JP5196413B2 - Adsorption material - Google Patents

Adsorption material Download PDF

Info

Publication number
JP5196413B2
JP5196413B2 JP2006159707A JP2006159707A JP5196413B2 JP 5196413 B2 JP5196413 B2 JP 5196413B2 JP 2006159707 A JP2006159707 A JP 2006159707A JP 2006159707 A JP2006159707 A JP 2006159707A JP 5196413 B2 JP5196413 B2 JP 5196413B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
metal complex
compound
site
adsorptive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006159707A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007091709A (en
Inventor
明子 湯淺
一登 上門
千恵 平井
進 北川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyoto University
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Kyoto University
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyoto University, Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Kyoto University
Priority to JP2006159707A priority Critical patent/JP5196413B2/en
Publication of JP2007091709A publication Critical patent/JP2007091709A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5196413B2 publication Critical patent/JP5196413B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Pyridine Compounds (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

本発明は、吸着材料に関するものである。   The present invention relates to an adsorbing material.

気体吸着材料は、真空保持、希ガス中の微量ガスの除去、蛍光灯中のガスの除去等様々な分野で用いられている。
半導体製造工業で用いられている希ガスは、希ガス中の窒素、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、水素、水蒸気などを除去し、高純度に精製することが望まれている。特に、その中でも安定な分子である窒素を除去することが困難である。
Gas adsorbing materials are used in various fields such as vacuum holding, removal of trace gases from rare gases, and removal of gases from fluorescent lamps.
A rare gas used in the semiconductor manufacturing industry is desired to be purified to a high purity by removing nitrogen, hydrocarbon, carbon monoxide, carbon dioxide, oxygen, hydrogen, water vapor and the like in the rare gas. In particular, it is difficult to remove nitrogen, which is a stable molecule.

例えば、希ガス中の窒素、あるいは炭化水素などを取り除くため、ジルコニウム、バナジウム及びタングステンからなる三元合金のゲッター材と希ガスを加熱下に接触させる方法がある(例えば、特許文献1参照)。   For example, there is a method in which a rare gas is brought into contact with a getter material of a ternary alloy composed of zirconium, vanadium, and tungsten in order to remove nitrogen or hydrocarbons in the rare gas (see, for example, Patent Document 1).

この方法は、合金を100〜600℃の温度で希ガスと接触させることにより、希ガスから窒素等の不純物を除去するものである。   This method is to remove impurities such as nitrogen from a rare gas by bringing the alloy into contact with the rare gas at a temperature of 100 to 600 ° C.

窒素に対して高ガス吸着効率を備える無蒸発ゲッター合金として、ジルコニウム、鉄、マンガン、イットリウム、ランタンと、希土類元素の1種の元素を含む合金がある(例えば、特許文献2参照)。   As the non-evaporable getter alloy having high gas adsorption efficiency with respect to nitrogen, there is an alloy containing one element of zirconium, iron, manganese, yttrium, lanthanum, and a rare earth element (for example, see Patent Document 2).

この合金は、合金を300〜500℃の間の温度で10〜20分間活性化処理を行うことにより、水素、炭化水素、窒素等の吸着に対して室温でも作用することができるものである。
低温での窒素吸着合金として、Ba−Li合金が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
このBa−Li合金は、断熱ジャケット内に真空を維持するためのデバイスに、乾燥材と組み合わせて組み込まれ、室温においても窒素等のガスに対して反応性を示す。
This alloy can act at room temperature against adsorption of hydrogen, hydrocarbons, nitrogen and the like by subjecting the alloy to an activation treatment at a temperature of 300 to 500 ° C. for 10 to 20 minutes.
As a nitrogen adsorption alloy at a low temperature, a Ba-Li alloy has been proposed (for example, see Patent Document 3).
This Ba-Li alloy is incorporated in a device for maintaining a vacuum in a heat insulating jacket in combination with a desiccant, and is reactive to gases such as nitrogen even at room temperature.

金属錯体からなるガス吸着材が提案されている(例えば、特許文献4参照)。
これは、ジカルボン酸と、特定の二価の金属と、金属へ二座配位可能な有機配位子とを含む金属錯体からなるガス吸着材である。
A gas adsorbent made of a metal complex has been proposed (see, for example, Patent Document 4).
This is a gas adsorbent composed of a metal complex containing a dicarboxylic acid, a specific divalent metal, and an organic ligand capable of bidentate coordination to the metal.

金属錯体からなるガス吸着材が提案されている(例えば、特許文献5参照)。
これは、吸脱着等温線がヒステリシスループを示し、配位結合、共有結合、イオン結合、および、水素結合の総数を1としたときに、水素結合の総数が0.2以上である金属錯体からなるガス吸着材である。
特開平6−135707号公報 特表2003−535218号公報 特表平9−512088号公報 特開2001−348361号公報 特開2004−74026号公報
A gas adsorbent made of a metal complex has been proposed (see, for example, Patent Document 5).
This is because the adsorption / desorption isotherm shows a hysteresis loop, and the total number of coordination bonds, covalent bonds, ionic bonds, and hydrogen bonds is 1, and the total number of hydrogen bonds is 0.2 or more. It is a gas adsorbent.
JP-A-6-135707 Special table 2003-535218 gazette Japanese National Patent Publication No. 9-512088 JP 2001-348361 A JP 2004-74026 A

しかしながら、特許文献1に記載の上記従来の構成では、300〜500℃で加熱し続けることが必要であり、高温での加熱であるためエネルギーコストが大きく環境にも悪く、また、低温でのガス吸着を望む場合は使用できない。   However, in the above-described conventional configuration described in Patent Document 1, it is necessary to continue heating at 300 to 500 ° C., and since the heating is performed at a high temperature, the energy cost is large and the environment is bad, and the gas at a low temperature is used. Cannot be used if adsorption is desired.

特許文献2に記載の上記従来の構成では、300〜500℃の前処理が必要であり、高温での前処理が困難な場合のガス除去、例えばプラスチック袋中のガスを常温下で除去することは困難である。   The conventional configuration described in Patent Document 2 requires pretreatment at 300 to 500 ° C., and gas removal when pretreatment at high temperature is difficult, for example, removing gas in a plastic bag at room temperature It is difficult.

特許文献3に記載の上記従来の構成は、活性化のための熱処理を必要とせず常温で窒素吸着が可能であるが、そのため、取り扱い時に空気中の水分、窒素などと反応してしまい、必要時の活性確保のための取り扱い性に課題を残している。また、窒素吸着に対するさらなる大容量化が望まれていると共に、Baは劇物指定物質であるため、工業的に使用するに際して環境や人体に対して問題のないものが望まれている。   The conventional configuration described in Patent Document 3 does not require heat treatment for activation and can adsorb nitrogen at room temperature. However, it reacts with moisture, nitrogen, etc. in the air during handling, and is necessary. The problem remains in the handleability for ensuring activity at the time. In addition, further increase in capacity for nitrogen adsorption is desired, and Ba is a deleterious substance-designated substance, and therefore, it is desired to have no problem for the environment and human body when used industrially.

特許文献4に記載の上記従来の構成では、合金材料よりも単位重量あたりの吸着量は大きいが、加圧条件下で、ガスと接触させることにより、ガス吸着が発現するものであり、常圧、減圧下では脱離が生じる。高圧下で吸着し、減圧下で脱離する、吸蔵挙動が求められる用途では適用可能であるが、完全に気体を除去するための用途では不適当である。   In the above-described conventional configuration described in Patent Document 4, the adsorption amount per unit weight is larger than that of the alloy material, but gas adsorption is manifested by bringing it into contact with a gas under a pressurized condition. Desorption occurs under reduced pressure. Although it can be applied in applications where the occlusion behavior is required, such as adsorption under high pressure and desorption under reduced pressure, it is inappropriate for applications for completely removing gas.

