JP6629018B2 - Method for producing metal-porous polymer-metal complex composite and metal-porous polymer-metal complex composite - Google Patents

Method for producing metal-porous polymer-metal complex composite and metal-porous polymer-metal complex composite Download PDF

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Description

本発明は金属または金属酸化物を利用した金属−多孔性高分子金属錯体複合材料の製造方法、および本方法により製造される金属−多孔性高分子金属錯体複合材料に関する。   The present invention relates to a method for producing a metal-porous polymer / metal complex composite material using a metal or a metal oxide, and a metal-porous polymer / metal complex composite material produced by the method.

多孔性高分子金属錯体(PCP:Porous Coordination Polymer)は、金属イオンと有機配位子から構成される結晶性固体で、種々の金属イオン、有機配位子の組み合わせおよび骨格構造の多様性を有している。ナノレベルの細孔の細孔径分布、細孔分布が極めて高精度に制御された多孔体であるため、ガス分離/貯蔵材料、センサー、触媒、導電性材料等への応用が検討されている。(非特許文献1〜非特許文献4)   Porous polymer metal complex (PCP: Porous Coordination Polymer) is a crystalline solid composed of metal ions and organic ligands, and has various combinations of metal ions and organic ligands and a variety of skeleton structures. are doing. Since it is a porous body in which the pore size distribution and pore distribution of nano-sized pores are controlled with extremely high precision, application to gas separation / storage materials, sensors, catalysts, conductive materials, and the like is being studied. (Non-Patent Documents 1 to 4)

多孔性高分子金属錯体は、金属イオンと有機配位子から構成されるため、所望する金属イオンを含有する金属塩と有機配位子を提供することができる物質(以下、「配位子物質」という)との反応から得る事ができる。本反応は金属塩と配位子物質との溶液中、または溶媒を使用せずに、金属塩と配位子物質とを混合する固相でも行う事ができる。また、金属塩の代わりに、金属板を電極として用い、これに通電する事で、金属板から溶出した金属イオンと配位子物質とを反応させる電気化学的合成法も知られている。また、金属酸化物と配位子物質とを高温で反応させることで、金属酸化物を多孔性高分子金属錯体に変換する手法も提案されている。   Since the porous polymer metal complex is composed of a metal ion and an organic ligand, a substance capable of providing a metal salt containing a desired metal ion and an organic ligand (hereinafter, referred to as a “ligand substance”) "). This reaction can be carried out in a solution of the metal salt and the ligand substance or in a solid phase in which the metal salt and the ligand substance are mixed without using a solvent. An electrochemical synthesis method is also known in which a metal plate is used as an electrode instead of a metal salt, and a current is passed through the metal plate to react metal ions eluted from the metal plate with a ligand substance. Further, a technique has been proposed in which a metal oxide is reacted with a ligand substance at a high temperature to convert the metal oxide into a porous polymer metal complex.

多孔高分子金属錯体は、膜化すると、以下のような種々の利点がある。多孔性高分子金属錯体を、膜化する技術は重要である。多孔性高分子金属錯体を、触媒として利用する場合は、表面積を増加させて反応を促進する効果が得られる。センサー、導電性材料として利用する場合も、膜として多孔性高分子金属錯体を利用する事でデバイスの小型化が可能となる。膜化した多孔性高分子金属錯体を用いてガス分離を行う事も可能である。   When formed into a film, the porous polymer metal complex has various advantages as follows. The technique of forming a porous polymer metal complex into a film is important. When the porous polymer metal complex is used as a catalyst, the effect of increasing the surface area to promote the reaction is obtained. Even when used as a sensor or a conductive material, the size of a device can be reduced by using a porous polymer metal complex as a film. It is also possible to perform gas separation using a porous polymer metal complex formed into a film.

PCPは、樹脂等と異なり、弾性に乏しい脆性材料であるから、薄膜化する場合は、何らかの基板の上に多孔性高分子金属錯体膜を形成する事が多い。
このような方法としては以下の方法が知られている
(1)金属塩と配位子物質とを含有する溶液中に基板を浸漬し、基板上に多孔性高分子金属錯体膜を形成させる方法(非特許文献8)。
(2)金属塩を含有する溶液と、配位子物質を含有する溶液中に、交互に基板を浸漬する事によって、ステップバイステップで基板上に多孔性高分子金属錯体膜を形成させる方法(非特許文献9)。
(3)高真空を利用して、多孔性高分子金属錯体成分を基板上に析出させる方法(非特許文献5、6)。
(4)配位子物質溶液に金属酸化物を浸漬し、高温で反応させることで金属酸化物表面を多孔性高分子金属錯体膜に変換することにより、結果として金属酸化物表面に多孔性高分子金属錯体膜を形成させる方法(非特許文献10)。
また、これらの方法に、基板表面と多孔性高分子金属錯体の馴染みをよくする目的で、カルボン酸含有官能基の薄層をSAM(Self-Assembled Molecular)手法を用いて形成する手法も組み合わせて利用される(非特許文献7)。
PCP is a brittle material having poor elasticity unlike a resin or the like. Therefore, when the PCP is formed into a thin film, a porous polymer metal complex film is often formed on a certain substrate.
The following methods are known as such a method. (1) A method in which a substrate is immersed in a solution containing a metal salt and a ligand substance to form a porous polymer metal complex film on the substrate. (Non-Patent Document 8).
(2) A method of forming a porous polymer metal complex film on a substrate in a step-by-step manner by alternately immersing the substrate in a solution containing a metal salt and a solution containing a ligand substance ( Non-Patent Document 9).
(3) A method of using a high vacuum to deposit a porous polymer metal complex component on a substrate (Non-Patent Documents 5 and 6).
(4) The metal oxide surface is converted into a porous polymer metal complex film by immersing the metal oxide in the ligand substance solution and reacting at a high temperature, and as a result, the metal oxide surface has high porosity. A method of forming a molecular metal complex film (Non-Patent Document 10).
In addition, these methods are combined with a method of forming a thin layer of a carboxylic acid-containing functional group using a SAM (Self-Assembled Molecular) method in order to improve the familiarity between the substrate surface and the porous polymer metal complex. Used (Non-Patent Document 7).

特開2010−059111号公報JP 2010-059111 A

北川進、集積型金属錯体、講談社サイエンティフィク、2001年214-218頁Susumu Kitagawa, Integrated Metal Complex, Kodansha Scientific, 2001, pp. 214-218 Huppら、Chem. Soc. Rev., (2009) 1450Hupp et al., Chem. Soc. Rev., (2009) 1450. Jamesら、Chem.Soc.Rev., (2003) 276James et al., Chem. Soc. Rev., (2003) 276. Zhouら、Chem. Soc. Rev., (2009) 1477Zhou et al., Chem. Soc. Rev., (2009) 1477 Fischerら、Angew. Chem. Int., Ed. (2004), 43, 2839(高真空利用の合成)Fischer et al., Angew. Chem. Int., Ed. (2004), 43, 2839 (synthesis using high vacuum). Fischerら、Chem. Commun., (2009) 119(高真空利用の合成)Fischer et al., Chem. Commun., (2009) 119 (synthesis using high vacuum). Fischerら、Angew. Chem. Int., Ed. (2009), 48, 5038(SAM利用の合成)Fischer et al., Angew. Chem. Int., Ed. (2009), 48, 5038 (SAM based synthesis). Beinら、J. Am. Chem. Soc., (2007) 129, 8054(一般的な溶液法による薄膜合成)Bein et al., J. Am. Chem. Soc., (2007) 129, 8054 (Thin film synthesis by general solution method). 北川ら、J. AM. CHEM. SOC,, 2008, 130, 15778(ステップバイステップ法)Kitagawa et al., J. AM. CHEM. SOC, 2008, 130, 15778 (Step-by-step method) 北川ら、Nature Mat., (2012) 717(金属酸化物との高温反応)Kitagawa et al., Nature Mat., (2012) 717 (High temperature reaction with metal oxides) Longら、 J. Am. Chem. Soc., (2014) 10752Long et al., J. Am. Chem. Soc., (2014) 10752. Yahiら、J. AM. CHEM. SOC.,(2005)1504Yahi et al., J. AM. CHEM. SOC., (2005) 1504. Cheethamら、Dalton Trans., (2008) 2034Cheetham et al., Dalton Trans., (2008) 2034 Tannenbaumら、Eur. J. Inorg. Chem., 2009, 2338Tannenbaum et al., Eur. J. Inorg. Chem., 2009, 2338. Williamsら、Science, (1999) 283, 1148Williams et al., Science, (1999) 283, 1148. Burrowsら、Dalton Trans., (2008) 6788Burrows et al., Dalton Trans., (2008) 6788 Dietzelら、Angew. Chem. Int., Ed. (2005) 6354Dietzel et al., Angew. Chem. Int., Ed. (2005) 6354.

既存の多孔性高分子金属錯体の製造法では、次のような問題点が存在する。
多孔性高分子金属錯体を構成するのは金属イオンと配位子であるため、金属イオン源として、金属塩を使用した場合、対イオンは生成する多孔性高分子金属錯体に取り込まれずに、副生成物となる。たとえば硝酸銅とテレフタル酸との反応では、硝酸が副生成物として生成することになる。
The existing method for producing a porous polymer metal complex has the following problems.
Since the metal ion and the ligand constitute the porous polymer metal complex, when a metal salt is used as the metal ion source, the counter ion is not taken into the formed porous polymer metal complex, It becomes a product. For example, in the reaction between copper nitrate and terephthalic acid, nitric acid is produced as a by-product.

金属板を電極として利用する電気化学的合成法では、専用の設備が必要になり、一般のグラスライニング等の反応釜での合成はできない。また、導電性向上や、対極での金属の析出を防止するための導電性添加剤、犠牲還元剤等が必要となりコストアップの要因となる。   In the electrochemical synthesis method using a metal plate as an electrode, special equipment is required, and synthesis in a reaction vessel such as a general glass lining cannot be performed. In addition, a conductive additive, a sacrificial reducing agent, and the like for improving conductivity and preventing metal deposition at the counter electrode are required, which causes an increase in cost.

金属酸化物を利用する方法は、先行技術が極めて限られており、非特許文献10記載の方法は高温が必要であり、限定的な金属酸化物と配位子物質とで実施されているだけであり、汎用性に欠ける。   Prior art methods using metal oxides are extremely limited, and the method described in Non-Patent Document 10 requires a high temperature, and is only performed with limited metal oxides and ligand substances. And lacks versatility.

また、金属酸化物と配位子物質との反応を溶液中で行う場合は、金属イオンを溶解させて反応を促進させるために、ジメチルホルムアミド(DMF)の様な極性の高い、高沸点溶媒を使用する事が多い。さらに、ピリジンの様な塩基が反応促進剤として利用されることも多い。しかしこれらは、場合によっては多孔性高分子金属錯体の金属イオンに配位してしまうため、製造後にも多孔性高分子金属錯体の細孔中に残存してしまい、触媒、ガス吸着貯蔵の特性を低下させたり、あるいは残存する反応促進剤を除くために高温での処理が必要となる場合がある。高温での処理は煩雑であると共に、多孔性高分子金属錯体によっては熱劣化により特性が低下する場合がある。高温をかけずにこれらを除去する方法として、超臨界二酸化炭素等を使用する方法があるが、特殊装置による煩雑な工程が必要である。   When the reaction between the metal oxide and the ligand substance is performed in a solution, a highly polar, high-boiling solvent such as dimethylformamide (DMF) is used to dissolve the metal ions and promote the reaction. Often used. Further, a base such as pyridine is often used as a reaction accelerator. However, these may be coordinated with the metal ions of the porous polymer metal complex in some cases, so that they remain in the pores of the porous polymer metal complex even after production, and the properties of the catalyst and gas adsorption storage In some cases, a treatment at a high temperature is required to reduce the amount of the compound or to remove the remaining reaction accelerator. The treatment at high temperature is complicated, and depending on the porous polymer metal complex, the properties may be deteriorated due to thermal deterioration. As a method of removing these without applying a high temperature, there is a method using supercritical carbon dioxide or the like, but a complicated process using a special device is required.

既存の膜化手法においては、次のような問題点が存在する。
上記多孔高分子金属錯体の膜化の(1)(2)の方法は、溶液中の一部の金属イオンと配位子が基板上に析出するだけであり反応効率が低い。
(3)の方法は特殊装置を使った反応であり、また汎用性に欠ける。
(4)の方法は前述の通り、先行技術が極めて限られており、非特許文献10の方法では高温が必要であり、限定的な金属酸化物と配位子物質とで実施されているだけであり、汎用性に欠ける。また、得られた多孔高分子金属錯体の薄膜を、ガス分離膜や、導電性デバイスとして使用する場合には、膜の緻密性が非常に重要であるが、既存の手法で得られる手法では、基板上の多孔性高分子金属錯体形成反応を厳密に制御できているとは言い難く、結果として緻密な膜を得る事が困難であった。
The existing film forming method has the following problems.
In the methods (1) and (2) for forming the porous polymer metal complex into a film, only a part of the metal ions and the ligand in the solution are deposited on the substrate, and the reaction efficiency is low.
The method (3) is a reaction using a special device, and lacks versatility.
As described above, the prior art of the method (4) is extremely limited, and the method of Non-Patent Document 10 requires a high temperature, and is performed only with a limited metal oxide and a ligand substance. And lacks versatility. In addition, when the obtained thin film of the porous polymer metal complex is used as a gas separation membrane or a conductive device, the denseness of the membrane is very important. It is difficult to say that the reaction of forming the porous polymer metal complex on the substrate could be strictly controlled, and as a result, it was difficult to obtain a dense film.

本願発明は、所望する金属イオンを提供する金属イオン源と配位子物質とをアルコール系溶媒中で反応させることで、金属−多孔性高分子金属錯体複合材料を製造する方法である。用いる金属イオン源は粉末状でもよく、板状等の成形体でもかまわない。本発明で用いることができる、金属イオン源となる金属粉末又は金属板には、純金属、並びに、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物等金属を含む金属化合物の粉末又は板状成形体を含む。以下、本明細書では、これらを便宜的に総称して、単に「金属粉末」又は「金属板」とも呼ぶ。 The present invention is a method for producing a metal-porous polymer-metal complex composite material by reacting a metal ion source providing a desired metal ion with a ligand substance in an alcohol-based solvent. The metal ion source used may be in the form of a powder or a plate or the like. The metal powder or metal plate serving as a metal ion source that can be used in the present invention includes pure metal, and, for example, metal compound powder or metal compound containing metal such as metal oxide, metal nitride, and metal sulfide. Including molded articles. Hereinafter, in the present specification, these are collectively referred to simply as “metal powder” or “metal plate” for convenience.

金属粉末を用いて十分に反応させた場合は、金属粉末はすべて多孔性高分子金属錯体に変換されるため、多孔性高分子金属錯体の粉末粒子が得られる。金属粉末を用いて反応時間を制御し、金属粉末粒子の一部を反応させた場合は、金属粉末粒子が多孔性高分子金属錯体で部分的にコートされた、金属−多孔性高分子金属錯体複合体粉末が得られる。   When the reaction is sufficiently performed using the metal powder, all of the metal powder is converted into a porous polymer metal complex, so that powder particles of the porous polymer metal complex are obtained. When the reaction time is controlled using metal powder and a part of the metal powder particles are reacted, the metal powder particles are partially coated with the porous polymer metal complex, and the metal-porous polymer metal complex A composite powder is obtained.

金属イオン源が板状等の金属成形体で、反応時間を制御し、金属の一部を反応させた場合は、金属板上に多孔性高分子金属錯体が析出した、すなわち金属板の上に多孔性高分子金属錯体膜が形成された複合体が得られる。金属板状等の成形体で、反応時間を制御し、金属のすべてを反応させた場合は、金属粉末を使用した時と同様に、板状の多孔性高分子金属錯体が得られる。   When the metal ion source is a plate-shaped metal molded body, the reaction time is controlled, and when a part of the metal is reacted, the porous polymer metal complex is deposited on the metal plate, that is, on the metal plate. A composite having the porous polymer metal complex film formed thereon is obtained. In the case where the reaction time is controlled and all of the metals are reacted in a molded product such as a metal plate, a plate-shaped porous polymer metal complex can be obtained in the same manner as when metal powder is used.

これらの反応はアルコール系溶媒の中で温和な温度で、短時間で行うことができ、後処理等も必要なく、対イオン由来の副生物も無く、極めてクリーンかつ容易であり、汎用の装置を用いて実施可能である。反応溶媒としてジメチルホルムアミド、ピリジン等を用いず、沸点が低いアルコール系溶媒を用いるため、反応後にジメチルホルムアミド、ピリジン類が細孔内に残って多孔性高分子金属錯体の特性を低下させたり、ジメチルホルムアミド、ピリジン類を除くための熱処理をする必要もない。また、ガス吸着貯蔵の特性を低下させることもない。   These reactions can be carried out at a mild temperature in an alcoholic solvent in a short time, no post-treatment is required, there are no by-products derived from counter ions, and the reaction is extremely clean and easy. It can be implemented using. Since dimethylformamide and pyridine are not used as the reaction solvent and an alcoholic solvent having a low boiling point is used, dimethylformamide and pyridines remain in the pores after the reaction to deteriorate the properties of the porous polymer metal complex, There is no need to perform heat treatment to remove formamide and pyridines. Further, the characteristics of gas adsorption storage are not reduced.

