg, Al, La, Ga, Ge, In, and other halides and / or alkoxides and various complexes. List compounds.
The shape of the mesoporous oxide (a) described above can be arbitrary, but is preferably a particle having a primary particle diameter of 1 nm to 100 μm. The size of the pores is 0.1 to 100 nm, preferably 1 to 50 nm.

本発明に用いられる少なくとも1種の変性剤化合物(b)は、式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる。
3 Si− ・・・(1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、水素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す)
−(R2 SiO)− ・・・(2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
The at least one modifier compound (b) used in the present invention is a triorganosilane unit represented by the formula (1), a monooxydiorganosilane unit represented by the formula (2), and the formula (3). It is selected from the group consisting of compounds having at least one structural unit selected from the group consisting of represented dioxyorganosilane units.
R 3 Si- (1)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group)
— (R 2 SiO) — (2)
(In the formula, R is as defined in formula (1).)

(式中、Rは式(1)で定義した通りである。) (In the formula, R is as defined in formula (1).)

本発明において、メソポーラス酸化物(a)の変性剤化合物(b)による変性処理は、水及び/又は有機溶媒の存在、あるいは非存在下において、前述したメソポーラス酸化物(a)と、同じく前述した変性剤化合物(b)を好ましくは質量比(a)/(b)=0.0001〜10000、より好ましくは(a)/(b)=0.001〜1000の割合で混合し、好ましくは0〜300℃、より好ましくは10〜150℃にて加熱することにより得ることができる。この際、変性剤化合物(b)の状態は液体、気体、固体、水及び/又は有機溶媒に溶解または分散した状態のいずれであっても良い。また、変性処理後に未反応の変性剤化合物(b)は、必要に応じ、蒸留や濾過、抽出等によって除去することもできる。 本発明の上記変性処理に於いて、メソポーラス酸化物(a)と変性剤化合物(b)の比が0.0001より小さいと、反応しない変性剤化合物(b)が多くなり変性処理が非効率となり好ましくない。また、メソポーラス酸化物(a)と変性剤化合物(b)の比が10000より大きくなると、変性処理による効果が十分に発現できないので好ましくない。   In the present invention, the modification treatment of the mesoporous oxide (a) with the modifier compound (b) is the same as the above-described mesoporous oxide (a) in the presence or absence of water and / or an organic solvent. The modifier compound (b) is preferably mixed at a mass ratio (a) / (b) = 0.0001 to 10000, more preferably (a) / (b) = 0.001 to 1000, preferably 0. It can be obtained by heating at ~ 300 ° C, more preferably at 10-150 ° C. At this time, the state of the modifier compound (b) may be any of a liquid, gas, solid, water and / or a state dissolved or dispersed in an organic solvent. Moreover, the unreacted modifier compound (b) after the modification treatment can be removed by distillation, filtration, extraction or the like, if necessary. In the above modification treatment of the present invention, if the ratio of the mesoporous oxide (a) and the modifier compound (b) is less than 0.0001, the amount of the modifier compound (b) which does not react increases and the modification treatment becomes inefficient. It is not preferable. Further, if the ratio of the mesoporous oxide (a) to the modifier compound (b) is greater than 10,000, it is not preferable because the effect of the modification treatment cannot be sufficiently exhibited.

ここで上記変性処理を行う場合、好ましく使用できる有機溶媒としては、例えばトルエンやキシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類、エチレングリコール、ブチルセロソルブ、イソプロパノール、n−ブタノール、エタノール、メタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化合物類、ジメチルスルホキシド、ニトロベンゼン等やこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
本発明の変性メソポーラス酸化物(A)を得るのに使用される上記変性剤化合物(b)としては、例えばSi−H基、加水分解性シリル基(アルコキシシリル基、ヒドロキシシリル基、ハロゲン化シリル基、アセトキシシリル基、アミノキシシリル基等)、エポキシ基、アセトアセチル基、チオール基、酸無水物基等のメソポーラス酸化物(a)と反応性を有するケイ素化合物等を挙げることができる。
Here, when performing the above modification treatment, examples of organic solvents that can be preferably used include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, and heptane, ethyl acetate, and n-butyl acetate. Esters, ethylene glycol, butyl cellosolve, alcohols such as isopropanol, n-butanol, ethanol, methanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, dimethylacetamide, dimethylformamide, etc. Examples thereof include amides, halogen compounds such as chloroform, methylene chloride, and carbon tetrachloride, dimethyl sulfoxide, nitrobenzene, and a mixture of two or more thereof.
Examples of the modifier compound (b) used to obtain the modified mesoporous oxide (A) of the present invention include Si—H groups, hydrolyzable silyl groups (alkoxysilyl groups, hydroxysilyl groups, silyl halides). Groups, acetoxysilyl groups, aminoxysilyl groups, etc.), epoxy compounds, acetoacetyl groups, thiol groups, acid anhydride groups and other silicon compounds having reactivity with the mesoporous oxide (a).

また、上記変性剤化合物(b)の他の例としては、例えばメソポーラス酸化物(a)とファン・デル・ワールス力、クーロン力等により相互作用する構造、例えばポリオキシアルキレン基、スルホン酸基、カルボキシル基等を有するケイ素化合物等を挙げることができる。
本発明において、上記変性剤化合物(b)として、式(4)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)を用いると、非常に効率よくメソポーラス酸化物(a)表面を変性することができるため好ましい。
x y SiO(4-x-y)/2 ・・・(4)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、0<x<4、0<y<4及び(x+y)≦4である。)
Other examples of the modifier compound (b) include, for example, a structure that interacts with the mesoporous oxide (a) by van der Waals force, Coulomb force, etc., such as a polyoxyalkylene group, a sulfonic acid group, Examples thereof include a silicon compound having a carboxyl group.
In the present invention, when the Si-H group-containing silicon compound (b1) represented by the formula (4) is used as the modifier compound (b), the surface of the mesoporous oxide (a) is modified very efficiently. Is preferable.
H x R y SiO (4-xy) / 2 (4)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group, and 0 <x <4 and 0 <y <. 4 and (x + y) ≦ 4.)

本発明において、上述したメソポーラス酸化物(a)の上記式(4)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)による変性処理は、水及び/又は有機溶媒の存在、あるいは非存在下において、化合物(a)と該Si−H基含有ケイ素化合物(b1)を好ましくは質量比(a)/(b1)=0.0001〜10000、より好ましくは(a)/(b1)=0.001〜1000の割合で、好ましくは0〜200℃にて混合することにより実施できる。この際の混合は、液相、気相、固相のいずれの状態であっても良い。また、上記変性処理による化合物(a)とSi−H基含有ケイ素化合物(b1)との反応は、反応に伴って発生する水素ガス量を測定することにより定量することができる。   In the present invention, the modification treatment of the above-described mesoporous oxide (a) with the Si—H group-containing silicon compound (b1) represented by the above formula (4) is performed in the presence or absence of water and / or an organic solvent. In the above, the compound (a) and the Si-H group-containing silicon compound (b1) are preferably in a mass ratio (a) / (b1) = 0.0001 to 10000, more preferably (a) / (b1) = 0. It can implement by mixing in the ratio of 001-1000, Preferably it is 0-200 degreeC. The mixing at this time may be in any of a liquid phase, a gas phase, and a solid phase. The reaction between the compound (a) and the Si—H group-containing silicon compound (b1) by the modification treatment can be quantified by measuring the amount of hydrogen gas generated with the reaction.