特許文献5に記載の上記従来の構成では、特許文献4同様に、合金材料よりも単位重量あたりの吸着量は大きいが、加圧条件下で、ガスと接触させることにより、ガス吸着が発現するものであり、常圧、減圧下では脱離が生じる。   In the conventional configuration described in Patent Document 5, the amount of adsorption per unit weight is larger than that of the alloy material as in Patent Document 4, but gas adsorption is manifested by contacting with gas under pressurized conditions. Desorption occurs under normal pressure and reduced pressure.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、常温常圧、あるいは常温減圧下でも気体吸着活性が高く、特に窒素に対する吸着性能が高い吸着性化合物を提供することを目的とする。
さらには、環境や人体に対して問題のないものを提供することを目的とする。
The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an adsorptive compound having a high gas adsorption activity even at room temperature and normal pressure or at room temperature and reduced pressure, and particularly high adsorption performance for nitrogen.
Furthermore, it aims at providing what does not have a problem with respect to an environment or a human body.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、オープンメタルサイトを有する吸着性集積型金属錯体を提供するものである。オープンメタルサイトが気体分子と分子間相互作用を発現することにより、気体分子が分子状でオープンメタルサイトへ配位した結果、吸着が起こる。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides an adsorptive integrated metal complex having an open metal site. Adsorption occurs as a result of molecular coordination of the open metal site to the open metal site due to the open metal site expressing intermolecular interactions with the gas molecules.

オープンメタルサイトは、配位飽和、あるいは配位不飽和な金属イオンで構成されてもよいが、前記オープンメタルサイトが4個の配位サイトを有し、少なくとも1つの空き配位サイトを有し、3個以下のサイトが配位状態にある金属イオンで構成されているものでは、より気体分子と強い分子間相互作用を有する。   The open metal site may be composed of metal ions that are saturated with coordination or unsaturated, but the open metal site has four coordination sites and has at least one empty coordination site. Those having 3 or less sites composed of metal ions in a coordinated state have stronger intermolecular interactions with gas molecules.

本発明の吸着性集積型金属錯体は、オープンメタルサイトを有していることにより、分子量45以下であり293K、130Pa条件下で気体である分子と強い相互作用を生じ、窒素、酸素、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水分等の気体、中でも特に窒素に対する活性が非常に高い。   Since the adsorptive integrated metal complex of the present invention has an open metal site, it has a molecular weight of 45 or less and causes a strong interaction with molecules that are gases under the conditions of 293 K and 130 Pa, so that nitrogen, oxygen, hydrogen, It has a very high activity against gases such as carbon dioxide, carbon monoxide and moisture, especially nitrogen.

本発明の吸着性集積型金属錯体は、オープンメタルサイトを有する。
オープンメタルサイトの一つの態様は、金属イオンが配位不飽和であり、その配位状態に少なくとも1つの空きサイトを有する場合である。この場合、被吸着分子が、空きサイトへ相互作用可能である。
The adsorptive integrated metal complex of the present invention has an open metal site.
One aspect of an open metal site is when the metal ion is coordination unsaturated and has at least one vacant site in its coordination state. In this case, the adsorbed molecule can interact with the empty site.

オープンメタルサイトの他の態様は、金属イオンが配位飽和であっても、配位子間のねじれ、ゆがみにより、吸着活性を示す場合である。
少なくとも1つの空きサイトを有する集積型金属錯体の合成方法の一例を示すと、メタルセンターに予め易脱離性の官能基が1つ配置された構造体、あるいは易脱離性の官能基を1つ有するメタルセンターを持つ構造体を適切に加熱処理することにより、易脱離性の官能基を脱離させて、合成するものである。
また、2つの空きサイトを有する集積型金属錯体を合成する場合は、同様に易脱離性の官能基数を2つにすればよい。
Another embodiment of the open metal site is a case where even if the metal ion is coordination-saturated, it exhibits adsorption activity due to twisting and distortion between the ligands.
An example of a method for synthesizing an integrated metal complex having at least one vacant site will be described. A structure in which one easily detachable functional group is arranged in advance in a metal center, or 1 detachable functional group is 1 The structure having a single metal center is appropriately heat-treated to remove an easily detachable functional group for synthesis.
Similarly, when synthesizing an integrated metal complex having two free sites, the number of easily detachable functional groups may be set to two.

また、被吸着分子は、液体であっても、気体であっても良いが、本発明においては気体分子の吸着を目的としている。
また、吸着性集積型金属錯体は、多孔構造であっても、非多孔構造であってもよい。より多量の気体を吸着させたい場合には、多孔構造であることが望ましい。
Further, the molecule to be adsorbed may be a liquid or a gas, but the purpose of the present invention is to adsorb the gas molecule.
Further, the adsorptive integrated metal complex may have a porous structure or a non-porous structure. In order to adsorb a larger amount of gas, a porous structure is desirable.

本発明の好ましい一態様は、オープンメタルサイトが、4個の配位サイトを有し、少なくとも1つの空き配位サイトを有し、3個以下のサイトが配位状態にある金属イオンで構成されていることである。   In a preferred aspect of the present invention, an open metal site is composed of metal ions having four coordination sites, at least one vacant coordination site, and not more than three sites in a coordinated state. It is that.

飽和配位サイトが4個を越えるオープンメタルサイトでは、立体障害による吸着阻害作用が生じやすいため、4個の配位サイトを有するものが適当である。   An open metal site having more than 4 saturated coordination sites is likely to have an adsorption inhibiting action due to steric hindrance, and therefore has 4 coordination sites.

本発明の好ましい一態様においては、吸着性集積型金属錯体において、金属イオンが、銅イオンを含むものである。   In a preferred embodiment of the present invention, in the adsorptive integrated metal complex, the metal ion contains a copper ion.

銅イオンは、気体吸着活性が高く、特に吸着困難であるとされている窒素や、一酸化炭素、水素、酸素に対して高い吸着性を示すことが確認できた。特に、銅一価イオンが好ましい。   It was confirmed that copper ions have high gas adsorption activity and show high adsorptivity to nitrogen, carbon monoxide, hydrogen, and oxygen, which are particularly difficult to adsorb. In particular, a copper monovalent ion is preferable.

本発明の好ましい一態様は、吸着性集積型金属錯体において、空き配位サイトが、加熱により生じたことを特徴とするものである。
加熱により空き配位サイトとなるサイトは、加熱により脱離する何らかの化合物、例えば合成時の溶媒などを予め配位させ作製するものであって、本構成により、気体吸着活性をブロッキングできるものであり、例えば、加熱前は、大気中での取り扱いが可能であり、任意の加工、成型が容易である。
One preferred embodiment of the present invention is characterized in that, in the adsorptive integrated metal complex, an empty coordination site is generated by heating.
A site that becomes an empty coordination site by heating is prepared by previously coordinating some compound that is desorbed by heating, such as a solvent during synthesis, and this configuration can block gas adsorption activity. For example, before heating, handling in the atmosphere is possible, and arbitrary processing and molding are easy.

この際の加熱温度は、吸着性集積型金属錯体の熱分析(TG)などにより求めることができる。脱離する化合物の含有率と、加熱による重量減少率との合致する温度を加熱温度とする。   The heating temperature at this time can be determined by thermal analysis (TG) of the adsorptive integrated metal complex. The temperature at which the content rate of the desorbing compound matches the weight reduction rate due to heating is defined as the heating temperature.