金属イオン源として金属板を使用し、配位子物質Aを含有する溶液中で反応を行い、基板上に金属イオンと配位子Aとからなる多孔性高分子金属錯体膜(便宜上、PCP−Aと呼ぶ)を形成させた後に、本材料をさらに別の配位子物質Bを含有する溶液中で反応させると、基板上に配位子Aからなる多孔性高分子金属錯体膜(PCP−A)と配位子Bからなる多孔性高分子金属錯体膜(PCP−B)とを積層させた複合膜を形成する事ができる。二種の多孔性高分子金属錯体膜を複合させることで、それぞれの多孔性高分子金属錯体が有する機能の複合化が可能となる。   Using a metal plate as a metal ion source, a reaction is carried out in a solution containing a ligand substance A, and a porous polymer metal complex film comprising a metal ion and a ligand A (for convenience, PCP- A), the material is further reacted in a solution containing another ligand substance B, and a porous polymer metal complex film (PCP- It is possible to form a composite film in which A) and a porous polymer metal complex film (PCP-B) composed of ligand B are laminated. By combining two types of porous polymer metal complex films, it is possible to combine the functions of each porous polymer metal complex.

この場合、配位子Bの直径が多孔性高分子膜(PCP−A)の細孔径より小さい場合は、配位子Bが多孔性高分子膜(PCP−A)の細孔内を通って金属Aと反応するため、得られる材料の構成は金属A/PCP−B/PCP−Aとなる。一方、配位子Bの直径が多孔性高分子膜(PCP−A)の細孔径より大きい場合は、金属イオンが細孔内を通過してPCP−A膜の上で配位子Bと反応するため、得られる材料の構成は金属A/PCP−A/PCP−Bとなる。これらの構成は、細孔径と配位子の大きさだけではなく、溶媒等の反応条件にも影響を受けるため、必ずしも一義的に決められない。   In this case, when the diameter of the ligand B is smaller than the pore diameter of the porous polymer membrane (PCP-A), the ligand B passes through the pores of the porous polymer membrane (PCP-A). Since it reacts with metal A, the composition of the resulting material is metal A / PCP-B / PCP-A. On the other hand, when the diameter of the ligand B is larger than the pore diameter of the porous polymer membrane (PCP-A), the metal ions pass through the pores and react with the ligand B on the PCP-A membrane. Therefore, the composition of the obtained material is metal A / PCP-A / PCP-B. These configurations are not necessarily uniquely determined because they are affected not only by the pore diameter and the size of the ligand but also by reaction conditions such as a solvent.

また、金属イオン源として金属板を使用する際に、金属板A上に金属箔Bを付けた板を使用すると、まず金属Bと配位子物質との反応が生じるため、金属板A上に金属Bと配位子とから形成される多孔性高分子金属錯体膜(便宜上、B−PCPと呼ぶ)が形成される。金属Bが全て消費されるまで反応を進ませることで、金属A/B−PCPの構成の材料を得ることができる。そして金属A/B−PCPが形成された後にさらに配位子物質と反応させると、今度は金属Aが配位物質と反応することで多孔性高分子膜(便宜上、A−PCPと呼ぶ)が生成して、金属A/PCP−B/PCP−Aの構成が得られる。これらの構成は、反応時間、細孔径と配位子の大きさとの関係、溶媒等の反応条件にも影響を受けるため、必ずしも一義的に決められない。   When a metal plate is used as a metal ion source and a metal foil A is attached to a metal foil B, a reaction between the metal B and the ligand substance occurs first. A porous polymer metal complex film (for convenience, called B-PCP) formed from metal B and the ligand is formed. By allowing the reaction to proceed until all the metal B is consumed, a material having the metal A / B-PCP can be obtained. When the metal A / B-PCP is further reacted with the ligand substance after the metal A / B-PCP is formed, the metal A reacts with the coordinating substance to form a porous polymer film (referred to as A-PCP for convenience). The result is a metal A / PCP-B / PCP-A configuration. These configurations are not necessarily uniquely determined because they are affected by the reaction time, the relationship between the pore diameter and the size of the ligand, and the reaction conditions such as the solvent.

上述したように、本発明に基づいて、金属板と多孔性高分子金属錯体膜から種々の複合体を調整することができる。
基板金属上に配位子Aからなる多孔性高分子金属錯体膜(便宜上、PCP−Aと言う)と配位子Bからなる多孔性高分子金属錯体膜(PCP−B)とを積層させた複合膜を形成する為には、基板金属上に配位子Aからなる多孔性高分子金属錯体膜(PCP−A)が形成された複合材料を、配位子Bの溶液に浸漬すれば良いが、最終的に形成される複合体の複合体構造は、用いる金属,配位子物質A、Bの種類に依存すると考えられる。形成されたPCP−Aの細孔径よりも配位子Bが大きい場合は、基板金属から微量溶解した金属イオンがPCP−Aの細孔内を拡散し、配位子Bと反応し、PCP−A層上にPCP−B層が形成されるため、最終的に形成される複合材料は、基板金属/PCP−A/PCP−Bの構成となる。
As described above, various composites can be prepared from a metal plate and a porous polymer metal complex film based on the present invention.
A porous polymer metal complex film (PCP-A) composed of ligand A and a porous polymer metal complex film (PCP-B) composed of ligand B were laminated on a substrate metal. In order to form a composite film, a composite material in which a porous polymer metal complex film (PCP-A) composed of a ligand A is formed on a substrate metal may be immersed in a solution of a ligand B. However, it is considered that the composite structure of the finally formed composite depends on the type of the metal used and the ligand substances A and B. When the ligand B is larger than the pore diameter of the formed PCP-A, a small amount of dissolved metal ions from the substrate metal diffuses in the pores of the PCP-A, reacts with the ligand B, and reacts with the PCP-A. Since the PCP-B layer is formed on the A layer, the finally formed composite material has a structure of substrate metal / PCP-A / PCP-B.

一方、PCP−Aの細孔径よりも配位子Bが小さい場合は、PCP−Aの細孔内を配位子Bが拡散し、基板金属と反応するため、形成される複合材料は、基板金属/PCP−B/PCP−Aの構成となる。但し、PCP−Aと配位子Bの相互作用が強い場合は、PCP−Aの細孔内への配位子Bの拡散が阻害される結果、金属イオンがPCP−Aの細孔内を拡散して配位子Bと反応する方が優先され、結果として、基板金属/PCP−A/PCP−Bの構成が得られる場合もある。   On the other hand, when the ligand B is smaller than the pore diameter of PCP-A, the ligand B diffuses in the pores of PCP-A and reacts with the substrate metal. It has a metal / PCP-B / PCP-A configuration. However, when the interaction between PCP-A and ligand B is strong, the diffusion of ligand B into the pores of PCP-A is inhibited, so that the metal ions pass through the pores of PCP-A. Diffusion and reaction with ligand B take precedence, and as a result, a configuration of substrate metal / PCP-A / PCP-B may be obtained.

本発明の方法で得られた多孔性高分子金属錯体膜は、金属イオンと配位子物質との反応が高度に制御されて行われるため、緻密な膜が形成可能であり、触媒、ガス貯蔵/分離材料、センサー、電子デバイス等に好適に使用可能である。   The porous polymer metal complex membrane obtained by the method of the present invention is capable of forming a dense membrane because the reaction between the metal ion and the ligand substance is performed at a high degree of control. / It can be suitably used for separation materials, sensors, electronic devices and the like.

本発明の目的は、金属イオンと配位子から形成される金属−多孔性高分子金属錯体膜及びその粉末の形成方法を提供することである。またこれら粉末、膜を利用した装置、デバイス類を提供することである。   An object of the present invention is to provide a metal-porous polymer metal complex film formed from a metal ion and a ligand, and a method for forming a powder thereof. Another object of the present invention is to provide an apparatus and devices using these powders and films.

本発明者らは、前述のような問題点を解決すべく、鋭意研究を積み重ねた結果、金属イオン源を、アルコール系溶媒を用いて配位子物質と反応させた結果、副生成物を伴うこと無く多孔性高分子金属錯体が得られ、さらに、金属イオン源の形状を選択し、反応を制御した場合には金属−多孔性高分子金属錯体の複合材料が得られる事を見いだし、本発明を完成するに至った。また、本発明の材料が、ガス分離材料、電子デバイス等に利用できることから、本発明を完成するに至った。   The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result of reacting a metal ion source with a ligand substance using an alcohol-based solvent, a by-product is produced. It is found that a porous polymer metal complex can be obtained without any problem, and further, when the shape of the metal ion source is selected and the reaction is controlled, a composite material of a metal-porous polymer metal complex can be obtained. Was completed. Further, since the material of the present invention can be used for gas separation materials, electronic devices, and the like, the present invention has been completed.

(1) 金属イオン源として、純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれる板状成形体を用意し、前記金属イオン源は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記板状成形体を投入して、
前記板状成形体と前記配位子物質とを反応させ、前記板状成形体上に
下記式(1)
[MLxn (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記板状成形体が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止すること
を含む、
前記板状成形体上に前記多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。
(2) 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である(1)に記載の形成方法。
(3) 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である(2)に記載の形成方法。
(4) 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる(1)〜(3)のいずれか一つに記載の形成方法。
) 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである()に記載の形成方法。
) 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る板状成形体である()に記載の形成方法。
) 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である(1)〜(4)のいずれか一つに記載の形成方法。
(1) A plate-shaped compact selected from the group consisting of a pure metal plate, a metal oxide plate, and a metal nitride plate is prepared as a metal ion source, and the metal ion source is magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel. , Copper, silver, one or two or more selected from the group consisting of any metal of metal and their metal oxides or metal nitrides,
Dissolve the ligand substance in an alcoholic solvent to prepare a ligand substance solution,
Put the plate-shaped molded body in the solution,
The plate-like molded body reacts with the ligand substance, and the following formula (1) is formed on the plate-like molded body.
[ML x ] n (1)
(Wherein, M represents a metallic ion from the metal ion source, L is distribution capable of crosslinking with two M contain a functional group capable of coordinating to M into two or more within its structure X represents a value at which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L cancel each other, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML x ] are assembled. And n is 5 or more.)
Forming a porous polymer metal complex film represented by
Including stopping the reaction before the plate-shaped molded body is completely consumed by the reaction,
A method for forming a composite having the porous polymer metal complex film on the plate-like molded body .
(2) The forming method according to (1), wherein the water content of the alcohol-based solvent is 0 to 12% by mass.
(3) The method according to (2), wherein the alcohol-based solvent is any one of methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol, or a mixed solvent thereof.
(4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the reaction is performed at a temperature of −20 to 150 ° C.
( 5 ) The method according to ( 1 ), wherein M is an ion of copper or silver or a mixed ion thereof.
(6) the metal ion source is a copper, any metal of silver, and a plate-shaped molded body comprising one or more members selected from the group consisting of metal oxide or metal nitride (1 ).
( 7 ) The ligand substance is terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, unsubstituted 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles or a mixture thereof The forming method according to any one of (1) to (4).

) 金属イオン源として板状成形体を用意し、前記金属イオン源は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
第1配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、第1配位子物質溶液を調製し、
第1配位子物質とは異なる第2配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、第2配位子物質溶液を調製し、
前記第1配位子物質溶液に前記板状成形体を投入して、
前記板状成形体と前記第1配位子物質とを反応させ、前記板状成形体上に
下記式(1)
[ML1xn (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の金属イオンを示し、L1は、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子L1の負電荷が相殺する値であり、nは、[ML1x]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第1多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記板状成形体が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止し、その後
前記板状成形体上に前記多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体を、洗浄し、
前記第2配位子物質溶液に前記複合体を投入して、
前記板状成形体と前記第2配位子物質とを反応させ、前記板状成形体上又は前記第1多孔性高分子金属錯体膜上に
下記式(2)
[ML2xn (2)
(式中、M、Xは、式(1)の場合と同じであり、L2は上記L1とは異なる、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、nは、[ML2x]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第2多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記板状成形体が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記板状成形体と前記第2配位子物質との反応を停止すること、
を含む、前記板状成形体上に2種の異なる多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。
) 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である()に記載の形成方法。
10) 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である()に記載の形成方法。
11) 前記各反応が、温度−20〜150℃で行われる()〜(10)のいずれか一つに記載の形成方法。
12) 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである()に記載の形成方法。
13) 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る板状成形体である()に記載の形成方法。
14) 前記第1及び第2配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4‘−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である()〜(11)のいずれか一つに記載の形成方法。
( 8 ) A plate-shaped molded body is prepared as a metal ion source , and the metal ion source is any one of magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, and zinc, and a metal oxide or metal thereof. One or more selected from the group consisting of nitrides,
Dissolving the first ligand substance in an alcohol-based solvent to prepare a first ligand substance solution;
A second ligand substance different from the first ligand substance is dissolved in an alcoholic solvent to prepare a second ligand substance solution,
Charging the plate-like molded body into the first ligand substance solution,
The plate-like molded body is reacted with the first ligand substance, and the following formula (1) is formed on the plate-like molded body.
[ML1 x ] n (1)
(Wherein, M represents a metallic ion from the metal ion source, L1, yes capable of crosslinking with two M contain a functional group capable of coordinating to M into two or more within its structure X represents a value by which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L1 cancel each other, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML1 x ] are assembled. And n is 5 or more.)
Forming a first porous polymer metal complex film represented by
Stopping the reaction before the plate-like molded body is completely consumed by the reaction, and then washing the composite having the porous polymer metal complex film on the plate-like molded body ,
Charging the complex into the second ligand substance solution,
The plate-shaped body and the second ligand substance are reacted to form the following formula (2) on the plate-shaped body or the first porous polymer metal complex film.
[ML2 x ] n (2)
(Wherein, M and X are the same as in the case of the formula (1), and L2 is different from the above L1 and contains two or more functional groups capable of coordinating to M in its structure. A ligand capable of cross-linking with M is shown, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML2 x ] are assembled, and n is 5 or more.)
Forming a second porous polymer metal complex film represented by
Stopping the reaction between the plate-shaped body and the second ligand substance before the plate-shaped body is completely consumed by the reaction;
A method for forming a composite having two different types of porous polymer metal complex films on the plate-like molded body .
( 9 ) The method according to ( 8 ), wherein the alcohol solvent has a water content of 0 to 12% by mass.
( 10 ) The forming method according to ( 9 ), wherein the alcohol solvent is any one of methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol, or a mixed solvent thereof.
( 11 ) The formation method according to any one of ( 8 ) to ( 10 ), wherein each of the reactions is performed at a temperature of -20 to 150 ° C.
( 12 ) The method according to ( 8 ), wherein M is an ion of copper or silver or a mixed ion thereof.
(13) wherein the metal ion source, a plate-shaped molded body made of copper, any metal of silver, and one or more members selected from the group consisting of metal oxide or metal nitride (8 ).
( 14 ) The first and second ligand substances are terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalene 1 selected from dicarboxylic acid, unsubstituted 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles The forming method according to any one of ( 8 ) to ( 11 ), which is a seed or a mixture thereof.

15) 基板上に金属イオン源として、順に板状成形体Aと板状成形体Bとを有する積層体を用意し、前記板状成形体A及びBは、それぞれ、純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれ、前記金属イオン源は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記配位子物質溶液に前記積層体を投入して、
前記板状成形体Bと前記配位子物質とを反応させ、前記板状成形体A上に
下記式(1)
[M1Lxn (1)
(式中、M1は、前記板状成形体B由来の金属イオンを示し、Lは、M1に配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のM1と架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンM1の正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[M1Lx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第1多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記板状成形体Bが前記反応によりすべて消費されたことを確認し、その後
前記板状成形体Aと前記配位子物質とを反応させ、前記板状成形体A上又は前記第1多孔性高分子金属錯体膜上に
下記式(2)
[M2Lxn (2)
(式中、M2は、前記板状成形体A由来の金属イオンを示し、但しM1及びM2は異なり、X、Lは、式(1)の場合と同じであり、nは、[M2Lx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第2多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記板状成形体Aが前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記板状成形体Aと前記配位子物質との反応を停止すること、
を含む、前記板状成形体A上に2種の異なる多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。
16) 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である(15)に記載の形成方法。
17) 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である(16)に記載の形成方法。
18) 前記各反応が、温度−20〜150℃で行われる(15)〜(17)のいずれか一つに記載の形成方法。
19) 前記M1及びM2が、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンであるが、但しM1及びM2が異なる、(15)に記載の形成方法。
20) 前記金属イオン源の板状成形体A及び板状成形体Bが、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る板状成形体であるが、但し板状成形体A及び板状成形体Bは異なる金属である(15)に記載の形成方法。
21) 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である(15)〜(18)のいずれか一つに記載の形成方法。
( 15 ) As a metal ion source, a laminate having a plate-shaped molded body A and a plate-shaped molded body B is prepared on a substrate, and the plate-shaped molded bodies A and B are a pure metal plate and a metal oxide, respectively. Plate, metal nitride plate, and the metal ion source is any one of magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, zinc, and a metal oxide or metal nitride thereof. One or more selected from the group consisting of
Dissolve the ligand substance in an alcoholic solvent to prepare a ligand substance solution,
Put the laminate into the ligand substance solution,
The plate-shaped molded body B is reacted with the ligand substance, and the following formula (1) is formed on the plate-shaped molded body A.
[M1L x ] n (1)
(Wherein, M1 represents a metallic ion from the plate-shaped molded product B, L is to contain functional groups capable of coordinating to M1 into two or more its structure crosslink with two M1 X represents a value obtained by canceling the positive charge of the metal ion M1 and the negative charge of the ligand L, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [M1L x ] are aggregated. Where n is 5 or more.)
Forming a first porous polymer metal complex film represented by
Ensure that the plate-shaped molded product B is consumed by the reaction, then the plate-like molded product A is reacted with the ligand material, said plate-shaped molded product A or on the first porous On the polymer metal complex film, the following formula (2)
[M2L x ] n (2)
(Wherein, M2 represents a metallic ion from the plate-shaped molded body A, except M1 and M2 are different, X, L is the same as in formula (1), n, [M2L x ], And n is 5 or more.)
Forming a second porous polymer metal complex film represented by
Stopping the reaction between the plate-shaped body A and the ligand substance before the plate-shaped body A is completely consumed by the reaction,
A method for forming a composite having two different types of porous polymer metal complex films on the plate-like molded body A, comprising:
( 16 ) The method according to ( 15 ), wherein the water content of the alcohol-based solvent is 0 to 12% by mass.
(17) the alcohol solvent is methanol, ethanol, 1-propanol, forming method according to a any one or a mixture of these 2-propanol (16).
( 18 ) The forming method according to any one of ( 15 ) to ( 17 ), wherein each of the reactions is performed at a temperature of -20 to 150 ° C.
( 19 ) The forming method according to ( 15 ), wherein M1 and M2 are either copper or silver ions or mixed ions thereof, but M1 and M2 are different.
( 20 ) The plate-shaped molded product A and the plate-shaped molded product B of the metal ion source are one or two selected from the group consisting of a metal of copper or silver and a metal oxide or metal nitride thereof. forming method according to is a plate-shaped molded body made of the seed above, except the plate-like molded body a and plate-shaped molded body B of a different metal (15).
( 21 ) The ligand substance is terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, unsubstituted 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles or a mixture thereof ( 15 ) The method according to any one of ( 15 ) to ( 18 ).