本発明において、上記メソポーラス酸化物(a)のSi−H基含有ケイ素化合物(b1)による変性処理は、Si−H基に対する脱水素縮合触媒を使用して好ましくは0〜150℃で実施することもできる。
この場合、あらかじめ光還元法等の方法で脱水素縮合触媒をメソポーラス酸化物(a)に固定し、上記Si−H基含有ケイ素化合物(b1)で変性処理しても良いし、脱水素縮合触媒の存在下に上記Si−H基含有化合物ケイ素(b1)でメソポーラス酸化物(a)を変性処理しても良い。
ここでSi−H基に対する脱水素縮合触媒とは、Si−H基とメソポーラス酸化物(a)の表面に存在する水酸基、さらには水等との脱水素縮合反応を加速する物質を意味し、該脱水素縮合触媒を使用することにより温和な条件でメソポーラス酸化物(a)の表面を変性することが可能となる。
該脱水素縮合触媒としては、例えば白金族触媒、すなわちルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金の単体及びその化合物や、銀、鉄、銅、コバルト、ニッケル、錫等の単体及びその化合物が挙げられる。これらの中で白金族触媒が好ましく、白金の単体及びその化合物が特に好ましい。
In the present invention, the modification treatment of the mesoporous oxide (a) with the Si—H group-containing silicon compound (b1) is preferably performed at 0 to 150 ° C. using a dehydrogenative condensation catalyst for the Si—H group. You can also.
In this case, the dehydrogenative condensation catalyst may be fixed to the mesoporous oxide (a) in advance by a method such as a photoreduction method and modified with the Si—H group-containing silicon compound (b1). The mesoporous oxide (a) may be modified with the Si—H group-containing compound silicon (b1) in the presence of.
Here, the dehydrogenation condensation catalyst for the Si—H group means a substance that accelerates the dehydrogenation condensation reaction between the Si—H group and the surface of the mesoporous oxide (a), further water, etc. By using the dehydrogenative condensation catalyst, the surface of the mesoporous oxide (a) can be modified under mild conditions.
Examples of the dehydrogenative condensation catalyst include platinum group catalysts, that is, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum simple substance and compounds thereof, and simple substances such as silver, iron, copper, cobalt, nickel, tin and compounds thereof. Can be mentioned. Of these, platinum group catalysts are preferred, and platinum alone and its compounds are particularly preferred.

ここで、上記白金の化合物としては、例えば塩化白金(II)、テトラクロロ白金酸(II)、塩化白金(IV)、ヘキサクロロ白金酸(IV)、ヘキサクロロ白金(IV)アンモニウム、ヘキサクロロ白金(IV)カリウム、水酸化白金(II)、二酸化白金(IV)、ジクロロ−ジシクロペンタジエニル−白金(II)、白金−ビニルシロキサン錯体、白金−ホスフィン錯体、白金−オレフィン錯体等を使用することができる。
また、本発明に好適に使用できるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)としては、例えば式(5)で表されるモノSi−H基含有化合物、式(6)で表される両末端Si−H基含有化合物、式(7)で表されるHシリコーン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種のSi−H基含有ケイ素化合物を挙げることができる。
Here, examples of the platinum compound include platinum chloride (II), tetrachloroplatinic acid (II), platinum chloride (IV), hexachloroplatinic acid (IV), hexachloroplatinum (IV) ammonium, hexachloroplatinum (IV). Potassium, platinum (II) hydroxide, platinum (IV) dioxide, dichloro-dicyclopentadienyl-platinum (II), platinum-vinylsiloxane complex, platinum-phosphine complex, platinum-olefin complex, etc. can be used. .
Moreover, as Si-H group containing silicon compound (b1) which can be used conveniently for this invention, the mono-Si-H group containing compound represented, for example by Formula (5), both terminal Si represented by Formula (6) An at least one Si—H group-containing silicon compound selected from the group consisting of an —H group-containing compound and an H silicone compound represented by formula (7) can be given.

( 式中、R1 は各々独立して直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、もしくは式(8)で表されるシロキシ基から選ばれた1種以上からなる基を表す。
−O−(R2 SiO)n −SiR3 ・・・(8)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、nは整数であり、0≦n≦1000である。))
H−(R1 2 SiO)m −SiR1 2 −H ・・・(6)
(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。mは整数であり、0≦m≦1000である。)
(R1 HSiO)a (R1 2 SiO)b (R1 3 SiO1 / 2 c ・・・(7)(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数であり、(a+b)≦10000であり、そしてcは0又は2である。但し、(a+b)が2以上の整数であり且つc=0の場合、該Hシリコーン化合物は環状シリコーン化合物であり、c=2の場合、該Hシリコーン化合物は鎖状シリコーン化合物である。)
(In the formula, each R 1 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon number of 1; From one or more selected from -30 fluoroalkyl groups, alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms, phenyl groups, alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, hydroxyl groups, or siloxy groups represented by formula (8) Represents a group.
—O— (R 2 SiO) n —SiR 3 (8)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group, n is an integer, and 0 ≦ n ≦ 1000.))
H— (R 1 2 SiO) m —SiR 1 2 —H (6)
(In the formula, R 1 is as defined in Formula (5). M is an integer, and 0 ≦ m ≦ 1000.)
(R 1 HSiO) a (R 1 2 SiO) b (R 1 3 SiO 1/2 ) c (7) (wherein R 1 is as defined in formula (5). And b is an integer of 0 or 1 or more, (a + b) ≦ 10000, and c is 0 or 2. However, (a + b) is an integer of 2 or more and c = 0 In this case, the H silicone compound is a cyclic silicone compound, and when c = 2, the H silicone compound is a chain silicone compound.)

本発明において、上記式(5)で表されるモノSi−H基含有化合物の具体例としては、例えばビス(トリメチルシロキシ)メチルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)エチルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)n−プロピルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)i−プロピルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)n−ブチルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)n−ヘキシルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)シクロヘキシルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)フェニルシラン、ビス(トリエチルシロキシ)メチルシラン、ビス(トリエチルシロキシ)エチルシラン、トリス(トリメチルシロキシ)シラン、トリス(トリエチルシロキシ)シラン、ペンタメチルジシロキサン、1,1,1,3,3,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン、1,1,1,3,3,5,5,6,6−ノナメチルテトラシロキサン、トリメチルシラン、エチルジメチルシラン、メチルジエチルシラン、トリエチルシラン、フェニルジメチルシラン、ジフェニルメチルシラン、シクロヘキシルジメチルシラン、t−ブチルジメチルシラン、ジ−t−ブチルメチルシラン、n−オクタデシルジメチルシラン、トリ−n−プロピルシラン、トリ−i−プロピルシラン、トリ−i−ブチルシラン、トリ−n−ヘキシルシラン、トリフェニルシラン、アリルジメチルシラン、1−アリル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、クロロメチルジメチルシラン、7−オクテニルジメチルシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、フェニルメチルメトキシシラン、ジフェニルメトキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリス(イソプロポキシ)シラン等を挙げることができる。   In the present invention, specific examples of the mono-Si—H group-containing compound represented by the above formula (5) include, for example, bis (trimethylsiloxy) methylsilane, bis (trimethylsiloxy) ethylsilane, bis (trimethylsiloxy) n-propylsilane. Bis (trimethylsiloxy) i-propylsilane, bis (trimethylsiloxy) n-butylsilane, bis (trimethylsiloxy) n-hexylsilane, bis (trimethylsiloxy) cyclohexylsilane, bis (trimethylsiloxy) phenylsilane, bis (triethylsiloxy) ) Methylsilane, bis (triethylsiloxy) ethylsilane, tris (trimethylsiloxy) silane, tris (triethylsiloxy) silane, pentamethyldisiloxane, 1,1,1,3,3,5,5-heptamethyltrisiloxy 1,1,1,3,3,5,5,6,6-nonamethyltetrasiloxane, trimethylsilane, ethyldimethylsilane, methyldiethylsilane, triethylsilane, phenyldimethylsilane, diphenylmethylsilane, cyclohexyldimethylsilane , T-butyldimethylsilane, di-t-butylmethylsilane, n-octadecyldimethylsilane, tri-n-propylsilane, tri-i-propylsilane, tri-i-butylsilane, tri-n-hexylsilane, triphenyl Silane, allyldimethylsilane, 1-allyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, chloromethyldimethylsilane, 7-octenyldimethylsilane, dimethylmethoxysilane, dimethylethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxy Silane, E cycloalkenyl dimethoxysilane, phenylmethyl silane, diphenyl silane, trimethoxysilane, triethoxysilane, mention may be made of tris (isopropoxy) silane.

