JPH11263616A - 形態転写材の製造方法 - Google Patents
形態転写材の製造方法Info
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- JPH11263616A JPH11263616A JP10089346A JP8934698A JPH11263616A JP H11263616 A JPH11263616 A JP H11263616A JP 10089346 A JP10089346 A JP 10089346A JP 8934698 A JP8934698 A JP 8934698A JP H11263616 A JPH11263616 A JP H11263616A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 基材の微細構造を正確に転写した形態転写材
を得ることができる，吸着、分離材等に好適な形態転写
材の製造方法を提供する。 【解決手段】 基材表面にコート物質を５０ｎｍ以下の
厚さで被覆して複合体を形成する複合体形成工程と，複
合体から上記基材の少なくとも一部を除去して基材の形
態を転写したコート物質を得る基材除去工程とを有して
いる。具体的には、例えばシリカ（ＳｉＯ２）の反応前
躯体であるテトラエトキシシラン｛Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）
４｝３ｍｌを、温度１０４℃、圧力２３１気圧の超臨界
二酸化炭素に溶解し、水を担持した活性炭（比表面積１
７８１ｍ２／ｇ）１．０ｇに接触させ、活性炭表面にシ
リカ（ＳｉＯ２）を被覆し、活性炭−シリカ（Ｓｉ
Ｏ２）複合体を作製し、空気中７５０℃で１０時間熱処
理し、活性炭を除去することにより製造する。
を得ることができる，吸着、分離材等に好適な形態転写
材の製造方法を提供する。 【解決手段】 基材表面にコート物質を５０ｎｍ以下の
厚さで被覆して複合体を形成する複合体形成工程と，複
合体から上記基材の少なくとも一部を除去して基材の形
態を転写したコート物質を得る基材除去工程とを有して
いる。具体的には、例えばシリカ（ＳｉＯ２）の反応前
躯体であるテトラエトキシシラン｛Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）
４｝３ｍｌを、温度１０４℃、圧力２３１気圧の超臨界
二酸化炭素に溶解し、水を担持した活性炭（比表面積１
７８１ｍ２／ｇ）１．０ｇに接触させ、活性炭表面にシ
リカ（ＳｉＯ２）を被覆し、活性炭−シリカ（Ｓｉ
Ｏ２）複合体を作製し、空気中７５０℃で１０時間熱処
理し、活性炭を除去することにより製造する。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，触媒担体，吸着材料等に用いら
れる形態転写材を製造する方法に関する。
れる形態転写材を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】触媒担体や吸着材料等の化学的，物理的に
優れた物質を得るため，従来，微細孔を有する基材にコ
ート物質を被覆することが行われている。また，コート
物質を基材から除去する技術がＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅ
ｓ．ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．３，１９９７に開示されてい
る。この技術は，基材であるナノチューブをＳｉＯ2 原
料溶液に浸漬して加水分解によりナノチューブ表面にＳ
ｉＯ2 からなるコート物質を生成させその後ナノチュー
ブを除去するものである。
優れた物質を得るため，従来，微細孔を有する基材にコ
ート物質を被覆することが行われている。また，コート
物質を基材から除去する技術がＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅ
ｓ．ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．３，１９９７に開示されてい
る。この技術は，基材であるナノチューブをＳｉＯ2 原
料溶液に浸漬して加水分解によりナノチューブ表面にＳ
ｉＯ2 からなるコート物質を生成させその後ナノチュー
ブを除去するものである。
【０００３】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の方
法では，多孔体などの複雑形状を有する基材へのコート
物質の被覆は不均一となり，基材の形態を正確に転写し
た形態転写材を得ることは困難である。即ち，上記コー
ト物質は浸透性が低い。そのため，ミクロンオーダーよ
り細かい微細孔を有する粒子にコート物質を被覆した場
合には，微細孔はコート物質で塞がれ，コート物質の大
部分は細孔外の粒子表面に担持される。また，凹部など
の微細構造を有する基材にコート物質を被覆した場合に
は，凹部の入口でコート物質により閉塞される。そのた
め，この場合にも，ナノチューブの外表面のみにＳｉＯ
2 が生成し，チューブ内には生成しない。また，被覆後
のコート物質の表面積も５５０ｍ2 ／ｇと低い。このた
