JPH11278825A - シリカメソ多孔体及びその製造方法 - Google Patents
シリカメソ多孔体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH11278825A JPH11278825A JP10291015A JP29101598A JPH11278825A JP H11278825 A JPH11278825 A JP H11278825A JP 10291015 A JP10291015 A JP 10291015A JP 29101598 A JP29101598 A JP 29101598A JP H11278825 A JPH11278825 A JP H11278825A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mesoporous silica
- teos
- room temperature
- minutes
- day
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 149
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 56
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 13
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 31
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 58
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 58
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 31
- IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N octan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 26
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 25
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 15
- MHZGKXUYDGKKIU-UHFFFAOYSA-N Decylamine Chemical compound CCCCCCCCCCN MHZGKXUYDGKKIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 14
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 5
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N tetrabutyl silicate Chemical compound CCCCO[Si](OCCCC)(OCCCC)OCCCC UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- -1 silicon alkoxide Chemical class 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BMVXCPBXGZKUPN-UHFFFAOYSA-N 1-hexanamine Chemical compound CCCCCCN BMVXCPBXGZKUPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- ZUEKXCXHTXJYAR-UHFFFAOYSA-N tetrapropan-2-yl silicate Chemical compound CC(C)O[Si](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C ZUEKXCXHTXJYAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ミクロンオーダーの球形あるいはプレート状
等の巨視的形態を呈する同時に規則配列した細孔を有す
るシリカメソ多孔体と、その製造方法を提供する。 【解決手段】 その平均細孔径が0.8〜4.5nmで
粒径が0.2〜5μmの球形状又は平板形状を有するシ
リカメソ多孔体。テトラアルキルオルトシリケート、無
機酸及び水を混合してエマルジョンを形成し、次いで該
エマルジョンに直鎖アルキルアミンを反応させ、得られ
た固体生成物を乾燥、熱処理することからなり、該テト
ラアルキルオルトシリケート1モル当り、該無機酸を