加熱により脱離する化合物としては、金属イオンに対して結合力の弱い物質、すなわち塩基性の弱い、配位子や、集積型金属錯体合成時の溶媒などが利用できる。   As a compound that is desorbed by heating, a substance having a weak binding force with respect to a metal ion, that is, a ligand having a weak basicity, a solvent during synthesis of an integrated metal complex, or the like can be used.

加熱の際は、常圧であっても減圧であっても良いが、加熱により脱離する化合物の種類により、減圧が好ましい場合もある。また、雰囲気ガスは、特に指定するものではないが、不活性雰囲気下が望ましい。   When heating, normal pressure or reduced pressure may be used, but reduced pressure may be preferable depending on the type of compound desorbed by heating. The atmosphere gas is not particularly specified, but an inert atmosphere is desirable.

加熱温度は、取り扱い性などを考慮すると、200℃以下が望ましい。加熱により脱離する化合物としては、例えば、アセトニトリル、メタノールやエタノールなどの低分子量のアルコール、一酸化炭素、エチレンなどである。   The heating temperature is preferably 200 ° C. or lower in consideration of handling properties. Examples of the compound that is eliminated by heating include acetonitrile, low molecular weight alcohols such as methanol and ethanol, carbon monoxide, and ethylene.

また、アセトンなど沸点の低い化合物が配位していた場合には、200℃より低い温度で脱離が生じ、気体吸着活性を示すものである。従来の合金材料と比較すると、加熱温度が低く、エネルギー的にも有利である。   Further, when a compound having a low boiling point such as acetone is coordinated, desorption occurs at a temperature lower than 200 ° C., and gas adsorption activity is exhibited. Compared with a conventional alloy material, the heating temperature is low, which is advantageous in terms of energy.

本発明の好ましい一態様は、吸着性集積型金属錯体において、空き配位サイトが、分子量45以下であり293K、130Pa条件下で気体である分子を吸着可能であることを特徴とするものである。   One preferred embodiment of the present invention is characterized in that, in the adsorptive integrated metal complex, the vacant coordination site has a molecular weight of 45 or less and can adsorb molecules that are gases under the conditions of 293 K and 130 Pa. .

分子量45以下であり293K、130Pa条件下で気体である分子としては、水素、窒素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、エチレンなどが例示できる。本発明における吸着性集積型金属錯体はこれらの気体の吸着を実現するとともに、特に吸着困難である窒素に関して強い活性を示すものである。   Examples of molecules that have a molecular weight of 45 or less and are gaseous under the conditions of 293 K and 130 Pa include hydrogen, nitrogen, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, and ethylene. The adsorptive integrated metal complex in the present invention realizes adsorption of these gases and exhibits strong activity particularly with respect to nitrogen which is difficult to adsorb.

吸着性集積型金属錯体の1つの製法は、金属イオン化合物と、少なくとも2つの架橋配位子化合物L1およびL2を自己集積させる工程を経るものである。   One manufacturing method of the adsorptive integrated metal complex is a process of self-integrating a metal ion compound and at least two bridging ligand compounds L1 and L2.

本構成において、金属イオン化合物は、集積型金属錯体構造の形成およびオープンメタルサイトの形成に必要なものであり、架橋配位子化合物L1は集積型金属錯体構造の形成に、L2はオープンメタルサイトへの配位化合物として必要なものである。   In this configuration, the metal ion compound is necessary for forming the integrated metal complex structure and the open metal site, the bridging ligand compound L1 is used for forming the integrated metal complex structure, and L2 is the open metal site. It is necessary as a coordination compound.

合成は、金属イオン化合物と、少なくとも2つの架橋配位子化合物L1およびL2とを適当な溶媒中混合し、これらを自己集積させて行うものである。必要であれば、さらに配位子を加えてもよい。   The synthesis is performed by mixing a metal ion compound and at least two bridging ligand compounds L1 and L2 in a suitable solvent and self-assembling them. If necessary, a ligand may be further added.

また、金属イオン化合物とは、金属イオンと無機イオンからなる塩、および、金属イオンと無機イオンと低分子量配位子とからなる塩であれば利用することが可能であり、例えば、CuBrやCu(NO、[Cu(CHCN)]PF、[Cu(CHCN)]BFなどである。 The metal ion compound can be used as long as it is a salt composed of a metal ion and an inorganic ion, and a salt composed of a metal ion, an inorganic ion, and a low molecular weight ligand. For example, CuBr or Cu (NO 3 ) 2 , [Cu (CH 3 CN) 4 ] PF 6 , [Cu (CH 3 CN) 4 ] BF 4 , and the like.

架橋配位子化合物L1は、二座以上の多座配位子であって、末端に金属イオンとの結合部位となる、酸素原子または窒素原子を有することを特徴とするものである。
L1は、集積型金属錯体構造を形成する作用をするため、少なくとも二座以上の多座配位子である必要があり、また、末端に金属イオンとの結合部位となる、酸素原子または窒素原子を有することにより、多孔性で、かつ安定した集積型金属錯体構造を形成することが可能となる。
The bridging ligand compound L1 is a bidentate or more multidentate ligand, and has an oxygen atom or a nitrogen atom serving as a bonding site with a metal ion at the terminal.
L1 needs to be a multidentate ligand of at least bidentate in order to act to form an integrated metal complex structure, and an oxygen atom or nitrogen atom that serves as a binding site with a metal ion at the terminal It becomes possible to form a porous and stable integrated metal complex structure.

L2は、次の2種が適用可能である。
まずは、オープンメタルサイトである金属イオンへ配位し、後に、減圧下、200℃以下で脱離する何らかの化合物であって、金属イオンに対して結合力の弱い物質、すなわち塩基性の弱い、配位子や、集積型金属錯体合成時の溶媒などもL2として作用することができるものである。例えば、アセトニトリル、メタノールやエタノールなどの低分子量のアルコール、一酸化炭素、エチレンなどである。
The following two types of L2 can be applied.
First, it is a compound that coordinates to a metal ion that is an open metal site, and later desorbs at 200 ° C. or less under reduced pressure, and is a substance that has a weak binding force to the metal ion, that is, a weak basic coordination. Ligands, solvents for synthesizing integrated metal complexes, and the like can also act as L2. For example, acetonitrile, low molecular weight alcohols such as methanol and ethanol, carbon monoxide, and ethylene.

もう一方は、L1との組み合わせにより、配位した金属イオンを自ずとオープンメタルサイトとして形成する作用を有するものである。L1との組み合わせによるが、例えば、下記L1に対しては、

Figure 0005196413
次の分子がL2として作用する。
Figure 0005196413
The other has a function of forming a coordinated metal ion as an open metal site by combination with L1. Depending on the combination with L1, for example, for the following L1,
Figure 0005196413
The next molecule acts as L2.
Figure 0005196413

本発明の吸着性集積型金属錯体の他の1つの製法は、金属イオン化合物と、オープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物とを自己集積させてなる工程を経るものである。   Another production method of the adsorptive integrated metal complex of the present invention is a process in which a metal ion compound and a bridging ligand compound having an open metal site are self-assembled.

本構成においては、金属イオン化合物は、集積型金属錯体構造の形成のみに必要であり、オープンメタルサイト形成には使用されない。オープンメタルサイトの金属イオンは、予め架橋配位子化合物に組み込まれた状態で準備されており、金属イオン化合物と、オープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物とを自己集積させることにより、吸着性集積型金属錯体を合成するものである。   In this configuration, the metal ion compound is necessary only for the formation of the integrated metal complex structure, and is not used for the formation of the open metal site. The metal ions of the open metal site are prepared in advance in a state of being incorporated into the bridging ligand compound, and the adsorptivity is obtained by self-assembling the metal ion compound and the bridging ligand compound having an open metal site. An integrated metal complex is synthesized.

