JP4971429B2 - フィルターを備えたガス圧容器または貯蔵剤を含有するガス圧容器 - Google Patents

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Description

本発明は、ガス圧容器ならびに他のガス圧容器を充填するための上記ガス圧容器の使用に関する。
ガス燃料で駆動する(Gasgestuetzte)自動車は、ガソリンまたはディーゼル燃料で駆動する常用の車両に対する新しい可能性を形成する。
しかし、この場合、相応する貯蔵容器を有しなければならない高い圧力は、技術的問題である。タンクに吸着手段が準備されている場合には、十分な量のガスを貯蔵するために、貯蔵容器中、例えばタンク中で必要とされる圧力を減少させることができることは、公知である。この吸着手段によって、同量の際に、容器に必要とされる圧力は、減少させることができる。
吸着手段を含むかかる容器を備えた自動車は、JP−A 2002/267096中に開示されている。
しかし、この場合には、どのようにしてこのような車両を満足させるのかという問題が解決されていない。
JP−A 2003/278997には、前記問題の解決のために、都市ガス導管に車両を直接に接続することにより車両における容器の充填を実施することが提案されており、この場合コンプレッサーは、中間接続されている。
しかし、これは、相応して都市ガス導管の存在に依存するという欠点を有する。更に、燃料補給のためにコンプレッサーが必要であり、このことは、車両の燃料補給の際の騒音の発生と関連している。更に、使用される吸着剤は、都市ガス中の混合物として存在する可能性がある汚染物質から保護されていない。
従って、自動車の比較的簡単な充填を可能にする、例えばガソリンスタンドの一部分であってよいガス圧容器に、目下の処、吸着手段なしに圧力容器を備えたガス駆動する車両の場合に吸着剤を汚染物質からどのように保護するのかということが必要とされている。
従って、本発明の課題は、このような容器を提供することである。
この課題は、貯蔵条件下でガス状の燃料ガスの燃焼により車両を駆動させるのに適した、前記燃料ガスを取込、貯蔵および放出するための、1m3の最少容積および所定の最大充填圧力を有するガス圧容器によって解決され、この場合このガス圧容器は、フィルターを備え、このフィルターを通して燃料ガスは、少なくとも取込中または放出中に流れることができ、このフィルターは、燃料ガスの予想される汚染物質を前記燃料ガスの流れから除去するのに適しており、この汚染物質は、燃料ガスの貯蔵に使用される吸着剤の貯蔵能力を燃料ガスに対して低減させるのに適していることによって特徴付けられる。
即ち、車両の燃料補給に使用されるガス圧容器に、燃料ガスの貯蔵に使用される吸着剤を保護するフィルターを装備することは、有利であることが判明した。
燃料ガスは、純粋ガスまたはガス混合物であることができ、この場合この燃料ガスは、その燃焼によって車両を駆動させるのに適している。従って、典型的には、燃料ガスは、水素ガスまたはメタンガスの少なくとも1つを含有する。経済的理由から、純粋ガスが使用されるのではなく、むしろ、純粋ガスの水素および/またはメタンを含有する、天然に由来するガスが使用される。この場合には、特に都市ガスまたは天然ガスが重要である。殊に好ましいのは、天然ガスである。
燃料ガスは、貯蔵条件下でガス状である。これは、燃料ガスがガス圧容器中でガス状の凝集状態で存在することを意味する。それに応じて、燃料ガスは、ガス圧容器の最大の充填圧力に相当する圧力になるまでのガス状の状態で存在する。これは、−20℃になるまでの温度範囲に該当する。
更に、ガス圧容器は、燃料ガスが少なくとも取込中または放出中に流れることができるフィルターを備え、この場合このフィルターは、燃料ガスの予想される汚染物質を前記燃料ガスの流れから除去するのに適しており、この汚染物質は、燃料ガスの貯蔵に使用される吸着剤の貯蔵能力を燃料ガスに対して低減させるのに適している。
従って、フィルターの使命は、使用される吸着剤を汚染物質から保護することにあり、この吸着剤の十分な貯蔵能力は、燃料ガスのために保証される。
この汚染物質は、少なくとも1つの高級炭化水素、アンモニアまたは硫化水素、またはこれらの物質の2つ以上の混合物であることができる。場合によっては、このような汚染物質は、二酸化炭素および/または一酸化炭素であってよい。更に、同様に少なくとも1つの付香剤(Odorierungsstoff)は、汚染物質であることができる。このような付香剤の例としては、テトラヒドロチオフェンが挙げられる。更に、数多くのガス状の異質物質が予想され、このガス状の異質物質によって燃料ガスは汚染される可能性があり、特に吸着剤を損ないうる。
高級炭化水素の例は、エタン、プロパン、ブタンならびに他の高級アルカン、ならびにこれらの不飽和類似物質である。
汚染物質の種類は、使用される燃料ガスならびにその製造方法または取得方法に左右される。
前記の汚染物質は、該汚染物質が吸着剤をその貯蔵能力に関連して燃料ガスに対して損なうのに十分なほど妨げになる。このような低減は、殊に吸着剤の可逆的または非可逆的な吸着に基づきうる。しかし、同様に、吸着により、吸着剤との化学反応が可能であり、したがって吸着剤の貯蔵能力は、燃料ガスに対して低減されている。
使用される吸着剤は、本発明によるガス圧容器中に存在することができる。もう1つの方法は、使用される吸着剤が、車両中または車両上に存在する他のガス圧容器中に存在することである。この場合、車両中または車両上の他のガス圧容器を充填する際にそこに使用される吸着剤の貯蔵能力が汚染物質によって燃料ガスに対して損なわれることは、フィルターによって回避されうる。
最後に、本発明によるガス圧容器中ならびに他のガス圧容器中に吸着剤が存在するという可能性も存在し、この場合には、この吸着剤は、同一でも異なっていてもよい。
"吸着剤"の概念は、本発明の範囲内で簡素化のために、多数の吸着剤の混合物が重要である場合にも使用される。
同様に、"フィルター"の概念は、本発明の範囲内で簡素化のために、多数のフィルターが重要である場合にも使用される。
燃料ガスは、本発明によるガス圧容器への取込中にフィルターを貫流しうる。それによって、燃料ガスは、既に、車両への後の放出の目的をもって貯蔵するために清浄化される。これは、殊に、本発明によるガス圧容器中で既に吸着剤が使用されている場合に有利である。それによって、本発明によるガス圧容器中に使用される吸着剤の貯蔵能力が汚染物質によって燃料ガスに対して損なわれることは、回避されうる。
本発明によるガス圧容器への燃料ガスの取込は、燃料ガスを取込むための従来技術で公知の手段によって行なうことができる。この場合には、常用の弁技術を使用することができ、その際、好ましくは、ガス圧容器中に案内されかつ有利に少なくとも1個の弁を有する供給管が存在する。フィルターは、例えば供給管の一部分であることができ、この場合には、他の構造要素が存在していてもよい。更に、多数の供給管が存在していてもよく、これらの供給管は、相応して多数のフィルターを備えていてもよいし、フィルターを備えていなくともよい。
更に、ガス圧容器へ燃料ガスを取込むためのガス圧容器への供給管は、燃料ガスを放出するために使用されてもよい。この場合、燃料ガスは、再度、フィルターを貫流することができる。しかし、同様に、同時に排出管である供給管は、フィルターの迂回を可能にするバイパスを有することが可能である。同様に、他の導管が存在していてもよく、この導管は、取込および/または放出に使用されかつフィルターを備えていない。
本発明によるガス圧容器への燃料ガスの取込および異なる位置でのガス圧容器からの放出が行なわれる場合には、フィルターを備えた本発明によるガス圧容器へ燃料ガスを取込むための手段を装備することは、不要である。他の選択可能な方法で、単に、燃料ガスを放出するための手段には、燃料ガスの放出中にこの燃料ガスがフィルターを貫流するようにフィルターが備えられていてもよい。
放出のための手段は、常用の弁技術および導管技術であってもよい。この手段は、車両中または車両上への他の圧力容器の充填に最大3〜5分間必要とされるように寸法決定される。
殊に、充填すべき他のガス圧容器が吸着剤を有する場合には、燃料ガスを放出するための手段は、さらに冷却のための手段(例えば、冷却液を有する少なくとも1つの供給管および排出管の形で)を有することができる。それによって、充填の際の熱の発生は、吸着熱によって補うことができる。