0.05〜0.6モル、該アルキルアミンを0.2〜
1.0モル、及び該水を10〜100モル用いるシリカ
メソ多孔体の製造方法。
等の巨視的形態を呈する同時に規則配列した細孔を有す
るシリカメソ多孔体と、その製造方法を提供する。 【解決手段】 その平均細孔径が0.8〜4.5nmで
粒径が0.2〜5μmの球形状又は平板形状を有するシ
リカメソ多孔体。テトラアルキルオルトシリケート、無
機酸及び水を混合してエマルジョンを形成し、次いで該
エマルジョンに直鎖アルキルアミンを反応させ、得られ
た固体生成物を乾燥、熱処理することからなり、該テト
ラアルキルオルトシリケート1モル当り、該無機酸を
0.05〜0.6モル、該アルキルアミンを0.2〜
1.0モル、及び該水を10〜100モル用いるシリカ
メソ多孔体の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸性水溶液中にお
いて、シリコンアルコキシドから生成するシリカ溶存種
を内包するエマルジョン形成能と、アルキルアミンの秩
序形成能に基づいて、前者からはマクロ形態の規則性
を、後者からはミクロ構造の規則性が得られることを利
用して、規則的に配列した均一径細孔を持つと同時にミ
クロンメートルの規則的形態を持つシリカメソ多孔体及
びその製造法に関し、さらに詳しくは、形状選択性触
媒、有用ガス、イオンの吸着・分離・貯蔵剤、有害ガ
ス、イオンの分離・吸着剤、また分解用触媒として工業
及び環境保全に有用な材料などに適したシリカメソ多孔
体及びその製造法に関する。
いて、シリコンアルコキシドから生成するシリカ溶存種
を内包するエマルジョン形成能と、アルキルアミンの秩
序形成能に基づいて、前者からはマクロ形態の規則性
を、後者からはミクロ構造の規則性が得られることを利
用して、規則的に配列した均一径細孔を持つと同時にミ
クロンメートルの規則的形態を持つシリカメソ多孔体及
びその製造法に関し、さらに詳しくは、形状選択性触
媒、有用ガス、イオンの吸着・分離・貯蔵剤、有害ガ
ス、イオンの分離・吸着剤、また分解用触媒として工業
及び環境保全に有用な材料などに適したシリカメソ多孔
体及びその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】1992年モービル社によってMCM-
41が発見されて以来多くのメソ孔多孔体に関する研究
が報告されている。最近では、その合成法を基本として
規則的に配列したメソ孔を持つと同時にミクロンさらに
はミリメートル周期の構造制御も可能であることが報告
されている。例えば、(1)界面活性剤と水との混合割
合と高アルカリ条件下でのシリカの縮合速度をコントロ
ールすることによって、直径3μm、長さ20μmの中
空繊維状でしかも殻部分には円筒状のメソ孔が蜂の巣状
に整列したシリカメソ多孔体を作製している。(2)塩
酸を添加したCTAB(セチルトリメチルアンモニウム
ブロミド)水溶液に、メシチレンを含んだテトラエチル
オルトシリケート(TEOS)を滴下する際、攪拌速度
によって繊維状、シート状また中空状球形多孔性シリカ
粒子がミクロンオーダーの巨視的形態をもって作製され
ている。(3)CTABに水とNaOH等を添加した溶
液に、テトラブチルオルトシリケート(TBOS)を添
加して攪拌すると、粒径0.1〜2mmの球形シリカ多
孔体が作製されている。しかし、前記のシリカメソ多孔
体においては、例えば、(1)ではメソ孔を持つ膜状物
質が円筒状に変化するため、細孔構造には欠陥が存在
し、さらに小粒子の結晶化が抑制できない。(2)では
シリカメソ多孔体の巨視的形態が攪拌速度に敏感で単分
散球形粒子を効率的に得ることは難しく、メシチレン等
の添加を必要とする。また、(3)はシリコンアルコキ
シドとしてテトラメチルオルトシリケート(TMOS)
やTEOSではなくより高価なTBOSの使用が不可欠
である等の問題点がある。
41が発見されて以来多くのメソ孔多孔体に関する研究
が報告されている。最近では、その合成法を基本として
規則的に配列したメソ孔を持つと同時にミクロンさらに
はミリメートル周期の構造制御も可能であることが報告
されている。例えば、(1)界面活性剤と水との混合割
合と高アルカリ条件下でのシリカの縮合速度をコントロ
ールすることによって、直径3μm、長さ20μmの中
空繊維状でしかも殻部分には円筒状のメソ孔が蜂の巣状
に整列したシリカメソ多孔体を作製している。(2)塩
酸を添加したCTAB(セチルトリメチルアンモニウム
ブロミド)水溶液に、メシチレンを含んだテトラエチル
オルトシリケート(TEOS)を滴下する際、攪拌速度
によって繊維状、シート状また中空状球形多孔性シリカ
粒子がミクロンオーダーの巨視的形態をもって作製され
ている。(3)CTABに水とNaOH等を添加した溶
液に、テトラブチルオルトシリケート(TBOS)を添
加して攪拌すると、粒径0.1〜2mmの球形シリカ多