22) 金属イオン源として、純金属、金属酸化物、金属窒化物から成る群より選ばれる粉末を用意し、前記金属イオン源は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記粉末を投入して、攪拌し、
前記粉末と前記配位子物質とを反応させ、
前記粉末がすべて消費されるまで反応を継続する、
下記式(1)
[MLxn (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体粉末の形成方法。
23) 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である(22)に記載の形成方法。
24) 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である(23)に記載の形成方法。
25) 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる(22)〜(24)のいずれか一つに記載の形成方法。
26) 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである(22)に記載の形成方法。
27) 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である(22)に記載の形成方法。
28) 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である(22)〜(25)のいずれか一つに記載の形成方法。
( 22 ) A powder selected from the group consisting of a pure metal, a metal oxide, and a metal nitride is prepared as a metal ion source, and the metal ion source is magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, zinc. And one or more selected from the group consisting of metal oxides and metal nitrides thereof,
Dissolve the ligand substance in an alcoholic solvent to prepare a ligand substance solution,
Put the powder into the solution, stir,
Reacting the powder with the ligand substance,
Continue the reaction until all of the powder is consumed,
The following equation (1)
[ML x ] n (1)
(Wherein, M represents a metallic ion from the metal ion source, L is distribution capable of crosslinking with two M contain a functional group capable of coordinating to M into two or more within its structure X represents a value at which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L cancel each other, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML x ] are assembled. And n is 5 or more.)
A method for forming a porous polymer metal complex powder represented by the formula:
( 23 ) The formation method according to ( 22 ), wherein the water content of the alcohol-based solvent is 0 to 12% by mass.
(24) the alcohol solvent is methanol, ethanol, 1-propanol, forming method according to a any one or a mixture of these 2-propanol (23).
( 25 ) The formation method according to any one of ( 22 ) to ( 24 ), wherein the reaction is performed at a temperature of −20 to 150 ° C.
( 26 ) The method according to ( 22 ), wherein M is an ion of copper or silver or a mixed ion thereof.
( 27 ) The formation method according to ( 22 ), wherein the metal ion source is one or more selected from the group consisting of a metal of copper and silver and a metal oxide or metal nitride thereof. .
( 28 ) The ligand substance is terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, unsubstituted 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles or a mixture thereof The formation method according to any one of ( 22 ) to ( 25 ), wherein

29) 金属イオン源として、純金属、金属酸化物、金属窒化物から成る群より選ばれる粉末を用意し、前記金属イオン源は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記粉末を投入して、攪拌し、
前記粉末と前記配位子物質とを反応させ、
下記式(1)
[MLxn (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体を形成し、
前記粉末が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止すること
を含む、
前記粉末粒子の周囲に前記多孔性高分子金属錯体を有するコア−シェル型複合粒子の形成方法。
30) 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である(29)に記載の形成方法。
31) 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である(30)に記載の形成方法。
32) 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる(29)〜(31)のいずれか一つに記載の形成方法。
33) 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである(29)に記載の形成方法。
34) 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である(29)に記載の形成方法。
35) 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である(29)〜(32)のいずれか一つに記載の形成方法。
( 29 ) A powder selected from the group consisting of a pure metal, a metal oxide, and a metal nitride is prepared as a metal ion source, and the metal ion source is magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, zinc. And one or more selected from the group consisting of metal oxides and metal nitrides thereof,
Dissolve the ligand substance in an alcoholic solvent to prepare a ligand substance solution,
Put the powder into the solution, stir,
Reacting the powder with the ligand substance,
The following equation (1)
[ML x ] n (1)
(Wherein, M represents a metallic ion from the metal ion source, L is distribution capable of crosslinking with two M contain a functional group capable of coordinating to M into two or more within its structure X represents a value at which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L cancel each other, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML x ] are assembled. And n is 5 or more.)
To form a porous polymer metal complex represented by
Stopping the reaction before the powder has been completely consumed by the reaction.
A method for forming core-shell type composite particles having the porous polymer metal complex around the powder particles.
( 30 ) The forming method according to ( 29 ), wherein the water content of the alcohol-based solvent is 0 to 12% by mass.
( 31 ) The method according to ( 30 ), wherein the alcohol-based solvent is any one of methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol, or a mixed solvent thereof.
( 32 ) The formation method according to any one of ( 29 ) to ( 31 ), wherein the reaction is performed at a temperature of -20 to 150 ° C.
( 33 ) The method according to ( 29 ), wherein M is an ion of copper or silver or a mixed ion thereof.
(34) wherein the metal ion source, copper, any metal silver, and methods formed according to at least one selected from the group consisting of metal oxide or metal nitride (29) .
( 35 ) The ligand substance is terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, unsubstituted 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles or a mixture thereof ( 29 ) The method according to any one of ( 29 ) to ( 32 ).

36) 純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれる板状成形体及び該板状成形体の片面又は両面上にある多孔性高分子金属錯体膜から成る複合体であって、前記板状形成体は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
前記多孔性高分子金属錯体膜が、
下記式(1)
[MLxn (1)
(式中、Mは、前記板状成形体由来の金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表され、
前記板状成形体は、前記多孔性高分子金属錯体の金属イオンMの金属であり、
前記多孔性高分子金属錯体膜の二乗平均平方根粗さRq(RMS)が、膜厚に対し、25%未満であり、そして
絶縁破壊耐電圧が0.1V以上である、
複合体。
37) 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである(36)に記載の複合体。
38) 前記配位子が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物に由来する(36)〜(37)のいずれか一つに記載の複合体。
(36) pure metal plate, a metal oxide plate, complex consisting of a porous polymer metal complex layer located on one or both sides of the plate-shaped molded body and said plate-shaped molded product selected from the group consisting of metal nitride plate Wherein the plate-like formed body is one selected from the group consisting of magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, and zinc, and metal oxides or metal nitrides thereof. Or consist of two or more,
The porous polymer metal complex film,
The following equation (1)
[ML x ] n (1)
(Wherein, M represents a metallic ion from the plate-shaped molded product, L is capable of cross-linking and two M contain a functional group capable of coordinating to M into two or more within its structure X represents a ligand, X represents a value by which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L cancel each other, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML x ] are assembled. And n is 5 or more.)
Represented by
The plate-shaped molded body is a metal of the metal ion M of the porous polymer metal complex,
The root-mean- square roughness Rq (RMS) of the porous polymer metal complex film is less than 25% with respect to the film thickness, and the breakdown voltage is 0.1 V or more.
Complex.
( 37 ) The complex according to ( 36 ), wherein M is an ion of either copper or silver or a mixed ion thereof.
( 38 ) The ligand is terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, unsubstituted 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles or a mixture thereof The complex according to any one of ( 36 ) to ( 37 ), which is derived.

本発明の方法により、多孔性高分子金属錯体を形成することができ、多孔性高分子金属錯体粉末、金属と多孔性高分子金属錯体との複合体の粒子、板状物等を製造することができる。本方法で製造される多孔性高分子金属錯体の粉末、金属と多孔性高分子金属錯体複合体の粒子、板状物は、センサー、導電性材料等として利用が可能である。   According to the method of the present invention, a porous polymer metal complex can be formed, and a porous polymer metal complex powder, particles of a composite of a metal and a porous polymer metal complex, and a plate-like material can be produced. Can be. The powder of the porous polymer metal complex, the particles of the metal and the composite of the porous polymer metal complex, and the plate-like material produced by the present method can be used as a sensor, a conductive material, and the like.

本発明の方法で製造される多孔性高分子金属錯体の粉末は、高温での前処理をする事無く、細孔内に残存している溶媒を除去することができるため、高温処理での材料劣化が起こりにくく、ガス貯蔵、分離材料、触媒等として優れた特性を発現する。   The powder of the porous polymer metal complex produced by the method of the present invention can remove the solvent remaining in the pores without performing a pretreatment at a high temperature. Deterioration is less likely to occur, and it exhibits excellent properties as a gas storage, separation material, catalyst and the like.

本発明の方法で製造される多孔性高分子金属錯体と金属板との複合体は、多孔性高分子金属錯体膜が緻密であるため、ガス分離貯蔵材料、電子デバイス、触媒等として利用した際に優れた特性を発現する。   The composite of the porous polymer metal complex and the metal plate produced by the method of the present invention is used when used as a gas separation storage material, an electronic device, a catalyst, etc., because the porous polymer metal complex membrane is dense. Express excellent characteristics.

本発明の多孔性高分子金属錯体を形成する方法によって、多孔性高分子金属錯体膜を形成する際の時間と膜厚の関係を示すグラフ。4 is a graph showing the relationship between time and film thickness when forming a porous polymer metal complex film by the method for forming a porous polymer metal complex of the present invention. 実施例1で形成されたPCP薄膜の表面及び断面を表したSEM写真。2 is an SEM photograph showing the surface and cross section of the PCP thin film formed in Example 1.

本発明方法によって得られる多孔性高分子金属錯体は、下記式(1)
[ML (1)
(式中、Mは元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[ML]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される。
The porous polymer metal complex obtained by the method of the present invention has the following formula (1)
[ML x ] n (1)
(In the formula, M represents a metal ion selected from Groups 2A to 3B of the periodic table of the elements, and L represents two or more M groups containing two or more functional groups capable of coordinating with M in the structure. X represents a ligand which can be cross-linked, X is a value by which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L cancel each other, and n is that many constituent units composed of [ML x ] are assembled. It shows characteristics, and n is 5 or more.)
Is represented by

本発明の多孔性高分子金属錯体は多孔体であるため、水やアルコールやアルコールなどの有機分子に触れると孔内に水や有機溶媒を含有し、たとえば式(2)
[MLn(G)y (2)
(式中、Mは元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[ML]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。Gは水やアルコール等の分子で、yは0.01〜8である)であるような複合材料に変化する場合がある。
Since the porous polymer metal complex of the present invention is a porous body, when it comes into contact with water, an organic molecule such as alcohol or alcohol, it contains water or an organic solvent in the pores.
[ML x ] n (G) y (2)
(In the formula, M represents a metal ion selected from Groups 2A to 3B of the periodic table of the elements, and L represents two or more M groups containing two or more functional groups capable of coordinating with M in the structure. X represents a ligand which can be cross-linked, X is a value by which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L cancel each other, and n is that many constituent units composed of [ML x ] are assembled. N is 5 or more, G is a molecule such as water or alcohol, and y is 0.01 to 8).

しかし、これらの複合材料中の上記Gで表されるゲスト分子は、多孔性高分子金属錯体に弱く結合しているだけであり、減圧乾燥などで容易に除かれ、元の式(1)で表される材料に戻る。そのため、式(2)で表されるような形態であっても、本質的には本発明の(1)の多孔性高分子金属錯体と同一物と見なすことができる。また、Gが目的とする材料の物性に影響を及ぼさない量、物質である場合は、Gを含有したまま使用することができる。   However, the guest molecule represented by G in these composite materials is only weakly bound to the porous polymer metal complex, and is easily removed by drying under reduced pressure or the like, and the original formula (1) Return to the material represented. Therefore, even the form represented by the formula (2) can be regarded as essentially the same as the porous polymer metal complex of the present invention (1). When G is an amount and substance that does not affect the physical properties of the target material, it can be used while containing G.

本発明の方法で使用される金属イオン源は、元素の周期表の2〜15族から選ばれる金属イオンを提供できる、純金属、又は金属化合物、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物等である。多孔性高分子金属錯体を形成しやすい点で、マグネシウム、カリウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、希土類、銀が好ましい。基板との密着性が高い多孔性高分子金属錯体が形成されやすい点で鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、銀が、好ましい。平滑性が高い点では、銅、銀が好ましく、膜の緻密性が高い点で、さらに好ましくは銅である。イオン化傾向が大きい金属は容易にイオン化するため、容易に多孔性高分子金属錯体膜を形成することができるが、得られる膜が粗になりやすい。イオン化傾向が小さい金属の方が、膜の粗度、密度の点で優れた膜ができる。特にHよりもイオン化傾向が小さい金属、たとえば、銅、銀は優れた膜を与える。   The metal ion source used in the method of the present invention can provide a metal ion selected from Groups 2 to 15 of the periodic table of elements, a pure metal or a metal compound such as a metal oxide, a metal nitride, a metal sulfide. Things. Magnesium, potassium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, rare earth, and silver are preferred because they easily form a porous polymer metal complex. Iron, cobalt, nickel, copper, zinc, and silver are preferable in that a porous polymer metal complex having high adhesion to a substrate is easily formed. Copper and silver are preferred in terms of high smoothness, and copper is more preferred in terms of high film density. Since a metal having a high ionization tendency is easily ionized, a porous polymer metal complex film can be easily formed, but the obtained film tends to be coarse. A metal having a low ionization tendency can be formed into a film having better film roughness and density. In particular, metals having a lower ionization tendency than H, such as copper and silver, give excellent films.

本発明の方法で使用される金属イオン源となることができる金属酸化物は、元素の周期表の2〜15族から選ばれる金属の酸化物である。多孔性高分子金属錯体を形成しやすい点で、マグネシウム、カリウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、希土類、銀の酸化物が好ましい。純度が高い多孔性高分子金属錯体が形成されやすい点で鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、銀の酸化物が好ましい。平滑性が高い点では、銅、銀の酸化物が好ましく、膜の緻密性が高い点でさらに好ましくは銅酸化物である。また、金属窒化物も金属イオン源と成ることができる。用いることができる金属窒化物は、元素の周期表の2〜15族から選ばれる金属の窒化物である。金属窒化物は、金属より腐食や酸化に強い特性を有する。このため、電気電極として用いるのに適しており、また長期間安定である。また金属よりも硬度が高い特性を有する。このため、機械的に強い強度を得ることができる。金属窒化物の例としては、窒化ニッケル、窒化銅が好ましい。   The metal oxide that can be a metal ion source used in the method of the present invention is an oxide of a metal selected from Groups 2 to 15 of the periodic table of the elements. Magnesium, potassium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, rare earth, and silver oxides are preferred because they easily form a porous polymer metal complex. Oxides of iron, cobalt, nickel, copper, zinc and silver are preferred in that a high-purity porous polymer metal complex is easily formed. Copper and silver oxides are preferred in terms of high smoothness, and copper oxides are more preferred in terms of high film density. Also, metal nitride can be a metal ion source. The metal nitride that can be used is a metal nitride selected from Groups 2 to 15 of the periodic table of the elements. Metal nitrides are more resistant to corrosion and oxidation than metals. Therefore, it is suitable for use as an electric electrode and is stable for a long time. In addition, it has a property of higher hardness than metal. For this reason, mechanically strong strength can be obtained. As examples of the metal nitride, nickel nitride and copper nitride are preferable.

金属イオン源となることができる金属は合金であっても良い。この場合は、複数種の金属イオンを含有する多孔性高分子金属錯体が形成される。多孔性高分子金属錯体を形成しやすい点で、マグネシウム、カリウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、希土類を50%以上の純度で含有する合金が好ましい。純度が高い多孔性高分子金属錯体が形成されやすい点で鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛を50%以上の純度で含有する合金が好ましい。さらに好ましくは銅を50%以上の純度で含有する合金である。また、二種金属貼り合わせの板を使用する事も可能である。   The metal that can be a metal ion source may be an alloy. In this case, a porous polymer metal complex containing a plurality of types of metal ions is formed. An alloy containing magnesium, potassium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, and a rare earth element with a purity of 50% or more is preferable because a porous polymer metal complex is easily formed. An alloy containing iron, cobalt, nickel, copper, and zinc at a purity of 50% or more is preferable because a high-purity porous polymer metal complex is easily formed. More preferably, it is an alloy containing 50% or more of copper. It is also possible to use a two-metal-laminated plate.

粉末状の多孔性高分子金属錯体を製造する場合は、金属イオン源として金属粉末または金属箔を用いることが好ましい。金属粉末の平均粒径は、50nm〜2mmである。50nm以下では取り扱いが難しく、2mm以上では反応が遅い。純度が高い多孔性高分子金属錯体が得られる点で、100nm以上、1mm以下の粒径が好ましい。金属箔を用いる場合は、金属箔の厚さは、2nm以上1mm以下である。金属粒子と多孔性高分子金属錯体の複合粒子を製造する場合は、目的とする粒子の大きさに合わせて、金属粒子の大きさを選択することができる。   When a powdery porous polymer metal complex is produced, it is preferable to use a metal powder or a metal foil as a metal ion source. The average particle size of the metal powder is 50 nm to 2 mm. If it is 50 nm or less, it is difficult to handle, and if it is 2 mm or more, the reaction is slow. A particle size of 100 nm or more and 1 mm or less is preferable in that a high-purity porous polymer metal complex can be obtained. When using a metal foil, the thickness of the metal foil is 2 nm or more and 1 mm or less. When producing composite particles of metal particles and a porous polymer metal complex, the size of the metal particles can be selected according to the target particle size.