同様に、燃料ガスを放出するための手段は、付加的に吸込管を有し、この吸込管は、冷却のために他のガス圧容器を貫流するかまたは他のガス圧容器の周囲を流れる膨脹された燃料ガスを再度、本発明によるガス圧容器中に返送することが可能である。
相応することは、本発明によるガス圧容器中に燃料ガスを取込むための手段にも当てはまる。
フィルターへの燃料ガスの放出中に単に貫流されるガス圧容器は、ガス圧容器が吸着剤を有さず、その上、このガス圧容器が車両の際に常用のガス充填に使用される場合には、特に好適であり、この場合には、車両中に存在するガス圧容器は、燃料ガスを貯蔵するために吸着剤を有していない。即ち、この場合には、ガス圧容器は、フィルターを備えていない、燃料ガスを放出するための手段の存在で二様に使用されてよい。更に、従来技術で公知のガス燃料で駆動する車両に燃料ガスを通常通りに放出することは、可能であり、この場合には、フィルターの使用は、不要であり、したがってこれは、特に回避される。更に、他のガス圧容器が燃料ガスを貯蔵するための吸着剤を有する車両に燃料ガスが放出される場合には、燃料ガスは、フィルターを通じて放出されることができ、したがって車両中に存在する吸着剤は、汚染物質から保護されている。
更に、最終的には、取込の場合ならびに放出の場合に燃料ガスがフィルターを貫流するという可能性が存在する。これは、上記に既述したように、燃料ガスをガス圧容器中に取込むための手段が本発明により、燃料ガスを取込むためにも使用されることによって達成されうる。取込のための手段が同時に放出のために利用されない場合には、この手段は、取込むための手段ならびに放出するための手段がフィルターを有するように実現されていてよい。即ち、このような場合には、数多くの別々のフィルターが必要とされる。
ガス圧容器が燃料ガスを貯蔵するための吸着剤を有しない場合には、最大の充填圧力が300バール(絶対)であることは、好ましい。この値は、ガスエンジンを備えた自動車が燃料ガスを貯蔵するための吸着剤を有しない場合には、ガスエンジンを備えた自動車にとって常用の充填機構の際に維持される最大の充填圧力にほぼ相当する。しかし、この圧力は、車両中または車両上に存在する他のガス圧容器中で燃料ガスを貯蔵するための吸着剤の存在で、同量の燃料ガスを貯蔵するためには僅かであってよいので、本発明によるガス圧容器の最大の充填圧力は、300バール(絶対)より低くともよい。従って、特に、本発明によるガス圧容器のための最大の充填圧力は、200バール(絶対)である。しかし、最大の充填圧力は、100バールを上廻り、車両中または車両上の他のガス圧容器に対して燃料ガスを放出するための十分な圧力勾配が保証される。それに応じて、車両中または車両上に取り付けられている他のガス圧容器のための最大の充填圧力は、100バール(絶対)、特に80バール(絶対)、さらに好ましくは50バール(絶対)である。しかし、この充填圧力は、10バール(絶対)を下廻るべきではない。
本発明によるガス圧容器中に燃料ガスを貯蔵するための吸着剤が存在する場合には、このガス圧容器には、車両中または車両上に存在する他のガス圧容器と同じことが言える。それに応じて、本発明によるガス圧容器のための所定の最大の充填圧力は、300バール(絶対)より低くともよい。従って、これは、殊に、低い最大圧力のためにガス圧容器の安価な構成を可能にすることで重要である。従って、特に、燃料ガスを貯蔵するための吸着剤を有する、本発明によるガス圧容器の最大の充填圧力は、150バール(絶対)である。特に、最大の充填圧力は、100バール(絶対)、好ましくは90バール(絶対)である。しかし、この場合には、殊に、本発明によるガス圧容器から他のガス圧容器への圧力勾配が車両中または車両上に存在することを考慮することができる。
本発明によるガス圧容器に必要とされる低い最大の充填圧力のために、燃料ガスを貯蔵するための吸着剤が存在する場合には、常用のガス圧容器と比較して大きな断面積がガスエンジンを備えた車両を充填するために燃料ガスを放出するための相応する導管において可能であることにより、体積流を制御することは、好ましく、こうして、ガス圧容器が高圧範囲(最大の充填圧力300バール)で使用される場合と同様に比較的高い体積流が保証される。
例えば、本発明によるガス圧容器中の圧力が(300バールの代わりに)100バールである場合には、他のガス圧容器とほぼ同じ充填時間で、燃料ガスを放出するための弁は、約3倍の大きさの断面積を有する。
本発明によるガス圧容器は、既述したように、燃料ガスを取込むための手段および燃料ガスを放出するための手段を有することができ、この場合には、少なくともフィルターが含まれている。この場合には、このようなフィルターを有し、その上、相応する弁を装備している通常の供給管および/または排出管が使用される。更に、他の構造部材が存在していてよい。この場合には、殊に、燃料ガスの品質を試験するセンサーが指摘される。このようなセンサーは、フィルターの前方の流れ方向に存在していてもよいし、フィルターの後方に配置されていてもよい。更に、高すぎる汚染物質含量に相応して存在する弁を閉鎖する制御技術が設けられていてよく、燃料ガスの貯蔵に使用される吸着剤の貯蔵能力が燃料ガスに対して損なわれることが回避される。
このようなセンサー技術および制御技術は、当業者に公知である。
更に、本発明によるガス圧容器中の燃料ガスを取込むための手段は、ガス圧容器の充填に使用されかつ必要とされる圧力を構成することができるコンプレッサーをさらに含むことができる。
同様に、どのようにしてこのようなフィルターを構成させなければならないか、如何にして寸法決定が必要とされるかは、当業者に公知である。この寸法決定は、最終的に使用すべき燃料ガスの品質に依存する。フィルターは、例えば交換可能な弾薬筒の形であってもよいし、導入管及び/又は導出管の一体の構成成分の形であってもよい。典型的には、汚染物質は、相応する吸着剤への吸着によってフィルター中に結合されている。この場合も、当業者には、相応する機構は、公知である。適当な吸着剤は、金属酸化物、モレキュラーシーブ、ゼオライト、活性炭ならびに詳細に記載された多孔質の金属有機骨核材料ならびにこれらの混合物である。殊に、一定の汚染物質に最適であった多数の異なる吸着剤を備える組合せフィルターは、適している。
それに相応して、汚染物質の分離のために異なる吸着剤を備える1個以上のフィルターが使用されてよい。燃料ガスから汚染物質を分離するためにフィルター中に使用される吸着剤は、場合によっては取り外し後または該吸着剤が除去されることなしに再生されうる。これは、例えば加熱によって行なうことができる。一般に、このような汚染物質を圧力変化による吸着または温度変化による吸着、またはこれらの組合せによって除去する可能性が存在する。
典型的には、フィルターには、燃料ガスから場合により存在する湿分(水)を取り去る乾燥剤が前接続されている。
好ましくは、フィルターを有する多数の導入管および/または導出管が設けられていてよく、この場合には、燃料ガスの取込および/または放出は、取込または放出の少なくとも1つの導管がフィルターを介して使用されるように行なわれ、この場合には、少なくとも1つの導管が存在し、その際にフィルターは、同時に再生される。
燃料ガスの十分な貯蔵を保証するために、本発明によるガス圧容器は、1m3の最小容積を有する。好ましくは、ガス圧容器は、10m3、有利に100m3を上廻る最小容積を有する。
本発明の範囲内で、"ガス圧容器"の概念は、多数の互いに結合されたガス圧容器が使用される場合にも簡易化のために利用される。従って、"ガス圧容器"の概念は、多数の互いに結合されたガス圧容器が使用される実施態様も包含する。
多数の互いに結合されたガス圧容器が使用される限り、上記の最小容積は、個々の最小容積の総和に関連する。多数の互いに結合されたガス圧容器が使用される限り、フィルターは、少なくともガス圧容器の1つのガス圧容器上に存在していてよい。同様に、フィルターは、多数のガス圧容器上に存在していてよい。
従って、本発明によるガス圧容器は、燃料ガスの燃焼によって車両を駆動させるのに適している燃料ガスの取込、貯蔵および放出に使用される。
従って、本発明のもう1つの目的は、他のガス圧容器を充填するために本発明によるガス圧容器を使用することであり、この場合他のガス圧容器は、車両中または車両上に存在し、かつ燃料ガスを貯蔵するための吸着剤を備える。
車両は、例えば自家用車またはトラックであることができる。車両中または車両上に存在する他のガス圧容器の容積は、50〜500lの範囲内にある。
燃料ガスを貯蔵するための吸着剤を有する他のガス圧容器を備えた車両には、同様にフィルターが存在していてよい。