これらのモノSi−H基含有化合物の中で、メソポーラス酸化物(a)の変性処理時におけるSi−H基の反応性(脱水素縮合反応)の良さから、ビス(トリメチルシロキシ)メチルシラン、トリス(トリメチルシロキシ)シラン、ペンタメチルジシロキサン等の分子中にシロキシ基を有するものや、ジメチルメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、ジフェニルメトキシシラン、トリエトキシシラン等の分子中にアルコキシ基を有するものが好ましい。上記分子中にシロキシ基を有するモノSi−H基含有化合物は、メソポーラス酸化物(a)の表面との反応選択性に優れるため、特に好ましい。   Among these mono-Si-H group-containing compounds, bis (trimethylsiloxy) methylsilane, tris (), because of the good reactivity (dehydrogenation condensation reaction) of the Si-H group during the modification treatment of the mesoporous oxide (a). Those having a siloxy group in the molecule such as trimethylsiloxy) silane, pentamethyldisiloxane, dimethylmethoxysilane, dimethylethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, phenyldimethoxysilane, diphenylmethoxysilane, triethoxysilane, etc. Those having an alkoxy group in the molecule are preferred. The mono-Si—H group-containing compound having a siloxy group in the molecule is particularly preferable because of excellent reaction selectivity with the surface of the mesoporous oxide (a).

本発明において、上記式(6)で表される両末端Si−H基含有化合物の具体例としては、例えば1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルテトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリジメチルシロキサン類や、1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタエチルテトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリジエチルシロキサン類や、1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサフェニルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタフェニルテトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリジフェニルシロキサン類や、1,3−ジフェニル−1,3−ジメチル−ジシロキサン、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリフェニル−トリシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラフェニル−テトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリフェニルメチルシロキサン類や、ジメチルシラン、エチルメチルシラン、ジエチルシラン、フェニルメチルシラン、ジフェニルシラン、シクロヘキシルメチルシラン、t−ブチルメチルシラン、ジ−t−ブチルシラン、n−オクタデシルメチルシラン、アリルメチルシラン等を例示することができる。
本発明に用いる上記式(6)で表される両末端Si−H基含有化合物としては、メソポーラス酸化物(a)の変性処理時におけるSi−H基の反応性(脱水素縮合反応)の良さから、好ましくは数平均分子量が10000以下、より好ましくは2000以下、さらに好ましくは1000以下の両末端Si−H基含有化合物が好適に使用できる。
In the present invention, specific examples of the both-terminal Si—H group-containing compound represented by the above formula (6) include 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,1,3,3,5. , 5-hexamethyltrisiloxane, 1,1,3,3,5,5,7,7-octamethyltetrasiloxane and the like H-terminal polydimethylsiloxanes having a number average molecular weight of 50000 or less, Number average molecular weight of 50,000 or less such as 3-tetraethyldisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexaethyltrisiloxane, 1,1,3,3,5,5,7,7-octaethyltetrasiloxane H-terminal polydiethylsiloxanes, 1,1,3,3-tetraphenyldisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexaphenyltrisiloxane, 1,1,3,3,5,5 , 7,7-Octaf H-terminated polydiphenylsiloxanes having a number average molecular weight of 50000 or less such as nyltetrasiloxane, 1,3-diphenyl-1,3-dimethyl-disiloxane, 1,3,5-trimethyl-1,3,5-triphenyl -H-terminal polyphenylmethylsiloxanes having a number average molecular weight of 50000 or less, such as trisiloxane, 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetraphenyl-tetrasiloxane, dimethylsilane, ethylmethyl Examples thereof include silane, diethylsilane, phenylmethylsilane, diphenylsilane, cyclohexylmethylsilane, t-butylmethylsilane, di-t-butylsilane, n-octadecylmethylsilane, and allylmethylsilane.
As the Si-H group-containing compound represented by the above formula (6) used in the present invention, the reactivity (dehydrogenation condensation reaction) of the Si-H group during the modification treatment of the mesoporous oxide (a) is good. Therefore, a compound containing Si-H groups at both ends having a number average molecular weight of preferably 10,000 or less, more preferably 2000 or less, and still more preferably 1000 or less can be suitably used.

本発明に用いることができる上記式(7)で表されるHシリコーン化合物としては、変性処理時におけるメソポーラス酸化物(a)の凝集防止の点より、数平均分子量が、好ましくは10000以下、より好ましくは5000以下、さらに好ましくは2000以下のHシリコーン化合物が好適に使用できる。
本発明によって得られた上記変性メソポーラス酸化物(A)は、加熱時、特に結晶化熱処理時における細孔構造の安定性(構造熱安定性)が向上したメソポーラス酸化物である。
本発明の変性メソポーラス酸化物(A)は、構造熱安定性に優れるため、含窒素化合物存在下で加熱処理することによってメソポーラス酸化物(a)の細孔構造を高度に維持したメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物を得る事ができる。
上記含窒素化合物としては、アンモニア、アンモニウム塩、ヒドラジン、窒素、金属窒化物、金属アミド、金属アンミン錯体等が好適に例示される。これらの中で、アンモニアは還元剤と窒素化試薬として効率的に働くため、本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物を得るのに最も適している。
The H silicone compound represented by the above formula (7) that can be used in the present invention has a number average molecular weight of preferably 10,000 or less from the viewpoint of preventing aggregation of the mesoporous oxide (a) during the modification treatment. Preferably, an H silicone compound of 5000 or less, more preferably 2000 or less, can be suitably used.
The modified mesoporous oxide (A) obtained by the present invention is a mesoporous oxide having improved pore structure stability (structural thermal stability) during heating, particularly during crystallization heat treatment.
Since the modified mesoporous oxide (A) of the present invention is excellent in structural thermal stability, the mesoporous oxynitride in which the pore structure of the mesoporous oxide (a) is highly maintained by heat treatment in the presence of a nitrogen-containing compound. A compound and / or a mesoporous nitride compound can be obtained.
Preferable examples of the nitrogen-containing compound include ammonia, ammonium salt, hydrazine, nitrogen, metal nitride, metal amide, metal ammine complex and the like. Among these, ammonia is most suitable for obtaining the mesoporous oxynitride compound and / or the mesoporous nitride compound of the present invention because it effectively acts as a reducing agent and a nitrogenating reagent.

また、上記変性メソポーラス酸化物(A)の含窒素化合物存在下で加熱処理は、300〜2000℃、好ましくは400〜1500℃において、好ましくは1分以上、更に好ましくは1〜100時間保持することによって実施できる。該加熱処理によって、変性メソポーラス酸化物(A)は最初にメソポーラスオキシナイトライド化合物に変化し、処理時間を長くするにつれてメソポーラスオキシナイトライド化合物及びメソポーラスナイトライド化合物の混合物、次いでメソポーラスナイトライド化合物と変化する。
上記メソポーラスオキシナイトライド化合物の例としては、TaON、NbON、WONやLi2 LaTa2 6 N、LaTiO2 N、Lav Caw TiO2 N(v+w=3)、Lav Caw TaO2 N(v+w=3)、LaTaON2 、CaTaO2 N、SrTaO2 N、BaTaO2 N、CaNbO2 N、CaWO2 N、SrWO2 N等の一般式AMOx y (A=アルカリ金属、アルカリ土類金属、IIIB族金属;M=Ta、Nb、Ti、Zr、W;x+y=3)で表される化合物を挙げることができる。
また、上記メソポーラスナイトライド化合物の例としては、Ta3 5 、TiN、Zr3 2 、NbN、W2 N、WN2 、W2 3 等を挙げることができる。
In addition, the heat treatment in the presence of the nitrogen-containing compound of the modified mesoporous oxide (A) is maintained at 300 to 2000 ° C., preferably 400 to 1500 ° C., preferably 1 minute or more, more preferably 1 to 100 hours. Can be implemented. By the heat treatment, the modified mesoporous oxide (A) is first changed into a mesoporous oxynitride compound, and as the treatment time is increased, the mixture of the mesoporous oxynitride compound and the mesoporous nitride compound is changed to the mesoporous nitride compound. To do.
Examples of the mesoporous oxynitride compounds, TaON, NbON, WON and Li 2 LaTa 2 O 6 N, LaTiO 2 N, La v Ca w TiO 2 N (v + w = 3), La v Ca w TaO 2 N ( v + w = 3), LaTaON 2 , CaTaO 2 N, SrTaO 2 N, BaTaO 2 N, CaNbO 2 N, CaWO 2 N, SrWO 2 N and other general formulas AMO x N y (A = alkali metal, alkaline earth metal, IIIB group metal; M = Ta, Nb, Ti, Zr, W; x + y = 3).
Examples of the mesoporous nitride compound include Ta 3 N 5 , TiN, Zr 3 N 2 , NbN, W 2 N, WN 2 , W 2 N 3 and the like.