め，基材の微細孔及び凹部の形態を正確に転写すること
は困難である。
法では，多孔体などの複雑形状を有する基材へのコート
物質の被覆は不均一となり，基材の形態を正確に転写し
た形態転写材を得ることは困難である。即ち，上記コー
ト物質は浸透性が低い。そのため，ミクロンオーダーよ
り細かい微細孔を有する粒子にコート物質を被覆した場
合には，微細孔はコート物質で塞がれ，コート物質の大
部分は細孔外の粒子表面に担持される。また，凹部など
の微細構造を有する基材にコート物質を被覆した場合に
は，凹部の入口でコート物質により閉塞される。そのた
め，この場合にも，ナノチューブの外表面のみにＳｉＯ
2 が生成し，チューブ内には生成しない。また，被覆後
のコート物質の表面積も５５０ｍ2 ／ｇと低い。このた
め，基材の微細孔及び凹部の形態を正確に転写すること
は困難である。
【０００４】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，基材の微細構造を正確に転写した形態転
写材を得ることができる，形態転写材の製造方法を提供
しようとするものである。
されたもので，基材の微細構造を正確に転写した形態転
写材を得ることができる，形態転写材の製造方法を提供
しようとするものである。
【０００５】
【課題の解決手段】本発明は，基材表面にコート物質を
５０ｎｍ以下の厚さで被覆して複合体を形成する複合体
形成工程と，上記複合体から上記基材の少なくとも一部
を除去して基材の形態を転写したコート物質を得る基材
除去工程とを含む形態転写材の製造方法である。
５０ｎｍ以下の厚さで被覆して複合体を形成する複合体
形成工程と，上記複合体から上記基材の少なくとも一部
を除去して基材の形態を転写したコート物質を得る基材
除去工程とを含む形態転写材の製造方法である。
【０００６】本発明においては，基材表面にコート物質
を５０ｎｍ以下の厚さで被覆している。そのため，基材
表面に，厚塗りすることなく，均一にコート物質を被覆
できる。均一に被覆されたコート物質は，基材表面の形
態を忠実に反映している。そのため，その後基材をコー
ト物質から除去することにより，基材表面を正確に反映
した形態転写材を得ることができる。また，基材が多孔
体である場合には，基材除去後に得られる形態転写材
は，基材の細孔分布に近似した細孔分布をもつ。更に，
コート物質のコート厚みを可能な限り薄くすることによ
り，基材の形態をより忠実に転写した形態転写材を得る
ことができる。
を５０ｎｍ以下の厚さで被覆している。そのため，基材
表面に，厚塗りすることなく，均一にコート物質を被覆
できる。均一に被覆されたコート物質は，基材表面の形
態を忠実に反映している。そのため，その後基材をコー
ト物質から除去することにより，基材表面を正確に反映
した形態転写材を得ることができる。また，基材が多孔
体である場合には，基材除去後に得られる形態転写材
は，基材の細孔分布に近似した細孔分布をもつ。更に，
コート物質のコート厚みを可能な限り薄くすることによ
り，基材の形態をより忠実に転写した形態転写材を得る
ことができる。
【０００７】コート物質の厚さが５０ｎｍを超える場合
には，１００ｎｍ以下の微細孔をすべて閉塞し，細孔内
にコート物質が浸入し難いため，基材の形態を転写する
ことが困難となる。更に好ましくはコート物質の厚さは
３０ｎｍ以下がよい。これにより，更に均一にコート物
質を被覆でき，基材の形態を忠実に転写することができ
る。
には，１００ｎｍ以下の微細孔をすべて閉塞し，細孔内
にコート物質が浸入し難いため，基材の形態を転写する
ことが困難となる。更に好ましくはコート物質の厚さは
３０ｎｍ以下がよい。これにより，更に均一にコート物
質を被覆でき，基材の形態を忠実に転写することができ
る。
【０００８】また，本製造方法によれば，特異的な吸着
能力を有する形態転写材を得ることができる。具体的に
は，例えば，基材にある物質を担持した後にコート物質
を被覆し基材の一部又は全部を除去して得た形態転写材
は，基材の形態を反映するとともに，基材に担持されて
いた物質の構造をも反映しているため，この担持物又は
類似の物質を選択的に吸着することができる。
能力を有する形態転写材を得ることができる。具体的に
は，例えば，基材にある物質を担持した後にコート物質
を被覆し基材の一部又は全部を除去して得た形態転写材
は，基材の形態を反映するとともに，基材に担持されて
いた物質の構造をも反映しているため，この担持物又は
類似の物質を選択的に吸着することができる。
【０００９】上記形態転写材は，例えば，特定形態に対
応した物質の分離能力を有する。具体的には，基材が多
孔質の場合には，該孔の大きさに対応した形態転写材が
得られるため，特定の孔の大きさに対応した分子のみを
分離でき，分子ふるい効果を発揮できる。
応した物質の分離能力を有する。具体的には，基材が多
孔質の場合には，該孔の大きさに対応した形態転写材が
得られるため，特定の孔の大きさに対応した分子のみを
分離でき，分子ふるい効果を発揮できる。
【００１０】具体的には，形態転写材が光学活性体のＬ
体との相互作用が強く，Ｄ体との相互作用が弱い場合に
は，当該形態転写材を用いることにより混合物（ラセミ
体）からＬ体のみを分離することができる。例えば，食