燃料ガスの貯蔵に使用される吸着剤は、活性炭または多孔質の金属有機骨格材料であることができる。
燃料ガスに関連する吸着剤を有するガス圧容器中の貯蔵密度は、25℃で、メタン含有燃料ガスに対して少なくとも50g/l、特に少なくとも80g/lおよび水素含有燃料ガスに対して少なくとも25g/l、特に少なくとも35g/lである。
活性炭が成形体の形で存在し、かつ少なくとも500m2/gの比表面積(Langmuir, N2, 77 K)を有することは、好ましい。よりいっそう好ましいのは、少なくとも750m2/gの比表面積であり、殊に好ましいのは、少なくとも1000m2/gである。
特に好ましい実施態様において、燃料ガスを貯蔵するための吸着剤は、多孔質の金属有機骨格材料である。
多孔質の金属有機骨格材料は、少なくとも1つの金属イオンに配位結合された少なくとも二座の少なくとも1つの有機化合物を含有する。この金属有機骨格材料(MOF)は、例えば、米国特許(US)第5,648,508号明細書、欧州特許出願公開(EP-A)第0 790 253号明細書、M. O-Keeffe他、J. Sol. State Chem., 152 (2000), p.3-20、H. Li他, Nature 402, (1999), p.276、M. Eddaoudi他, Topics in Catalysis 9, (1999), p.105-111、B. Chen他, Science 291, (2001), p.1021-1023およびドイツ連邦共和国特許出願公開(DE-A)第101 11 230号明細書に記載されている。
本発明によるMOFは、細孔、特にミクロ孔および/またはメソ孔を含有する。ミクロ孔は、2nmまたはそれ以下の直径を有するそのような孔として定義されており、かつメソ孔は、2〜50nmの範囲内の直径により定義されており、そのつど、例えばPure & Applied Chem. 57 (1985), 603-619, 特にp.606に記載されているような定義に対応する。ミクロ孔および/またはメソ孔の存在は、収着測定を用いて調べることができ、その際にこれらの測定は、DIN 66131および/またはDIN 66134により77Kで窒素についてのMOFの吸取込量を決定する。
好ましくは、ラングミュアモデル(DIN 66131、66134)に従い算出される比表面積は粉末形のMOFについては、5m2/g超、より好ましくは10m2/g超、より好ましくは50m2/g超、さらにより好ましくは500m2/g超、さらにより好ましくは1000m2/g超および特に好ましくは1500m2/g超である。
MOF成形体は、よりいっそう低い比表面積を有していてよく;しかしながら好ましくは10m2/gを上廻り、よりいっそう好ましくは50m2/gを上廻り、さらによりいっそう好ましくは500m2/gを上廻り、殊に1000m2/gを上廻る。
本発明による骨格材料中の金属成分は、特に、Ia、IIa、IIIa、IVa〜VIIIaおよびIb〜VIb族から選択されている。特に好ましいのは、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、SbおよびBiである。よりいっそう好ましいのは、Zn、Cu、Mg、Al、Ga、In、Sc、Y、Lu、Ti、Zr、V、Fe、NiおよびCoであり、殊に好ましいのは、Cu、Zn、Al、FeおよびCoである。前記元素のイオンに関しては、特にMg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Sc3+、Y3+、Ti4+、Zr4+、Hf4+、V4+、Nb3+、Ta3+、Cr3+、Mo3+、W3+、Mn3+、Re3+、Re2+、Fe3+、Fe2+、Ru3+、Ru2+、Os3+、Os2+、Co3+、Co2+、Rh2+、Rh+、Ir2+、Ir+、Ni2+、Ni+、Pd2+、Pd+、Pt2+、Pt+、Cu2+、Cu+、Ag+、Au+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、AI3+、Ga3+、In3+、TI3+、Si4+、Si2+、Ge4+、Ge2+、Sn4+、Sn2+、Pb4+、Pb2+、As5+、As3+、As+、Sb5+、Sb3+、Sb+、Bi5+、Bi3+およびBi+を挙げることができる。
"少なくとも二座の有機化合物"という概念は、添加された金属イオンに、少なくとも2個、好ましくは2個の配位結合、および/または2個またはそれ以上、好ましくは2個の金属原子にそれぞれ1個の配位結合を形成することのできる少なくとも1つの官能基を有する有機化合物を示す。
前記の配位結合を形成することができる官能基として、特に、例えば次の官能基を挙げることができる:−CO2H、−CS2H、−NO2、−B(OH)2、−SO3H、−Si(OH)3、−Ge(OH)3、−Sn(OH)3、−Si(SH)4、−Ge(SH)4、−Sn(SH)3、−PO3H、−AsO3H、−AsO4H、−P(SH)3、−As(SH)3、−CH(RSH)2、−C(RSH)3、−CH(RNH2)2、−C(RNH2)3、−CH(ROH)2、−C(ROH)3、−CH(RCN)2、−C(RCN)3、この場合Rは、例えば好ましくは、炭素原子1、2、3、4または5個を有するアルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、t−ブチレン基またはn−ペンチレン基、または1もしくは2個の芳香族核、例えば2個のC6−環を有するアリール基であり、これらは場合により縮合されていてよく、かつ互いに独立して少なくともそれぞれ1個の置換基で適当に置換されていてよく、および/または互いに独立してそれぞれ少なくとも1個のヘテロ原子、例えばN、Oおよび/またはSを含有していてよい。同様に好ましい実施態様によれば、前記の基Rが存在していない官能基を挙げることができる。これに関連して、とりわけ−CH(SH)2、−C(SH)3、−CH(NH2)2、−C(NH2)3、−CH(OH)2、−C(OH)3、−CH(CN)2または−C(CN)3を挙げることができる。
少なくとも2個の官能基は、原則的に、これらの官能基を有する有機化合物が、配位結合の形成のため、および骨格材料の製造のために適していることが保証されている限り、各々適した有機化合物に結合されていてよい。
好ましくは、少なくとも2個の官能基を有する有機化合物は、飽和または不飽和の脂肪族化合物に由来するかまたは芳香族化合物に由来するか、または脂肪族でも芳香族でもある化合物に由来する。
脂肪族化合物、または脂肪族でも芳香族でもある化合物の脂肪族部分は、線状および/または分枝鎖状および/または環状であってよく、この場合には、1つの化合物につき複数の環も可能である。さらに好ましくは、脂肪族化合物、または脂肪族でも芳香族でもある化合物の脂肪族部分は、炭素原子1〜15個、さらに好ましくは1〜14個、さらに好ましくは1〜13個、さらに好ましくは1〜12個、さらに好ましくは1〜11個、殊に好ましくは1〜10個、例えば炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10個を有する。この場合に、とりわけメタン、アダマンタン、アセチレン、エチレン又はブタジエンが特に好ましい。
芳香族化合物、または芳香族でも脂肪族でもある化合物の芳香族部分は、1つまたはまたそれ以上の核、例えば2、3、4または5個の核を有していてよく、この場合、これらの核は、互いに別個におよび/または少なくとも2個の核が縮合された形で存在していてよい。特に好ましくは、芳香族化合物、または脂肪族でも芳香族でもある化合物の芳香族部分は、1、2または3個の核を有し、この場合には、1または2個の核が特に好ましい。更に、互いに独立して、前記の化合物のそれぞれの核は、少なくとも1個のヘテロ原子、例えばN、O、S、B、P、Si、Al、好ましくはN、Oおよび/またはSを有していてよい。さらに好ましくは、芳香族化合物、または芳香族でも脂肪族でもある化合物の芳香族部分は、1または2個のC6核を有し、この場合2個のC6核は、互いに別個に存在するかまたは縮合された形で存在する。特に、芳香族化合物として、ベンゼン、ナフタレンおよび/またはビフェニルおよび/またはビピリジルおよび/またはピリジルを挙げることができる。
特に好ましくは、少なくとも二座の有機化合物は、ジカルボン酸、トリカルボン酸またはテトラカルボン酸、またはこれらの硫黄類似体に由来する。硫黄類似体は、官能基−C(=O)SHならびにその互変異性体およびC(=S)SHであり、これらは1つまたはそれ以上のカルボン酸基の代わりに使用されることができる。