本発明において、変性メソポーラス酸化物(A)を含窒素化合物存在下で加熱処理する前に溶媒で洗浄すると、未反応の変性剤化合物(b)が完全に除去できるため生成するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の細孔径が変性前のメソポーラス酸化物(a)の状態をより高度に維持でき、高表面積となるため好ましい。該溶媒としては、メソポーラス酸化物(a)を変性剤化合物(b)で変性処理する際に好適に使用できる、上述した水及び/または有機溶媒を例示する事ができる。
本発明において、上記メソポーラス酸化物の細孔構造維持は変性処理前後および含窒素化合物存在下での加熱処理前後における窒素吸着等温線の測定やTEM観察等によって評価する事ができる。
In the present invention, when the modified mesoporous oxide (A) is washed with a solvent before the heat treatment in the presence of a nitrogen-containing compound, the unreacted modifier compound (b) can be completely removed, so that a mesoporous oxynitride compound is formed. And / or the pore diameter of the mesoporous nitride compound is preferable because the state of the mesoporous oxide (a) before modification can be maintained at a higher level and the surface area becomes high. Examples of the solvent include the above-described water and / or organic solvents that can be suitably used when the mesoporous oxide (a) is modified with the modifier compound (b).
In the present invention, the maintenance of the pore structure of the mesoporous oxide can be evaluated by measuring nitrogen adsorption isotherms before and after heat treatment in the presence of a nitrogen-containing compound, TEM observation, and the like.

本発明において、得られるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物は、0〜200℃、好ましくは室温〜150℃での酸またはアルカリ処理、またはそれらの組み合わせ処理により変性前のメソポーラス酸化物(a)の細孔径の状態をより高度に維持することができる。
上記酸としては、例えば塩酸等のハロゲン化水素、硫酸、硝酸、トリクロル酢酸等のカルボン酸、p−トルエンスルホン酸等を挙げる事をできる。
また、上記アルカリとしては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、ナトリウムメチラート等のナトリウムアルコキシド、カリウムメチラート等のカリウムアルコキシド等を挙げる事ができる。
上記メソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の酸またはアルカリ処理は、水及び/または親水性の溶媒(アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、ジメチルスルホキシド等)中で実施することが好ましい。
In the present invention, the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound obtained is a mesoporous oxide before modification by acid or alkali treatment at 0 to 200 ° C., preferably at room temperature to 150 ° C., or a combination treatment thereof. The state of the pore diameter of (a) can be maintained at a higher level.
Examples of the acid include hydrogen halides such as hydrochloric acid, carboxylic acids such as sulfuric acid, nitric acid, and trichloroacetic acid, and p-toluenesulfonic acid.
Examples of the alkali include sodium alkoxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and sodium methylate, and potassium alkoxides such as potassium methylate.
The acid or alkali treatment of the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound should be carried out in water and / or a hydrophilic solvent (alcohols, ethers, ketones, amides, dimethyl sulfoxide, etc.). Is preferred.

本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物において、半導体特性を有するものはバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光を照射することにより親水性及び/又は光触媒活性、さらには光電変換機能を示す。ここで、上記半導体特性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物のバンドギャップエネルギーは、好ましくは1.2〜5.0eV、より好ましくは1.2〜3.0eV、更に好ましくは1.5〜2.8eVである。バンドギャップエネルギーが、1.2eVより小さいと光照射による酸化、還元反応を起こす能力が非常に弱く好ましくない。バンドギャップエネルギーが5.0eVより大きいと、正孔と電子を生成させるのに必要な光のエネルギーが非常に大きくなるため好ましくない。また、バンドギャップエネルギーが3.0eVより小さい場合は可視光(約400nm以上の波長の光)の照射により親水性及び/又は光触媒活性、さらには光電変換機能を示すことが可能となるため好ましい。
また、光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物は、Pt、Rh、Ru、Ir、Cu、Sn、Ni、Fe、W、Coよりなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属及び/又は該遷移金属の酸化物を担持することにより光触媒活性が向上させることが可能である。これら遷移金属及び/又は該遷移金属の酸化物の担持方法としては、例えば担持する遷移金属及び/又は該遷移金属の酸化物の前駆体をメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物に共存させて加熱する方法(焼成法)や光を照射する方法(光電着法)、及びそれらの組み合わせ等を挙げる事ができる。
In the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound of the present invention, those having semiconductor characteristics have hydrophilicity and / or photocatalytic activity by irradiating light with energy higher than the band gap energy, and further photoelectric conversion function Indicates. Here, the band gap energy of the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound having the semiconductor characteristics is preferably 1.2 to 5.0 eV, more preferably 1.2 to 3.0 eV, and still more preferably. 1.5 to 2.8 eV. If the band gap energy is less than 1.2 eV, the ability to cause oxidation and reduction reaction by light irradiation is very weak, which is not preferable. If the band gap energy is larger than 5.0 eV, the energy of light necessary for generating holes and electrons becomes very large, which is not preferable. Further, it is preferable that the band gap energy is smaller than 3.0 eV because hydrophilicity and / or photocatalytic activity and a photoelectric conversion function can be exhibited by irradiation with visible light (light having a wavelength of about 400 nm or more).
The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound having photocatalytic activity is at least one transition selected from the group consisting of Pt, Rh, Ru, Ir, Cu, Sn, Ni, Fe, W, and Co. It is possible to improve the photocatalytic activity by supporting a metal and / or an oxide of the transition metal. As a method for supporting these transition metals and / or oxides of the transition metals, for example, the supported transition metals and / or precursors of the oxides of the transition metals coexist in the mesoporous oxynitride compound and / or the mesoporous nitride compound. For example, a method of heating (firing method), a method of irradiating light (photoelectric deposition method), a combination thereof, and the like.

本発明において、上記バンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光の光源としては、太陽光や室内照明灯等の一般住宅環境下で得られる光の他、ブラックライト、キセノンランプ、水銀灯、LED等の光が利用できる。
本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物であって、有機物分解等の光触媒活性を有するものは、抗菌、防汚、防臭、NOx分解等の様々な機能を発現し、大気、水等の環境浄化等の用途に使用することができるため非常に好ましい。
本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物であって、光照射により20℃における水との接触角が60゜以下(好ましくは10゜以下)となった親水性のもの(親水性膜、及び該親水性膜で被覆された基材等)は、鏡やガラスの曇りを防止する防曇技術、さらには建築外装等に対する防汚技術や帯電防止技術等への応用が可能である。
In the present invention, as a light source of light having energy higher than the band gap energy, in addition to light obtained in a general residential environment such as sunlight and indoor lighting, light such as black light, xenon lamp, mercury lamp, LED, etc. Is available.
The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound of the present invention having photocatalytic activity such as organic matter decomposition exhibits various functions such as antibacterial, antifouling, deodorant, NOx decomposition, and the like, This is very preferable because it can be used for environmental purification such as water.
The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound of the present invention, which is hydrophilic (hydrophilic) having a contact angle with water at 20 ° C. of 60 ° or less (preferably 10 ° or less) by light irradiation. The film can be applied to anti-fogging technology to prevent fogging of mirrors and glass, and to antifouling technology and antistatic technology for building exteriors, etc. is there.