品，化粧品，医薬品の製造に用いることにより，かかる
分離能力の波及効果を高めることができる。従って，本
発明により得られる形態転写材は，吸着，分離材に好適
である。
体との相互作用が強く，Ｄ体との相互作用が弱い場合に
は，当該形態転写材を用いることにより混合物（ラセミ
体）からＬ体のみを分離することができる。例えば，食
品，化粧品，医薬品の製造に用いることにより，かかる
分離能力の波及効果を高めることができる。従って，本
発明により得られる形態転写材は，吸着，分離材に好適
である。
【００１１】本製造方法において，基材の形態及びコー
ト物質自体の材料を適宜選択することにより，耐熱性，
耐薬品性，耐酸化性，導電性，（強）磁性，（強）誘電
性，超伝導性，反射，吸収等の光学機能，触媒活性，吸
着等の，種々の特性を形態転写材に発揮させることがで
きる。
ト物質自体の材料を適宜選択することにより，耐熱性，
耐薬品性，耐酸化性，導電性，（強）磁性，（強）誘電
性，超伝導性，反射，吸収等の光学機能，触媒活性，吸
着等の，種々の特性を形態転写材に発揮させることがで
きる。
【００１２】また，ある形態の特徴を使いたいが，熱，
薬品による腐食，劣化，酸化などの条件によって使用で
きない場合には，本製造方法により，耐熱性，耐薬品
性，耐酸化性を有する材質で同様の形態を有する形態転
写材を製造することができ，上記条件下での使用が可能
となる。
薬品による腐食，劣化，酸化などの条件によって使用で
きない場合には，本製造方法により，耐熱性，耐薬品
性，耐酸化性を有する材質で同様の形態を有する形態転
写材を製造することができ，上記条件下での使用が可能
となる。
【００１３】次に，本発明の詳細について説明する。上
記コート物質を５０ｎｍ以下に基材表面に被覆する第１
の手段としては，超臨界流体にコート物質及び／又はコ
ート物質の前駆体を溶解させ，基材に接触させ，必要に
応じて後処理を行い，基材上にコート物質を被覆する方
法がある。超臨界流体は，液体と同等の溶解能力と気体
に近い拡散性及び粘性を有しているため，基材の超微細
孔内にまで容易に迅速に多量のコート物質を運ぶことが
できる。また，超臨界流体の上記溶解能力は，温度，圧
力，添加物（エントレーナー）等により調節できる。
記コート物質を５０ｎｍ以下に基材表面に被覆する第１
の手段としては，超臨界流体にコート物質及び／又はコ
ート物質の前駆体を溶解させ，基材に接触させ，必要に
応じて後処理を行い，基材上にコート物質を被覆する方
法がある。超臨界流体は，液体と同等の溶解能力と気体
に近い拡散性及び粘性を有しているため，基材の超微細
孔内にまで容易に迅速に多量のコート物質を運ぶことが
できる。また，超臨界流体の上記溶解能力は，温度，圧
力，添加物（エントレーナー）等により調節できる。
【００１４】また，第２の手段としては，基材中の孔や
凹部にまでコート物質及び／又はコート物質の前駆体を
浸漬できるようにぬれ性，粘度などを最適化した溶媒に
コート物質及び／又はコート物質の前駆体を溶解させ，
基材に接触させ，必要に応じて後処理を行い，基材上に
コート物質を被覆せしめる方法などがある。
凹部にまでコート物質及び／又はコート物質の前駆体を
浸漬できるようにぬれ性，粘度などを最適化した溶媒に
コート物質及び／又はコート物質の前駆体を溶解させ，
基材に接触させ，必要に応じて後処理を行い，基材上に
コート物質を被覆せしめる方法などがある。
【００１５】更に，第３の手段としては，加熱，減圧，
加圧，電場，超音波などを施し，基材中の孔や凹部の中
にまでコート物質及び／又はコート物質の前駆体を浸漬
させる方法も有効である。
加圧，電場，超音波などを施し，基材中の孔や凹部の中
にまでコート物質及び／又はコート物質の前駆体を浸漬
させる方法も有効である。
【００１６】上記コート物質の厚みの下限は１原子（分
子）層｛例えばＳｉＯ2 の場合には約０．５ｎｍ｝であ
ることが好ましい。これにより，ミクロメータ−オーダ
ーのミクロ孔（２ｎｍ以下）を有する物質等の複雑・微
細構造をも忠実に転写することができる。また，さらに
好ましくは，上記コート物質の厚みは１原子（分子）層
の厚みと同じかそれよりも大きく，且つ２０ｎｍ以下で
ある。これにより，上記本発明の効果を更に向上させる
ことができる。
子）層｛例えばＳｉＯ2 の場合には約０．５ｎｍ｝であ
ることが好ましい。これにより，ミクロメータ−オーダ
ーのミクロ孔（２ｎｍ以下）を有する物質等の複雑・微
細構造をも忠実に転写することができる。また，さらに
好ましくは，上記コート物質の厚みは１原子（分子）層
の厚みと同じかそれよりも大きく，且つ２０ｎｍ以下で
ある。これにより，上記本発明の効果を更に向上させる
ことができる。
【００１７】上記コート物質としては，例えば，金属及
び／又は半金属の酸化物，金属，窒化物，硫化物，炭化
物などを用いることができる。上記コート物質の前駆体
としては，コート物質の種類により以下のものを適宜選
択して用いることができる。コート物質が金属及び／又
は半金属の酸化物の場合には，その前駆体として，例え
ば，金属アルコキシド，金属アセチルアセトネート，金
属有機酸塩，金属硝酸塩，金属オキシ塩化物又は／及び
金属塩化物を用いることができる。
び／又は半金属の酸化物，金属，窒化物，硫化物，炭化