合成は、金属イオン化合物と、オープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物とを適当な溶媒中を用いて接触させ、これらを自己集積させるものである。
また、オープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物とは、主に配位不飽和な金属錯体のことである。
In the synthesis, a metal ion compound and a bridging ligand compound having an open metal site are brought into contact with each other in a suitable solvent, and these are self-assembled.
Moreover, the bridge | crosslinking ligand compound which has an open metal site is a metal complex mainly coordinated unsaturated.

例えば、飽和配位サイトが4個で、空きサイトが1つのオープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物は、

Figure 0005196413
のようなものである。E,F,Gは隣接する原子などと環構造を構成しており、Jは環構造へ結合している配位可能な官能基である。
飽和配位サイトが5個で、空きサイトが1つのオープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物は、
Figure 0005196413
となり、A、B、C、Dも隣接する原子などと環構造を構成している。 For example, a bridged ligand compound having four saturated coordination sites and one open metal site as a free site is
Figure 0005196413
It ’s like that. E, F, and G form a ring structure with adjacent atoms and the like, and J is a coordinating functional group bonded to the ring structure.
A bridging ligand compound having five saturated coordination sites and one open metal site as a free site is
Figure 0005196413
Thus, A, B, C, and D also form a ring structure with adjacent atoms.

ここで、Mは金属イオンであれば利用でき、第一遷移金属および第二遷移金属のイオンが望ましい。特に銅イオンが適しており、銅一価イオンがより好ましい。また、A〜Gは、酸素、窒素、リン、硫黄など、金属イオンに配位可能な元素であれば、適用可能である。またJは、金属イオンに配位可能なサイトを有する官能基であり、

Figure 0005196413
などである。ここでαは、水素やアルカリ金属元素など、任意に選択できる。 Here, M can be used as long as it is a metal ion, and ions of the first transition metal and the second transition metal are desirable. Copper ions are particularly suitable, and copper monovalent ions are more preferred. A to G are applicable as long as they are elements capable of coordinating to metal ions, such as oxygen, nitrogen, phosphorus, and sulfur. J is a functional group having a site capable of coordinating with a metal ion,
Figure 0005196413
Etc. Here, α can be arbitrarily selected from hydrogen and alkali metal elements.

オープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物の一例として次の物質があげられる。

Figure 0005196413
また、配位飽和な金属錯体配位子あっても、配位子間のねじれ、ゆがみにより、オープンメタルサイトが吸着活性を示すものは利用可能である。 Examples of the bridging ligand compound having an open metal site include the following substances.
Figure 0005196413
Moreover, even if it is a coordination saturated metal complex ligand, what has an open metal site which shows adsorption activity by the twist and distortion between ligands can be utilized.

本発明の好ましい一態様は、吸着性集積型金属錯体を、金属イオン化合物として、銅錯体を使用して形成することである。   One preferable aspect of the present invention is to form an adsorptive integrated metal complex using a copper complex as a metal ion compound.

本構成において、銅錯体から形成される、銅イオンを含むオープンメタルサイトは、吸着活性が高く、特に吸着困難であるとされている窒素や、一酸化炭素、水素、酸素に対して高い吸着性を示すため、非常に有用である。特に銅一価錯体が好ましく用いることができ、[Cu(CHCN)]PF、[Cu(CHCN)]BFなどが好ましく利用できる。 In this configuration, the open metal site containing copper ions formed from a copper complex has high adsorption activity and is particularly adsorbable to nitrogen, carbon monoxide, hydrogen, and oxygen, which are considered difficult to adsorb. Is very useful for showing. In particular, a copper monovalent complex can be preferably used, and [Cu (CH 3 CN) 4 ] PF 6 , [Cu (CH 3 CN) 4 ] BF 4 and the like can be preferably used.

上記製法により、吸着性集積型金属錯体において、オープンメタルサイトを確実に、容易に発生させることが可能である。   By the said manufacturing method, it is possible to generate | occur | produce an open metal site reliably and easily in an adsorptive integrated metal complex.

本発明はさらに、オープンメタルサイトが、配位状態にねじれ、ゆがみがあり、被吸着分子が相互作用可能な空間裕度を持つ配位飽和な金属イオンで構成されている吸着性集積型金属錯体を提供するものである。   The present invention further relates to an adsorptive integrated metal complex in which an open metal site is composed of coordination-saturated metal ions having twisted and distorted coordination states and space tolerance that allows adsorbed molecules to interact with each other. Is to provide.

該吸着性集積型金属錯体の合成方法の一例を示すと、吸着活性を有する金属イオン化合物と、配位子とを適切な溶媒中で混合攪拌、あるいは適切な溶媒に溶解し、接触させる方法がある。   An example of a method for synthesizing the adsorptive integrated metal complex is a method in which a metal ion compound having an adsorptive activity and a ligand are mixed and stirred in an appropriate solvent, or dissolved in an appropriate solvent and contacted. is there.

ここで、配位子は1種類であっても、2種類以上であっても良い。
また、出発原料となる金属イオン化合物と配位子との組み合わせ、および配位子が複数の場合であれば、配位子同士の組み合わせにより、オープンメタルサイトの配位状態にねじれ、ゆがみを生じさせることが重要である。
Here, the number of ligands may be one, or two or more.
In addition, in the case of a combination of a metal ion compound as a starting material and a ligand, and when there are multiple ligands, the combination of ligands twists and distorts the coordination state of the open metal site. It is important to let

本発明はさらに、オープンメタルサイトを有する吸着性金属錯体を提供するものである。
この吸着性金属錯体が有するオープンメタルサイトは、配位飽和な金属イオンの配位状態にねじれ、ゆがみが生じており、被吸着分子が、金属イオンへ相互作用可能な空間裕度がある状態であっても、配位不飽和な金属イオンであり、配位状態に少なくとも1つの空きサイトを有する状態であっても良い。なお、オープンメタルサイトは、金属イオンが、銅イオン、特に銅一価イオンであることが望ましい。
The present invention further provides an adsorptive metal complex having an open metal site.
The open metal site of this adsorptive metal complex is twisted and distorted by the coordination state of the metal ions that are coordinatively saturated, and the adsorbed molecule has a space tolerance that allows interaction with the metal ion. Even if it exists, it is a metal ion which is coordination-unsaturated and may have at least one vacant site in the coordination state. In addition, as for an open metal site, it is desirable that a metal ion is a copper ion, especially a copper monovalent ion.

配位不飽和な金属イオンで構成されるオープンメタルサイト吸着性金属錯体は、例えば、[Cu(CHCN)]PF等の金属錯体を使用し、適当な条件(加熱、減圧下)に配位子を1個除去することにより製造することができる。 As the open metal site-adsorptive metal complex composed of coordination unsaturated metal ions, for example, a metal complex such as [Cu (CH 3 CN) 4 ] PF 6 is used, under appropriate conditions (heating and under reduced pressure). Can be produced by removing one ligand.

さらに、本発明は、少なくとも、出発原料の分解物および吸着性集積型金属錯体の分解物の一部を含む吸着性集積型金属錯体を提供するものである。   Furthermore, the present invention provides an adsorptive integrated metal complex including at least a part of the decomposition product of the starting material and the decomposed product of the adsorptive integrated metal complex.