本発明の光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の防汚技術分野への応用例としては、例えば建材、建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、住宅等建築設備、特に便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバー、台所用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇等、また、乗物の外装および塗装、用途によってはその内装にも使用でき、車両用照明灯のカバー、窓ガラス、計器、表示盤等透明性が要求される部材での使用に効果があり、また、機械装置や物品の外装、防塵カバーおよび塗装、表示機器、そのカバー、交通標識、各種表示装置、広告塔等の表示物、道路用、鉄道用等の遮音壁、橋梁、ガードレールの外装および塗装、トンネル内装および塗装、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カバー等外部で使用される電子、電気機器の外装部、特に透明部材、ビニールハウス、温室等の外装、特に透明部材、また、室内にあっても汚染のおそれのある環境、たとえば医療用や体育用の施設、装置等の用途を挙げることができる。   Examples of application of the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound having photocatalytic activity of the present invention to the antifouling technology field include, for example, building materials, building exteriors, building interiors, window frames, window glass, structural members, and houses. Building equipment, especially toilets, bathtubs, washstands, lighting fixtures, lighting covers, kitchenware, dishes, dishwashers, dish dryers, sinks, cooking ranges, kitchen hoods, ventilation fans, etc., and exterior and painting of vehicles, Depending on the application, it can also be used for interiors, and is effective for use in parts that require transparency, such as covers for vehicle lighting, window glass, instruments, display panels, etc. Covers and paints, display devices, covers, traffic signs, various display devices, display objects such as advertising towers, sound insulation walls for roads, railways, etc., bridges, guardrail exteriors and Exterior, tunnel interior and painting, insulators, solar battery covers, solar water heater heat collection covers, etc., externally used exterior parts of electronic and electrical equipment, especially transparent members, exteriors of greenhouses, greenhouses, especially transparent members, In addition, it can be used in environments where there is a possibility of contamination even in a room, for example, medical and physical education facilities and equipment.

本発明の光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の防曇技術分野への応用例としては、例えば鏡(車両用後方確認ミラー、浴室用鏡、洗面所用鏡、歯科用鏡、道路鏡等)、レンズ(眼鏡レンズ、光学レンズ、照明用レンズ、半導体用レンズ、複写機用レンズ、車両用後方確認カメラレンズ等)、プリズム、建物や環視塔の窓ガラス、乗物の窓ガラス(自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、ロープウェイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船等)、乗物の風防ガラス(自動車、オートバイ、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、スノーモービル、ロープウェイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船等)、防護用ゴーグル、スポーツ用ゴーグル、防護用マスクのシールド、スポーツ用マスクのシールド、ヘルメットのシールド、冷凍食品陳列ケースのガラス、保温食品の陳列ケースのガラス、計測機器のカバー、車両用後方確認カメラレンズのカバー、レーザー歯科治療器等の集束レンズ、車間距離センサー等のレーザー光検知用センサーのカバー、赤外線センサーのカバー、カメラ用フィルター等の用途を挙げることができる。   Examples of the application of the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound having photocatalytic activity of the present invention to the anti-fogging technology field include, for example, mirrors (vehicle rear-view mirrors, bathroom mirrors, toilet mirrors, dental use) Mirrors, road mirrors, etc.), lenses (eyeglass lenses, optical lenses, illumination lenses, semiconductor lenses, photocopier lenses, vehicle rear-view camera lenses, etc.), prisms, window glass for buildings and towers, vehicle windows Glass (cars, railway vehicles, aircraft, ships, submersibles, snow vehicles, ropeway gondola, amusement park gondola, spacecraft, etc.), vehicle windshields (automobiles, motorcycles, rail vehicles, aircraft, ships, submersibles, Snow vehicles, snowmobiles, ropeway gondola, amusement park gondola, spacecraft, etc.), protective goggles, sports goggles, protective Disc shield, sports mask shield, helmet shield, glass for frozen food display case, glass for insulated food display case, cover for measuring equipment, cover for vehicle rear view camera lens, laser dental treatment instrument, etc. Applications such as a cover for a sensor for detecting laser light such as a lens and an inter-vehicle distance sensor, a cover for an infrared sensor, and a filter for a camera can be given.

本発明の光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の帯電防止技術分野への応用例としては、例えばブラウン管、磁気記録メディア、光記録メディア、光磁気記録メディア、オーディオテープ、ビデオテープ、アナログレコード、家庭用電気製品のハウジングや部品や外装および塗装、OA機器製品のハウジングや部品や外装および塗装、建材、建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外装および塗装、機械装置や物品の外装、防塵カバーおよび塗装等の用途を挙げることができる。   Examples of the application of the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound having photocatalytic activity of the present invention to the antistatic technical field include, for example, cathode ray tubes, magnetic recording media, optical recording media, magneto-optical recording media, audio tapes, Video tapes, analog records, household electrical appliance housings and parts, exteriors and coatings, OA equipment housings and parts, exteriors and coatings, building materials, building exteriors, building interiors, window frames, window glass, structural members, vehicles Applications such as exterior and painting, exterior of machinery and equipment, dustproof covers and painting can be mentioned.

本発明の光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の抗菌、防カビ技術分野への応用例としては、例えば建材、建物外装、建物内装、窓枠、構造部材、住宅等建築設備、特に便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバー、台所用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇、食器棚、飾り棚、浴室や洗面所の壁、天井、ドアノブ、さらには医療用や公共施設等、例えば病院内の部材、救急車の各種部材あるいは食品・医薬品工場、学校・体育館・駅などの公共施設、公衆浴場、公衆トイレ、旅館、ホテル、その他における衛生管理のために、壁面、床面や天井面、各所の什器、備品、ドアノブなどの用途を挙げることができる。特に、院内感染防止方法として病院内の部材に広範囲に用いることが可能である。該病院内の部材としては、例えば病室、診察室、廊下、階段、エレベーター、待合室、洗面所等、不特定多数のものが接触する場所における床、壁、天井、手すり、ドア把手、水道蛇口、各種診療機器等が挙げられる。また、病院内に限らず、救急車や食品保管室、食品調理室等の衛生を必要とする場所の各種部材に対しても効果的に抗菌性や防カビ性を付与することができる。   Examples of the application of the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound having photocatalytic activity of the present invention to the antibacterial and antifungal technical fields include, for example, building materials, building exteriors, building interiors, window frames, structural members, houses, etc. Building equipment, especially toilets, bathtubs, washstands, lighting fixtures, lighting covers, kitchenware, tableware, dishwashers, tableware dryers, sinks, cooking ranges, kitchen hoods, exhaust fans, cupboards, display cabinets, bathrooms and toilets Walls, ceilings, door knobs, medical and public facilities, such as hospital components, ambulance components, food / pharmaceutical factories, public facilities such as schools / gymnasiums / stations, public baths, public toilets, inns, hotels For hygiene management in other areas, applications such as wall surfaces, floor surfaces and ceiling surfaces, various fixtures, fixtures, door knobs, and the like can be given. In particular, it can be widely used as a hospital infection prevention method for members in hospitals. Examples of the members in the hospital include floors, walls, ceilings, handrails, door handles, water faucets, etc. in places where an unspecified number of things come into contact, such as hospital rooms, examination rooms, corridors, stairs, elevators, waiting rooms, and washrooms. Examples include various medical equipment. In addition, the antibacterial and antifungal properties can be effectively imparted not only in hospitals but also to various members in places requiring hygiene such as ambulances, food storage rooms, and food cooking rooms.