孔体が作製されている。しかし、前記のシリカメソ多孔
体においては、例えば、(1)ではメソ孔を持つ膜状物
質が円筒状に変化するため、細孔構造には欠陥が存在
し、さらに小粒子の結晶化が抑制できない。(2)では
シリカメソ多孔体の巨視的形態が攪拌速度に敏感で単分
散球形粒子を効率的に得ることは難しく、メシチレン等
の添加を必要とする。また、(3)はシリコンアルコキ
シドとしてテトラメチルオルトシリケート(TMOS)
やTEOSではなくより高価なTBOSの使用が不可欠
である等の問題点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ミクロンオ
ーダーの球形あるいはプレート状等の巨視的形態を呈す
る同時に規則配列した細孔を有するシリカメソ多孔体
と、常温、常圧、短時間でシリカメソ多孔体を製造し得
る方法を提供することをその課題とする。
ーダーの球形あるいはプレート状等の巨視的形態を呈す
る同時に規則配列した細孔を有するシリカメソ多孔体
と、常温、常圧、短時間でシリカメソ多孔体を製造し得
る方法を提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下に開示する、規則
的に配列した均一径の細孔を持つと同時にミクロンメー
トルの規則的形態を持つシリカメソ多孔体及びその製造
法発明するに至った。即ち、本発明によれば、その平均
細孔径が0.8〜4.5nmで粒径が0.2〜5μmの
球形状又は平板形状を有するシリカメソ多孔体が提供さ
れる。また、本発明によれば、テトラアルキルオルトシ
リケート、無機酸及び水を混合してエマルジョンを形成
し、次いで該エマルジョンに直鎖アルキルアミンを反応
させ、得られた固体生成物を乾燥、熱処理することから
なり、該テトラアルキルオルトシリケート1モル当り、
該無機酸を0.05〜0.6モル、該アルキルアミンを
0.2〜1.0モル、及び該水を10〜100モル用い
るシリカメソ多孔体の製造方法が提供される。
決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下に開示する、規則
的に配列した均一径の細孔を持つと同時にミクロンメー
トルの規則的形態を持つシリカメソ多孔体及びその製造
法発明するに至った。即ち、本発明によれば、その平均
細孔径が0.8〜4.5nmで粒径が0.2〜5μmの
球形状又は平板形状を有するシリカメソ多孔体が提供さ
れる。また、本発明によれば、テトラアルキルオルトシ
リケート、無機酸及び水を混合してエマルジョンを形成
し、次いで該エマルジョンに直鎖アルキルアミンを反応
させ、得られた固体生成物を乾燥、熱処理することから
なり、該テトラアルキルオルトシリケート1モル当り、
該無機酸を0.05〜0.6モル、該アルキルアミンを
0.2〜1.0モル、及び該水を10〜100モル用い
るシリカメソ多孔体の製造方法が提供される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明のシリカメソ多孔体(以
下、単に多孔体とも言う)は、酸性水溶液中において、
シリコンアルコキシド(テトラアルキルオルトシリケー
ト)から生成するシリカ溶存種を内包するエマルジョン
形成能と、アルキルアミンの秩序形成能に基づいて、前
者からはマクロ形態の規則性を、後者からはミクロ構造
の規則性が得られることを利用して合成される。合成手
順を図1及び図2に従って説明する。図1(a)に示す様
に、アルコキシドから生成したシリカ溶存種Aとアルキ
ルアミン(B)とは酸性水溶液相(C)を境界相として
ミクロンオーダーの大きさのエマルジョンを形成する。
ここで、エマルジョンが安定で、シリカ溶存種Aが酸性
水溶液相(C)である境界相において静電気力に基づい
てアルキルアミンと相互作用する場合には、図1(b)、
(c)、(d)のように、境界相に沿って規則配列したメソ
集合体が形成される。すなわち、遠心分離後固体生成物
を乾燥してからアルキルアミンを除去すると、メソ孔が
存在する球殻を有する直径数ミクロンの球形シリカメソ
多孔体(b)、(c)、(d)が生成する。この形態を
持つシリカメソ多孔体の生成にはアルキルアミンとして
はオクチルアミンが有効である。また、酸溶液の種類、
濃度、及び容量を変化させることによって、球殻の厚さ
部分や中空部分への薄板状シリカメソ多孔体の導入が可
能である。
下、単に多孔体とも言う)は、酸性水溶液中において、
シリコンアルコキシド(テトラアルキルオルトシリケー
ト)から生成するシリカ溶存種を内包するエマルジョン
形成能と、アルキルアミンの秩序形成能に基づいて、前
者からはマクロ形態の規則性を、後者からはミクロ構造
の規則性が得られることを利用して合成される。合成手
順を図1及び図2に従って説明する。図1(a)に示す様
に、アルコキシドから生成したシリカ溶存種Aとアルキ