ここでの分解物とは、主に空き配位サイトを作製するための加熱により生じた熱分解物を指すが、合成時に生じる中間生成物や、未反応の出発原料など含み、目的とする吸着性集積型金属錯体以外の副反応生成物全般を含むものである。なお、ここでの分解物の一部というのは、量の一部であっても、成分の一部であってもよい。
本構成によって、吸着性集積型金属錯体の出発原料および加熱などの履歴が確認できる。
The decomposition product here refers to a thermal decomposition product generated mainly by heating to produce a free coordination site, but includes intermediate products generated during synthesis, unreacted starting materials, etc., and intended adsorption. This includes all side reaction products other than the active metal complex. Here, the part of the decomposition product may be a part of the amount or a part of the components.
With this configuration, the history of the starting material and heating of the adsorptive integrated metal complex can be confirmed.

また、本発明は、少なくとも、出発原料の分解物および吸着性金属錯体の分解物の一部を含む吸着性金属錯体を提供するものである。   The present invention also provides an adsorptive metal complex containing at least a part of the decomposition product of the starting material and the decomposition product of the adsorbent metal complex.

ここでの分解物とは、主に空き配位サイトを作製するための加熱により生じた熱分解物を指すが、合成時に生じる中間体や、未反応の出発原料など含み、吸着性金属錯体の不完全な重合体全般を含むものである。ここでの分解物の一部というのは、上記と同義である。
本構成によって、吸着性金属錯体の出発原料および加熱などの履歴が確認できる。
The decomposition product here refers to a thermal decomposition product generated mainly by heating to produce an empty coordination site, including intermediates generated during synthesis, unreacted starting materials, etc. Includes all incomplete polymers. Here, part of the decomposed product has the same meaning as described above.
With this configuration, it is possible to confirm the history of the starting material and heating of the adsorptive metal complex.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1における吸着性集積型金属錯体は、金属イオン化合物と、少なくとも2つの架橋配位子化合物L1およびL2を自己集積させてなるものである。
金属イオン化合物と、2つの架橋配位子化合物L1およびL2の一例で合成した吸着性集積型金属錯体について、粉末X線回折(XRPD)による構造解析結果と窒素吸着脱離曲線を評価した結果を実施例1〜3に示す。なお、窒素吸着脱離曲線は、25℃の条件において、AUTOSORB−1−c(カンタクロム社製)を用いて測定した。
(Embodiment 1)
The adsorptive integrated metal complex according to Embodiment 1 of the present invention is obtained by self-integrating a metal ion compound and at least two bridging ligand compounds L1 and L2.
Results of structural analysis by powder X-ray diffraction (XRPD) and evaluation results of nitrogen adsorption / desorption curves for adsorptive integrated metal complexes synthesized with metal ion compounds and examples of two bridging ligand compounds L1 and L2 It shows in Examples 1-3. The nitrogen adsorption / desorption curve was measured using AUTOSORB-1-c (manufactured by Kantachrome) under the condition of 25 ° C.

(実施例1)
金属イオン化合物としてCu(NOを、架橋配位子化合物L1として

Figure 0005196413
を、L2として
Figure 0005196413
を用い、溶媒には水を用いた。これらを混合後、170℃で保持、室温まで冷却後に得られた結晶を構造解析した結果、多孔構造の集積型金属錯体であることがわかった。 Example 1
Cu (NO 3 ) 2 as the metal ion compound and the bridging ligand compound L1
Figure 0005196413
As L2
Figure 0005196413
And water was used as the solvent. As a result of structural analysis of the crystal obtained after mixing and holding at 170 ° C. and cooling to room temperature, it was found to be an integrated metal complex having a porous structure.

図1に、実施例1における吸着性集積型金属錯体の単位構造を示す。
また図2に、実施例1における吸着性集積型金属錯体の多孔体の結晶構造を示す。
構造解析の結果、この集積型金属錯体における、オープンメタルサイトは、配位不飽和な銅一価イオンであることがわかった。実施例1においては、銅一価イオンの配位飽和は4配位であり、そのうち3配位が結合に使用されており、1配位が空き配位サイトとなっていることが確認できた。
図3に、実施例1の吸着性集積型金属錯体における、窒素吸着脱離曲線を示す。
図3より、実施例1における集積型金属錯体が、低圧領域から窒素を吸着可能であることがわかる。また吸着脱離曲線において、ヒステリシスを示し、オープンメタルサイトが窒素分子と強く相互作用していることが確認できる。
FIG. 1 shows a unit structure of the adsorptive integrated metal complex in Example 1.
FIG. 2 shows the crystal structure of the porous body of the adsorptive integrated metal complex in Example 1.
As a result of structural analysis, it was found that the open metal site in this integrated metal complex is a coordination-unsaturated copper monovalent ion. In Example 1, the coordination saturation of the copper monovalent ions was tetracoordinate, of which 3 coordination was used for bonding, and it was confirmed that 1 coordination was an empty coordination site. .
FIG. 3 shows a nitrogen adsorption / desorption curve in the adsorptive integrated metal complex of Example 1.
FIG. 3 shows that the integrated metal complex in Example 1 can adsorb nitrogen from the low pressure region. Further, the adsorption / desorption curve shows hysteresis, and it can be confirmed that the open metal site strongly interacts with the nitrogen molecule.

(実施例2)
金属イオン化合物としてFeCl・4HO、架橋配位子化合物L1として、ナフタレン−2,6−ジカルボキシレート:

Figure 0005196413
L2として、4,4−ビピリジン:
Figure 0005196413
を用いた。 (Example 2)
FeCl 2 .4H 2 O as the metal ion compound, naphthalene-2,6-dicarboxylate as the bridging ligand compound L 1:
Figure 0005196413
As L2, 4,4-bipyridine:
Figure 0005196413
Was used.

水に溶解したナフタレン−2,6−ジカルボキシレートと4,4−ビピリジンのエタノール溶液を配位子溶液とし、FeCl・4HO水溶液を金属イオン水溶液とする。金属イオン水溶液を入れた石英管に、静かに配位子溶液を注ぎ入れる(金属イオン水溶液と配位子溶液との間には、エタノール:水=1:2とした緩衝溶液が存在する)。
これら二層間に析出した茶色結晶を構造解析した結果、多孔構造の集積型金属錯体であることがわかった。
An ethanol solution of naphthalene-2,6-dicarboxylate and 4,4-bipyridine dissolved in water is used as a ligand solution, and an aqueous FeCl 2 .4H 2 O solution is used as an aqueous metal ion solution. The ligand solution is gently poured into the quartz tube containing the metal ion aqueous solution (between the metal ion aqueous solution and the ligand solution, there is a buffer solution with ethanol: water = 1: 2).
As a result of structural analysis of the brown crystals deposited between these two layers, it was found to be an integrated metal complex having a porous structure.

図4に、実施例2における吸着性集積型金属錯体の単位構造を示す。
また図5に、実施例2における吸着性集積型金属錯体の多孔体の結晶構造を示す。なお、鮮明な図を参考図1として物件提出書で提出する。
構造解析の結果、この集積型金属錯体における、オープンメタルサイトは、配位不飽和な鉄二価イオンであることがわかった。鉄二価イオンの配位飽和は6配位であり、そのうち5配位が結合に使用されており、1配位が空き配位サイトとなっていることが確認できた。
FIG. 4 shows a unit structure of the adsorptive integrated metal complex in Example 2.
FIG. 5 shows the crystal structure of the porous body of the adsorptive integrated metal complex in Example 2. In addition, we submit clear figure with reference sheet 1 with article presentation.
As a result of structural analysis, it was found that the open metal site in this integrated metal complex was a coordinated unsaturated iron divalent ion. The coordination saturation of iron divalent ions is 6 coordination, of which 5 coordination is used for bonding, and it has been confirmed that 1 coordination is an empty coordination site.