物などを用いることができる。上記コート物質の前駆体
としては，コート物質の種類により以下のものを適宜選
択して用いることができる。コート物質が金属及び／又
は半金属の酸化物の場合には，その前駆体として，例え
ば，金属アルコキシド，金属アセチルアセトネート，金
属有機酸塩，金属硝酸塩，金属オキシ塩化物又は／及び
金属塩化物を用いることができる。
【００１８】コート物質が金属の場合には，その前駆体
として，例えば，金属アルコキシド，金属アセチルアセ
トネート，金属有機酸塩，金属硝酸塩，金属オキシ塩化
物又は／及び金属塩化物を基材に被覆した後に，還元処
理で金属としたものを用いることができる。
として，例えば，金属アルコキシド，金属アセチルアセ
トネート，金属有機酸塩，金属硝酸塩，金属オキシ塩化
物又は／及び金属塩化物を基材に被覆した後に，還元処
理で金属としたものを用いることができる。
【００１９】コート物質が窒化物の場合には，その前駆
体として，例えば，金属アルコキシド，金属アセチルア
セトネート，金属有機酸塩，金属硝酸塩，金属オキシ塩
化物又は／及び金属塩化物を基材に被覆した後に，窒素
含有ガスを接触せしめ必要に応じて加熱することにより
窒化物としたものを用いることができる。
体として，例えば，金属アルコキシド，金属アセチルア
セトネート，金属有機酸塩，金属硝酸塩，金属オキシ塩
化物又は／及び金属塩化物を基材に被覆した後に，窒素
含有ガスを接触せしめ必要に応じて加熱することにより
窒化物としたものを用いることができる。
【００２０】上記超臨界流体としては，例えば，二酸化
炭素，メタン，エタン，プロパン，メタノール，エタノ
ール，アセトン，エチレン，ブタン，アンモニア，硫化
水素等を用いることができる。また，超臨界流体には，
メタノール，エタノール，アセトンなどを添加剤として
加えることもできる。かかる添加剤（エントレーナ）の
添加により，コート物質の超臨界流体への溶解度を調節
することができる。
炭素，メタン，エタン，プロパン，メタノール，エタノ
ール，アセトン，エチレン，ブタン，アンモニア，硫化
水素等を用いることができる。また，超臨界流体には，
メタノール，エタノール，アセトンなどを添加剤として
加えることもできる。かかる添加剤（エントレーナ）の
添加により，コート物質の超臨界流体への溶解度を調節
することができる。
【００２１】また，コート物質を基材表面に被覆するに
当たっては，コート物質を多層化，または複合化するこ
ともできる。多層化したコート物質としては，例えば，
耐薬品性膜と光学機能性膜を用いることができ，複合化
したコート物質としては，例えば，Ｉｎ2 Ｏ−ＳｎＯ2
（導電性）のような２種以上の金属酸化物を用いること
ができる。
当たっては，コート物質を多層化，または複合化するこ
ともできる。多層化したコート物質としては，例えば，
耐薬品性膜と光学機能性膜を用いることができ，複合化
したコート物質としては，例えば，Ｉｎ2 Ｏ−ＳｎＯ2
（導電性）のような２種以上の金属酸化物を用いること
ができる。
【００２２】上記複合化したコート物質を用いて，酸化
物と金属とからなる形態転写材を製造した場合には，金
属と酸化物とが互いに強固に接着するため，形態転写材
は触媒活性に優れ，しかも金属のシンタリング（粒成
長）がおこりにくい利点を有する優れた触媒材料にな
る。
物と金属とからなる形態転写材を製造した場合には，金
属と酸化物とが互いに強固に接着するため，形態転写材
は触媒活性に優れ，しかも金属のシンタリング（粒成
長）がおこりにくい利点を有する優れた触媒材料にな
る。
【００２３】また，上記多層化したコート物質を用い
て，酸化物と金属とからなる形態転写材を製造する場合
には，形態転写材の一成分となる金属を，予め基材に担
持し，他のコート物質の成分を被覆し，その後基材を除
去する。得られた形態転写材は，金属が他のコート物質
の成分と強固に接着しているとともに，外表面には金属
が必ず露出しているので，触媒活性に優れ，しかも金属
のシンタリングがおこりにくい利点を有する優れた触媒
材料になる。
て，酸化物と金属とからなる形態転写材を製造する場合
には，形態転写材の一成分となる金属を，予め基材に担
持し，他のコート物質の成分を被覆し，その後基材を除
去する。得られた形態転写材は，金属が他のコート物質
の成分と強固に接着しているとともに，外表面には金属
が必ず露出しているので，触媒活性に優れ，しかも金属
のシンタリングがおこりにくい利点を有する優れた触媒
材料になる。
【００２４】上記基材に被覆するコート物質の厚みは，
反応開始剤の量を調節することにより１原子層から調節
できる。例えば，反応開始剤が水，コート物質がシリカ
（ＳｉＯ2 ），基材が活性炭である場合には，活性炭の
接する雰囲気中の水分量を調節することにより活性炭の
表面積・等温吸着線等のデータをもとに活性炭中の水分
量を調整する。そして，所定量のシリカを生成させるの
に必要な量の水を担持させた活性炭を用いて，シリカの
被覆量を１原子（分子）層から精密に設計することが可
能である。
反応開始剤の量を調節することにより１原子層から調節
できる。例えば，反応開始剤が水，コート物質がシリカ
（ＳｉＯ2 ），基材が活性炭である場合には，活性炭の