ルアミン(B)とは酸性水溶液相(C)を境界相として
ミクロンオーダーの大きさのエマルジョンを形成する。
ここで、エマルジョンが安定で、シリカ溶存種Aが酸性
水溶液相(C)である境界相において静電気力に基づい
てアルキルアミンと相互作用する場合には、図1(b)、
(c)、(d)のように、境界相に沿って規則配列したメソ
集合体が形成される。すなわち、遠心分離後固体生成物
を乾燥してからアルキルアミンを除去すると、メソ孔が
存在する球殻を有する直径数ミクロンの球形シリカメソ
多孔体(b)、(c)、(d)が生成する。この形態を
持つシリカメソ多孔体の生成にはアルキルアミンとして
はオクチルアミンが有効である。また、酸溶液の種類、
濃度、及び容量を変化させることによって、球殻の厚さ
部分や中空部分への薄板状シリカメソ多孔体の導入が可
能である。
【0006】一方、図2(a)は、境界相である酸性水
溶液相中においてアルキルアミン(B)とシリカ溶存種
(A)とが急速に相互作用するため、エマルジョンが安
定に形成されない場合であり、メソ孔を有する薄板状結
晶片が集合して1つの粒子を形成し、巨視的にはそれら
の粒子が集合して平板状の粒子として観察されることに
なる。すなわち、遠心分離後固体生成物を乾燥しアルキ
ルアミンを除去すると、図2(b)に示すようなメソ孔
が規則的に配列した数ミクロンの大きさを有する薄板状
結晶片が集合した平板状シリカメソ多孔体(メソ孔を有
する薄板状結晶片が集合した平板状シリカ多孔体と呼
ぶ)が生成する。この種のシリカメソ多孔体の生成に
は、アルキルアミンとしてデシルアミンやドデシルアミ
ンが好ましく使用される。また、酸溶液の種類、濃度、
容量及びアルキルアミンの種類によって、メソ孔の大き
さの制御が可能である。
溶液相中においてアルキルアミン(B)とシリカ溶存種
(A)とが急速に相互作用するため、エマルジョンが安
定に形成されない場合であり、メソ孔を有する薄板状結
晶片が集合して1つの粒子を形成し、巨視的にはそれら
の粒子が集合して平板状の粒子として観察されることに
なる。すなわち、遠心分離後固体生成物を乾燥しアルキ
ルアミンを除去すると、図2(b)に示すようなメソ孔
が規則的に配列した数ミクロンの大きさを有する薄板状
結晶片が集合した平板状シリカメソ多孔体(メソ孔を有
する薄板状結晶片が集合した平板状シリカ多孔体と呼
ぶ)が生成する。この種のシリカメソ多孔体の生成に
は、アルキルアミンとしてデシルアミンやドデシルアミ
ンが好ましく使用される。また、酸溶液の種類、濃度、
容量及びアルキルアミンの種類によって、メソ孔の大き
さの制御が可能である。
【0007】前記方法で作製したシリカメソ多孔体は、
周期的に配列する細孔を有し、しかもその大きさが容易
にコントロール可能なことはもとより、数ミクロンの球
形あるいは平板状等のマクロ形態を有することから、こ
れまでにない新規シリカメソ多孔体として分類できる。
また、本多孔体は室温、常圧しかも短期間で合成でき、
熱的に安定なことが大きな特徴である。
周期的に配列する細孔を有し、しかもその大きさが容易
にコントロール可能なことはもとより、数ミクロンの球
形あるいは平板状等のマクロ形態を有することから、こ
れまでにない新規シリカメソ多孔体として分類できる。
また、本多孔体は室温、常圧しかも短期間で合成でき、
熱的に安定なことが大きな特徴である。
【0008】図3は前記製造方法によって得られた球形
状シリカメソ多孔体の走査電子顕微鏡写真(a)及び透
過電子顕微鏡写真(b)を示す。図4は前記方法によっ
て得られた平板状シリカメソ多孔体の走査電子顕微鏡写
真(a)及び透過電子顕微鏡写真(b)を示す。図5
(A)及び(B)は、それぞれ図3と図4に示したメソ
多孔体に対応するX線回折図であり、底面反射の存在は
細孔の配列が不規則的ではないことを示している。ま
た、図6は窒素吸着等温線であり、その(A)及び
(B)はそれぞれ図3及び図4に示したシリカメソ多孔
体に対応する。その形状はIV型であり、(B)では相対
圧0.4付近に顕著なステップが認められる。また、そ
のt曲線はいずれもメソポアの存在に特有な形状であっ
た。さらにHorvath−Kawazoe法によって
求めた細孔径分布曲線から、細孔の平均有効径は図3の
多孔体では2.2nm、一方、図4の多孔体では4.0
nmで比較的シャープな分布をしていることが分かっ
た。また、その多孔体は、周期的に配列する細孔を有す
る。即ち、0.8〜4.5nm、好ましくは2〜4nm
の細孔が六角網目状の規則性をもって列したミクロ構造
を有する。なお、前記周期的に配列する細孔とは、XR
D回折線として(001)反射を与える程度の規則的な
SiO4四面体をユニットとする六角網目状の壁構造を
もつことを意味する。
状シリカメソ多孔体の走査電子顕微鏡写真(a)及び透
過電子顕微鏡写真(b)を示す。図4は前記方法によっ
て得られた平板状シリカメソ多孔体の走査電子顕微鏡写