本発明によって提供される光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物であって、光照射により20℃における水との接触角が70゜以上(好ましくは90゜以上)となった疎水性のもの(疎水性の成形体や疎水性膜、及び該疎水性膜で被覆された基材等)は、防滴性や水切れ性の付与、水系汚れの付着防止や流水洗浄性を利用した防汚技術、さらには着氷雪防止技術等への応用が可能であり、窓ガラス、風防ガラス、鏡、レンズ、ゴーグル、カバー、碍子、建材、建物外装、建物内装、構造部材、乗物の外装及び塗装、機械装置や物品の外装、各種表示装置、照明装置、住宅設備、食器、台所用品、家庭用電気製品、屋根材、アンテナ、送電線、氷雪滑走具等の用途に使用することができる。   A mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound having photocatalytic activity provided by the present invention, wherein the contact angle with water at 20 ° C. is 70 ° or more (preferably 90 ° or more) by light irradiation. Hydrophobic materials (hydrophobic moldings, hydrophobic membranes, and substrates coated with the hydrophobic membrane, etc.) provide drip-proofing and drainage properties, prevent adhesion of water-based soils, and washability with running water. It can be applied to antifouling technology used, and technology to prevent icing and snowing, etc., such as window glass, windshield glass, mirrors, lenses, goggles, covers, insulators, building materials, building exteriors, building interiors, structural members, vehicles Used for exterior and coating, exterior of machinery and equipment, various display devices, lighting devices, housing equipment, tableware, kitchenware, household electrical appliances, roofing materials, antennas, power transmission lines, ice and snow slides, etc. Door can be.

本発明によって提供されるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物であって光電変換機能を有するものは、太陽エネルギーの電力変換等の機能を発現することが可能であり、(湿式)太陽電池等に用いる光半導体電極等の用途に使用することができる。 また、本発明によって提供される、光照射によって水との濡れ性が変化(疎水性から親水性への変化、あるいは親水性から疎水性への変化)するものは、オフセット印刷用原版等への応用に対し非常に有用である。   The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound provided by the present invention and having a photoelectric conversion function can exhibit functions such as power conversion of solar energy, and (wet) solar It can be used for applications such as an optical semiconductor electrode used for a battery or the like. In addition, what is provided by the present invention and changes in wettability with water by light irradiation (change from hydrophobic to hydrophilic, or from hydrophilic to hydrophobic) can be applied to an offset printing original plate or the like. Very useful for application.

以下の実施例、参考例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
実施例、参考例及び比較例中において、各種の物性は下記の方法で測定した。1.X線回折(XRD)
X線回折(XRD)はRINT−2100(Rigaku(株)製)を用いて測定した。
2.窒素吸着等温線
窒素吸着等温線はSA3100(Coulter 社製)を用いて測定した。窒素吸着量(Y軸/容積(mL/g))の急激に増加する相対圧(P/P0)(X軸)領域と細孔径とが対応する。立ち上がりの程度は細孔容積と関連する。
3.TEM観察
TEM観察は、JEM2010F(JEOL(株)製)を用い、加速電圧200kVで実施した。
・装置:日立製HF2000型
4.赤外線吸収スペクトル
赤外線吸収スペクトルは、FT/IR−410(日本分光(株)製)を用い、デュラサンプラーIR(エス.ティ.ジャパン(株))で拡散反射スペクトルとして測定した。
The following examples, reference examples and comparative examples will specifically explain the present invention, but these do not limit the scope of the present invention.
In Examples, Reference Examples and Comparative Examples, various physical properties were measured by the following methods. 1. X-ray diffraction (XRD)
X-ray diffraction (XRD) was measured using RINT-2100 (Rigaku Co., Ltd.).
2. Nitrogen adsorption isotherm The nitrogen adsorption isotherm was measured using SA3100 (Coulter). The relative pressure (P / P0) (X axis) region where the nitrogen adsorption amount (Y axis / volume (mL / g)) increases rapidly corresponds to the pore diameter. The degree of rise is related to the pore volume.
3. TEM observation TEM observation was performed using JEM2010F (manufactured by JEOL Co., Ltd.) at an acceleration voltage of 200 kV.
Apparatus: Hitachi HF2000 type Infrared absorption spectrum The infrared absorption spectrum was measured as a diffuse reflection spectrum using FT / IR-410 (manufactured by JASCO Corporation) with Dura Sampler IR (ST Japan Co., Ltd.).

5.光触媒活性
メチレンブルーの0.01 mmol/lの水溶液10gにサンプル0.01gを添加し、蛍光灯を1日間照射した後、メチレンブルーの分解の程度(退色の程度に基づき、目視で評価)に基づき、光触媒の活性を以下の4段階で評価した。 なおこのときの光強度は、トプコン製UVR−2型紫外線強度計を用いて測定した紫外線強度(受光部として、上記UD−36型受光部を使用)が2〜3μW/cm2 、同紫外線強度計を用いて測定した可視光強度{受光部として、トプコン製UD−40型受光部(波長370〜490nmの光に対応)を使用}が75〜80μW/cm2 であった。
◎:メチレンブルーの青色が消失し、透明になる。
○:メチレンブルーの青色がわずかに残る。
△:メチレンブルーの青色が、試験前に比べて薄くなる。
×:メチレンブルーの青色が、試験前とほぼ同じ。
5. Photocatalytic activity After adding 0.01 g of a sample to 10 g of an aqueous solution of 0.01 mmol / l of methylene blue and irradiating a fluorescent lamp for 1 day, based on the degree of decomposition of methylene blue (based on visual evaluation based on the degree of fading), The activity of the photocatalyst was evaluated in the following four stages. The light intensity at this time is 2 to 3 μW / cm 2 of ultraviolet intensity (using the UD-36 type light receiving part as the light receiving part) measured with a UVR-2 type ultraviolet intensity meter manufactured by Topcon. Visible light intensity measured using a meter (using a Topcon UD-40 type light receiving part (corresponding to light having a wavelength of 370 to 490 nm) as the light receiving part) was 75 to 80 μW / cm 2 .
A: Blue of methylene blue disappears and becomes transparent.
○: Methylene blue slightly remains blue.
Δ: Blue color of methylene blue becomes lighter than before the test.
×: Blue color of methylene blue is almost the same as before the test.

[参考例1]
メソポーラス酸化タンタルの調製
界面活性剤として、P123〔商品名、BASF社製:(HO(CH2 CH2 O) 20 (CH2 CH(CH3 )O) 70 (CH2 CH2 O) 20 H)1gをビーカー内に仕込み、これに10gのエタノールを加え、撹拌して前記界面活性剤を溶解させた。これに五塩化タンタル2.14g(6mmol)を加え、20分間撹拌溶解させた。得られた溶液をシャーレに移し、40℃の恒温槽で7日間熟成した後、空気雰囲気下の電気炉中にて450℃で5時間焼成することにより化合物(1)を得た。
X線回折(XRD)及び窒素吸着等温線(図1の(A) )の結果より、得られた化合物(1)は、BET表面積143m2 /gのアモルファスのメソポーラス酸化タンタルであることがわかった。また、TEM観察の結果、メソポーラス酸化タンタルは2次元ヘキサゴナル構造であることが確認できた。
[Reference Example 1]
Preparation surfactant mesoporous tantalum oxide, P123 [trade name, BASF Corp.: (HO (CH 2 CH 2 O) 20 (CH 2 CH (CH 3) O) 70 (CH 2 CH 2 O) 20 H) 1 g was charged into a beaker, 10 g of ethanol was added thereto, and the mixture was stirred to dissolve the surfactant. To this, 2.14 g (6 mmol) of tantalum pentachloride was added and dissolved by stirring for 20 minutes. The obtained solution was transferred to a petri dish, aged in a constant temperature bath at 40 ° C. for 7 days, and then baked at 450 ° C. for 5 hours in an electric furnace under an air atmosphere to obtain compound (1).
From the results of X-ray diffraction (XRD) and nitrogen adsorption isotherm ((A) in FIG. 1), it was found that the obtained compound (1) was amorphous mesoporous tantalum oxide having a BET surface area of 143 m 2 / g. . As a result of TEM observation, it was confirmed that mesoporous tantalum oxide had a two-dimensional hexagonal structure.