接する雰囲気中の水分量を調節することにより活性炭の
表面積・等温吸着線等のデータをもとに活性炭中の水分
量を調整する。そして，所定量のシリカを生成させるの
に必要な量の水を担持させた活性炭を用いて，シリカの
被覆量を１原子（分子）層から精密に設計することが可
能である。
【００２５】また，上記基材にコート物質を被覆する際
に，電場を印可することにより，基材の超微細孔内にま
で容易に迅速に所望の量のコート物質を運べるため，コ
ート物質を均一に被覆することができる。
に，電場を印可することにより，基材の超微細孔内にま
で容易に迅速に所望の量のコート物質を運べるため，コ
ート物質を均一に被覆することができる。
【００２６】上記基材の形態は，形態転写材の形態に反
映される。そのため，形態転写材に付与したい形態の基
材を適宜選択して用いる。上記基材としては，例えば，
膜，多孔体，ポリマー，ゲル，液晶会合体などを用いる
ことができる。膜としては，ろ過，浸透，イオン交換，
透析等に用いられるものがある。多孔体としては，活性
炭などの多孔質炭素，多孔質シリカ，多孔質アルミナ，
アルミナシリケートなどを用いることができる。
映される。そのため，形態転写材に付与したい形態の基
材を適宜選択して用いる。上記基材としては，例えば，
膜，多孔体，ポリマー，ゲル，液晶会合体などを用いる
ことができる。膜としては，ろ過，浸透，イオン交換，
透析等に用いられるものがある。多孔体としては，活性
炭などの多孔質炭素，多孔質シリカ，多孔質アルミナ，
アルミナシリケートなどを用いることができる。
【００２７】基材除去工程とは，コート物質の被覆後
に，加熱及び／又は溶剤添加等により基材の一部又はす
べてを取り除き，基材の形態を転写したコート物質を得
る工程をいう。基材が高表面積の多孔質の場合には，高
表面積で多孔質のコート物質を得ることができる。
に，加熱及び／又は溶剤添加等により基材の一部又はす
べてを取り除き，基材の形態を転写したコート物質を得
る工程をいう。基材が高表面積の多孔質の場合には，高
表面積で多孔質のコート物質を得ることができる。
【００２８】基材が活性炭等の酸素含有ガス中で加熱す
ることにより燃焼除去できる場合や，シリカのように溶
剤（フッ酸等）で除去できる場合には，コート物質を除
去工程で除去されないものを選ぶのが望ましい。例え
ば，活性炭基材に金属（又は／及び半金属）酸化物を被
覆し酸素含有ガス中で加熱したり，シリカ基材に有機物
を被覆することにより，基材を除去してコート物質を得
ることができる。
ることにより燃焼除去できる場合や，シリカのように溶
剤（フッ酸等）で除去できる場合には，コート物質を除
去工程で除去されないものを選ぶのが望ましい。例え
ば，活性炭基材に金属（又は／及び半金属）酸化物を被
覆し酸素含有ガス中で加熱したり，シリカ基材に有機物
を被覆することにより，基材を除去してコート物質を得
ることができる。
【００２９】コート物質の被覆後，基材を除去する前
に，コート物質を加熱等により結晶化させた後に基材を
除去することにより，結晶性の形態転写コート物質を得
ることができる。これにより，コート物質を結晶化する
ことができ，種々の特性，例えば，導電性，強磁性，
（強）誘電性，光学機能などの特性を発現させ，これら
の特性を向上させることができる。
に，コート物質を加熱等により結晶化させた後に基材を
除去することにより，結晶性の形態転写コート物質を得
ることができる。これにより，コート物質を結晶化する
ことができ，種々の特性，例えば，導電性，強磁性，
（強）誘電性，光学機能などの特性を発現させ，これら
の特性を向上させることができる。
【００３０】また，予め金属を基材に担持した後に，本
製造方法により反応生成物（金属及び／又は半金属の酸
化物）を被覆し，基材のみを除去したものは，金属が反
応生成物（金属及び／又は半金属の酸化物）と強固に着
接し，外表面に金属が必ず露出しているので，触媒活性
に優れ，しかも金属のシンタリング（粒成長）のおこり
にくい利点を有する優れた触媒材料になる。
製造方法により反応生成物（金属及び／又は半金属の酸
化物）を被覆し，基材のみを除去したものは，金属が反
応生成物（金属及び／又は半金属の酸化物）と強固に着
接し，外表面に金属が必ず露出しているので，触媒活性
に優れ，しかも金属のシンタリング（粒成長）のおこり
にくい利点を有する優れた触媒材料になる。
【００３１】また，予め，ある物質を基材に担持した後
に，本製造方法により反応生成物を被覆し，基材のみを
除去したものは，基材の構造を反映するとともに，担持
されていた物質の構造をも反映しているために，この担
持物あるいは類似の物質を選択的に吸着することができ
るという優れた機能を有している。
に，本製造方法により反応生成物を被覆し，基材のみを
除去したものは，基材の構造を反映するとともに，担持
されていた物質の構造をも反映しているために，この担
持物あるいは類似の物質を選択的に吸着することができ
るという優れた機能を有している。
【００３２】本製造方法により得られる形態転写材は，
比表面積１３００ｍ2 ／ｇ以上のＳｉＯ2 であることが
好ましい。これにより，反応（吸着，分離等）の効率が
向上する。また，形態転写材は，比表面積２００ｍ2 ／
ｇ以上のＴｉＯ2 であることが好ましい。これにより，