真(a)及び透過電子顕微鏡写真(b)を示す。図5
(A)及び(B)は、それぞれ図3と図4に示したメソ
多孔体に対応するX線回折図であり、底面反射の存在は
細孔の配列が不規則的ではないことを示している。ま
た、図6は窒素吸着等温線であり、その(A)及び
(B)はそれぞれ図3及び図4に示したシリカメソ多孔
体に対応する。その形状はIV型であり、(B)では相対
圧0.4付近に顕著なステップが認められる。また、そ
のt曲線はいずれもメソポアの存在に特有な形状であっ
た。さらにHorvath−Kawazoe法によって
求めた細孔径分布曲線から、細孔の平均有効径は図3の
多孔体では2.2nm、一方、図4の多孔体では4.0
nmで比較的シャープな分布をしていることが分かっ
た。また、その多孔体は、周期的に配列する細孔を有す
る。即ち、0.8〜4.5nm、好ましくは2〜4nm
の細孔が六角網目状の規則性をもって列したミクロ構造
を有する。なお、前記周期的に配列する細孔とは、XR
D回折線として(001)反射を与える程度の規則的な
SiO4四面体をユニットとする六角網目状の壁構造を
もつことを意味する。
【0009】本明細書で言う平均細孔径、表面積及び細
孔容積は、温度−196℃で窒素吸着法により測定され
たもので、その測定装置としては、日本ベル(株)社
製、「BELSORP28A」が用いられた。その底面
間隔d001は、常温で粉末X線回折法により測定された
もので、その測定装置としては、(株)リガク社製、
「ロータフレックスRU−300」が用いられた。
孔容積は、温度−196℃で窒素吸着法により測定され
たもので、その測定装置としては、日本ベル(株)社
製、「BELSORP28A」が用いられた。その底面
間隔d001は、常温で粉末X線回折法により測定された
もので、その測定装置としては、(株)リガク社製、
「ロータフレックスRU−300」が用いられた。
【0010】シリカメソ多孔体の合成は以下の手順で行
われる。この場合、出発原料であるSi−アルコキシド
としては、テトラメチルオルトシリケート、テトラエチ
ルオルトシリケート、テトライソプロピルオルトシリケ
ート、テトラ−n−ブチルオルトシリケート等の炭素数
1〜4の低級アルコキシ基を有するものを用いることが
可能で、好ましくはテトラエチルオルトシリケート(以
下TEOSと略す)を使用する。直鎖アルキルアミンと
しては、カーボン数が8〜12のものを使用する無機酸
としては、塩酸、硫酸あるいは硝酸等を使用することが
できる。
われる。この場合、出発原料であるSi−アルコキシド
としては、テトラメチルオルトシリケート、テトラエチ
ルオルトシリケート、テトライソプロピルオルトシリケ
ート、テトラ−n−ブチルオルトシリケート等の炭素数
1〜4の低級アルコキシ基を有するものを用いることが
可能で、好ましくはテトラエチルオルトシリケート(以
下TEOSと略す)を使用する。直鎖アルキルアミンと
しては、カーボン数が8〜12のものを使用する無機酸
としては、塩酸、硫酸あるいは硝酸等を使用することが
できる。
【0011】シリカメソ多孔体の好ましい合成方法を原
料としてTEOS及びHClを用いた例にとって具体的
に説明すると、先ず、TEOSに塩酸水溶液を加え1〜
10分間600〜1000rpm攪拌してエマルジョン
を形成し、さらにアルキルアミンを添加後600〜10
00rpmで攪拌しながら、室温で15分以上、好まし
くは15〜120分反応させる。出発原料の混合モル比
は、TEOS:HCl:アルキルアミン:水=1:0.
2〜0.6:0.4〜1.0:5〜80である。また、
(a)メソ孔を有する中空状球形シリカメソ多孔体の場
合、アルキルアミンには特に好ましくはオクチルアミン
を用いて、特に好ましくは、TEOS:HCl:アルキ
ルアミン:水=1:0.25〜0.5:0.6〜0.
7:20〜50である。また、(b)メソ孔を有する薄
板状結晶片が集合した平板状シリカメソ多孔体の場合に
は、アミンとしてデシルアミンあるいはドデシルアミン
が特に有効であり、特に好ましくは出発原料の混合モル
比は、TEOS:HCl:アルキルアミン:水=1:
0.2〜0.4:0.45〜0.55:20〜30であ
る。次に、反応後懸濁液を遠心分離し、固体生成物を室
温〜100℃、好ましくは50℃で12時間以上乾燥さ
せる。最後に有機化合物を除去して多孔体を作製するた
めに、400℃以上で1時間以上、好ましくは450℃
〜800℃で2時間加熱処理する。
料としてTEOS及びHClを用いた例にとって具体的
に説明すると、先ず、TEOSに塩酸水溶液を加え1〜
10分間600〜1000rpm攪拌してエマルジョン
を形成し、さらにアルキルアミンを添加後600〜10
00rpmで攪拌しながら、室温で15分以上、好まし
くは15〜120分反応させる。出発原料の混合モル比
は、TEOS:HCl:アルキルアミン:水=1:0.