[参考例2]
変性メソポーラス酸化タンタルの調製
還流冷却器、温度計および撹拌装置を有する反応器に参考例1で合成したメソポーラス酸化タンタル0.8gを添加し70℃に昇温した。これに4.0gのビス(トリメチルシロキシ)メチルシランを70℃にて撹拌下に約5分かけて添加し、さらに70℃で5時間撹拌を続けた。ビス(トリメチルシロキシ)メチルシランの反応に伴い生成した水素ガス量は23℃において11.3mlであった。続いて、反応液から未反応のビス(トリメチルシロキシ)メチルシランを減圧加熱除去し、さらにテトラヒドロフラン(THF)100mlで洗浄して吸引濾過することにより、変性メソポーラス酸化タンタルを得た。得られた変性メソポーラス酸化タンタルの赤外線吸収スペクトルを測定したところ、Si−CH3基の吸収(1271cm- 1 )が観測された。
[Reference Example 2]
Preparation of modified mesoporous tantalum oxide 0.8 g of the mesoporous tantalum oxide synthesized in Reference Example 1 was added to a reactor having a reflux condenser, a thermometer and a stirring device, and the temperature was raised to 70 ° C. To this, 4.0 g of bis (trimethylsiloxy) methylsilane was added with stirring at 70 ° C. over about 5 minutes, and stirring was further continued at 70 ° C. for 5 hours. The amount of hydrogen gas produced by the reaction of bis (trimethylsiloxy) methylsilane was 11.3 ml at 23 ° C. Subsequently, unreacted bis (trimethylsiloxy) methylsilane was removed from the reaction solution by heating under reduced pressure, and further washed with 100 ml of tetrahydrofuran (THF) and suction filtered to obtain modified mesoporous tantalum oxide. When the infrared absorption spectrum of the obtained modified mesoporous tantalum oxide was measured, absorption (1271 cm −1 ) of the Si—CH 3 group was observed.

[実施例1]
参考例2で得た変性メソポーラス酸化タンタル0.2gを、流速1dm3 /分のアンモニア気流中下、昇温速度1℃/分で850℃まで昇温した後、この温度で20時間保ち、その後He気流中下で室温まで急冷して化合物(2)を得た。 X線回折(XRD)及び窒素吸着等温線(図1の(B) )の結果より、得られた化合物(2)は、BET表面積90m2 /gの結晶性の良好なメソポーラスタンタルオキシナイトライド(TaON)であることがわかった。また、TEM観察の結果、メソポーラスTaONは2次元ヘキサゴナル構造であることが確認できた。
また、得られたメソポーラスTaONの光触媒活性評価を実施したところ、良好な結果(○)であった。
[Example 1]
After 0.2 g of the modified mesoporous tantalum oxide obtained in Reference Example 2 was heated to 850 ° C. at a heating rate of 1 ° C./min in an ammonia stream at a flow rate of 1 dm 3 / min, this temperature was maintained for 20 hours, and then The compound (2) was obtained by quenching to room temperature under He flow. From the results of X-ray diffraction (XRD) and nitrogen adsorption isotherm ((B) in FIG. 1), the obtained compound (2) was mesoporous tantalum oxynitride (BET surface area of 90 m 2 / g) with good crystallinity. TaON). As a result of TEM observation, it was confirmed that mesoporous TaON has a two-dimensional hexagonal structure.
Moreover, when the photocatalytic activity evaluation of obtained mesoporous TaON was implemented, it was a favorable result ((circle)).

[実施例2]
実施例1で得たメソポーラスTaONの0.1gに0.1質量%のRu3 (CO) 12 を含有するテトラヒドロフラン溶液1gを添加して1時間攪拌した後、テトラヒドロフランを蒸発除去し、さらに大気中400℃で3時間加熱することによりRuO2 を担持したメソポーラスTaONを得た。
得られたRuO2 担持メソポーラスTaONの光触媒活性評価を実施したところ、非常に良好な結果(◎)であった。
[実施例3]
参考例2で得た変性メソポーラス酸化タンタル0.2gを、流速1dm3 /分のアンモニア気流中下、昇温速度10℃/分で850℃まで昇温した後、この温度で30時間保ち、その後He気流中下で室温まで急冷して化合物(3)を得た。
X線回折(XRD)及び窒素吸着等温線(図1の(C) )の結果より、得られた化合物(3)は、BET表面積90m2 /gの結晶性の良好なメソポーラスタンタルナイトライド(Ta3 5 )であることがわかった。また、TEM観察の結果、メソポーラスTa3 5 は2次元ヘキサゴナル構造であることが確認できた。
また、得られたメソポーラスTa3 5 の光触媒活性評価を実施したところ、良好な結果(○)であった。
[Example 2]
1 g of a tetrahydrofuran solution containing 0.1% by mass of Ru 3 (CO) 12 was added to 0.1 g of the mesoporous TaON obtained in Example 1, and the mixture was stirred for 1 hour. By heating at 400 ° C. for 3 hours, a mesoporous TaON carrying RuO 2 was obtained.
When the photocatalytic activity of the obtained RuO 2 -supported mesoporous TaON was evaluated, the result was very good (◎).
[Example 3]
After 0.2 g of the modified mesoporous tantalum oxide obtained in Reference Example 2 was heated to 850 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in an ammonia stream at a flow rate of 1 dm 3 / min, this temperature was maintained for 30 hours, and then The compound (3) was obtained by quenching to room temperature under He flow.
From the results of X-ray diffraction (XRD) and nitrogen adsorption isotherm ((C) in FIG. 1), the obtained compound (3) is mesoporous tantalum nitride (Ta) having a BET surface area of 90 m 2 / g and good crystallinity. 3 N 5 ). As a result of TEM observation, it was confirmed that mesoporous Ta 3 N 5 has a two-dimensional hexagonal structure.
Moreover, when the photocatalytic activity evaluation of the resulting mesoporous Ta 3 N 5 was performed, good results were obtained (○).

[比較例1]
参考例2で得た変性メソポーラス酸化タンタルの代わりに、参考例1で得たメソポーラス酸化タンタル0.2gを用いて実施例1と同様の操作を行う事により化合物(4)を得た。
X線回折(XRD)及び窒素吸着等温線(図1の(D) )の結果より、得られた化合物(4)は、細孔構造が崩壊した結晶性タンタルオキシナイトライド(TaON)粉体であることが確認できた。
得られたTaONの光触媒活性評価を実施したところ、実施例1で得たメソポーラスTaONに劣る結果(△)であった。
[比較例2]
参考例2で得た変性メソポーラス酸化タンタル0.2gを、空気中において昇温速度1℃/分で850℃まで昇温した後、この温度で20時間保ち、その後室温まで急冷して化合物(5)を得た。
X線回折(XRD)及び窒素吸着等温線(図1の(E) )の結果より、得られた化合物(5)は、BET表面積86m2 /gの結晶性の良好なメソポーラス酸化タンタル(Ta2 5 )であることがわかった。また、TEM観察の結果、メソポーラスTa2 5 は2次元ヘキサゴナル構造であることが確認できた。
得られたメソポーラスTa2 5 の光触媒活性評価を実施したところ、非常に悪い結果(×〜△)であった。
[Comparative Example 1]
Instead of the modified mesoporous tantalum oxide obtained in Reference Example 2, 0.2 g of mesoporous tantalum oxide obtained in Reference Example 1 was used and the same operation as in Example 1 was performed to obtain Compound (4).
From the results of X-ray diffraction (XRD) and nitrogen adsorption isotherm ((D) in FIG. 1), the obtained compound (4) is a crystalline tantalum oxynitride (TaON) powder with a collapsed pore structure. It was confirmed that there was.
When the photocatalytic activity evaluation of the obtained TaON was performed, the result (Δ) was inferior to the mesoporous TaON obtained in Example 1.
[Comparative Example 2]
After 0.2 g of the modified mesoporous tantalum oxide obtained in Reference Example 2 was heated in air to 850 ° C. at a temperature rising rate of 1 ° C./min, the temperature was maintained at this temperature for 20 hours, and then rapidly cooled to room temperature. )
From the results of X-ray diffraction (XRD) and nitrogen adsorption isotherm ((E) in FIG. 1), the obtained compound (5) was mesoporous tantalum oxide (Ta 2 ) having a BET surface area of 86 m 2 / g and good crystallinity. O 5 ). As a result of TEM observation, it was confirmed that mesoporous Ta 2 O 5 has a two-dimensional hexagonal structure.
When the photocatalytic activity evaluation of the obtained mesoporous Ta 2 O 5 was carried out, the result was very bad (× ˜Δ).