"由来する"という概念は、本発明の範囲内で、骨格材料中の少なくとも二座の有機化合物が、部分的に脱プロトン化されたかまたは完全に脱プロトン化された形で存在していてよいことを意味する。更に、少なくとも二座の有機化合物は、他の置換基、例えば−OH、−NH2、−OCH3、−CH3、−NH(CH3)、−N(CH32、−CNならびにハロゲン化物を有していてよい。
例えば、本発明の範囲内で、ジカルボン酸、例えば蓚酸、コハク酸、酒石酸、1,4−ブタンジカルボン酸、4−オキソ−ピラン−2,6−ジカルボン酸、1,6−ヘキサンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、1,8−ヘプタデカンジカルボン酸、1,9−ヘプタデカンジカルボン酸、ヘプタデカンジカルボン酸、アセチレンジカルボン酸、1,2−ベンゼンジカルボン酸、2,3−ピリジンジカルボン酸、ピリジン−2,3−ジカルボン酸、1,3−ブタジエン−1,4−ジカルボン酸、1,4−ベンゼンジカルボン酸、p−ベンゼンジカルボン酸、イミダゾール−2,4−ジカルボン酸、2−メチルキノリン−3,4−ジカルボン酸、キノリン−2,4−ジカルボン酸、キノキサリン−2,3−ジカルボン酸、6−クロロキノキサリン−2,3−ジカルボン酸、4,4′−ジアミンフェニルメタン−3,3′−ジカルボン酸、キノリン−3,4−ジカルボン酸、7−クロロ−4−ヒドロキシキノリン−2,8−ジカルボン酸、ジイミドジカルボン酸、ピリジン−2,6−ジカルボン酸、2−メチルイミダゾール−4,5−ジカルボン酸、チオフェン−3,4−ジカルボン酸、2−イソプロピルイミダゾール−4,5−ジカルボン酸、テトラヒドロピラン−4,4−ジカルボン酸、ペリレン−3,9−ジカルボン酸、ペリレンジカルボン酸、Pluriol E 200−ジカルボン酸、3,6−ジオキサオクタンジカルボン酸、3,5−シクロヘキサジエン−1,2−ジカルボン酸、オクタジカルボン酸、ペンタン−3,3−カルボン酸、4,4′−ジアミノ−1,1′−ジフェニル−3,3′−ジカルボン酸、4,4′−ジアミノジフェニル−3,3′−ジカルボン酸、ベンジジン−3,3′−ジカルボン酸、1,4−ビス−(フェニルアミノ)−ベンゼン−2,5−ジカルボン酸、1,1′−ジナフチル−5,5′−ジカルボン酸、7−クロロ−8−メチルキノリン−2,3−ジカルボン酸、1−アニリノアントラキノン−2,4′−ジカルボン酸、ポリテトラヒドロフラン−250−ジカルボン酸、1,4−ビス−(カルボキシメチル)−ピペラジン−2,3−ジカルボン酸、7−クロロキノリン−3,8−ジカルボン酸、1−(4−カルボキシ)−フェニル−3−(4−クロロ)−フェニルピラゾリン−4,5−ジカルボン酸、1,4,5,6,7,7,−ヘキサクロロ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、フェニルインダンジカルボン酸、1,3−ジベンジル−2−オキソ−イミダゾリジン−4,5−ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタリン−1,8−ジカルボン酸、2−ベンゾイルベンゼン−1,3−ジカルボン酸、1,3−ジベンジル−2−オキソイミダゾリジン−4,5−シス−ジカルボン酸、2,2′−ビキノリン−4,4′−ジカルボン酸、ピリジン−3,4−ジカルボン酸、3,6,9−トリオキサウンデカンジカルボン酸、O−ヒドロキシベンゾフェノンジカルボン酸、Pluriol E 300−ジカルボン酸、Pluriol E 400−ジカルボン酸、Pluriol E 600−ジカルボン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸、5,6−ジメチル−2,3−ピラジンジカルボン酸、4,4′−ジアミノジフェニルエーテルジイミドジカルボン酸、4,4′−ジアミノジフェニルメタンジイミドジカルボン酸、4,4′−ジアミノジフェニルスルホンジイミドジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,3−アダマンタンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸、8−メトキシ−2,3−ナフタリンジカルボン酸、8−ニトロ−2,3−ナフタリンカルボン酸、8−スルホ−2,3−ナフタリンジカルボン酸、アントラセン−2,3−ジカルボン酸、2′,3′−ジフェニル−p−テルフェニル−4,4″−ジカルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4′−ジカルボン酸、イミダゾール−4,5−ジカルボン酸、4(1H)−オキソチオクロメン−2,8−ジカルボン酸、5−t−ブチル−1,3−ベンゼンジカルボン酸、7,8−キノリンジカルボン酸、4,5−イミダゾールジカルボン酸、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、ヘキサトリアコンタンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、1,7−ヘプタジカルボン酸、5−ヒドロキシ−1,3−ベンゼンジカルボン酸、ピラジン−2,3−ジカルボン酸、フラン−2,5−ジカルボン酸、1−ノネン−6,9−ジカルボン酸、エイコセンジカルボン酸、4,4′−ジヒドロキシジフェニルメタン−3,3′−ジカルボン酸、1−アミノ−4−メチル−9,10−ジオキソ−9,10−ジヒドロアントラセン−2,3−ジカルボン酸、2,5−ピリジンジカルボン酸、シクロヘキセン−2,3−ジカルボン酸,2,9−ジクロロフルオルビン−4,11−ジカルボン酸、7−クロロ−3−メチルキノリン−6,8−ジカルボン酸、2,4−ジクロロベンゾフェノン−2′,5′−ジカルボン酸、1,3−ベンゼンジカルボン酸、2,6−ピリジンジカルボン酸、1−メチルピロール−3,4−ジカルボン酸、1−ベンジル−1H−ピロール−3,4−ジカルボン酸、アントラキノン−1,5−ジカルボン酸、3,5−ピラゾールジカルボン酸、2−ニトロベンゼン−1,4−ジカルボン酸、ヘプタン−1,7−ジカルボン酸、シクロブタン−1,1−ジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、5,6−デヒドロノルボルナン−2,3−ジカルボン酸または5−エチル−2,3−ピリジンジカルボン酸、
トリカルボン酸、例えば2−ヒドロキシ−1,2,3−プロパントリカルボン酸、7−クロロ−2,3,8−キノリントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、2−ホスホノ−1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、1−ヒドロキシ−1,2,3−プロパントリカルボン酸、4,5−ジヒドロ−4,5−ジオキソ−1H−ピロロ[2,3−F]キノリン−2,7,9−トリカルボン酸、5−アセチル−3−アミノ−6−メチルベンゼン−1,2,4−トリカルボン酸、3−アミノ−5−ベンゾイル−6−メチルベンゼン−1,2,4−トリカルボン酸、1,2,3−プロパントリカルボン酸またはアウリントリカルボン酸、
またはテトラカルボン酸、例えば1,1−ジオキシドペリロ[1,12−BCD]チオフェン−3,4,9,10−テトラカルボン酸、ペリレンテトラカルボン酸、例えばペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸またはペリレン−1,12−スルホン−3,4,9,10−テトラカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、例えば1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸またはメソ−1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、デカン−2,4,6,8−テトラカルボン酸、1,4,7,10,13,16−ヘキサオキサシクロオクタデカン−2,3,11,12−テトラカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸、1,2,11,12−ドデカンテトラカルボン酸、1,2,5,6−ヘキサンテトラカルボン酸、1,2,7,8−オクタン−テトラカルボン酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,9,10−デカンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、テトラヒドロフランテトラカルボン酸またはシクロペンタンテトラカルボン酸、例えばシクロペンタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸を挙げることができる。