膜状の多孔性高分子金属錯体を製造する場合は、金属イオン源として金属板を使用すれば良い。金属板の厚さは、目的に応じて選択することができる。   When a film-shaped porous polymer metal complex is produced, a metal plate may be used as a metal ion source. The thickness of the metal plate can be selected according to the purpose.

金属イオン源として、純金属、又は金属化合物を用いる場合、金属イオンは、酸性配位子のプロトンにより溶解して生成する。一般にイオン化傾向がHよりも小さい銀や銅は、プロトン酸では溶解しづらいが、酸素が存在する場合は溶解現象が生じるため、本反応により、多孔性高分子金属錯体調製の原料として使用することが可能である。   When a pure metal or a metal compound is used as the metal ion source, the metal ion is generated by being dissolved by the proton of the acidic ligand. In general, silver or copper, whose ionization tendency is smaller than H, is difficult to dissolve in protonic acid, but dissolution phenomenon occurs in the presence of oxygen. Therefore, this reaction should be used as a raw material for preparing a porous polymer metal complex. Is possible.

本発明の多孔性高分子金属錯体を形成する方法では、酸性配位子を使用する事が必須である。ここで用いる「酸性配位子」とは、カルボキシル基、スルホン酸基、りん酸基のいずれか1種以上を、最低2個含有する、脂肪族または芳香族化合物由来の有機性配位子のことをいう。具体的には、脂肪族配位子としては、1,4ブタンジカルボン酸、1,6−ヘキサンジカルボン酸、くえん酸、フマル酸、酒石酸、1,3,5−シクロヘキサントリカルボン酸、デカヒドロ−1,4−ナフタレンジカルボン酸、こはく酸等を例示できる。好ましくはくえん酸、フマル酸である。   In the method for forming a porous polymer metal complex of the present invention, it is essential to use an acidic ligand. As used herein, the term “acid ligand” refers to an organic ligand derived from an aliphatic or aromatic compound containing at least two of one or more of a carboxyl group, a sulfonic group, and a phosphate group. That means. Specifically, examples of the aliphatic ligand include 1,4-butanedicarboxylic acid, 1,6-hexanedicarboxylic acid, citric acid, fumaric acid, tartaric acid, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid, decahydro-1, Examples thereof include 4-naphthalenedicarboxylic acid and succinic acid. Citric acid and fumaric acid are preferred.

芳香族化合物由来の配位子に含まれる芳香環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン、ビフェニル等が挙げられる。具体的には置換または非置換のテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸である。さらに具体的には、ヒドロキシル基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキル基、アミド基、アルコキシ基、ハロゲン、フルオロアルキル基が1個または2個置換したテレフタル酸類およびイソフタル酸類である。中でも好ましいのは置換位置が2位置換または2位、5位に2置換のテレフタル酸および5位置換のイソフタル酸である。   Examples of the aromatic ring contained in the ligand derived from an aromatic compound include a benzene ring, a naphthalene ring, anthracene, and biphenyl. Specific examples include substituted or unsubstituted terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and anthracenedicarboxylic acid. More specifically, terephthalic acids and isophthalic acids in which one or two hydroxyl groups, amino groups, dialkylamino groups, alkyl groups, amide groups, alkoxy groups, halogens, and fluoroalkyl groups are substituted with one or two. Among them, terephthalic acid substituted at the 2-position or 2-position at the 5-position and isophthalic acid substituted at the 5-position are particularly preferable.

有機性配位子が得られるその他の好ましい芳香族化合物は、置換、非置換のトリメシン酸、1,3,5−トリス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4’−カルボキシ[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ベンゼン、ビフェニル−3,3’,5,5’−テトラカルボン酸、9,10−アントラセンジカルボン酸、3,3’,5,5’−テトラカルボキシジフェニルメタン、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、1,4−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、ピロメリット酸(1,2,4,5−テトラカルボン酸、メリット酸(ベンゼンヘキサカルボン酸)、1,3,5−トリス(4’−カルボキシ[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ベンゼン、1,3,5−トリスカルボキシフェニルエチニルベンゼン、3,3’,5,5’−テトラカルボキシジフェニルメタン、[1,1’:4’,1’’]テトラフェニル−3,3’’,5,5’’−テトラカルボン酸、9,10−アントラセンジカルボン酸、ビフェニル−3,3’,5,5’−テトラカルボン酸3,4−プロピレンジオキシチオフェン−2,5−ジカルボン酸、1,2,4,5−テトラキス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、4,4’,4’’−s−トリアジン−2,4,6−トリイル−三安息香酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、ベンゾフェノン−4,4’−ジカルボン酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−オキシビス(安息香酸)、4,4’−スルホニル二安息香酸、3,5−ピラゾールジカルボン酸、ピリミジン−5−カルボン酸、5−メチルピラジン−2−カルボン酸、ピリジン−3,4−ジカルボン酸、ピリジン−3,5−ジカルボン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸である。   Other preferred aromatic compounds from which organic ligands can be obtained are substituted and unsubstituted trimesic acid, 1,3,5-tris (4-carboxyphenyl) benzene, 1,3,5-tris (4'- Carboxy [1,1′-biphenyl] -4-yl) benzene, biphenyl-3,3 ′, 5,5′-tetracarboxylic acid, 9,10-anthracenedicarboxylic acid, 3,3 ′, 5,5′- Tetracarboxydiphenylmethane, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, dimethyl 2,7-naphthalenedicarboxylate, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, pyromellitic acid (1,2,4,5- Tetracarboxylic acid, melitic acid (benzenehexacarboxylic acid), 1,3,5-tris (4′-carboxy [1,1′-biphenyl] -4-yl) benzene 1,3,5-triscarboxyphenylethynylbenzene, 3,3 ′, 5,5′-tetracarboxydiphenylmethane, [1,1 ′: 4 ′, 1 ″] tetraphenyl-3,3 ″, 5 5 ″ -tetracarboxylic acid, 9,10-anthracene dicarboxylic acid, biphenyl-3,3 ′, 5,5′-tetracarboxylic acid 3,4-propylenedioxythiophene-2,5-dicarboxylic acid, 1,2 , 4,5-Tetrakis (4-carboxyphenyl) benzene, 4,4 ', 4 "-s-triazine-2,4,6-triyl-tribenzoic acid, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid Acid, benzophenone-4,4'-dicarboxylic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) hexafluoropropane, 4,4'-oxybis (benzoic acid), 4,4'-sulfoni Dibenzoic acid, 3,5-pyrazoledicarboxylic acid, pyrimidine-5-carboxylic acid, 5-methylpyrazine-2-carboxylic acid, pyridine-3,4-dicarboxylic acid, pyridine-3,5-dicarboxylic acid, 2,3 -Pyrazine dicarboxylic acid.

これらの配位子物質は複数種を混合して使用する事ができる。使用割合は、目的とする多孔性高分子金属錯体に含まれる配位子の比率に応じて決める事ができる。   These ligand substances can be used as a mixture of plural kinds. The use ratio can be determined according to the ratio of the ligand contained in the target porous polymer metal complex.

上記の酸性配位子に加えて、塩基性配位子を混合使用する事ができる。ここで用いる「塩基性配位子」とは、ピリジル基、イミダゾリル基等の芳香族性窒素原子を含有する有機化合物由来の配位子であり、具体的には、置換または非置換の4,4’−ビピリジン類、置換または非置換のイミダゾール類、およびピリジル基、イミダゾリル基を含有する有機化合物由来の各種配位子が例示できる。具体的な化合物は、2,4,6−トリ(4−ピリジル)−1,3,5−トリアジン、1,2−ビス(4−ピリジル)エタン、トランス−1,2−ビス(4−ピリジル)−エチレン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、3,6−ジ(4−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン、2,2’−ジピリジルアミン (dpa)、亜鉛5,10,15,20−テトラ(4−ピリジル)−21H,23H−ポルフィン、1,10−フェナントロリン、1,3,5−トリアジン、4,4’−ビピリジル、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン (dabco)、ピラジンである。   In addition to the above acidic ligands, basic ligands can be mixed and used. As used herein, the term "basic ligand" refers to a ligand derived from an organic compound containing an aromatic nitrogen atom such as a pyridyl group or an imidazolyl group, and specifically, substituted or unsubstituted 4,4. Examples thereof include 4′-bipyridines, substituted or unsubstituted imidazoles, and various ligands derived from organic compounds containing a pyridyl group or an imidazolyl group. Specific compounds include 2,4,6-tri (4-pyridyl) -1,3,5-triazine, 1,2-bis (4-pyridyl) ethane, trans-1,2-bis (4-pyridyl) ) -Ethylene, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 3,6-di (4-pyridyl) -1,2,4,5-tetrazine, 2,2′-dipyridylamine (dpa), zinc 5 , 10,15,20-Tetra (4-pyridyl) -21H, 23H-porphine, 1,10-phenanthroline, 1,3,5-triazine, 4,4'-bipyridyl, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] Octane (dabco), pyrazine.

本発明の多孔性高分子金属錯体を形成する方法では、溶媒は1価〜3価のアルコール類である。アルコール類は、極性を有するため、ヘテロ原子を含有する配位子物質の溶解性に優れている。また、金属イオン源の溶解性にも優れている。ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、水等も金属イオン源の溶解能が高いが、過剰な溶解性を有する溶媒の使用は、過度に多孔性高分子金属錯体の形成を促進し、得られる膜の平滑性の低下、膜密度の低下の原因となるので好ましくない。   In the method for forming a porous polymer metal complex of the present invention, the solvent is a monohydric to trihydric alcohol. Since alcohols have polarity, they are excellent in solubility of a ligand substance containing a hetero atom. In addition, the metal ion source is excellent in solubility. Dimethylformamide, dimethylsulfoxide, water and the like also have a high metal ion source dissolving power, but the use of a solvent having excessive solubility promotes the formation of a porous polymer metal complex excessively, and the resulting membrane has a smoothness. And the film density is undesirably reduced.

1価のアルコールとしてはメタノール、エタノール、1−プロパノールが挙げられる。2価のアルコールとしてはエチレングリコール、ジエチレングリコールが挙げられる。3価のアルコールとしてはグリセリンが挙げられる。多孔性高分子金属錯体の収率が高い点で、メタノール、エタノールが好ましい。得られた多孔性高分子金属錯体の純度が高い点でエタノールが特に好ましい。これらの溶媒を混合して使用する事ができる。得られた多孔性高分子金属錯体の純度が高い点でエタノールを70%以上含有していることが好ましい。   Examples of the monohydric alcohol include methanol, ethanol, and 1-propanol. Examples of the dihydric alcohol include ethylene glycol and diethylene glycol. Glycerin is mentioned as a trihydric alcohol. Methanol and ethanol are preferred in that the yield of the porous polymer metal complex is high. Ethanol is particularly preferred in that the purity of the obtained porous polymer metal complex is high. These solvents can be used as a mixture. The obtained porous polymer metal complex preferably contains ethanol at 70% or more in view of high purity.

上記アルコール類に、アルコール類以外の溶媒を混合して使用する事ができる。混合使用可能な溶媒の例として、ヘキサン等のアルカン類、ベンゼン等の芳香族類、ジエチルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル等のエステル類。ジメチルホルムアミド等のホルムアミド類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類が挙げられる。アルコール類以外の溶媒の混合比は50体積%未満が好ましい。   Solvents other than alcohols can be mixed with the above-mentioned alcohols and used. Examples of solvents that can be used in combination include alkanes such as hexane, aromatics such as benzene, ethers such as diethyl ether, and esters such as ethyl acetate. Examples include formamides such as dimethylformamide, and sulfoxides such as dimethylsulfoxide. The mixing ratio of solvents other than alcohols is preferably less than 50% by volume.

水は上記の通り、過剰に存在していると得られる膜の平滑性の低下、膜密度の低下の原因となるので好ましくない。全溶媒質量の含水量は、0〜12質量%、平滑性が高くなる観点から0.00001〜7質量%、膜密度が高くなる点で0.001〜4質量%、電気特性が向上する観点から、0.05〜質量1%である。   As described above, the presence of excessive water is not preferred because it causes a reduction in the smoothness of the obtained film and a reduction in the film density. The water content of the total solvent is 0 to 12% by mass, 0.00001 to 7% by mass from the viewpoint of increasing smoothness, 0.001 to 4% by mass from the viewpoint of increasing the film density, and the viewpoint of improving the electrical characteristics. From 0.05 to 1% by mass.

金属イオン源と配位子物質の反応時の反応温度は−20℃〜150℃が好ましい。反応が速やかに進む点から0℃〜140℃が好ましい。膜の平滑性が向上する点からさらに好ましくは20℃〜120℃である。膜の緻密性が向上する観点からさらに好ましくは40℃〜90℃である。過剰に高い温度は、多孔性高分子金属錯体の成長を過度に促進し、結晶粒径が粗大化するため、得られる膜の平滑性が失われる。低温の場合は結晶成長点の数が少なくなり、膜の密度が低下し、クラック等の発生原因となる。   The reaction temperature during the reaction between the metal ion source and the ligand substance is preferably from -20C to 150C. 0 ° C to 140 ° C is preferred from the viewpoint that the reaction proceeds promptly. The temperature is more preferably from 20C to 120C from the viewpoint of improving the smoothness of the film. The temperature is more preferably 40 ° C to 90 ° C from the viewpoint of improving the denseness of the film. If the temperature is too high, the growth of the porous polymer metal complex is excessively promoted, and the crystal grain size becomes coarse, so that the resulting film loses smoothness. When the temperature is low, the number of crystal growth points decreases, the density of the film decreases, and this causes cracks and the like.

反応に用いられる配位子物質の濃度は、提供される配位子換算で0.001mM〜配位子の飽和濃度である。反応が迅速に進む点で、0.01mM〜飽和濃度が好ましい。   The concentration of the ligand substance used in the reaction ranges from 0.001 mM in terms of the provided ligand to a saturated concentration of the ligand. From the viewpoint that the reaction proceeds rapidly, a concentration of 0.01 mM to a saturation concentration is preferable.

金属イオン源と配位子物質の反応時間は、使用する金属粉末、金属板の、粒径や板厚、目的とする多孔性高分子金属錯体の量(厚み)で変化するために一義的に決められないが、1秒〜180時間である。時間を長くすることで、原料の金属イオン源をより消費させ、多孔性高分子金属錯体の量(膜の場合は厚さ)を増加させることができる。   Since the reaction time between the metal ion source and the ligand substance varies depending on the particle size and plate thickness of the metal powder and metal plate used, and the amount (thickness) of the desired porous polymer metal complex, Although it cannot be decided, it is 1 second to 180 hours. By increasing the time, the metal ion source as a raw material can be consumed more, and the amount (thickness in the case of a membrane) of the porous polymer metal complex can be increased.

金属イオン源として金属粉末を用いる場合、金属がすべて消費されてしまう前に反応を停止させることによって、コアと成る金属粒子の周囲にシェルと成る多孔性高分子金属錯体を形成させたコア−シェル型複合粒子を形成する事が可能である。得られた複合材料の金属粒子径、多孔性高分子金属錯体の厚みは、目的に応じて、使用する金属粒子径、反応時間で制御する事が可能である。長時間反応させることでコアと成る金属粒子の大きさは小さく、シェルと成る多孔性高分子金属錯体の厚みは大きくなる。   When metal powder is used as a metal ion source, a core-shell in which a porous polymer metal complex serving as a shell is formed around metal particles serving as a core by stopping the reaction before all the metal is consumed. It is possible to form type composite particles. The metal particle diameter and the thickness of the porous polymer metal complex of the obtained composite material can be controlled by the metal particle diameter to be used and the reaction time according to the purpose. By reacting for a long time, the size of the metal particles serving as the core is reduced, and the thickness of the porous polymer metal complex serving as the shell is increased.

金属/多孔性高分子金属錯体(A)/多孔性高分子金属錯体(B)タイプの複合材を形成することができる。上記方法によって形成されたコア−シェル複合粒子を、さらに別種の配位子を含有した溶媒に浸漬し、再反応させる事で、複合粒子の上にさらに別種の配位子から形成される多孔性高分子金属錯体(B)層を形成する事が可能である。   A metal / porous polymer metal complex (A) / porous polymer metal complex (B) type composite can be formed. The core-shell composite particles formed by the above method are further immersed in a solvent containing another kind of ligand, and re-reacted, thereby forming a porous layer formed from another kind of ligand on the composite particle. It is possible to form a polymer metal complex (B) layer.

金属イオン源と成る金属板の上に多孔性高分子金属錯体膜を形成することができる。金属板を配位子と反応させる際に、金属板がすべて消費されてしまう前に反応を停止させることで、金属板の上に多孔性高分子金属錯体の層を形成する事が可能である。得られた複合体の金属板の厚み、多孔性高分子金属錯体の厚みは、使用する金属板の厚みと反応時間を制御することで設定可能である。   A porous polymer metal complex film can be formed on a metal plate serving as a metal ion source. When reacting a metal plate with a ligand, it is possible to form a layer of a porous polymer metal complex on the metal plate by stopping the reaction before the metal plate is completely consumed. . The thickness of the metal plate and the thickness of the porous polymer metal complex of the obtained composite can be set by controlling the thickness of the metal plate to be used and the reaction time.

金属イオン源と成る金属板の上に複数種の多孔性高分子金属錯体膜を形成することができる。上記の金属板の上に多孔性高分子金属錯体の層が形成された複合材料を、さらに別種の配位子物質を含有した溶液に浸漬する事で、さらに別種の配位子からなる多孔性高分子金属錯体の層を積層する事が可能である。   A plurality of types of porous polymer metal complex films can be formed on a metal plate serving as a metal ion source. By immersing the composite material in which the layer of the porous polymer metal complex is formed on the above-mentioned metal plate in a solution containing another kind of ligand substance, the porosity of another kind of ligand is further increased. It is possible to stack layers of a polymer metal complex.