本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物は、種々の物理化学的な機能を持つ細孔の均一性が良好で高表面積を有する材料であり、例えば種々の触媒として、また例えば極めて優れた吸着能を有する無機高分子として利用する事ができる。
さらに、本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物であって、有機物分解等の光触媒活性を有するものは、抗菌、防汚、防臭、NOx分解等の様々な機能を発現し、大気、水等の環境浄化等の用途に使用することができる。
The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound of the present invention is a material having various physicochemical functions, good uniformity of pores and a high surface area, such as various catalysts, and for example, It can be used as an inorganic polymer having extremely excellent adsorption ability.
Furthermore, the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound of the present invention, which has a photocatalytic activity such as organic matter decomposition, exhibits various functions such as antibacterial, antifouling, deodorant, NOx decomposition, It can be used for environmental purification such as air and water.

参考例1、実施例1、実施例3、比較例1、比較例2の窒素吸着等温線の測定結果である。It is a measurement result of the nitrogen adsorption isotherm of Reference Example 1, Example 1, Example 3, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

(A) 参考例1の窒素吸着等温線
(B) 実施例1の窒素吸着等温線
(C) 実施例3の窒素吸着等温線
(D) 比較例1の窒素吸着等温線
(E) 比較例2の窒素吸着等温線
(A) Nitrogen adsorption isotherm of Reference Example 1 (B) Nitrogen adsorption isotherm of Example 1 (C) Nitrogen adsorption isotherm of Example 3 (D) Nitrogen adsorption isotherm of Comparative Example 1 (E) Comparative Example 2 Nitrogen adsorption isotherm

Claims (8)

式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の変性剤化合物(b)メソポーラス遷移金属酸化物(a)を0〜200℃にて混合し変性処理して得られる変性メソポーラス酸化物(A)を、含窒素化合物存在下で加熱処理することによって得られるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。
3 Si− ・・・(1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。)
−(R2 SiO)− ・・・(2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)

(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
At least one selected from the group consisting of a triorganosilane unit represented by formula (1), a monooxydiorganosilane unit represented by formula (2), and a dioxyorganosilane unit represented by formula (3) at least one modifier compound (b) and mesoporous transition metal oxide (a) were mixed at 0 to 200 ° C. modification treatment to denature mesoporous oxide obtained is selected from the group consisting of compounds having the structural units of A mesoporous oxynitride compound and / or a mesoporous nitride compound obtained by subjecting the product (A) to heat treatment in the presence of a nitrogen-containing compound.
R 3 Si- (1)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. (A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group.)
— (R 2 SiO) — (2)
(In the formula, R is as defined in formula (1).)

(In the formula, R is as defined in formula (1).)
前記遷移金属がTi、Ta、Nb、Zr、W、Laから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound according to claim 1, wherein the transition metal is at least one selected from Ti, Ta, Nb, Zr, W, and La. 含窒素化合物がアンモニアであることを特徴とする請求項1又は2に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイト
ライド化合物。
The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound according to claim 1 or 2 , wherein the nitrogen-containing compound is ammonia.
該変性剤化合物(b)が、式(4)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。
x y SiO(4-x-y)/2 ・・・(4)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、0<x<4、0<y<4及び(x+y)≦4である。)
The mesoporous oxynite according to any one of claims 1 to 3, wherein the modifier compound (b) is a Si-H group-containing silicon compound (b1) represented by the formula (4). Ride compounds and / or mesoporous nitride compounds.
H x R y SiO (4-xy) / 2 (4)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group, and 0 <x <4 and 0 <y <. 4 and (x + y) ≦ 4.)
該Si−H基含有ケイ素化合物(b1)が、式(5)で表されるモノSi−H基含有化合物、式(6)で表される両末端Si−H基含有化合物、式(7)で表されるHシリコーン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種のSi−H基含有ケイ素化合物であることを特徴とする請求項に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。

(式中、R1 は各々独立して直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、もしくは式(8)で表されるシロキシ基から選ばれた1種以上からなる基を表す。
−O−(R2 SiO)n −SiR3 ・・・(8)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、nは整数であり、0≦n≦1000である。))
H−(R1 2 SiO)m −SiR1 2 −H ・・・(6)
(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。mは整数であり、0≦m≦1000である。)
(R1 HSiO)a (R1 2 SiO)b (R1 3 SiO1 / 2 c ・・・(7)
(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数であり、(a+b)≦10000であり、そしてcは0又は2である。但し、(a+b)が2以上の整数であり且つc=0の場合、該Hシリコーン化合物は環状シリコーン化合物であり、c=2の場合、該Hシリコーン化合物は鎖状シリコーン化合物である。)
The Si-H group-containing silicon compound (b1) is a mono-Si-H group-containing compound represented by the formula (5), a Si-H group-containing compound represented by the formula (6), a formula (7) The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound according to claim 4 , wherein the mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound is at least one Si—H group-containing silicon compound selected from the group consisting of H silicone compounds represented by:

(In the formula, each R 1 is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon number of 1; From one or more selected from -30 fluoroalkyl groups, alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms, phenyl groups, alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, hydroxyl groups, or siloxy groups represented by formula (8) Represents a group.
—O— (R 2 SiO) n —SiR 3 (8)
(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group, n is an integer, and 0 ≦ n ≦ 1000.))
H— (R 1 2 SiO) m —SiR 1 2 —H (6)
(In the formula, R 1 is as defined in Formula (5). M is an integer, and 0 ≦ m ≦ 1000.)
(R 1 HSiO) a (R 1 2 SiO) b (R 1 3 SiO 1/2 ) c (7)
(Wherein R 1 is as defined in formula (5), a is an integer of 1 or more, b is 0 or an integer of 1 or more, (a + b) ≦ 10000, and c is 0) Or 2. However, when (a + b) is an integer of 2 or more and c = 0, the H silicone compound is a cyclic silicone compound, and when c = 2, the H silicone compound is a chain silicone compound. .)
Pt、Rh、Ru、Ir、Cu、Sn、Ni、Fe、W、Coよりなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属及び/又は該遷移金属の酸化物が坦持されてなる請求項1〜のいずれか1項に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。 The at least one transition metal selected from the group consisting of Pt, Rh, Ru, Ir, Cu, Sn, Ni, Fe, W, and Co and / or an oxide of the transition metal are supported. mesoporous oxynitride compounds and / or mesoporous nitride compound according to any one of 5. 光触媒活性を有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。 It has photocatalytic activity, The mesoporous oxynitride compound and / or mesoporous nitride compound of any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の変性剤化合物(b)とメソポーラス遷移金属酸化物(a)を混合し変性処理して得られる変性メソポーラス酸化物(A)を、含窒素化合物存在下で加熱処理することからなる、請求項1〜7のいずれか1項に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の製造方法。At least one selected from the group consisting of a triorganosilane unit represented by formula (1), a monooxydiorganosilane unit represented by formula (2), and a dioxyorganosilane unit represented by formula (3) A modified mesoporous oxide (A) obtained by mixing and modifying at least one modifier compound (b) selected from the group consisting of compounds having the following structural units and a mesoporous transition metal oxide (a): The method for producing a mesoporous oxynitride compound and / or a mesoporous nitride compound according to any one of claims 1 to 7, comprising heat-treating in the presence of a nitrogen-containing compound.
R 3 Three Si− ・・・(1)Si -... (1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。)(In the formula, each R is independently a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, or a linear or branched carbon group having 1 to 30 carbon atoms. (A fluoroalkyl group, a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a phenyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group.)
−(R-(R 2 2 SiO)− ・・・(2)SiO)-(2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)(In the formula, R is as defined in formula (1).)

(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)(In the formula, R is as defined in formula (1).)
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