極めて特に好ましくは、場合により少なくともモノ置換された単核、二核、三核、四核またはより多核の芳香族のジカルボン酸、トリカルボン酸またはテトラカルボン酸が使用され、この場合これらの核のそれぞれの核は、少なくとも1個のヘテロ原子を有していてよく、その際に2個またはそれ以上の核は、同じか又は異なるヘテロ原子を有していてよい。例えば、単核のジカルボン酸、単核のトリカルボン酸、単核のテトラカルボン酸、二核のジカルボン酸、二核のトリカルボン酸、二核のテトラカルボン酸、三核のジカルボン酸、三核のトリカルボン酸、三核のテトラカルボン酸、四核のジカルボン酸、四核のトリカルボン酸および/または四核のテトラカルボン酸が好ましい。適したヘテロ原子は、例えばN、O、S、B、P、Si、Alであり、この場合、好ましいヘテロ原子は、N、Sおよび/またはOである。適した置換基として、これに関連して、とりわけ−OH、ニトロ基、アミノ基、またはアルキル基またはアルコキシ基を挙げることができる。
殊に好ましくは、少なくとも二座の有機化合物として、アセチレンジカルボン酸(ADC)、ベンゼンジカルボン酸、ナフタリンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、例えば4,4′−ビフェニルジカルボン酸(BPDC)、ビピリジンジカルボン酸、例えば2,2′−ビピリジンジカルボン酸、例えば2,2′−ビピリジン−5,5′−ジカルボン酸、ベンゼントリカルボン酸、例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸または1,3,5−ベンゼントリカルボン酸(BTC)、アダマンタンテトラカルボン酸(ATC)、アダマンタンジベンゾエート(ADB)、ベンゼントリベンゾエート(BTB)、メタンテトラベンゾエート(MTB)、アダマンタンテトラベンゾエートまたはジヒドロキシテレフタル酸、例えば2,5−ジヒドロキシテレフタル酸(DHBDC)が使用される。
極めて特に好ましくは、とりわけイソフタル酸、テレフタル酸、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、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または2,2′−ビピリジン−5,5′−ジカルボン酸が使用される。
これらの少なくとも二座の有機化合物に加えて、MOFは、1個またはそれ以上の一座の配位子も含んでいてよい。
MOFを製造するのに適した溶剤は、とりわけ、エタノール、ジメチルホルムアミド、トルエン、メタノール、クロロベンゼン、ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、水、過酸化水素、メチルアミン、苛性ソーダ液、N−メチルポリドンエーテル、アセトニトリル、塩化ベンジル、トリエチルアミン、エチレングリコールおよびこれらの混合物である。MOFを製造するための別の金属イオン、少なくとも二座の有機化合物および溶剤は、とりわけ、米国特許(US-A)第5,648,508号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開(DE-A)第101 11 230号明細書に記載されている。
MOFの孔径は、適当な配位子および/または少なくとも二座の有機化合物の選択により制御されることができる。一般的に、有機化合物が大きければ大きいほど、孔径も大きくなると言える。好ましくは、孔径は0.2nm〜30nmであり、特に好ましくは、孔径は結晶質材料を基準として、0.3nm〜3nmの範囲内である。
しかしながら、MOF成形体中で、大きさ分布が変わりうるよりいっそう大きな細孔も生じる。しかしながら、好ましくは、全細孔容積の50%超、特に75%超は、1000nmまでの孔径を有する細孔によって形成される。しかしながら、好ましくは、細孔容積の大部分は、2つの直径範囲からなる細孔によって形成される。従って、全細孔容積の25%超、殊に全細孔容積の50%超が、100nm〜800nmの直径範囲内である細孔によって形成される場合および全細孔容積の15%超、特に全細孔容積の25%超が、10nmまでの直径範囲内である細孔によって形成される場合は、さらに好ましい。孔径分布は、水銀ポロシメトリーを用いて決定されることができる。
以下に、MOFの例が記載されている。MOFの呼称、金属ならびに少なくとも二座の配位子と共に、さらに、溶剤ならびに格子定数(角度α、βおよびγならびにA、BおよびCの距離[Å])が示されている。後者は、レントゲン回折により測定された。
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ADC アセチレンジカルボン酸
NDC ナフタレンジカルボン酸
BDC ベンゼンジカルボン酸
ATC アダマンタンテトラカルボン酸
BTC ベンゼントリカルボン酸
BTB ベンゼン三安息香酸
MTB メタン四安息香酸
ATB アダマンタン四安息香酸
ADB アダマンタン二安息香酸。
更に、金属有機骨格材料は、MOF−2〜4、MOF−9、MOF−31〜36、MOF−39、MOF−69〜80、MOF103〜106、MOF−122、MOF−125、MOF−150、MOF−177、MOF−178、MOF−235、MOF−236、MOF−500、MOF−501、MOF−502、MOF−505、IRMOF−1、IRMOF−61、IRMOP−13、IRMOP−51、MIL−17、MIL−45、MIL−47、MIL−53、MIL−59、MIL−60、MIL−61、MIL−63、MIL−68、MIL−79、MIL−80、MIL−83、MIL−85、CPL−1〜2、SZL−1であり、これらは刊行物に記載されている。
Zn、AlまたはCuを金属イオンとして含有し、かつ少なくとも二座の有機化合物がテレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸または1,3,5−ベンゼン−トリカルボン酸である多孔質の金属有機骨格材料は、特に好ましい。
例えば米国特許(US)第5,648,508号明細書に記載されているような、MOFの常用の製造方法に加えて、これらは電気化学的経路で製造されることもできる。これに関連して、ドイツ連邦共和国特許出願公開(DE-A)第103 55 087号明細書ならびに国際公開(WO-A)第2005/049892号パンフレットが指摘される。この経路で製造されるMOFは、化学物質、特にガスの吸着および脱着に関連して、特に良好な性質を示す。それ故、前記MOFは、従来製造されたものとは、これらが同じ有機成分および金属イオン成分から形成される場合でも区別され、したがって、新規の骨格材料とみなされるべきである。本発明の範囲内で電気化学的に製造されたMOFは、特に好ましい。
それに応じて、電気化学的製造は、少なくとも1つの金属イオンに配位結合された少なくとも二座の少なくとも1つの有機化合物を有する結晶性の多孔質の金属有機骨格材料に関するものであり、少なくとも1つの二座の有機化合物を含有する反応媒体中で、少なくとも1つの金属イオンは、相応する金属を含有する少なくとも1つのアノードの酸化により発生される。
"電気化学的製造"という概念は、少なくとも1つの反応生成物の形成が、電荷の移動または電位の発生と結び付いている製造方法を呼ぶ。
電気化学的製造に関連して使用される通りの"少なくとも1つの金属イオン"という概念は、金属の少なくとも1つのイオンまたは第一の金属の少なくとも1つのイオンおよび第一の金属とは異なる少なくとも1つの第二の金属の少なくとも1つのイオンが、アノード酸化により供給される実施態様を呼ぶ。
それに応じて、電気化学的製造は、少なくとも1つの金属の少なくとも1つのイオンがアノード酸化により、および少なくとも1つの金属の少なくとも1つのイオンが金属塩を通じて、供給されることによる一実施態様を含み、その際に金属塩中の少なくとも1つの金属およびアノード酸化を通じて金属イオンとして供給される少なくとも1つの金属は、同じかまたは互いに異なっていてよい。従って、本発明は、電気化学的に製造されるMOFに関連して、例えば、反応媒体が金属の1つまたは異なる複数の塩を含有し、かつこの塩またはこれらの塩中に含まれている金属イオンが、付加的にこの金属を含有する少なくとも1つのアノードのアノード酸化により供給されることによる一実施態様を含む。同様に、反応媒体は、少なくとも1つの金属の1つまたはそれ以上の異なる塩を含有していてよく、かつこれらの金属とは異なる少なくとも1つの金属は、アノード酸化を通じて金属イオンとして反応媒体中に供給されてよい。