反応（光触媒作用，殺菌等）の効率が向上する。また，
形態転写材は，比表面積７５０ｍ2 ／ｇ以上のＡｌ2 Ｏ
3 であることが好ましい。これにより，反応（吸着，分
離等）の効率が向上する。
比表面積１３００ｍ2 ／ｇ以上のＳｉＯ2 であることが
好ましい。これにより，反応（吸着，分離等）の効率が
向上する。また，形態転写材は，比表面積２００ｍ2 ／
ｇ以上のＴｉＯ2 であることが好ましい。これにより，
反応（光触媒作用，殺菌等）の効率が向上する。また，
形態転写材は，比表面積７５０ｍ2 ／ｇ以上のＡｌ2 Ｏ
3 であることが好ましい。これにより，反応（吸着，分
離等）の効率が向上する。
【００３３】
【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかる形態転写材の製造方法につ
いて，以下の実施例及び比較例を用いて説明する。
いて，以下の実施例及び比較例を用いて説明する。
【００３４】実施例１ シリカ（ＳｉＯ2 ）の反応前駆体であるテトラエトキシ
シラン｛Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）4 ｝３ｍｌを，温度１０４
℃，圧力２３１気圧の超臨界二酸化炭素に溶解し，水を
担持した活性炭（比表面積１７８１ｍ2 ／ｇ）１．０ｇ
に接触させ，活性炭表面にシリカ（ＳｉＯ2 ）を被覆
し，活性炭−シリカ（ＳｉＯ2 ）複合体を作製し，空気
中７５０℃で１０時間熱処理し，活性炭を除去した。
シラン｛Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）4 ｝３ｍｌを，温度１０４
℃，圧力２３１気圧の超臨界二酸化炭素に溶解し，水を
担持した活性炭（比表面積１７８１ｍ2 ／ｇ）１．０ｇ
に接触させ，活性炭表面にシリカ（ＳｉＯ2 ）を被覆
し，活性炭−シリカ（ＳｉＯ2 ）複合体を作製し，空気
中７５０℃で１０時間熱処理し，活性炭を除去した。
【００３５】実施例２ シリカ（ＳｉＯ2 ）の反応前駆体であるテトラエトキシ
シラン｛Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）4 ｝３ｍｌを，エタノール
２０ｍｌに溶解し，１０２℃で加熱し，水を担持した活
性炭（比表面積１７８１ｍ2 ／ｇ）１．０ｇに接触さ
せ，活性炭表面にシリカ（ＳｉＯ2 ）を被覆し，活性炭
−シリカ（ＳｉＯ2 ）複合体を作製し，空気中７５０℃
で１０時間熱処理し，活性炭を除去した。
シラン｛Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）4 ｝３ｍｌを，エタノール
２０ｍｌに溶解し，１０２℃で加熱し，水を担持した活
性炭（比表面積１７８１ｍ2 ／ｇ）１．０ｇに接触さ
せ，活性炭表面にシリカ（ＳｉＯ2 ）を被覆し，活性炭
−シリカ（ＳｉＯ2 ）複合体を作製し，空気中７５０℃
で１０時間熱処理し，活性炭を除去した。
【００３６】実施例３ テトラエトキシシラン｛Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）4 ｝の代わ
りにテトラｎ−ブトキシチタン｛Ｔｉ（Ｃ4 Ｈ
9 Ｏ）4 ｝３ｍｌを用い，温度１３１℃，圧力２５４気
圧の超臨界二酸化炭素に溶解し，水を担持した活性炭
（比表面積１７４５ｍ2 ／ｇ）１．０ｇに接触させるこ
とにより，活性炭の微細孔表面（壁面）にまでチタニア
（ＴｉＯ2 ）を被覆し，活性炭−チタニア（ＴｉＯ2 ）
複合体を作製し，空気中７５０℃で１０時間熱処理し，
活性炭を除去した。
りにテトラｎ−ブトキシチタン｛Ｔｉ（Ｃ4 Ｈ
9 Ｏ）4 ｝３ｍｌを用い，温度１３１℃，圧力２５４気
圧の超臨界二酸化炭素に溶解し，水を担持した活性炭
（比表面積１７４５ｍ2 ／ｇ）１．０ｇに接触させるこ
とにより，活性炭の微細孔表面（壁面）にまでチタニア
（ＴｉＯ2 ）を被覆し，活性炭−チタニア（ＴｉＯ2 ）
複合体を作製し，空気中７５０℃で１０時間熱処理し，
活性炭を除去した。
【００３７】実施例４ テトラエトキシシラン｛Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）4 ｝の代わ
りにイソプロポキシアルミニウム｛Ａｌ（Ｃ3 Ｈ7 Ｏ）
3 ｝３．０ｇを用い，イソプロパノール２０ｍｌに溶解
し，１１３℃で加熱し，水を担持した活性炭（比表面積
１７４５ｍ2 ／ｇ）１．０ｇに接触させ，活性炭表面に
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を被覆し，活性炭−アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）複合体を作製し，空気中７５０℃で１０
時間熱処理し，活性炭を除去した。
りにイソプロポキシアルミニウム｛Ａｌ（Ｃ3 Ｈ7 Ｏ）
3 ｝３．０ｇを用い，イソプロパノール２０ｍｌに溶解
し，１１３℃で加熱し，水を担持した活性炭（比表面積
１７４５ｍ2 ／ｇ）１．０ｇに接触させ，活性炭表面に
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を被覆し，活性炭−アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）複合体を作製し，空気中７５０℃で１０