金属イオン源と成る金属板としてめっき金属板を使用した場合、たとえば銅板の上に亜鉛めっきが形成されている板を用いた場合、銅/亜鉛/亜鉛含有多孔性高分子金属錯体の積層体を形成する事が可能である。   When a plated metal plate is used as a metal plate serving as a metal ion source, for example, when a plate in which zinc plating is formed on a copper plate is used, a laminate of a copper / zinc / zinc-containing porous polymer metal complex is formed. It is possible to form.

さらに上記方法において、亜鉛が消費された後にも反応を継続する事で、銅/亜鉛/亜鉛含有多孔性高分子金属錯体の積層体/銅含有多孔性高分子金属錯体の複合材料を形成する事が可能である。   Further, in the above method, by continuing the reaction even after zinc is consumed, a laminate of a copper / zinc / zinc-containing porous polymer metal complex / a copper-containing porous polymer metal complex composite material is formed. Is possible.

金属イオン源として、板状物を用いて、板状物の上に多孔性高分子金属錯体を形成できるのと同じ原理に基づき、金属イオン源として線状物を用いる事で、線状物に多孔性高分子金属錯体をコートした複合材料を調製可能である。また、金属イオン源として排ガス浄化触媒の担体として利用されるハニカム構造体を用いる事で、ハニカム構造体に多孔性高分子金属錯体をコートした複合材料を調製可能である。これらの金属イオン源として用いる材料の形状は、目的に応じて適切な物を選択すればよい。   Based on the same principle that a porous polymer metal complex can be formed on a plate using a plate as a metal ion source, using a linear A composite material coated with a porous polymer metal complex can be prepared. Further, by using a honeycomb structure used as a carrier of an exhaust gas purifying catalyst as a metal ion source, a composite material in which a porous polymer metal complex is coated on the honeycomb structure can be prepared. The shape of the material used as the metal ion source may be selected appropriately depending on the purpose.

本発明の多孔性高分子金属錯体を形成する方法を用いて回路を形成することができる。金属イオ源と成る金属板の上に、多孔性高分子金属錯体と金属が反応しないように樹脂等でマスキングし、当該材料を配位子と反応させることで、金属板の上に多孔性高分子金属錯体の回路等を形成する事が可能である。
また別の手法として、配位子と反応しない金属(たとえばプラチナ)上に配位子と反応する金属(たとえば銅)にてあらかじめ回路を形成し、当該材料を配位子との反応に使用する事で、多孔性高分子金属錯体の回路を形成することが可能である。
A circuit can be formed using the method for forming a porous polymer metal complex of the present invention. The porous polymer metal complex is masked with a resin or the like so that the metal does not react with the metal on the metal plate serving as the metal ion source, and the material is reacted with the ligand to form a porous metal complex on the metal plate. It is possible to form a circuit of a molecular metal complex or the like.
As another method, a circuit is formed in advance on a metal that does not react with the ligand (for example, platinum) with a metal (for example, copper) that reacts with the ligand, and the material is used for the reaction with the ligand. As a result, it is possible to form a circuit of the porous polymer metal complex.

従来技術の多孔性高分子金属錯体膜を形成する方法は、配位子と金属イオンの両方の原料を含有する溶液に基板を浸漬するのが主流であった。しかしこの方法では、原料濃度が低い場合は多孔性高分子金属錯体の生成が起こりにくく、基板上の多孔性高分子金属錯体の発生点が少なく、その少ない発生点を起点として多孔性高分子金属錯体膜が成長するため、粗な膜となりやすい欠点があった。一方で濃度が高い場合は、発生点が増えるが、多孔性高分子金属錯体の成長速度が多く、粒径が大きくなり、平坦性が失われる。いずれにせよ、溶液中に、原料の双方を溶解させている点で濃度制御が困難であるという本質的な欠点があった。   In the prior art method for forming a porous polymer metal complex film, the mainstream was to immerse the substrate in a solution containing both the ligand and the metal ion. However, in this method, when the raw material concentration is low, the formation of the porous polymer metal complex is unlikely to occur, and the number of occurrence points of the porous polymer metal complex on the substrate is small. Since the complex film grows, there is a disadvantage that the film tends to be rough. On the other hand, when the concentration is high, the number of generation points increases, but the growth rate of the porous polymer metal complex increases, the particle size increases, and flatness is lost. In any case, there is an essential drawback that concentration control is difficult because both raw materials are dissolved in the solution.

上記従来方法の改良として、基板を金属塩溶液、配位子溶液に交互に浸漬するステップバイステップ法も提案されている。この方法によれば、上記の濃度制御の問題が解決されるが、1セット(金属塩溶液、配位子溶液それぞれ1回ずつ)の浸漬で1分子分の膜しか成長しない為、100分子分の膜(およそ100ナノの超薄膜)を形成させるためにも100セットの浸漬が必要であり、極めて煩雑である。   As an improvement of the above conventional method, a step-by-step method of alternately immersing a substrate in a metal salt solution and a ligand solution has been proposed. According to this method, the above-mentioned problem of the concentration control is solved. However, since one set (one each of the metal salt solution and the ligand solution) is immersed, only a film of one molecule grows. 100 sets of immersion are required to form a film (about 100 nano ultra-thin), which is extremely complicated.

本願発明により、緻密で平滑な膜が形成される理由は、以下の様に推定出来る。すなわち、多孔性高分子金属錯体のナノレベルの細孔を通じて多孔性高分子金属錯体膜表面に金属イオンを徐々に供給して、多孔性高分子金属錯体膜表面で溶液中の配位子と反応させることで、極めて高精度に多孔性高分子金属錯体の生成の制御が行える事である。図1に、金属として銅を用いて反応を行った時の時間と膜厚の関係を示す。d=log(t+1)+fT(式中、dは膜厚を表し、tは反応時間(h)であり、fはTの関数を意味し、Tは温度(K)である)の関係で薄膜成長していることが分かる。これはイオン化したCuが多孔性高分子金属錯体細孔内を拡散し[dM/dt=αe−d(薄膜内に含まれる金属イオンの個数M∝d)]、多孔性高分子金属錯体/溶媒界面に到達することで多孔性高分子金属錯体の成長が進むことを意味する。すなわち、細孔を通じて徐放された金属イオンが膜表面でのみ反応するため、緻密かつ平坦な膜が形成される。緻密膜であるため、ガス分離膜や、電子デバイスに使用した場合には、リークパスが少ない特性に優れた材料が得られる。平滑性が高いため、電子デバイスに使用した場合には、材料均一性による性能ばらつき抑制が可能であり、触媒に使用した場合には、表面不均一に由来する副反応等の抑制が行える。 The reason why a dense and smooth film is formed by the present invention can be estimated as follows. In other words, metal ions are gradually supplied to the surface of the porous polymer metal complex film through the nano-level pores of the porous polymer metal complex, and react with the ligand in the solution on the surface of the porous polymer metal complex film. By doing so, it is possible to control the production of the porous polymer metal complex with extremely high precision. FIG. 1 shows the relationship between time and film thickness when a reaction was performed using copper as a metal. d = log n (t + 1) + fT (where d represents film thickness, t is reaction time (h), f represents a function of T, and T is temperature (K)) It can be seen that a thin film is growing. This is because ionized Cu diffuses in the pores of the porous polymer metal complex [dM / dt = αe-d (the number of metal ions contained in the thin film M∝d)], and the porous polymer metal complex / solvent The arrival at the interface means that the growth of the porous polymer metal complex proceeds. That is, since the metal ions slowly released through the pores react only on the surface of the membrane, a dense and flat membrane is formed. Since it is a dense film, when it is used for a gas separation film or an electronic device, a material having excellent characteristics with few leak paths can be obtained. Because of its high smoothness, when used for electronic devices, it is possible to suppress performance variations due to material uniformity, and when used for catalysts, it is possible to suppress side reactions and the like due to uneven surfaces.

また、金属イオンが細孔の中を拡散する代わりに、配位子が細孔内を拡散し、基板表面で金属イオンと反応することで多孔性高分子金属錯体が形成される場合もある。この場合も、溶液内に金属イオンと配位子双方が存在して基板上で反応が生じる場合と比べて、原料である配位子の供給が細孔により制御されるため、緻密で平滑な膜が得られやすくなる。本理論は推測であり、本理論により本願発明の内容が限定されるわけでは無い。   In some cases, instead of metal ions diffusing in the pores, the ligand diffuses in the pores and reacts with the metal ions on the substrate surface to form a porous polymer metal complex. Also in this case, the supply of the ligand, which is a raw material, is controlled by the pores, so that it is dense and smooth, compared to the case where both the metal ion and the ligand are present in the solution and a reaction occurs on the substrate. A film is easily obtained. This theory is speculation, and does not limit the content of the present invention.

多孔性高分子金属錯体の形成反応は、多孔性高分子金属錯体を反応溶液から取り出すことで終結させることができる。多孔性高分子金属錯体が基板上に形成された薄膜である場合は、基板を反応溶液から取り出せばよく、多孔性高分子金属錯体が粉末である場合は、濾過や、遠心分離等で溶液から粉末を分離すれば良い。配位子物質の濃度が低い場合は、溶液から取り出した状態で多孔性高分子金属錯体の膜、粉末を風乾、真空減圧乾燥、加熱減圧乾燥等で乾燥する事で、センサー、導電性材料、ガス分離材料として利用する事ができる。また、多孔性高分子金属錯体に微量残存している金属イオンや配位子物質の除去が必要な場合は、多孔性高分子金属錯体の膜や粉末を、アルコール系溶媒等を用いて洗浄した後、前記の様に乾燥すればよい。   The formation reaction of the porous polymer metal complex can be terminated by removing the porous polymer metal complex from the reaction solution. When the porous polymer metal complex is a thin film formed on a substrate, the substrate may be taken out of the reaction solution, and when the porous polymer metal complex is a powder, the solution is filtered, centrifuged, or the like. What is necessary is just to separate a powder. When the concentration of the ligand substance is low, the sensor, the conductive material, It can be used as a gas separation material. If it is necessary to remove trace amounts of metal ions or ligand substances remaining in the porous polymer metal complex, the porous polymer metal complex film or powder was washed using an alcohol-based solvent or the like. Thereafter, it may be dried as described above.

上述の通り、多孔性高分子金属錯体の形成反応は、多孔性高分子金属錯体を反応溶液から取り出すことで終結させることができるため、形成される多孔性高分子金属錯体の膜厚は、反応時間で制御できる。反応溶液中の配位子物質の濃度を上げることで、反応を加速し、膜厚を厚くすること、あるいはその逆に薄くすること、反応温度を上げて反応を加速し、膜厚を厚くすること、あるいはその逆に薄くすることも可能であるが、これらの場合においても、反応時間で膜厚を制御することが可能である。本方法で製造できる多孔性高分子金属錯体の膜の厚さは2Å〜100ミクロンである。これよりも薄い膜も成膜可能であるが、欠陥が多くなる。これよりも厚い膜も成膜可能であるが、緻密性が低下する。   As described above, the formation reaction of the porous polymer metal complex can be terminated by removing the porous polymer metal complex from the reaction solution. Can be controlled by time. Increasing the concentration of the ligand substance in the reaction solution accelerates the reaction and increases the film thickness, or vice versa, and increases the reaction temperature to accelerate the reaction and increase the film thickness It is also possible to make the film thinner, or vice versa, but also in these cases, the film thickness can be controlled by the reaction time. The thickness of the porous polymer metal complex film that can be produced by this method is 2Å to 100 microns. Although a thinner film can be formed, the number of defects increases. Although a thicker film can be formed, the denseness is reduced.

<PCPの分析>
粉末X線回折測定には、株式会社リガク製X線回折装置SmartLab(商品名)を用いた。TG(Thermo Gravimetry)測定には株式会社リガク製示差熱天秤分析装置TG8120(商品名)を用いた。ガス吸着特性評価にはマイクロトラックベル社製ベルソープミニIIを用いた。金属板、多孔性高分子金属錯体の厚みや形成観察にはSEM(走査型電子顕微鏡)を用いた。多孔性高分子金属錯体膜の組成分析には、斜入射X線回折測定(2θ測定)を行った。装置は、株式会社リガク製X線回折装置SmartLab(商品名)を利用し、測定条件はX線入射角ω=1.0である。
<Analysis of PCP>
For the X-ray powder diffraction measurement, an X-ray diffractometer SmartLab (trade name) manufactured by Rigaku Corporation was used. For TG (Thermo Gravimetry) measurement, a differential thermal balance analyzer TG8120 (trade name) manufactured by Rigaku Corporation was used. For evaluation of gas adsorption characteristics, Bell Soap Mini II manufactured by Microtrack Bell was used. SEM (scanning electron microscope) was used to observe the thickness and formation of the metal plate and the porous polymer metal complex. For composition analysis of the porous polymer metal complex film, grazing incidence X-ray diffraction measurement (2θ measurement) was performed. As the apparatus, an X-ray diffractometer SmartLab (trade name) manufactured by Rigaku Corporation is used, and the measurement condition is an X-ray incident angle ω = 1.0.

多孔性高分子金属錯体膜の平滑性は、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて測定した。緻密性は、多孔性高分子金属錯体膜の絶縁破壊電圧を用いて評価した。多孔性の確認は、市販のガス吸着装置、マイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIを用いて評価した。   The smoothness of the porous polymer metal complex film was measured using AFM (atomic force microscope). The denseness was evaluated using the dielectric breakdown voltage of the porous polymer metal complex film. The confirmation of the porosity was evaluated using a commercially available gas adsorption device, Bellsorb Mini II, a gas adsorption evaluation device manufactured by Microtrac Bell.

多孔性高分子金属錯体膜の平滑性は、形成される膜厚に大きく依存するので、薄い膜厚の平滑性を表す二乗平均平方根粗さRq(RMS)の値と厚い膜厚の平滑性を表す二乗平均平方根粗さRq(RMS)の値とを同列に比較することはできない。したがって、多孔性高分子金属錯体膜の平滑性の評価は、膜厚に対する二乗平均平方根粗さRq(RMS)の比率(%)を平滑性の指標と定義し、以下の通りに評価した。作成された多孔性高分子金属錯体膜の表面上の任意の部分をAFM((SIIナノテクノロジー社製、SPI3800N/SPA400、探針SI−DF3−R(100)(尖端径100nm))にかけて、粗さRq(RMS)の値を読み取り、膜厚に対する得られた二乗平均平方根粗さRq(RMS)の値の比率を用いて、以下の基準により評価した。 Since the smoothness of the porous polymer metal complex film greatly depends on the film thickness to be formed, the value of the root mean square roughness Rq (RMS) representing the smoothness of the thin film thickness and the smoothness of the thick film thickness are determined. The values of the root mean square roughness Rq (RMS) cannot be compared in the same column. Therefore, the evaluation of the smoothness of the porous polymer metal complex film was performed by defining the ratio (%) of the root mean square roughness Rq (RMS) to the film thickness as an index of the smoothness, and evaluated as follows. An arbitrary part on the surface of the formed porous polymer metal complex film was subjected to AFM ((SII Nanotechnology Co., Ltd., SPI3800N / SPA400, probe SI-DF3-R (100) (tip diameter 100 nm)) to give a rough surface. The value of the roughness Rq (RMS) was read, and evaluated using the ratio of the obtained value of the root mean square roughness Rq (RMS) to the film thickness according to the following criteria.

平滑性の評価(◎、○、△を効果有りと判定した)。

◎:Rq(RMS)の膜厚に対する比率(%):10%未満
○:10%以上、18%未満
△:18%以上〜25%未満
×:25%以上
Evaluation of smoothness (◎, ○, Δ were determined to be effective).

:: Ratio (%) of Rq (RMS) to film thickness: less than 10% :: 10% or more and less than 18% △: 18% or more to less than 25% ×: 25% or more

金属錯体膜の緻密性は、多孔性高分子金属錯体膜の絶縁破壊電圧を用いて評価した評価した。絶縁破壊電圧は、より均質で強固な膜が形成されている場合高い値が得られるので、得られた多孔性高分子金属錯体膜の緻密性の指標として用いた。値が大きいほど緻密な膜が形成されていると言える。本指標は電圧掃引−電流測定によって測定した。実施例、比較例の評価に、半導体パラメータ・アナライザ(アジレント・テクノロジー株式会社製、Agilent 4155C)を用いた。   The denseness of the metal complex film was evaluated using the dielectric breakdown voltage of the porous polymer metal complex film. Since a high value is obtained when a more uniform and strong film is formed, the dielectric breakdown voltage was used as an index of the denseness of the obtained porous polymer metal complex film. It can be said that the higher the value, the denser the film is formed. This index was measured by voltage sweep-current measurement. A semiconductor parameter analyzer (Agilent Technology Co., Ltd., Agilent 4155C) was used for evaluation of the examples and the comparative examples.