電気化学的製造に関連した本発明の好ましい一実施態様によれば、少なくとも1つの金属イオンは、この少なくとも1つの金属を含有する少なくとも1つのアノードのアノード酸化により供給され、この場合、他の金属は金属塩を通じて供給されない。
本発明の範囲内でMOFの電気化学的製造に関連して使用される通りの"金属"という概念は、アノード酸化を通じて電気化学的経路で反応媒体中で供給されることができ、かつ少なくとも二座の少なくとも1つの有機化合物と共に少なくとも1つの多孔質の金属有機骨格材料を形成することのできる、周期律表の全ての元素を含む。
得られるMOFは、その製造とは無関係に、粉末状で生じるかまたは結晶質の形で生じる。このMOFそれ自体は、収着剤として本発明による方法において単独でかまたは別の種着剤または他の材料と一緒に使用されてよい。特に、このMOFは、堆積物として、殊に固定床中で生じる。更に、このMOFは、成形体に変換されてよい。この場合、好ましい方法は、この場合に押出しまたはタブレット化である。成形体の製造の場合には、MOFに他の材料、例えば結合剤、滑剤または別の添加剤が添加されてよい。同様に、MOFと別の吸着剤、例えば活性炭との混合物を成形体として製造するかまたは別個に成形体を生じ、次にこの成形体を成形体混合物として使用することを考えることができる。
前記のMOF成形体の可能な幾何学的形状に関連して、本質的に制限は存在しない。例えば、とりわけペレット、例えばディスク状ペレット、ピル、球、グラニュール、押出物、例えばビレット、ハニカム、格子又は中空体を挙げることができる。
これらの成形体の製造のためには、原則的に全ての適した方法が可能である。特に次の方法の実施が好ましい:
骨格材料を、単独でかまたは少なくとも1つの結合剤および/または少なくとも1つのペースト化剤(Anteigungsmittel)および/または少なくとも1つのテンプレート化合物と共に混練して、混合物を得;得られた混合物を、適した少なくとも1つの方法、例えば押出しにより成形し;場合により押出物を洗浄しおよび/または乾燥しおよび/またはか焼し;場合によっては調製する(Konfektionieren)。
骨格材料を、少なくとも1つの場合により多孔質の担持材料上に施与する。次に、得られた材料は、前記の方法により、成形体に後加工されることができる。
骨格材料を、少なくとも1つの場合により多孔質の基体上に施与する。
多孔質のプラスチック、例えばポリウレタン中に発泡させる。
混練および成形は、例えばUllmanns Enzyklopaedie der Technischen Chemie、第4版、第2巻、p.313以降(1972)に記載されているような、それぞれ適した方法により行なわれてもよく、これに関連したその内容は本出願の記載内容において関連づけにより全面的に取り入れられる。
例えば好ましくは、混練および/または成形は、ピストンプレス、少なくとも1つの結合剤材料の存在下または不在下でのロールプレス、コンパウンディング、ペレット化、タブレット化、押出し、同時押出し、発泡、回転塗布、コーティング、造粒、好ましくは噴霧造粒、噴霧、噴霧乾燥またはこれらの方法の2つまたはそれ以上からなる組合せを用いて、行なわれてよい。
特に、ペレット、ストランドおよび/またはタブレットが製造される。
混練および/または成形は、高められた温度で、例えば室温から300℃までの範囲内でおよび/または高められた圧力で、例えば常圧から数百バールの範囲内でおよび/または保護ガス雰囲気中で、例えば、少なくとも1つの希ガス、窒素またはそれらの2つまたはそれ以上からの混合物の存在下で行なわれてよい。
混練および/または成形は、別の一実施態様によれば、少なくとも1つの結合剤を添加しながら実施され、その際に結合剤として原則的に、混練すべきおよび/または成形すべき材料の混練および/または成形のために望ましい粘度を保証するそれぞれの化合物が使用されてよい。それに応じて、結合剤は、本発明の範囲内で、粘度を高める化合物ならびに粘度を低下させる化合物であってよい。
例えば、とりわけ好ましい結合剤として、例えば国際公開(WO)第94/29408号パンフレットに記載されているような酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含有する結合剤、例えば欧州特許出願公開(EP-A1)第0 592 050号明細書に記載されているような二酸化ケイ素、例えば国際公開(WO)第94/13584号パンフレットに記載されているような二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとからなる混合物、例えば特開平(JP-A)第03-037156号公報に記載されているような粘土鉱物類、例えばモンモリロン石、カオリン、ベントナイト、ハロサイト(Hallosit)、ディッカイト、ナクライトおよびアナウキサイト(Anauxit)、例えば欧州特許(EP-B1)第0 102 544号明細書に記載されているようなアルコキシシラン、例えばテトラアルコキシシラン、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、または例えばトリアルコキシシラン、例えばトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、トリブトキシシラン、アルコキシチタネート、例えばテトラアルコキシチタネート、例えばテトラメトキシチタネート、テトラエトキシチタネート、テトラプロポキシチタネート、テトラブトキシチタネート、または例えばトリアルコキシチタネート、例えばトリメトキシチタネート、トリエトキシチタネート、トリプロポキシチタネート、トリブトキシチタネート、アルコキシジルコネート、例えばテトラアルコキシジルコネート、例えばテトラメトキシジルコネート、テトラエトキシジルコネート、テトラプロポキシジルコネート、テトラブトキシジルコネート、または例えばトリアルコキシジルコネート、例えばトリメトキシジルコネート、トリエトキシジルコネート、トリプロポキシジルコネート、トリブトキシジルコネート、シリカゾル、両親媒性物質および/またはグラファイトを挙げることができる。グラファイトが特に好ましい。
粘度を上昇させる化合物として、例えば、場合により前記の化合物に加えて、有機化合物および/または親水性ポリマー、例えばセルロースまたはセルロース誘導体、例えばメチルセルロースおよび/またはポリアクリレートおよび/またはポリメタクリレートおよび/またはポリビニルアルコールおよび/またはポリビニルピロリドンおよび/またはポリイソブテンおよび/またはポリテトラヒドロフランが使用されてもよい。
ペースト化剤として、とりわけ好ましくは、水または少なくとも1つのアルコール、例えば、1〜4個のC原子を有するモノアルコール、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノールまたは2−メチル−2−プロパノールまたは水と少なくとも1つの前記のアルコールとからなる混合物または多価アルコール、例えばグリコール、好ましくは単独でかまたは水および/または少なくとも1つの前記の一価アルコールとの混合物としての水混和性の多価アルコールが使用されることができる。
混練および/または成形に使用されることができる別の添加剤は、とりわけ、アミンまたはアミン誘導体、例えばテトラアルキルアンモニウム化合物またはアミノアルコールおよび炭酸塩を含有する化合物、例えば炭酸カルシウムである。このような他の添加剤は、例えば、欧州特許出願公開(EP-A1)第0 389 041号明細書、欧州特許出願公開(EP-A1)第0 200 260号明細書または国際公開(WO)第95/19222号に記載されている。
テンプレート化合物、結合剤、ペースト化剤、成形および混練の際に粘度を上昇させる物質のような添加剤の順序は、原則的に重要ではない。
更に、好ましい一実施態様によれば、混練および/または成形により得られた成形体は、一般に25〜300℃の範囲内、有利に50〜300℃の範囲内、特に有利に100〜300℃の範囲内の温度で実施される少なくとも1つの乾燥に掛けられる。同じように、真空中で又は保護ガス雰囲気下に又は噴霧乾燥により乾燥させることが可能である。