時間熱処理し，活性炭を除去した。
【００３８】比較例１ シリカ（ＳｉＯ2 ）の反応前駆体であるテトラエトキシ
シラン｛Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）4 ｝２０ｍｌを，１０２℃
で加熱し，水を担持した活性炭（比表面積１７８１ｍ2
／ｇ）１．０ｇに接触させ，活性炭表面にシリカ（Ｓｉ
Ｏ2 ）を被覆し，活性炭−シリカ（ＳｉＯ2 ）複合体を
作製し，空気中７５０℃で１０時間熱処理し，活性炭を
除去した。
シラン｛Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）4 ｝２０ｍｌを，１０２℃
で加熱し，水を担持した活性炭（比表面積１７８１ｍ2
／ｇ）１．０ｇに接触させ，活性炭表面にシリカ（Ｓｉ
Ｏ2 ）を被覆し，活性炭−シリカ（ＳｉＯ2 ）複合体を
作製し，空気中７５０℃で１０時間熱処理し，活性炭を
除去した。
【００３９】比較例２ 比較例１でテトラエトキシシラン｛Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）
4 ｝の代わりにテトラｎ−ブトキシチタン｛Ｔｉ（Ｃ4
Ｈ9 Ｏ）4 ｝２０ｍｌを用い，１３０℃で加熱し，水を
担持した活性炭（比表面積１７８１ｍ2 ／ｇ）１．０ｇ
に接触させ，活性炭表面にチタニア（ＴｉＯ2 ）を被覆
し，活性炭−チタニア（ＴｉＯ2 ）複合体を作製し，空
気中７５０℃で１０時間熱処理し，活性炭を除去した。
4 ｝の代わりにテトラｎ−ブトキシチタン｛Ｔｉ（Ｃ4
Ｈ9 Ｏ）4 ｝２０ｍｌを用い，１３０℃で加熱し，水を
担持した活性炭（比表面積１７８１ｍ2 ／ｇ）１．０ｇ
に接触させ，活性炭表面にチタニア（ＴｉＯ2 ）を被覆
し，活性炭−チタニア（ＴｉＯ2 ）複合体を作製し，空
気中７５０℃で１０時間熱処理し，活性炭を除去した。
【００４０】比較例３ 比較例１でテトラエトキシシラン｛Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ5 Ｏ）
4 ｝の代わりにトリ−ｓｅｃ−ブトキシアルミニウム
｛Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ＣＨ（ＣＨ3 ）Ｏ）3 ｝２０ｍｌを用
い，１１５℃で加熱し，水を担持した活性炭（比表面積
１７４５ｍ2 ／ｇ）１．０ｇに接触させ，活性炭表面に
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を被覆し，活性炭−アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）複合体を作製し，空気中７５０℃で１０
時間熱処理し，活性炭を除去した。
4 ｝の代わりにトリ−ｓｅｃ−ブトキシアルミニウム
｛Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ＣＨ（ＣＨ3 ）Ｏ）3 ｝２０ｍｌを用
い，１１５℃で加熱し，水を担持した活性炭（比表面積
１７４５ｍ2 ／ｇ）１．０ｇに接触させ，活性炭表面に
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を被覆し，活性炭−アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）複合体を作製し，空気中７５０℃で１０
時間熱処理し，活性炭を除去した。
【００４１】実験例１ 上記実験例１〜４，比較例１〜３の形態転写材につい
て，上記コート物質の被覆厚みと比表面積とを測定し，
表１に示した。コート物質の被覆厚みｔは，被覆前，被
覆後の活性炭の窒素吸着による細孔分布の測定結果から
以下の算出式によりもとめた。
て，上記コート物質の被覆厚みと比表面積とを測定し，
表１に示した。コート物質の被覆厚みｔは，被覆前，被
覆後の活性炭の窒素吸着による細孔分布の測定結果から
以下の算出式によりもとめた。
【００４２】算出式・・・ｔ＝（ａ−ｂ）／２ ；ａ＝（被覆前の活性炭の細孔分布のピーク）ｍｍ，ｂ
＝（被覆後の活性炭の細孔分布のピーク）ｍｍ
＝（被覆後の活性炭の細孔分布のピーク）ｍｍ
【００４３】コート物質の比表面積は，窒素吸着により
Ｂ．Ｅ．Ｔ．（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ，Ｔｅ
ｌｌｅｒ）法により測定した。
Ｂ．Ｅ．Ｔ．（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ，Ｔｅ
ｌｌｅｒ）法により測定した。
【００４４】
【表１】
【００４５】同表より，実施例１〜４の形態転写材は，
基材である活性炭と同程度の高い比表面積を有し，ナノ
オーダまで基材の形態を反映した表面構造となった。一
方，比較例１〜３の場合には，比表面積の値が著しく小
さく，生成したシリカが基材の孔を塞ぎ，基材内部まで
浸透しなかった。なお，未処理のシリカ，チタニア，ア
ルミナの通常の比表面積は，それぞれ数百ｍ2 ／ｇ，５
０〜６０ｍ2 ／ｇ，２００〜３００ｍ2 ／ｇである。