実施例2における吸着脱離曲線も実施例1と同様に、ヒステリシスを示し、オープンメタルサイトが窒素分子と強く相互作用していることが確認できた。
しかしながら、低圧領域での窒素吸着は実施例1に劣っていた。この要因はオープンメタルサイトが、鉄二価であったためと考える。
Similarly to Example 1, the adsorption / desorption curve in Example 2 showed hysteresis, and it was confirmed that open metal sites interacted strongly with nitrogen molecules.
However, nitrogen adsorption in the low pressure region was inferior to Example 1. The reason is that the open metal site was divalent iron.

(実施例3)
金属イオン化合物として[Cu(CHCN)]BF、架橋配位子化合物L1として4,4−ビピリジン、L2としてアセトニトリルを用いた。なお、アセトニトリルは溶媒としても作用する。
(Example 3)
[Cu (CH 3 CN) 4 ] BF 4 was used as the metal ion compound, 4,4-bipyridine was used as the bridging ligand compound L1, and acetonitrile was used as L2. Acetonitrile also acts as a solvent.

アセトニトリルに溶解した[Cu(CHCN)]BFへ、同じくアセトニトリルへ溶解した4,4−ビピリジンを加え、攪拌する。沈殿により生じた黄色の粉末を構造解析した結果、集積型金属錯体であることがわかった。 4,4-bipyridine dissolved in acetonitrile is added to [Cu (CH 3 CN) 4 ] BF 4 dissolved in acetonitrile and stirred. As a result of structural analysis of the yellow powder produced by precipitation, it was found to be an integrated metal complex.

図6に、実施例3における吸着性集積型金属錯体の多孔体の結晶構造を示す。なお、鮮明な図を参考図2として物件提出書で提出する。図7に、この粉末の熱分析(TG)結果(吸着性集積型金属錯体の多孔体の熱重量変化率)を示す。この集積型金属錯体において、脱離する化合物はアセトニトリルであり、期待される脱離に対応する加熱温度は110℃と判断し、減圧下、110℃にて加熱を行った。   In FIG. 6, the crystal structure of the porous body of the adsorptive integrated metal complex in Example 3 is shown. In addition, we submit clear figure as reference figure 2 with article presentation. FIG. 7 shows the thermal analysis (TG) result of this powder (thermogravimetric change rate of the porous body of the adsorptive integrated metal complex). In this integrated metal complex, the compound to be eliminated was acetonitrile, and the heating temperature corresponding to the expected elimination was determined to be 110 ° C., and heating was performed at 110 ° C. under reduced pressure.

加熱後の構造解析の結果、多孔構造の集積型金属錯体が形成されていることが確認できた。また、オープンメタルサイトは、配位不飽和な銅一価イオンであることがわかった。銅一価イオンの配位飽和は4配位であり、そのうち3配位が結合に使用されており、1配位が空き配位サイトとなっていることが確認できた。   As a result of structural analysis after heating, it was confirmed that an integrated metal complex having a porous structure was formed. Moreover, it turned out that an open metal site is a coordinative unsaturated copper monovalent ion. Coordination saturation of copper monovalent ions is tetracoordinate, of which 3 coordination is used for bonding, and it was confirmed that 1 coordination is an empty coordination site.

図8に実施例3における吸着性集積型金属錯体の多孔体の窒素吸着等温線を示す。図8より、実施例3における集積型金属錯体が、低圧領域から窒素を吸着可能であることがわかる。また、吸着量は実施例1より大きい。これは、実施例1と同じく、銅一価をオープンメタルとして有し、さらに適切な減圧下での加熱が加えられているためであると考える。   FIG. 8 shows a nitrogen adsorption isotherm of the porous body of the adsorptive integrated metal complex in Example 3. FIG. 8 shows that the integrated metal complex in Example 3 can adsorb nitrogen from the low pressure region. Further, the adsorption amount is larger than that of Example 1. This is considered to be because, as in Example 1, it has copper monovalent as an open metal and is further heated under an appropriate reduced pressure.

実施例3の多孔構造の集積型金属錯体には、微量の未反応の出発原料、および熱分解物、合成時に生じる中間体などの、吸着性集積型金属錯体以外の副反応生成物が含まれることを、熱抽出/質量分析法(温度範囲:室温から500℃)および赤外線吸収分析により確認した。   The porous integrated metal complex of Example 3 includes a small amount of unreacted starting materials, and side reaction products other than the adsorptive integrated metal complex, such as thermal decomposition products and intermediates generated during synthesis. This was confirmed by thermal extraction / mass spectrometry (temperature range: room temperature to 500 ° C.) and infrared absorption analysis.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2における吸着性集積型金属錯体は、少なくとも金属イオン化合物と、オープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物とを自己集積させてなるものである。
金属イオン化合物と、オープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物とで合成した吸着性集積型金属錯体についての実施例を実施例4に示した。なお、評価方法は、実施の形態1に準じた。
(Embodiment 2)
The adsorptive integrated metal complex according to Embodiment 2 of the present invention is obtained by self-integrating at least a metal ion compound and a bridging ligand compound having an open metal site.
An example of an adsorptive integrated metal complex synthesized from a metal ion compound and a bridging ligand compound having an open metal site is shown in Example 4. The evaluation method was in accordance with the first embodiment.

(実施例4)
金属イオン化合物としてCu(ClO・6HO、オープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物として、

Figure 0005196413
さらにもう1種の架橋配位子化合物、ピラジン−2,3−ジカルボキシレートナトリウム塩
Figure 0005196413
を使用した。
テトラヒドロフランと水との混合溶液(混合比1:1)に溶解したL1とピラジン−2,3−ジカルボキシレートナトリウム塩を入れた石英管に、静かにCu(ClO・6HOの水溶液をそそぎ入れる。
これら二層間に析出した青色平板状の結晶を構造解析した結果、多孔構造の集積型金属錯体であることがわかった。 Example 4
As a metal ion compound Cu (ClO 4 ) 2 · 6H 2 O, as a bridging ligand compound having an open metal site,
Figure 0005196413
Yet another bridging ligand compound, pyrazine-2,3-dicarboxylate sodium salt
Figure 0005196413
It was used.
In a quartz tube containing L1 and pyrazine-2,3-dicarboxylate sodium salt dissolved in a mixed solution of tetrahydrofuran and water (mixing ratio 1: 1), gently put Cu (ClO 4 ) 2 · 6H 2 O. Pour the aqueous solution.
As a result of structural analysis of the blue tabular crystals deposited between these two layers, it was found to be an integrated metal complex having a porous structure.

図9に、実施例4における吸着性集積型金属錯体の多孔体の結晶構造を示す。なお、鮮明な図を参考図3として物件提出書で提出する。
構造解析の結果、この集積型金属錯体における、オープンメタルサイトは、配位不飽和な銅二価イオンであることがわかった。銅二価イオンの配位飽和は6配位であり、そのうち4配位が結合に使用されており、2配位が空き配位サイトとなっていることが確認できた。
FIG. 9 shows a crystal structure of the porous body of the adsorptive integrated metal complex in Example 4. In addition, we submit clear figure by reference sheet 3 with article presentation.
As a result of structural analysis, it was found that the open metal site in this integrated metal complex is a coordinatively unsaturated copper divalent ion. Coordination saturation of copper divalent ions was 6-coordinate, of which 4-coordination was used for bonding, and it was confirmed that 2 coordination was an empty coordination site.