特に好ましい一実施態様によれば、この乾燥過程の範囲内で、添加剤として添加された少なくとも1つの化合物が、少なくとも部分的に成形体から除去される。

Claims (3)

  1. 1m3の最少容積および所定の最大充填圧力を有する水素またはメタンガス圧容器において、このガス圧容器が、フィルターを備え、このフィルターを通してそれぞれ水素、メタンが、取込中に流れることができ、この場合このフィルターは、少なくとも1つの高級炭化水素、アンモニア、付香剤または硫化水素、またはこれらの物質の2つまたはそれ以上の混合物から選択される汚染物質を吸着するための吸着剤を有し、前記圧容器および前記フィルターが多孔質の金属有機骨材料を吸着剤として備えていることを特徴とする、水素またはメタンガス圧容器。
  2. 最大の充填圧力が150バール(絶対)である、請求項1記載のガス圧容器。
  3. 車両中または車両上に存在しかつ水素またはメタンを貯蔵するための吸着剤を備える他のガス圧容器を充填するための請求項1または2記載のガス圧容器の使用方法。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2440123B (en) * 2006-07-19 2010-12-22 Pptek Ltd Fuel cleaning for gas fired engines
DE102006045920A1 (de) * 2006-09-28 2008-04-03 Robert Bosch Gmbh Fluidspeicher
KR20100016188A (ko) * 2007-04-05 2010-02-12 바스프 에스이 금속 유기 골격 성분 및 잠열 저장 성분을 포함하는 혼합물을 포함하는 가스 압력 용기
US8372779B2 (en) * 2007-04-24 2013-02-12 Basf Se Metal organic frameworks based on aluminum, iron and chromium
ES2402323T3 (es) * 2007-05-21 2013-04-30 Basf Se Aminocarboxilatos de aluminio como materiales estructurales organometálicos porosos
EP2152826B1 (en) * 2007-05-24 2013-07-17 Basf Se Chemical-mechanical polishing composition comprising porous metal-organic framework materials
RU2478602C2 (ru) * 2007-07-10 2013-04-10 Басф Се Способ отделения неразветвленных углеводородов от их разветвленных изомеров
EP2207835B1 (en) * 2007-09-11 2017-08-23 Dow Global Technologies LLC Compositions and articles prepared therefrom
CN101925392A (zh) * 2008-01-24 2010-12-22 巴斯夫欧洲公司 作为干燥剂的多孔金属有机骨架材料
WO2009130251A2 (en) * 2008-04-22 2009-10-29 Faculte Polytechnique De Mons Gas adsorbent
US8425662B2 (en) 2010-04-02 2013-04-23 Battelle Memorial Institute Methods for associating or dissociating guest materials with a metal organic framework, systems for associating or dissociating guest materials within a series of metal organic frameworks, and gas separation assemblies
JP6038878B2 (ja) * 2011-03-31 2016-12-07 カウンスィル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチCouncil Of Scientific & Industrial Research 向上したガス吸着容量を有する活性炭−金属有機骨格複合材料およびその調製のための方法
KR20150067183A (ko) * 2012-10-09 2015-06-17 바스프 에스이 흡수 저장소에 기체를 충전하는 방법
US9243754B2 (en) 2012-10-09 2016-01-26 Basf Se Method of charging a sorption store with a gas
US9925516B2 (en) * 2014-12-02 2018-03-27 Numat Technologies, Inc. Formation of high surface area metal-organic frameworks
US9190114B1 (en) 2015-02-09 2015-11-17 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive filter including fluorinated and non-fluorinated nanopourous organic framework materials
JP6941762B2 (ja) * 2016-04-27 2021-09-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 多孔性配位高分子、ならびにそれを用いた水素分子貯蔵方法、水素貯蔵装置、水素分子分離方法、および水素純化装置
CN111790209A (zh) * 2020-07-23 2020-10-20 张宗洲 一种汽车空调滤网及其夹层制备方法
GB2620599A (en) * 2022-07-12 2024-01-17 Swellfix Uk Ltd Hydrogen sulfide scavenging compositions

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1821549A (en) * 1927-01-15 1931-09-01 E K Medical Gas Lab Inc Apparatus for dehydrating and purifying gases
DE1011169B (de) * 1953-08-26 1957-06-27 Walther Koeniger Dr Ing Vorrichtung zur Anzeige bestimmter Temperaturkombinationen zweier Medien
US4343770A (en) * 1977-12-19 1982-08-10 Billings Energy Corporation Self-regenerating system of removing oxygen and water impurities from hydrogen gas
JPS5838238Y2 (ja) * 1980-12-25 1983-08-29 日本コイン株式会社 溶解アセチレン容器の逆火防止器
US4600525A (en) * 1982-07-21 1986-07-15 Baker Nathaniel R Hydrogen sorbent flow aid composition and containment thereof
DE3231498A1 (de) 1982-08-25 1984-03-01 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von harten, bruchfesten katalysatoren aus zeolith-pulver
US4522159A (en) * 1983-04-13 1985-06-11 Michigan Consolidated Gas Co. Gaseous hydrocarbon fuel storage system and power plant for vehicles and associated refueling apparatus