(◎、○、△を効果有りと判定した)。
得られた絶縁破壊電圧値から金属錯体膜の緻密性を以下の基準により評価した。
◎:絶縁破壊耐電圧10V以上
○:絶縁破壊耐電圧0.1V以上、10V未満
△:絶縁破壊耐電圧0.1V以上、1V未満
×:絶縁破壊耐電圧0.1V未満、又は絶縁性を有さない(電流リーク状態)
(A, B, and B were determined to be effective).
The density of the metal complex film was evaluated from the obtained dielectric breakdown voltage value according to the following criteria.
◎: Dielectric breakdown voltage 10 V or more ○: Dielectric breakdown voltage 0.1 V or more and less than 10 V △: Dielectric breakdown voltage 0.1 V or more and less than 1 V ×: Dielectric breakdown voltage less than 0.1 V or insulating No (current leak state)

溶媒として、メタノール、エタノール、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリジノンは関東化学株式会社製の脱水グレードを各例で使用した。脱水メタノール水分量は0.025%未満(カタログ値)、脱水エタノール水分量は0.005%未満、脱水ジメチルホルムアミドの水分量は0.001%未満、N−メチルピロリジノンの水分量は0.005%未満である。各例で用いた配位子物質は東京化成工業株式会社から購入し、精製せずに使用した。銅粉末は、関東化学株式会社製の75μm〜150μm粒径の物を用いた。酸化銅粉末は、関東化学株式会社製の3.3μm粒径の物を用いた。亜鉛粉末は、関東化学株式会社製の特級を用いた。コバルト粉末は、関東化学株式会社製の粒径3μm〜7μmの物を用いた。硝酸銅塩、硝酸亜鉛塩、硝酸コバルト塩、水酸化銅(II)はいずれも関東化学株式会社製の特級品を使用した。   As a solvent, methanol, ethanol, dimethylformamide, and N-methylpyrrolidinone used a dehydration grade manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. in each example. The water content of dehydrated methanol is less than 0.025% (catalog value), the water content of dehydrated ethanol is less than 0.005%, the water content of dehydrated dimethylformamide is less than 0.001%, and the water content of N-methylpyrrolidinone is 0.005. %. The ligand substance used in each example was purchased from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. and used without purification. Copper powder having a particle size of 75 μm to 150 μm manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. was used. As the copper oxide powder, a 3.3 μm particle size manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. was used. As the zinc powder, a special grade manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. was used. The cobalt powder used had a particle size of 3 μm to 7 μm manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. Copper nitrate, zinc nitrate, cobalt nitrate, and copper (II) hydroxide all used special grade products manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.

金属銅板としては以下の二種類を使用した。
金属銅板A:信越半導体株式会社のSiO−Si基板(6インチ熱酸化膜1000Å製膜加工品)の上に、反応性スパッタリング法にて、銅を成膜したもの(サイズ10×15mm)。このときのスパッタリング条件は、Cuターゲット純度4N、スパッタ出力800W、製膜温度:室温、到達真空圧1×10−4Pa、スパッタ真空圧0.40Pa、Ar流量800sccm、製膜時間600sである。
金属銅板B:株式会社ニラコ製CU−113513(約1.0×10×10mm、純度99.99%)
The following two types were used as metal copper plates.
Metallic copper plate A: A copper-based film (size 10 × 15 mm) formed by a reactive sputtering method on a SiO 2 —Si substrate (a 6-inch thermally oxidized film 1000Å film-formed product) of Shin-Etsu Semiconductor Co., Ltd. The sputtering conditions at this time are: Cu target purity 4N, sputtering output 800W, film forming temperature: room temperature, ultimate vacuum pressure 1 × 10 −4 Pa, sputtering vacuum pressure 0.40 Pa, Ar flow rate 800 sccm, and film forming time 600 s.
Metallic copper plate B: CU-113513 manufactured by Nilaco Co., Ltd. (about 1.0 × 10 × 10 mm, purity 99.99%)

酸化銅板としてはスパッタリング時の酸素の導入量を制御することで酸化度を制御した、以下の二種類を使用した。
酸化銅板A:上述のSiO−Si基板の上に、反応性スパッタリング法でCuOを成膜した物。このときのスパッタリング条件は、Cuターゲット純度4N、スパッタ出力800W、製膜温度:室温、到達真空圧1×10−4Pa、スパッタ真空圧0.25Pa、Ar流量900sccm、製膜時間600sである。
酸化銅板B:上述のSiO−Si基板の上に、反応性スパッタリング法でCuOを成膜した物。このときのスパッタリング条件は、Cuターゲット純度4N、スパッタ出力800W、製膜温度:室温、到達真空圧1×10−4Pa、スパッタ真空圧0.25Pa、Ar流量400sccm、O流量800sccm、製膜時間600sである。
The following two types of copper oxide plates were used, in which the degree of oxidation was controlled by controlling the amount of oxygen introduced during sputtering.
Copper oxide plate A: CuO film formed by reactive sputtering on the above-mentioned SiO 2 —Si substrate. The sputtering conditions at this time are: 4N Cu target purity, 800 W sputter output, film formation temperature: room temperature, ultimate vacuum pressure 1 × 10 −4 Pa, sputtering vacuum pressure 0.25 Pa, Ar flow rate 900 sccm, and film formation time 600 s.
Copper oxide plate B: a film of Cu 2 O formed on the above-mentioned SiO 2 —Si substrate by a reactive sputtering method. The sputtering conditions at this time were as follows: Cu target purity: 4N, sputtering output: 800 W, film forming temperature: room temperature, ultimate vacuum pressure: 1 × 10 −4 Pa, sputtering vacuum pressure: 0.25 Pa, Ar flow rate: 400 sccm, O 2 flow rate: 800 sccm, film formation The time is 600 s.

反応容器は、溶媒の沸点以下で反応を行う場合は、フラスコやビーカー等を使用し、水が入らないようにプラスチックパラフィンフィルム(商品名、パラフィルム)、ガラス活栓等で蓋をした。沸点以上で反応させる場合はオートクレーブを使用した。   When the reaction was carried out at a temperature lower than the boiling point of the solvent, the reaction vessel was closed with a plastic paraffin film (trade name, parafilm), a glass stopcock, or the like to prevent water from entering, using a flask, a beaker, or the like. When the reaction was carried out at a temperature higher than the boiling point, an autoclave was used.

<薄膜PCPの合成>
実施例1
金属銅板Aを、配位子物質溶液である0.1mM濃度のトリメシン酸エタノール溶液50mLに浸漬し、20℃で2時間反応させた後、銅板を溶液からピンセットで取り出し、無水エタノール溶液に3回、10秒ずつ浸漬して洗浄し、室温で減圧乾燥した後、SEMで表面、断面観察を行った。断面観察の写真を図2に示す。左が表面、右が断面で、美麗な膜が得られている。
<Synthesis of thin film PCP>
Example 1
The metal copper plate A is immersed in 50 mL of a 0.1 mM concentration of trimesic acid ethanol solution, which is a ligand substance solution, and reacted at 20 ° C. for 2 hours. Then, the copper plate is taken out of the solution with tweezers, and placed three times in an anhydrous ethanol solution. After immersion and washing for 10 seconds each, and drying under reduced pressure at room temperature, the surface and cross section were observed by SEM. FIG. 2 shows a photograph of the cross-section observation. The left side is the surface, and the right side is the cross section. A beautiful film is obtained.

実施例2-30
表1に示す金属板及び配位子を用いて実施例1と同様の操作をして、両者を反応させ、得られた多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の分析を行った。
Example 2-30
The same operation as in Example 1 was performed using the metal plate and the ligand shown in Table 1 to cause the two to react, and the resulting composite having the porous polymer metal complex film was analyzed.

比較例1〜20
配位子物質溶液として、アルコール系溶媒以外の溶媒を用い、表2に示す金属板及び配位子物質を用いて実施例1と同様の操作をして実験を行った。水が含まれていない場合は膜形成反応が進行しなかった。水が含まれている場合には、SEMで表面、断面観察を行った結果、平滑性が低く、緻密性が低い膜しか得られなかった。
Comparative Examples 1 to 20
Using a solvent other than the alcohol-based solvent as the ligand substance solution, an experiment was performed by performing the same operation as in Example 1 using the metal plate and the ligand substance shown in Table 2. When water was not contained, the film forming reaction did not proceed. When water was included, the surface and cross section were observed by SEM. As a result, only a film having low smoothness and low denseness was obtained.

<粉末PCPの合成>
実施例31
銅粉末0.6mMolおよびテレフタル酸0.6mMolを脱水エタノール20mLに分散させ50℃でマグネティックスターラーを使用して撹拌しながら、3日間反応させた。得られた粉末を遠心分離し、沈殿した粉末をエタノールに分散し、再度遠心分離し、エタノールをデカンテーションで除き、得られた粉末を室温で真空乾燥した。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、非特許文献14に記載の化合物(Cu2+イオン、テレフタル酸、およびゲスト分子のDMFから構成されたCu(tpa)・(dmf)と表記されている多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
<Synthesis of powdered PCP>
Example 31
0.6 mMol of copper powder and 0.6 mMol of terephthalic acid were dispersed in 20 mL of dehydrated ethanol, and reacted at 50 ° C for 3 days with stirring using a magnetic stirrer. The obtained powder was centrifuged, the precipitated powder was dispersed in ethanol, centrifuged again, the ethanol was removed by decantation, and the obtained powder was vacuum-dried at room temperature. The obtained powder was analyzed with a powder X-ray structure diffractometer, and described as a compound described in Non-patent Document 14 (Cu (tpa) · (dmf) composed of Cu 2+ ion, terephthalic acid, and DMF of a guest molecule). Porous polymer metal complex). After 30 mg of this powder was subjected to vacuum pretreatment under reduced pressure at 100 ° C. for 3 hours using a gas adsorption evaluation apparatus Bellsorp mini II manufactured by Microtrac Bell Co., the nitrogen gas adsorption at 77K was evaluated. In addition, the solvent removal characteristics were confirmed by TG measurement, and it was confirmed that the solvent ethanol could be removed up to 100 ° C.

実施例32
実施例31と同様に、テレフタル酸の代わりにトリメシン酸を用いて反応を行った。
得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、非特許文献15に記載の化合物(Cu2+イオン、トリメシン酸、およびゲスト分子の水から構成された[Cu(TMA)(HO)]nと表記されている多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。
本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
Example 32
As in Example 31, the reaction was carried out using trimesic acid instead of terephthalic acid.
The obtained powder was analyzed with a powder X-ray diffractometer, and the compound described in Non-Patent Document 15 (Cu 3 (TMA) 2 (H 2 ) composed of Cu 2+ ion, trimesic acid, and water of a guest molecule was used. O) 3 ] n).
After 30 mg of this powder was subjected to vacuum pretreatment under reduced pressure at 100 ° C. for 3 hours using a gas adsorption evaluation apparatus Bellsorp mini II manufactured by Microtrac Bell Co., the nitrogen gas adsorption at 77K was evaluated. In addition, the solvent removal characteristics were confirmed by TG measurement, and it was confirmed that the solvent ethanol could be removed up to 100 ° C.

実施例33
実施例31と同様に、テレフタル酸の代わりにイソフタル酸を用いて反応を行った。
得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、非特許文献16に記載の化合物(CU2+イオン、およびイソフタル酸から構成されたCu(1,3−bdc)と表記された多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。
本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
Example 33
As in Example 31, the reaction was carried out using isophthalic acid instead of terephthalic acid.
The obtained powder was analyzed with a powder X-ray structure diffractometer, and the compound described in Non-Patent Document 16 (Cu 2+ ion and Cu (1,3-bdc) composed of isophthalic acid) and a porous material having a high porosity. Molecular metal complex).
After 30 mg of this powder was subjected to vacuum pretreatment under reduced pressure at 100 ° C. for 3 hours using a gas adsorption evaluation apparatus Bellsorp mini II manufactured by Microtrac Bell Co., the nitrogen gas adsorption at 77K was evaluated. In addition, the solvent removal characteristics were confirmed by TG measurement, and it was confirmed that the solvent ethanol could be removed up to 100 ° C.

実施例34
実施例31と同様に、亜鉛粉末を用い、またテレフタル酸の代わりに2,5-ジヒドロキシテレフタル酸を用いて反応を行った。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、得られた化合物は、非特許文献11に記載及び非特許文献12に記載の化合物(Zn2+イオン、および2,5-ジヒドロキシテレフタル酸から構成された多孔性高分子金属錯体「MOF−74」)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
Example 34
In the same manner as in Example 31, the reaction was carried out using zinc powder and using 2,5-dihydroxyterephthalic acid instead of terephthalic acid. The obtained powder was analyzed with a powder X-ray structure diffractometer, and the obtained compound was obtained from the compounds described in Non-patent Document 11 and Non-patent Document 12 (from Zn 2+ ion and 2,5-dihydroxyterephthalic acid). (MOF-74)). After 30 mg of this powder was subjected to vacuum pretreatment under reduced pressure at 100 ° C. for 3 hours using a gas adsorption evaluation apparatus Bellsorp mini II manufactured by Microtrac Bell Co., the nitrogen gas adsorption at 77K was evaluated. In addition, the solvent removal characteristics were confirmed by TG measurement, and it was confirmed that the solvent ethanol could be removed up to 100 ° C.

実施例35
実施例31と同様にコバルト粉末を用い、またテレフタル酸の代わりに2,5−ジヒドロキシテレフタル酸を用いて反応を行った。
得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、得られた化合物は、非特許文献11に記載及び非特許文献17に記載の化合物(Co2+イオン、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、ゲストとしての水から構成された[Co(C)(HO)]・8HOと記載された多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
Example 35
The reaction was carried out in the same manner as in Example 31 using cobalt powder and using 2,5-dihydroxyterephthalic acid instead of terephthalic acid.
The obtained powder was analyzed with a powder X-ray structure diffractometer, and the obtained compound was described in Non-patent Document 11 and Non-Patent Document 17 (Co 2+ ion, 2,5-dihydroxyterephthalic acid, guest [Co 2 (C 8 H 2 O 6 ) (H 2 O) 2 ] .8H 2 O (porous polymer metal complex) composed of water. After 30 mg of this powder was subjected to vacuum pretreatment under reduced pressure at 100 ° C. for 3 hours using a gas adsorption evaluation apparatus Bellsorp mini II manufactured by Microtrac Bell Co., the nitrogen gas adsorption at 77K was evaluated. In addition, the solvent removal characteristics were confirmed by TG measurement, and it was confirmed that the solvent ethanol could be removed up to 100 ° C.

実施例36
実施例31と同様に、銅粉末と、テレフタル酸の代わりにイソフタル酸と4,4’−ビピリジルを用いて反応を行った。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、非特許文献13に記載の化合物IV(Cu2+イオン、イソフタル酸、4,4’−ビピリジルから構成されたCu(HIP)(bipy)と表記された多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
Example 36
As in Example 31, a reaction was performed using copper powder, isophthalic acid and 4,4′-bipyridyl instead of terephthalic acid. The obtained powder was analyzed by a powder X-ray structure diffractometer, and the compound IV described in Non-patent Document 13 (Cu (HIP) 2 (bipy) composed of Cu 2+ ion, isophthalic acid, and 4,4′-bipyridyl) (Porous polymer metal complex represented by the following formula). After 30 mg of this powder was subjected to vacuum pretreatment under reduced pressure at 100 ° C. for 3 hours using a gas adsorption evaluation apparatus Bellsorp mini II manufactured by Microtrac Bell Co., the nitrogen gas adsorption at 77K was evaluated. In addition, the solvent removal characteristics were confirmed by TG measurement, and it was confirmed that the solvent ethanol could be removed up to 100 ° C.

比較例21
金属イオン源として硝酸銅(II)・3水和物、配位子物質としてテレフタル酸、溶媒としてDMFを用いる非特許文献14に記載の方法で、粉末試料を得た。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物(Cu2+イオン、テレフタル酸、およびゲスト分子のDMFから構成されたCu(tpa)・(dmf)と表記されている多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。
本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、ガス吸着量の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認した。実施例31と比較して、TG評価により、140℃での重量減少が観測され、溶媒として使用したDMF(N,N−ジメチルホルムアミド)の残存が確認され、100℃まででは溶媒除去ができない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例31よりも少なく、DMFの残存の影響と考えられる。
Comparative Example 21
A powder sample was obtained by the method described in Non-Patent Document 14 using copper (II) nitrate trihydrate as a metal ion source, terephthalic acid as a ligand substance, and DMF as a solvent. The obtained powder was analyzed with a powder X-ray diffractometer, and the compound (Cu (tpa) · (dmf) composed of Cu 2+ ion, terephthalic acid and guest molecule DMF) described in the above-mentioned literature was described. Porous polymer metal complex).
The amount of gas adsorption of 30 mg of the powder was evaluated by using a gas adsorption evaluation device Bell Soap Mini II manufactured by Microtrack Bell. The solvent removal characteristics were confirmed by TG measurement. Compared with Example 31, by TG evaluation, weight loss at 140 ° C. was observed, DMF (N, N-dimethylformamide) used as a solvent was confirmed to remain, and the solvent could not be removed up to 100 ° C. Was confirmed. Nitrogen gas adsorption at 77K was smaller than that in Example 31, which is considered to be the effect of the remaining DMF.

比較例22
金属イオン源として硝酸銅(II)・3水和物、配位子物質としてトリメシン酸、溶媒として水−DMFを用いる非特許文献15に記載の方法で、粉末試料を得た。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物(Cu2+イオン、トリメシン酸、およびゲスト分子の水から構成された[Cu(TMA)(HO)]nと表記されている多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、ガス吸着量の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認した。実施例31と比較して、TG評価により、140℃での重量減少が観測され、溶媒として使用したDMFの残存が確認され、100℃まででは溶媒除去ができない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例32よりも少なく、DMFの残存の影響と考えられる。
Comparative Example 22
A powder sample was obtained by the method described in Non-Patent Document 15 using copper (II) nitrate trihydrate as a metal ion source, trimesic acid as a ligand substance, and water-DMF as a solvent. The obtained powder was analyzed with a powder X-ray structure diffractometer, and the compound (Cu 3 (TMA) 2 (H 2 O) composed of a compound (Cu 2+ ion, trimesic acid, and guest molecule water) described in the above literature was used. 3 ] a porous polymer metal complex represented by n). The amount of gas adsorption of 30 mg of the powder was evaluated by using a gas adsorption evaluation device Bell Soap Mini II manufactured by Microtrack Bell. The solvent removal characteristics were confirmed by TG measurement. Compared with Example 31, TG evaluation showed a weight loss at 140 ° C., and confirmed that DMF used as a solvent remained, and that the solvent could not be removed up to 100 ° C. Nitrogen gas adsorption at 77K was smaller than that in Example 32, which is considered to be due to the effect of remaining DMF.