実施例4における吸着脱離曲線は、実施例1と同様に、ヒステリシスを示し、オープンメタルサイトが窒素分子と強く相互作用していることが確認できた。
しかしながら、低圧領域での窒素吸着は実施例1に劣っていた。この要因はオープンメタルサイトが、銅二価であったためと考える。
The adsorption / desorption curve in Example 4 showed hysteresis similarly to Example 1, and it was confirmed that the open metal site strongly interacted with nitrogen molecules.
However, nitrogen adsorption in the low pressure region was inferior to Example 1. This is because the open metal site was copper bivalent.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3における吸着性金属錯体は、少なくともオープンメタルサイトを有するものである。実施例5に、オープンメタルサイトが、減圧下、200℃以下の加熱により生じた配位不飽和な金属イオンである吸着性金属錯体を示す。
(Embodiment 3)
The adsorptive metal complex in Embodiment 3 of the present invention has at least an open metal site. Example 5 shows an adsorptive metal complex in which an open metal site is a coordination unsaturated metal ion generated by heating at 200 ° C. or lower under reduced pressure.

(実施例5)
開始物質として、{Cu(CHCN)}PFを用い、減圧下、180℃にて、4時間の加熱を行い、銅イオンへ配位している4つのCHCN基のうち1つを除去することにより、オープンメタルサイトを有する非多孔構造の吸着性金属錯体を合成した。
構造解析の結果、この金属錯体における、オープンメタルサイトは、配位不飽和な銅一価イオンであることがわかった。銅一価イオンの配位飽和は4配位であり、そのうち3配位が結合に使用されており、1配位が空き配位サイトとなっていることが確認できた。
(Example 5)
{Cu (CH 3 CN) 4 } PF 6 is used as a starting material, heated at 180 ° C. under reduced pressure for 4 hours, and 1 of 4 CH 3 CN groups coordinated to copper ions. By removing one, a non-porous adsorptive metal complex having an open metal site was synthesized.
As a result of structural analysis, it was found that the open metal site in this metal complex is a coordination unsaturated copper monovalent ion. Coordination saturation of copper monovalent ions is tetracoordinate, of which 3 coordination is used for bonding, and it was confirmed that 1 coordination is an empty coordination site.

図10に、実施例5の吸着性金属錯体における、窒素吸着脱離曲線を示す。
図10において、低圧領域から窒素を吸着可能であることが確認でき、吸着曲線と脱離曲線がヒステリシスを示していることから、オープンメタルサイトを有することを特徴とする実施例5の吸着性金属錯体において、加熱により配位不飽和なオープンメタルサイトが生成したことにより、気体分子に対する吸着活性を示すことがわかった。
また、実施例5では、非多孔構造の金属錯体であったため、吸着量は比較的少なかった。吸着を目的とする場合、比表面積が大きく、吸着活性点が気体と効果的に接触可能な多孔構造のほうが望ましい。
次に本発明の吸着性集積型金属錯体に対する比較例を示す。
FIG. 10 shows a nitrogen adsorption / desorption curve in the adsorptive metal complex of Example 5.
In FIG. 10, it can be confirmed that nitrogen can be adsorbed from the low pressure region, and since the adsorption curve and desorption curve show hysteresis, the adsorptive metal of Example 5 characterized by having an open metal site It was found that the complex exhibited an adsorption activity for gas molecules due to the formation of coordination-unsaturated open metal sites in the complex.
Moreover, in Example 5, since it was a metal complex with a non-porous structure, the amount of adsorption was relatively small. For the purpose of adsorption, a porous structure having a large specific surface area and capable of effectively contacting an adsorption active site with a gas is desirable.
Next, a comparative example for the adsorptive integrated metal complex of the present invention is shown.

(比較例1)
比較例1の集積型金属錯体として、Na−pyrazine−2,3−dicarboxylateと4,4’−bipyridineに、Cu(ClO・6HOを加えて合成した、オープンメタルサイトを持たない集積型金属錯体を用いた。
比較例1の吸着性集積型金属錯体における、窒素吸着脱離曲線ではヒステリシスが確認できなかった(図11)。すなわち、比較例1の金属錯体においては、窒素との分子間相互作用がなく、加圧下での物理吸着しか生じないことが示唆された。
(Comparative Example 1)
The integrated metal complex of Comparative Example 1 has an open metal site synthesized by adding Cu (ClO 4 ) 2 · 6H 2 O to Na 2 -pyrazine-2,3-dicboxylate and 4,4′-bipyridine, No integrated metal complex was used.
No hysteresis was confirmed in the nitrogen adsorption / desorption curve of the adsorptive integrated metal complex of Comparative Example 1 (FIG. 11). That is, it was suggested that the metal complex of Comparative Example 1 has no intermolecular interaction with nitrogen and only physical adsorption under pressure occurs.

本発明のオープンメタルサイトを有する吸着性集積型金属錯体、あるいは吸着性金属錯体は、気体吸着活性が高く、特に窒素に対する吸着性能が高いため、蛍光灯中のガスの除去、断熱等の真空保持、希ガス中の微量ガスの除去、気体分離等様々な分野で用いることができる。   The adsorptive integrated metal complex having an open metal site of the present invention, or the adsorptive metal complex has a high gas adsorbing activity and particularly a high adsorption performance to nitrogen. It can be used in various fields such as removal of trace gases from rare gases and gas separation.

本発明の実施例1における吸着性集積型金属錯体の単位構造を示す図The figure which shows the unit structure of the adsorptive integrated type metal complex in Example 1 of this invention 本発明の実施例1における吸着性集積型金属錯体の多孔体の結晶構造を示す図The figure which shows the crystal structure of the porous body of the adsorptive integrated type metal complex in Example 1 of this invention 本発明の実施例1の吸着性集積型金属錯体における窒素吸着脱離曲線を示す特性図The characteristic view which shows the nitrogen adsorption desorption curve in the adsorptive integrated metal complex of Example 1 of this invention 本発明の実施例2における吸着性集積型金属錯体の単位構造を示す図The figure which shows the unit structure of the adsorptive integrated metal complex in Example 2 of this invention 本発明の実施例2における吸着性集積型金属錯体の多孔体の結晶構造を示す図The figure which shows the crystal structure of the porous body of the adsorptive integrated type metal complex in Example 2 of this invention 本発明の実施例3における吸着性集積型金属錯体の多孔体の結晶構造を示す図The figure which shows the crystal structure of the porous body of the adsorptive integrated-type metal complex in Example 3 of this invention 本発明の実施例3における吸着性集積型金属錯体の多孔体の熱重量変化率を示す特性図The characteristic view which shows the thermogravimetric change rate of the porous body of the adsorptive integrated metal complex in Example 3 of this invention 本発明の実施例3における吸着性集積型金属錯体の多孔体の窒素吸着等温線を示す特性図The characteristic view which shows the nitrogen adsorption isotherm of the porous body of the adsorptive integrated metal complex in Example 3 of this invention 本発明の実施例4における吸着性集積型金属錯体の多孔体の結晶構造を示す図The figure which shows the crystal structure of the porous body of the adsorptive integrated-type metal complex in Example 4 of this invention 本発明の実施例5の吸着性集積型金属錯体における窒素吸着脱離曲線を示す特性図The characteristic figure which shows the nitrogen adsorption / desorption curve in the adsorptive integrated-type metal complex of Example 5 of this invention 比較例1の吸着性集積型金属錯体における窒素吸着脱離曲線を示す特性図Characteristic chart showing nitrogen adsorption / desorption curve in the adsorptive integrated metal complex of Comparative Example 1

Claims (1)