基材である活性炭と同程度の高い比表面積を有し，ナノ
オーダまで基材の形態を反映した表面構造となった。一
方，比較例１〜３の場合には，比表面積の値が著しく小
さく，生成したシリカが基材の孔を塞ぎ，基材内部まで
浸透しなかった。なお，未処理のシリカ，チタニア，ア
ルミナの通常の比表面積は，それぞれ数百ｍ2 ／ｇ，５
０〜６０ｍ2 ／ｇ，２００〜３００ｍ2 ／ｇである。
【００４６】次に，上記実施例１〜４，比較例１〜３の
形態転写材についてのコート物質の被覆厚みと比表面積
とを，図１に示すグラフにプロットした。図１より明ら
かなように，コート物質の被覆厚み３０ｎｍを境にして
被覆厚みが厚くなると，比表面積が急激に減少し，活性
炭の微細な形状が転写されないことがわかった。
形態転写材についてのコート物質の被覆厚みと比表面積
とを，図１に示すグラフにプロットした。図１より明ら
かなように，コート物質の被覆厚み３０ｎｍを境にして
被覆厚みが厚くなると，比表面積が急激に減少し，活性
炭の微細な形状が転写されないことがわかった。
【００４７】
【発明の効果】上述のごとく，本発明によれば，基材の
微細構造を正確に転写した形態転写材を得ることができ
る，形態転写材の製造方法を提供することができる。
微細構造を正確に転写した形態転写材を得ることができ
る，形態転写材の製造方法を提供することができる。
【図１】実験例１における，上記実施例１〜４，比較例
１〜３の形態転写材についてのコート物質の被覆厚みと
比表面積との関係を示す特性図。
１〜３の形態転写材についてのコート物質の被覆厚みと
比表面積との関係を示す特性図。
Claims (1)
- 【請求項１】 基材表面にコート物質を５０ｎｍ以下の
厚さで被覆して複合体を形成する複合体形成工程と，上
記複合体から上記基材の少なくとも一部を除去して基材
の形態を転写したコート物質を得る基材除去工程とを含
む形態転写材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08934698A JP3603592B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 形態転写材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08934698A JP3603592B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 形態転写材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11263616A true JPH11263616A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3603592B2 JP3603592B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=13968156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08934698A Expired - Lifetime JP3603592B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 形態転写材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3603592B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002313750A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Kagawa Industry Support Foundation | パターン形成方法 |
| JP2007051186A (ja) * | 2005-08-16 | 2007-03-01 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 二酸化炭素を使用した表面処理法 |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP08934698A patent/JP3603592B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002313750A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Kagawa Industry Support Foundation | パターン形成方法 |
| JP2007051186A (ja) * | 2005-08-16 | 2007-03-01 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 二酸化炭素を使用した表面処理法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3603592B2 (ja) | 2004-12-22 |
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