IT1187661B (it) 1985-04-23 1987-12-23 Enichem Sintesi Catalizzatore a base di silicio e titanio ad elevata resistenza meccanica
GB8906726D0 (en) 1989-03-23 1989-05-10 Shell Int Research Titania extrudates
JPH0337156A (ja) 1989-07-03 1991-02-18 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ゼオライト成型焼成体及びその製造方法
JPH06211517A (ja) 1992-10-08 1994-08-02 Shell Internatl Res Maatschappij Bv 結晶状アルミノシリケートの押出方法
CA2151592A1 (en) 1992-12-16 1994-06-23 Stephen J. Miller Preparation of aluminosilicate zeolites
US5378671A (en) 1993-06-03 1995-01-03 Mobil Oil Corp. Method for preparing catalysts comprising zeolites
JP4135970B2 (ja) 1994-01-12 2008-08-20 イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー イオン交換用完全フッ素置換ポリマーと金属酸化物からゾル−ゲルで生成させた多孔質ミクロ複合体
US5601437A (en) 1994-10-17 1997-02-11 Methode Electronics, Inc. Clockspring with centering display device
US5648508A (en) 1995-11-22 1997-07-15 Nalco Chemical Company Crystalline metal-organic microporous materials
JPH09227571A (ja) * 1996-02-28 1997-09-02 Osaka Gas Co Ltd ガス貯蔵性金属錯体とその製造方法及びガス貯蔵装置並びにガス貯蔵装置を装備した自動車
PE20000121A1 (es) 1997-10-21 2000-02-17 Cancer Res Campaign Tech Determinacion de anormalidad en el crecimiento celular
US5980599A (en) * 1998-03-27 1999-11-09 Uop Llc In-tank purifier with bypass for filling
CN1089903C (zh) 1998-08-28 2002-08-28 中国科学院空间科学与应用研究中心 获取海洋雷达高度计中频仿真信号的方法和设备
US6293110B1 (en) * 1999-12-17 2001-09-25 Energy Conversion Devices, Inc. Hydrogen cooled hydride storage unit
JP2001322801A (ja) * 2000-03-08 2001-11-20 Denso Corp 水素貯蔵装置
JP2002054798A (ja) * 2000-08-11 2002-02-20 Honda Motor Co Ltd 水素吸蔵合金式水素貯蔵タンクに水素ガスを充填する装置及び方法
JP2002221298A (ja) * 2001-01-26 2002-08-09 Honda Motor Co Ltd 水素貯蔵装置
JP4705251B2 (ja) * 2001-01-26 2011-06-22 本田技研工業株式会社 Mhタンク
GB0103762D0 (en) * 2001-02-15 2001-04-04 Air Prod & Chem A gas purification unit
JP4646422B2 (ja) 2001-03-08 2011-03-09 大阪瓦斯株式会社 天然ガス、メタン自動車用燃料の吸着式貯蔵方法
DE10111230A1 (de) 2001-03-08 2002-09-19 Basf Ag Metallorganische Gerüstmaterialien und Verfahren zu deren Herstellung
US6932945B2 (en) * 2001-06-19 2005-08-23 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorbent based gas delivery system with integrated purifier
US6929679B2 (en) * 2002-02-01 2005-08-16 Basf Aktiengesellschaft Method of storing, uptaking, releasing of gases by novel framework materials
JP2003278997A (ja) 2002-03-26 2003-10-02 Nippon Steel Corp ガス貯蔵装置
JP2003342260A (ja) * 2002-05-23 2003-12-03 Osaka Gas Co Ltd 三次元型金属錯体、吸着材および分離材
JP2006503104A (ja) * 2002-06-19 2006-01-26 ユニバーシテイ・オブ・アイオワ・リサーチ・フアウンデーシヨン ガス貯蔵材料および装置
US7309380B2 (en) * 2003-06-30 2007-12-18 Basf Aktiengesellschaft Gas storage system
US6907740B2 (en) 2003-07-23 2005-06-21 Advanced Technology Materials, Inc. Gas charging system for fill of gas storage and dispensing vessels
DE10355087A1 (de) 2003-11-24 2005-06-09 Basf Ag Verfahren zur elektrochemischen Herstellung eines kristallinen porösen metallorganischen Gerüstmaterials
US7124790B2 (en) 2004-06-28 2006-10-24 General Electric Company System and method for storing and discharging hydrogen
US7160359B2 (en) * 2004-07-02 2007-01-09 Air Products And Chemicals, Inc. Built in purifier for reactive gases
JP2006083898A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Honda Motor Co Ltd 水素貯蔵タンク
JP5010807B2 (ja) * 2005-02-08 2012-08-29 本田技研工業株式会社 水素吸着材の活性化方法
ES2558536T3 (es) * 2005-04-07 2016-02-05 The Regents Of The University Of Michigan Technology Management Wolverine Tower Office Adsorción elevada de gas en un marco metal-orgánico con sitios metálicos abiertos
US7517396B2 (en) * 2006-02-06 2009-04-14 Gm Global Technology Operations, Inc. Apparatus for optimal adsorption and desorption of gases utilizing highly porous gas storage materials

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