293K、130Pa条件下で気体である分子を吸着可能である吸着材料であって、
該吸着材料が吸着性集積型金属錯体または吸着性金属錯体であって、
該吸着性集積型金属錯体が、配位不飽和な金属イオンからなるオープンメタルサイトを有する金属錯体であって、金属イオン化合物と、少なくとも2つの架橋配位子化合物L1およびL2を自己集積させてなる第1のタイプ、あるいは金属イオン化合物と、オープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物を自己集積させてなる第2のタイプからなり、
該第1のタイプが、
(1)金属イオン化合物としてCu(NO と、
架橋配位子化合物L1として以下の化学式1の化合物と、
Figure 0005196413

架橋配位子化合物L2として以下の化学式2の化合物とを自己集積させてなる金属錯体、
Figure 0005196413

(2)金属イオン化合物としてFeCl ・4H Oと、
架橋配位子化合物L1としてナフタレン−2,6−ジカルボキシレート、
架橋配位子化合物L2として4,4−ビピリジンとを自己集積させてなる金属錯体、
(3)金属イオン化合物として[Cu(CH CN) ]BF と、
架橋配位子化合物L1として4,4−ビピリジンと、架橋配位子化合物L2としてアセトニトリルとを自己集積させてなる金属錯体のいずれか1種であり、
該第2のタイプが、
金属イオン化合物としてCu(ClO ・6H Oと、
オープンメタルサイトを有する架橋配位子化合物として以下の化学式3の化合物と、
Figure 0005196413
さらに架橋配位子化合物としてピラジン−2,3−ジカルボキシレートナトリウム塩とを自己集積させてなる金属錯体であり、
該吸着性金属錯体が、200℃以下の加熱により生じた配位不飽和な金属イオンを有する金属錯体であって、[Cu(CH CN) ]PF を減圧下、200℃以下で加熱してなる金属錯体である、吸着材料
An adsorbing material capable of adsorbing molecules that are gases under conditions of 293K and 130Pa,
The adsorbing material is an adsorptive integrated metal complex or an adsorbing metal complex,
The adsorptive integrated metal complex is a metal complex having an open metal site composed of coordination unsaturated metal ions, and self-assembles the metal ion compound and at least two bridging ligand compounds L1 and L2. Or a second type obtained by self-assembling a metal ion compound and a bridging ligand compound having an open metal site,
The first type is
(1) Cu (NO 3 ) 2 as a metal ion compound ,
As the bridging ligand compound L1, a compound of the following chemical formula 1,
Figure 0005196413

A metal complex obtained by self-integrating a compound of the following chemical formula 2 as the bridging ligand compound L2,
Figure 0005196413

(2) FeCl 2 .4H 2 O as a metal ion compound ,
Naphthalene-2,6-dicarboxylate as the bridging ligand compound L1,
A metal complex obtained by self-assembling 4,4-bipyridine as the bridging ligand compound L2,
(3) [Cu (CH 3 CN) 4 ] BF 4 as a metal ion compound ;
It is any one of metal complexes formed by self-integrating 4,4-bipyridine as the bridging ligand compound L1 and acetonitrile as the bridging ligand compound L2.
The second type is
Cu (ClO 4 ) 2 · 6H 2 O as a metal ion compound ,
As a bridging ligand compound having an open metal site, a compound of the following chemical formula 3,
Figure 0005196413
Furthermore, it is a metal complex formed by self-integrating pyrazine-2,3-dicarboxylate sodium salt as a bridging ligand compound,
The adsorptive metal complex is a metal complex having a coordination unsaturated metal ion generated by heating at 200 ° C. or lower, and [Cu (CH 3 CN) 4 ] PF 6 is heated at 200 ° C. or lower under reduced pressure. An adsorbing material, which is a metal complex .
JP2006159707A 2005-08-30 2006-06-08 Adsorption material Active JP5196413B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006159707A JP5196413B2 (en) 2005-08-30 2006-06-08 Adsorption material

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005249417 2005-08-30
JP2005249417 2005-08-30
JP2006159707A JP5196413B2 (en) 2005-08-30 2006-06-08 Adsorption material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007091709A JP2007091709A (en) 2007-04-12
JP5196413B2 true JP5196413B2 (en) 2013-05-15

Family

ID=37977821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006159707A Active JP5196413B2 (en) 2005-08-30 2006-06-08 Adsorption material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5196413B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5239261B2 (en) * 2007-03-08 2013-07-17 住友化学株式会社 Porous organometallic complex, method for producing the same, method for occluding and separating unsaturated organic molecules using the same
FR2932397B1 (en) * 2008-06-11 2010-07-30 Centre Nat Rech Scient POROUS CRYSTALLINE HYBRID SOLID REDUCIBLE FOR THE SEPARATION OF MIXTURES OF MOLECULES HAVING DEGREES AND / OR A NUMBER OF DIFFERENT UNSATURATES
JP6089618B2 (en) * 2012-11-20 2017-03-08 東洋紡株式会社 Sulfur compound adsorption / removal filter
CN104262365A (en) * 2014-10-09 2015-01-07 刘国政 Copper-bearing spiral coordination polymer and preparation method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4058579B2 (en) * 1999-04-28 2008-03-12 学校法人神奈川大学 Gas adsorbents using organometallic complexes
JP4427236B2 (en) * 2002-08-19 2010-03-03 新日本製鐵株式会社 Gas adsorbent and method of using the same
JP2005232109A (en) * 2004-02-20 2005-09-02 Mitsubishi Chemicals Corp Method for producing polycarboxylic acid metal complex
DE102005023856A1 (en) * 2005-05-24 2006-11-30 Basf Ag Process for the preparation of porous metal-organic frameworks

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007091709A (en) 2007-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5529763A (en) CO adsorbents with hysteresis
JP4807552B2 (en) Adsorbent
US8252950B2 (en) Porous organic-inorganic hybrid materials with crystallinity and method for preparing thereof
US5208335A (en) Reversible oxygen sorbent compositions
JP5132671B2 (en) Adsorbents for moisture adsorption and desorption
WO2011105521A1 (en) Metal complex, and adsorbent, occlusion material and separator material made from same
KR102100896B1 (en) Organic-inorganic porous hybrid material containing intramolecular anhydride groups, adsorbent composition comprising the same and usage thereof for the separation of gaseous hydrocarbon mixtures
JP5196413B2 (en) Adsorption material
KR20200024476A (en) Adsorbents with sulphur hexafluoride selectivity and method for gas separation using the same
US6042796A (en) Process and apparatus for removing carbonyls and moisture from a gas
JP2010180201A (en) Metal complex and method for producing the same
JP2012020956A (en) Metal complex and method of producing the same
KR101937811B1 (en) Organic-inorganic Hybrid Porous Adsorbent And Method For Preparing The Same
KR100459778B1 (en) Intermolecularly bound transition element complexes for oxygen-selective adsorption
CN114367270B (en) Method for separating acetylene and carbon dioxide
JP6833312B2 (en) Porous metal complex composition
JPH07187608A (en) Separation of oxygen from oxygen-containing fluid stream
JPWO2009069561A1 (en) Gas adsorbing material and manufacturing method thereof
JP2018154563A (en) Porous polymer complex, gas adsorbent and gas separation device and gas storage device using the same
JP3432748B2 (en) Carbon monoxide adsorbent and method for producing the same
JP2007155123A (en) Heat insulator
KR100636424B1 (en) The preparation method of an adsorbent and the purification method of gases using the same
Arakaki et al. Chemisorption of Cu (II) chloride and nitrate in aqueous and non-aqueous solutions on matrix containing ethylenimine anchored on thiol modified silica gel surface
JP2004074025A (en) Gas adsorbent, and gas separation apparatus and gas storage apparatus using the same
JP2007204446A (en) Metal complex and method for recovering rare gas by using the same

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20080123

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090318

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120326

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130130

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5196413

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117