比較例23
金属イオン源として水酸化銅、配位子物質としてイソフタル酸、溶媒として水を用いる非特許文献16に記載の方法で、粉末試料を得た。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物(Cu2+イオン、およびイソフタル酸から構成されたCu(1,3−bdc)と表記された多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、ガス吸着量の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認した。実施例33と比較して、TG評価により、110℃での重量減少が観測され、添加剤として使用した水の残存が確認され、100℃まででは溶媒除去ができない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例33よりも少なく、水の残存の影響と考えられる。
Comparative Example 23
A powder sample was obtained by the method described in Non-Patent Document 16 using copper hydroxide as a metal ion source, isophthalic acid as a ligand substance, and water as a solvent. The obtained powder was analyzed by a powder X-ray structure diffractometer, and a porous polymer metal described as Cu (1,3-bdc) composed of a compound (Cu 2+ ion and isophthalic acid) described in the above-mentioned literature was used. Complex). The amount of gas adsorption of 30 mg of the powder was evaluated by using a gas adsorption evaluation device Bell Soap Mini II manufactured by Microtrack Bell. The solvent removal characteristics were confirmed by TG measurement. Compared with Example 33, the TG evaluation showed a weight loss at 110 ° C., the remaining water used as an additive was confirmed, and it was confirmed that the solvent could not be removed up to 100 ° C. Nitrogen gas adsorption at 77K was smaller than that in Example 33, which is considered to be the effect of remaining water.

比較例24
金属イオン源として硝酸亜鉛(II)・6水和物、配位子物質として2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、溶媒としてDMFを用いる非特許文献11に記載及び非特許文献12に記載の化合物(MOF−74)を論文の方法により合成した。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物Zn2+イオン、および2,5-ジヒドロキシテレフタル酸から構成された多孔性高分子金属錯体「MOF−74」)であることを確認した。実施例34と比較して、TG評価により、140℃での重量減少が観測され、溶媒として使用したDMFの残存が確認され、100℃まででは溶媒除去ができない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例34よりも少なく、DMFの残存の影響と考えられる。
Comparative Example 24
Compounds described in Non-Patent Document 11 and Non-Patent Document 12 using zinc (II) nitrate hexahydrate as a metal ion source, 2,5-dihydroxyterephthalic acid as a ligand substance, and DMF as a solvent (MOF -74) was synthesized by the method of the paper. The obtained powder was analyzed with a powder X-ray diffractometer, and was analyzed using a porous polymer metal complex “MOF-74” composed of the compound Zn 2+ ion and 2,5-dihydroxyterephthalic acid described in the above document. I confirmed that there is. Compared with Example 34, the TG evaluation showed a weight loss at 140 ° C., confirmed that DMF used as a solvent remained, and that the solvent could not be removed up to 100 ° C. Nitrogen gas adsorption at 77K was smaller than that in Example 34, which is considered to be due to the effect of remaining DMF.

比較例25
金属イオン源として硝酸コバルト・6水和物、配位子物質として2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、溶媒としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる非特許文献11に記載及び非特許文献17に記載の化合物(Co2+イオン、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、ゲストとしての水から構成された[Co(C)(HO)]・8HOと記載された多孔性高分子金属錯体)を論文の方法で合成し、得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物であることを確認した。実施例35と比較して、TG評価により、100℃での重量減少が観測され、溶媒として使用したTHFの残存が確認され、100℃まででは溶媒除去は完全にはできない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例35よりも少なく、THFの残存の影響と考えられる。
Comparative Example 25
Compounds described in Non-Patent Document 11 and Non-Patent Document 17 using cobalt nitrate hexahydrate as a metal ion source, 2,5-dihydroxyterephthalic acid as a ligand substance, and THF (tetrahydrofuran) as a solvent (Co) A porous polymer metal described as [Co 2 (C 8 H 2 O 6 ) (H 2 O) 2 ] · 8H 2 O composed of 2+ ions, 2,5-dihydroxyterephthalic acid, and water as a guest Complex) was synthesized according to the method described in the paper, and the obtained powder was analyzed with a powder X-ray structure diffractometer to confirm that it was the compound described in the above-mentioned literature. Compared with Example 35, by TG evaluation, a weight loss at 100 ° C. was observed, THF used as a solvent was confirmed to remain, and it was confirmed that the solvent could not be completely removed up to 100 ° C. Nitrogen gas adsorption at 77K was smaller than that in Example 35, which is considered to be the effect of remaining THF.

比較例26
金属イオン源として硝酸銅(II)・3水和物、配位子物質としてイソフタル酸及び4,4’−ビピリジン、溶媒として水を用いる非特許文献13に記載の化合物(IVと記載)を論文の方法で合成し、得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物(Cu2+イオン、イソフタル酸、4,4’−ビピリジルから構成されたCu(HIP)(bipy)であることを確認した。実施例36と比較して、TG評価により、100℃での重量減少が観測され、溶媒として使用した水の残存が確認され、100℃まででは溶媒除去は完全にはできない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例36よりも少なく、水の残存の影響と考えられる。
Comparative Example 26
Dissertation on the compound (described as IV) described in Non-Patent Document 13 using copper (II) nitrate trihydrate as a metal ion source, isophthalic acid and 4,4'-bipyridine as ligand substances, and water as a solvent. And the obtained powder was analyzed by a powder X-ray diffractometer, and the compound (Cu (HIP) 2 composed of Cu 2+ ion, isophthalic acid and 4,4′-bipyridyl) described in the above-mentioned literature was analyzed. In comparison with Example 36, the TG evaluation showed a weight loss at 100 ° C., the remaining water used as a solvent was confirmed, and the solvent was removed up to 100 ° C. It was confirmed that nitrogen gas adsorption at 77 K was smaller than that in Example 36, which is considered to be the effect of remaining water.

上記実施例31〜36、比較例21〜26のガス吸着量を表3、4に示す。   Tables 3 and 4 show the gas adsorption amounts of Examples 31 to 36 and Comparative Examples 21 to 26.

<コア−シェル型複合粒子の形成>
実施例37
銅粉末0.6mMolおよびテレフタル酸0.6mMolを脱水エタノール20mLに分散させ50℃でマグネティックスターラーを使用して撹拌しながら、実施例31の場合は72時間であったのに対して、12時間反応させた。得られた粉末を遠心分離し、沈殿した粉末をエタノールに分散し、再度遠心分離し、エタノールをデカンテーションで除き、得られた粉末を室温で真空乾燥した。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、非特許文献14に記載の化合物(Cu2+イオン、テレフタル酸、およびゲスト分子のDMFから構成されたCu(tpa)・(dmf)と表記されている多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。また、顕微鏡観察により、本方法で得られる粉末は空色で、褐色の銅の色は粒子の外側に露出していない事を確認した。本粉末を、濃アンモニア水50mLに分散した後、溶液を濾過し、濾紙上に銅粉末が残るのを確認した。すなわち本粉末は銅粉末がコア、多孔性高分子金属錯体がシェルとなった複合粒子であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
<Formation of core-shell type composite particles>
Example 37
While the copper powder (0.6 mMol) and terephthalic acid (0.6 mMol) were dispersed in dehydrated ethanol (20 mL) and stirred at 50 ° C. using a magnetic stirrer, the reaction time of Example 31 was 72 hours, whereas that of Example 31 was 12 hours. I let it. The obtained powder was centrifuged, the precipitated powder was dispersed in ethanol, centrifuged again, the ethanol was removed by decantation, and the obtained powder was vacuum-dried at room temperature. The obtained powder was analyzed with a powder X-ray structural diffractometer and described as a compound described in Non-Patent Document 14 (Cu (tpa) · (dmf) composed of Cu 2+ ion, terephthalic acid, and DMF of a guest molecule). Porous polymer metal complex). In addition, microscopic observation confirmed that the powder obtained by this method was sky blue, and that the brown copper color was not exposed to the outside of the particles. After this powder was dispersed in 50 mL of concentrated ammonia water, the solution was filtered, and it was confirmed that copper powder remained on the filter paper. That is, it was confirmed that this powder was a composite particle in which the copper powder was the core and the porous polymer metal complex was the shell. After 30 mg of this powder was subjected to vacuum pretreatment under reduced pressure at 100 ° C. for 3 hours using a gas adsorption evaluation apparatus Bellsorp mini II manufactured by Microtrac Bell Co., the nitrogen gas adsorption at 77K was evaluated. In addition, the solvent removal characteristics were confirmed by TG measurement, and it was confirmed that the solvent ethanol could be removed up to 100 ° C.

<金属板/PCP−B膜/PCP−A膜から成る複合体の形成>
実施例38
信越半導体株式会社のSiO−Si基板(6インチ熱酸化膜1000Å製膜加工品)の上に、反応性スパッタリング法にて、銅を成膜した金属板(サイズ10×15mm)を、第1配位子物質溶液Aとして、0.1mM濃度のトリメシン酸エタノール溶液50mLに浸漬し、20℃で1時間反応させた。その後、銅板を溶液からピンセットで取り出し、無水エタノール溶液に3回、10秒ずつ浸漬して洗浄した。次にこの材料を、今度は、第2配位子物質溶液Bとして、0.1mM濃度のテレフタル酸エタノール溶液50mLに浸漬し、20℃で4時間反応させた。その後、銅板を溶液からピンセットで取り出し、無水エタノール溶液に3回、10秒ずつ浸漬して洗浄し、室温で減圧乾燥した。反応時間がそれぞれ1時間、4時間と短かったので、銅板が支持体として残存していた。
<Formation of Composite Composed of Metal Plate / PCP-B Film / PCP-A Film>
Example 38
A metal plate (size 10 × 15 mm) on which a copper film was formed by a reactive sputtering method on a SiO 2 —Si substrate of Shin-Etsu Semiconductor Co., Ltd. The ligand substance solution A was immersed in 50 mL of a 0.1 mM ethanol solution of trimesic acid and reacted at 20 ° C. for 1 hour. Thereafter, the copper plate was removed from the solution with tweezers, and immersed in an anhydrous ethanol solution three times for 10 seconds each and washed. Next, this material was immersed in 50 mL of a 0.1 mM ethanol solution of terephthalic acid as a second ligand substance solution B, and reacted at 20 ° C. for 4 hours. Thereafter, the copper plate was removed from the solution with tweezers, immersed in an anhydrous ethanol solution three times for 10 seconds each, washed, and dried at room temperature under reduced pressure. Since the reaction time was as short as 1 hour and 4 hours, respectively, the copper plate remained as a support.

得られた銅板を、SEMで表面、断面観察を行った。最表層には、トリメシン酸エタノール液に浸漬した際に得られる結晶構造、その下と銅板の間には、テレフタル酸エタノール液に浸漬した際に得られる結晶構造が形成されていた。また粉末X線により、最表層には、トリメシン酸エタノール液に浸漬した際に得られる多孔性高分子金属錯体の結晶、その下と銅板の間には、テレフタル酸エタノール液に浸漬した際に得られる多孔性高分子金属錯体の結晶が形成されていたことを確認した。すなわち、本材料は、銅板上にテレフタル酸からなる多孔性高分子金属錯体膜(PCP−B)、さらにその上にトリメシン酸からなる多孔性高分子金属錯体膜(PCP−A)が形成された複合材料であることを確認した。   The surface and cross section of the obtained copper plate were observed by SEM. The outermost layer had a crystal structure obtained when immersed in an ethanol trimesic acid solution, and a crystal structure obtained thereunder between the copper plate and the copper plate was obtained when immersed in an ethanol terephthalate solution. Also, by powder X-ray, the outermost layer was formed of a porous polymer metal complex crystal obtained when immersed in an ethanol solution of trimesic acid, and between the lower part and the copper plate was obtained when immersed in an ethanol solution of terephthalic acid. It was confirmed that crystals of the resulting porous polymer metal complex had been formed. That is, in this material, a porous polymer metal complex film (PCP-B) made of terephthalic acid and a porous polymer metal complex film (PCP-A) made of trimesic acid were further formed on a copper plate. It was confirmed that it was a composite material.

この例では、得られた2種の異なる多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体は、銅板上に第2配位子物質溶液由来のテレフタル酸からなる多孔性高分子金属錯体膜(PCP−B)が形成され、最上層に第1配位子物質溶液由来のトリメシン酸からなる多孔性高分子金属錯体膜(PCP−A)が形成されている。この理由は、最初に作成されたPCP−Aの細孔の大きさが、テレフタル酸由来の配位子Bの大きさよりも大きいため、配位子BがPCP−Aの細孔を通り、銅板上で、溶出した銅イオンとテレフタル酸由来の配位子Bが反応して、PCP−A膜の下にPCP−B膜が形成されたと考えられる。   In this example, the obtained composite having two kinds of different porous polymer metal complex films is a porous polymer metal complex film (PCP-) made of terephthalic acid derived from a second ligand substance solution on a copper plate. B) is formed, and a porous polymer metal complex film (PCP-A) made of trimesic acid derived from the first ligand substance solution is formed on the uppermost layer. The reason for this is that the pore size of PCP-A created first is larger than the size of ligand B derived from terephthalic acid, so that ligand B passes through the pores of PCP-A and forms a copper plate. Above, it is considered that the eluted copper ion reacted with the ligand B derived from terephthalic acid to form a PCP-B film under the PCP-A film.

銅板/PCP−B膜/PCP−A膜から成る複合体について、最上面のPCP−A膜の平滑性ならびに、PCP−B膜及びPCP−A膜の緻密性を、上述した基準で評価した。   With respect to the composite composed of the copper plate / PCP-B film / PCP-A film, the smoothness of the uppermost PCP-A film and the densities of the PCP-B film and the PCP-A film were evaluated based on the above-described criteria.

<金属板A/A−PCP膜/B−PCP膜から成る複合体の形成>
実施例39
信越半導体株式会社のSiO−Si基板(6インチ熱酸化膜1000Å製膜加工品)の上に、反応性スパッタリング法にて、銅(金属板A)を成膜し、さらにその上に、同法にて亜鉛膜(金属板B)を形成した。この複層金属板(サイズ10×15mm)を、0.1mM濃度のトリメシン酸エタノール溶液50mLに浸漬し、20℃で24時間反応させた。その後、この複合体を溶液からピンセットで取り出し、無水エタノール溶液に3回、10秒ずつ浸漬して洗浄した。
<Formation of Composite Composed of Metal Plate A / A-PCP Film / B-PCP Film>
Example 39
On the SEH SiO 2 -Si substrate Ltd. (6 inches thermal oxide film 1000Å casting workpiece), by reactive sputtering, copper (metal plate A) is formed and further thereon, the A zinc film (metal plate B) was formed by the method. This multilayer metal plate (size 10 × 15 mm) was immersed in 50 mL of a 0.1 mM ethanol solution of trimesic acid and reacted at 20 ° C. for 24 hours. Thereafter, the complex was removed from the solution with tweezers, and immersed in an absolute ethanol solution three times for 10 seconds each and washed.

得られた複合体を、SEMで表面、断面観察を行った。最表層には、トリメシン酸と亜鉛から得られる多孔性高分子金属錯体膜(B−PCP)、その下には銅とトリメシン酸から得られる多孔性高分子金属錯体膜(A−PCP)が形成されていたことを確認した。すなわち、本材料は、銅板上に銅とトリメシン酸からなる多孔性高分子金属錯体膜、さらにその上に亜鉛とトリメシン酸からなる多孔性高分子金属錯体膜が形成された複合材料であることを確認した。   The surface and cross section of the obtained composite were observed by SEM. A porous polymer metal complex film (B-PCP) obtained from trimesic acid and zinc is formed on the outermost layer, and a porous polymer metal complex film (A-PCP) obtained from copper and trimesic acid is formed thereunder. Confirmed that it had been. That is, this material is a composite material in which a porous polymer metal complex film composed of copper and trimesic acid is formed on a copper plate, and a porous polymer metal complex film composed of zinc and trimesic acid is further formed thereon. confirmed.

このような複合体が形成された理由は、先ず複層金属板の亜鉛板(金属B)がトリメシン酸と反応して、多孔性高分子金属錯体膜(B−PCP)を形成し、この反応で亜鉛板(金属B)が消費され尽した後に、銅板(金属A)がトリメシン酸と反応する。この銅板(金属A)とトリメシン酸との反応は、既に形成された多孔性高分子金属錯体膜(B−PCP)の下で進行して、多孔性高分子金属錯体膜(A−PCP)を形成するため、銅板A/A−PCP膜/B−PCP膜から成る複合体形成されたと考えられる。   The reason that such a complex was formed is that the zinc plate (metal B) of the multilayer metal plate reacts with trimesic acid to form a porous polymer metal complex film (B-PCP). After the zinc plate (metal B) has been consumed by the above, the copper plate (metal A) reacts with trimesic acid. The reaction between the copper plate (Metal A) and trimesic acid proceeds under the already formed porous polymer metal complex film (B-PCP) to form the porous polymer metal complex film (A-PCP). It is considered that a composite composed of a copper plate A / A-PCP film / B-PCP film was formed.

銅板A/A−PCP膜/B−PCP膜から成る複合体について、最上面のB−PCP膜の平滑性ならびに、B−PCP膜及びA−PCP膜の緻密性を、上述した基準で評価した。   With respect to the composite composed of the copper plate A / A-PCP film / B-PCP film, the smoothness of the topmost B-PCP film and the densities of the B-PCP film and the A-PCP film were evaluated based on the above-described criteria. .

本発明の方法で得られた多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の多孔性高分子金属錯体膜は、金属イオンと配位子物質との反応が高度に制御されて行われるため、平滑性の高い緻密な膜が形成されている。この複合体は触媒、ガス貯蔵/分離材料、センサー、電子デバイス等に好適に使用可能である。   The porous polymer metal complex film of the composite having the porous polymer metal complex film obtained by the method of the present invention is smooth because the reaction between the metal ion and the ligand substance is highly controlled. A dense film having high properties is formed. The composite can be suitably used for catalysts, gas storage / separation materials, sensors, electronic devices, and the like.

Claims (38)

金属イオン源として、純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれる板状成形体を用意し、前記金属イオン源は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記板状成形体を投入して、
前記板状成形体と前記配位子物質とを反応させ、前記板状成形体上に
下記式(1)
[MLxn (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記板状成形体が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止すること
を含む、
前記板状成形体上に前記多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。
As a metal ion source, a plate-shaped compact selected from the group consisting of a pure metal plate, a metal oxide plate, and a metal nitride plate is prepared, and the metal ion source is magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, Silver, one of two or more metals selected from the group consisting of a metal of zinc and a metal oxide or metal nitride thereof,
Dissolve the ligand substance in an alcoholic solvent to prepare a ligand substance solution,
Put the plate-shaped molded body in the solution,
The plate-like molded body reacts with the ligand substance, and the following formula (1) is formed on the plate-like molded body.
[ML x ] n (1)
(Wherein, M represents a metallic ion from the metal ion source, L is distribution capable of crosslinking with two M contain a functional group capable of coordinating to M into two or more within its structure X represents a value at which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L cancel each other, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML x ] are assembled. And n is 5 or more.)
Forming a porous polymer metal complex film represented by
Including stopping the reaction before the plate-shaped molded body is completely consumed by the reaction,
A method for forming a composite having the porous polymer metal complex film on the plate-like molded body .
前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である請求項1に記載の形成方法。   The method according to claim 1, wherein the water content of the alcohol solvent is 0 to 12% by mass. 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である請求項2に記載の形成方法。   The method according to claim 2, wherein the alcohol-based solvent is any one of methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol, or a mixed solvent thereof. 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる請求項1〜3のいずれか一項に記載の形成方法。   The method according to claim 1, wherein the reaction is performed at a temperature of −20 to 150 ° C. 5. 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである請求項に記載の形成方法。 The method according to claim 1 , wherein M is an ion of copper or silver or a mixed ion thereof. 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る板状成形体である請求項に記載の形成方法。 Wherein the metal ion source, copper, any metal silver, and claim 1 is one or plate-shaped molded body made of two or more selected from the group consisting of metal oxide or metal nitride Formation method. 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項1〜4のいずれか一項に記載の形成方法。   The ligand substance is terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, unsubstituted 2,2 It is one selected from 7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles, or a mixture thereof. Item 5. The forming method according to any one of Items 1 to 4. 金属イオン源として、純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれる板状成形体を用意し、前記金属イオン源は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
第1配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、第1配位子物質溶液を調製し、
第1配位子物質とは異なる第2配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、第2配位子物質溶液を調製し、
前記第1配位子物質溶液に前記板状成形体を投入して、
前記板状成形体と前記第1配位子物質とを反応させ、前記板状成形体上に
下記式(1)
[ML1xn (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の金属イオンを示し、L1は、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子L1の負電荷が相殺する値であり、nは、[ML1x]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第1多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記板状成形体が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止し、その後
前記板状成形体上に前記多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体を、洗浄し、
前記第2配位子物質溶液に前記複合体を投入して、
前記板状成形体と前記第2配位子物質とを反応させ、前記板状成形体上又は前記第1多孔性高分子金属錯体膜上に
下記式(2)
[ML2xn (2)
(式中、M、Xは、式(1)の場合と同じであり、L2は上記L1とは異なる、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、nは、[ML2x]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第2多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記板状成形体が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記板状成形体と前記第2配位子物質との反応を停止すること、
を含む、前記板状成形体上に2種の異なる多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。
As a metal ion source, a plate-shaped compact selected from the group consisting of a pure metal plate, a metal oxide plate, and a metal nitride plate is prepared, and the metal ion source is magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, Silver, one of two or more metals selected from the group consisting of a metal of zinc and a metal oxide or metal nitride thereof,
Dissolving the first ligand substance in an alcohol-based solvent to prepare a first ligand substance solution;
A second ligand substance different from the first ligand substance is dissolved in an alcoholic solvent to prepare a second ligand substance solution,
Charging the plate-like molded body into the first ligand substance solution,
The plate-like molded body is reacted with the first ligand substance, and the following formula (1) is formed on the plate-like molded body.
[ML1 x ] n (1)
(Wherein, M represents a metallic ion from the metal ion source, L1, yes capable of crosslinking with two M contain a functional group capable of coordinating to M into two or more within its structure X represents a value by which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L1 cancel each other, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML1 x ] are assembled. And n is 5 or more.)
Forming a first porous polymer metal complex film represented by
Stopping the reaction before the plate-like molded body is completely consumed by the reaction, and then washing the composite having the porous polymer metal complex film on the plate-like molded body ,
Charging the complex into the second ligand substance solution,
The plate-shaped body and the second ligand substance are reacted to form the following formula (2) on the plate-shaped body or the first porous polymer metal complex film.
[ML2 x ] n (2)
(Wherein, M and X are the same as in the case of the formula (1), and L2 is different from the above L1 and contains two or more functional groups capable of coordinating to M in its structure. A ligand capable of cross-linking with M is shown, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML2 x ] are assembled, and n is 5 or more.)
Forming a second porous polymer metal complex film represented by
Stopping the reaction between the plate-shaped body and the second ligand substance before the plate-shaped body is completely consumed by the reaction;
A method for forming a composite having two different types of porous polymer metal complex films on the plate-like molded body .
前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である請求項に記載の形成方法。 The method according to claim 8 , wherein the water content of the alcohol solvent is 0 to 12% by mass. 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である請求項に記載の形成方法。 The method according to claim 9 , wherein the alcohol-based solvent is any one of methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol, or a mixed solvent thereof. 前記各反応が、温度−20〜150℃で行われる請求項10のいずれか一項に記載の形成方法。 Wherein each reaction, forming method according to any one of claims 8 to 10 carried out at a temperature -20 to 150 ° C.. 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである請求項に記載の形成方法。 9. The method according to claim 8 , wherein M is an ion of copper or silver or a mixed ion thereof. 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る板状成形体である請求項に記載の形成方法。 Wherein the metal ion source, copper, any metal silver, and claim 8 is one or plate-shaped molded body made of two or more selected from the group consisting of metal oxide or metal nitride Formation method. 前記第1及び第2配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4‘−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項11のいずれか一項に記載の形成方法。 The first and second ligand substances are terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, One or more selected from unsubstituted 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles The formation method according to any one of claims 8 to 11 , which is a mixture of: 基板上に金属イオン源として、順に板状成形体Aと板状成形体Bとを有する積層体を用意し、前記板状成形体A及びBは、それぞれ、純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれ、前記金属イオン源は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記配位子物質溶液に前記積層体を投入して、
前記板状成形体Bと前記配位子物質とを反応させ、前記板状成形体A上に
下記式(1)
[M1Lxn (1)
(式中、M1は、前記板状成形体B由来の金属イオンを示し、Lは、M1に配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のM1と架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンM1の正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[M1Lx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第1多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記板状成形体Bが前記反応によりすべて消費されたことを確認し、その後
前記板状成形体Aと前記配位子物質とを反応させ、前記板状成形体A上又は前記第1多孔性高分子金属錯体膜上に
下記式(2)
[M2Lxn (2)
(式中、M2は、前記板状成形体A由来の金属イオンを示し、但しM1及びM2は異なり、X、Lは、式(1)の場合と同じであり、nは、[M2Lx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第2多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記板状成形体Aが前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記板状成形体Aと前記配位子物質との反応を停止すること、
を含む、前記板状成形体A上に2種の異なる多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。
As a metal ion source on a substrate, a laminate having a plate-shaped molded body A and a plate-shaped molded body B in order is prepared, and the plate-shaped molded bodies A and B are respectively a pure metal plate, a metal oxide plate, Selected from the group consisting of metal nitride plates, wherein the metal ion source is made of any one of magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, zinc, and a metal oxide or metal nitride thereof. One or more selected from the group,
Dissolve the ligand substance in an alcoholic solvent to prepare a ligand substance solution,
Put the laminate into the ligand substance solution,
The plate-shaped molded body B is reacted with the ligand substance, and the following formula (1) is formed on the plate-shaped molded body A.
[M1L x ] n (1)
(Wherein, M1 represents a metallic ion from the plate-shaped molded product B, L is to contain functional groups capable of coordinating to M1 into two or more its structure crosslink with two M1 X represents a value obtained by canceling the positive charge of the metal ion M1 and the negative charge of the ligand L, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [M1L x ] are aggregated. Where n is 5 or more.)
Forming a first porous polymer metal complex film represented by
Ensure that the plate-shaped molded product B is consumed by the reaction, then the plate-like molded product A is reacted with the ligand material, said plate-shaped molded product A or on the first porous On the polymer metal complex film, the following formula (2)
[M2L x ] n (2)
(Wherein, M2 represents a metallic ion from the plate-shaped molded body A, except M1 and M2 are different, X, L is the same as in formula (1), n, [M2L x ], And n is 5 or more.)
Forming a second porous polymer metal complex film represented by
Stopping the reaction between the plate-shaped body A and the ligand substance before the plate-shaped body A is completely consumed by the reaction,
A method for forming a composite having two different types of porous polymer metal complex films on the plate-like molded body A, comprising:
前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である請求項15に記載の形成方法。 The forming method according to claim 15 , wherein the water content of the alcohol-based solvent is 0 to 12% by mass. 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である請求項16に記載の形成方法。 17. The forming method according to claim 16 , wherein the alcohol-based solvent is any one of methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol, or a mixed solvent thereof. 前記各反応が、温度−20〜150℃で行われる請求項1517のいずれか一項に記載の形成方法。 The method according to any one of claims 15 to 17 , wherein each of the reactions is performed at a temperature of -20 to 150 ° C. 前記M1及びM2が、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンであるが、但しM1及びM2が異なる、請求項15に記載の形成方法。 16. The method of claim 15 , wherein M1 and M2 are either copper or silver ions or mixed ions thereof, provided that M1 and M2 are different. 前記金属イオン源の板状成形体A及び板状成形体Bが、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る板状成形体であるが、但し板状成形体A及び板状成形体Bは異なる金属である請求項15に記載の形成方法。 The plate-shaped compact A and the plate-shaped compact B of the metal ion source are made of one or more selected from the group consisting of copper, silver, and their metal oxides or metal nitrides. a method according to claim 15 is a plate-shaped molded body, except the plate-shaped molded body a and plate-shaped molded body B are different metals made. 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項1518のいずれか一項に記載の形成方法。 The ligand substance is terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, unsubstituted 2,2 It is one selected from 7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles, or a mixture thereof. Item 19. The forming method according to any one of Items 15 to 18 . 金属イオン源として、純金属、金属酸化物、金属窒化物から成る群より選ばれる粉末を用意し、前記金属イオン源は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記粉末を投入して、攪拌し、
前記粉末と前記配位子物質とを反応させ、
前記粉末がすべて消費されるまで反応を継続する、
下記式(1)
[MLxn (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体粉末の形成方法。
As a metal ion source, a powder selected from the group consisting of a pure metal, a metal oxide, and a metal nitride is prepared, and the metal ion source is any one of magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, and zinc. Consisting of one or more selected from the group consisting of metals and their metal oxides or metal nitrides,
Dissolve the ligand substance in an alcoholic solvent to prepare a ligand substance solution,
Put the powder into the solution, stir,
Reacting the powder with the ligand substance,
Continue the reaction until all of the powder is consumed,
The following equation (1)
[ML x ] n (1)
(Wherein, M represents a metallic ion from the metal ion source, L is distribution capable of crosslinking with two M contain a functional group capable of coordinating to M into two or more within its structure X represents a value at which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L cancel each other, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML x ] are assembled. And n is 5 or more.)
A method for forming a porous polymer metal complex powder represented by the formula:
前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である請求項22に記載の形成方法。 The method according to claim 22 , wherein the water content of the alcohol-based solvent is 0 to 12% by mass. 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である請求項23に記載の形成方法。 The method according to claim 23 , wherein the alcohol-based solvent is any one of methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol, or a mixed solvent thereof. 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる請求項2224のいずれか一項に記載の形成方法。 The forming method according to any one of claims 22 to 24 , wherein the reaction is performed at a temperature of -20 to 150 ° C. 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである請求項22に記載の形成方法。 23. The forming method according to claim 22 , wherein M is an ion of copper or silver or a mixed ion thereof. 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項22に記載の形成方法。 23. The forming method according to claim 22 , wherein the metal ion source is at least one selected from the group consisting of a metal of copper or silver and a metal oxide or metal nitride thereof. 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項2225のいずれか一項に記載の形成方法。 The ligand substance is terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, unsubstituted 2,2 It is one selected from 7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles, or a mixture thereof. Item 26. The forming method according to any one of Items 22 to 25 . 金属イオン源として、純金属、金属酸化物、金属窒化物から成る群より選ばれる粉末を用意し、前記金属イオン源は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記粉末を投入して、攪拌し、
前記粉末と前記配位子物質とを反応させ、
下記式(1)
[MLxn (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体を形成し、
前記粉末が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止すること
を含む、
前記粉末粒子の周囲に前記多孔性高分子金属錯体を有するコア−シェル型複合粒子の形成方法。
As a metal ion source, a powder selected from the group consisting of a pure metal, a metal oxide, and a metal nitride is prepared, and the metal ion source is any one of magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, and zinc. Consisting of one or more selected from the group consisting of metals and their metal oxides or metal nitrides,
Dissolve the ligand substance in an alcoholic solvent to prepare a ligand substance solution,
Put the powder into the solution, stir,
Reacting the powder with the ligand substance,
The following equation (1)
[ML x ] n (1)
(Wherein, M represents a metallic ion from the metal ion source, L is distribution capable of crosslinking with two M contain a functional group capable of coordinating to M into two or more within its structure X represents a value at which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L cancel each other, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML x ] are assembled. And n is 5 or more.)
To form a porous polymer metal complex represented by
Stopping the reaction before the powder has been completely consumed by the reaction.
A method for forming core-shell type composite particles having the porous polymer metal complex around the powder particles.
前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である請求項29に記載の形成方法。 30. The forming method according to claim 29 , wherein the water content of the alcohol-based solvent is 0 to 12% by mass. 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である請求項30に記載の形成方法。 31. The forming method according to claim 30 , wherein the alcohol-based solvent is any one of methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol, or a mixed solvent thereof. 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる請求項2931のいずれか一項に記載の形成方法。 The forming method according to any one of claims 29 to 31 , wherein the reaction is performed at a temperature of -20 to 150 ° C. 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである請求項29に記載の形成方法。 30. The forming method according to claim 29 , wherein M is an ion of copper or silver or a mixed ion thereof. 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項29に記載の形成方法。 30. The forming method according to claim 29 , wherein the metal ion source is one or two or more selected from the group consisting of a metal of copper or silver and a metal oxide or metal nitride thereof. 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項2932のいずれか一項に記載の形成方法。 The ligand substance is terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, unsubstituted 2,2 It is one selected from 7-naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4′-bipyridine, substituted 4,4′-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles, or a mixture thereof. Item 33. The forming method according to any one of Items 29 to 32 . 純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれる板状成形体及び該板状成形体の片面又は両面上にある多孔性高分子金属錯体膜から成る複合体であって、前記板状形成体は、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成り、
前記多孔性高分子金属錯体膜が、
下記式(1)
[MLxn (1)
(式中、Mは、前記板状成形体由来の金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上5以上である。)
で表され、
前記板状成形体は、前記多孔性高分子金属錯体の金属イオンMの金属であり、
前記多孔性高分子金属錯体膜の二乗平均平方根粗さRq(RMS)が、膜厚に対し、25%未満であり、そして
絶縁破壊耐電圧が0.1V以上である、
複合体。
Pure metal plate, a metal oxide plate, a composite body comprising a porous polymer metal complex layer located on one or both sides of the plate-shaped body selected from the group consisting of metal nitride plate and the plate-shaped molded body And the plate-like formed body is one or two selected from the group consisting of magnesium, calcium, iron, cobalt, nickel, copper, silver, and zinc, and metal oxides or metal nitrides thereof. Consisting of the above,
The porous polymer metal complex film,
The following equation (1)
[ML x ] n (1)
(Wherein, M represents a metallic ion from the plate-shaped molded product, L is capable of cross-linking and two M contain a functional group capable of coordinating to M into two or more within its structure X represents a ligand, X represents a value by which the positive charge of the metal ion M and the negative charge of the ligand L cancel each other, and n represents a characteristic that a large number of constituent units composed of [ML x ] are assembled. And n is 5 or more and 5 or more.)
Represented by
The plate-shaped molded body is a metal of the metal ion M of the porous polymer metal complex,
The root-mean- square roughness Rq (RMS) of the porous polymer metal complex film is less than 25% with respect to the film thickness, and the breakdown voltage is 0.1 V or more.
Complex.
前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである請求項36に記載の複合体。 37. The composite according to claim 36 , wherein M is an ion of either copper or silver or a mixed ion thereof. 前記配位子が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物に由来する請求項36または37に記載の複合体。 The ligand is terephthalic acid, substituted terephthalic acids, isophthalic acid, substituted isophthalic acids, trimesic acid, substituted trimesic acid, biphenylcarboxylic acid, substituted biphenyldicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, unsubstituted 2,7 -Claims derived from one or a mixture of naphthalenedicarboxylic acid, fumaric acid, substituted fumaric acid, citric acid, 4,4'-bipyridine, substituted 4,4'-bipyridine, substituted and unsubstituted imidazoles Item 38. The complex according to Item 36 or 37 .
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