2〜0.6:0.4〜1.0:5〜80である。また、
(a)メソ孔を有する中空状球形シリカメソ多孔体の場
合、アルキルアミンには特に好ましくはオクチルアミン
を用いて、特に好ましくは、TEOS:HCl:アルキ
ルアミン:水=1:0.25〜0.5:0.6〜0.
7:20〜50である。また、(b)メソ孔を有する薄
板状結晶片が集合した平板状シリカメソ多孔体の場合に
は、アミンとしてデシルアミンあるいはドデシルアミン
が特に有効であり、特に好ましくは出発原料の混合モル
比は、TEOS:HCl:アルキルアミン:水=1:
0.2〜0.4:0.45〜0.55:20〜30であ
る。次に、反応後懸濁液を遠心分離し、固体生成物を室
温〜100℃、好ましくは50℃で12時間以上乾燥さ
せる。最後に有機化合物を除去して多孔体を作製するた
めに、400℃以上で1時間以上、好ましくは450℃
〜800℃で2時間加熱処理する。
【0012】
【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はこの実施例によって限定されな
い。以下に示す混合比はモル比である。
説明するが、本発明はこの実施例によって限定されな
い。以下に示す混合比はモル比である。
【0013】実施例1 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでヘキシルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた。TEOS:HC
l:ヘキシルアミン:水のモル比は1:0.223:
0.842:24.802であった。反応後懸濁液を遠
心分離し、生成固体を室温で1日さらに50℃で1日間
乾燥させた後、最後に500℃で2時間加熱し有機化合
物を除去してシリカ多孔体を作製する。生成多孔体は球
形粒子で、比表面積等の細孔特性を表1に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでヘキシルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた。TEOS:HC
l:ヘキシルアミン:水のモル比は1:0.223:
0.842:24.802であった。反応後懸濁液を遠
心分離し、生成固体を室温で1日さらに50℃で1日間
乾燥させた後、最後に500℃で2時間加熱し有機化合
物を除去してシリカ多孔体を作製する。生成多孔体は球
形粒子で、比表面積等の細孔特性を表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】実施例2 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.223:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表2に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.223:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表2に示す。
【0016】
【表2】
【0017】実施例3 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.281:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表3に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.281:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表3に示す。
【0018】
【表3】
【0019】実施例4 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.335:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表4に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.335:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表4に示す。
【0020】
【表4】
【0021】実施例5 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.393:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表5に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.393:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表5に示す。
【0022】
【表5】
【0023】実施例6 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.447:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表6に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.447:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表6に示す。
【0024】
【表6】
【0025】実施例7 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.279:0.67
4:31.002)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表7に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.279:0.67
4:31.002)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表7に示す。
【0026】
【表7】
【0027】実施例8 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.335:0.67
4:37.202)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表8に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.335:0.67
4:37.202)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表8に示す。
【0028】
【表8】
【0029】実施例9 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.391:0.67
4:43.403)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表9に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.391:0.67
4:43.403)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表9に示す。
【0030】
【表9】
【0031】実施例10 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.446:0.67
4:49.603)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は図3(a)お
よび図3(b)に示す走査電子顕微鏡写真及び透過電子
顕微鏡写真に見られるように中空状球形粒子で、比表面
積等の細孔特性を表10に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.446:0.67
4:49.603)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は図3(a)お
よび図3(b)に示す走査電子顕微鏡写真及び透過電子
顕微鏡写真に見られるように中空状球形粒子で、比表面
積等の細孔特性を表10に示す。
【0032】
【表10】
【0033】実施例11 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.056:0.67
4:6.200)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固
体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最
後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリ
カメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒子
で、比表面積等の細孔特性を表11に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.056:0.67
4:6.200)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固
体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最
後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリ
カメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒子
で、比表面積等の細孔特性を表11に示す。
【0034】
【表11】
【0035】実施例12 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.558:0.67
4:62.004)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表12に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:オクチルアミン:水=1:0.558:0.67
4:62.004)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は中空状球形粒
子で、比表面積等の細孔特性を表12に示す。
【0036】
【表12】
【0037】実施例13 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.045:0.563:2
4.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片が集合
した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表13に示
す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.045:0.563:2
4.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片が集合
した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表13に示
す。
【0038】
【表13】
【0039】実施例14 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.179:0.563:2
4.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片が集合
した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表14に示
す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.179:0.563:2
4.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片が集合
した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表14に示
す。
【0040】
【表14】
【0041】実施例15 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.223:0.563:2
4.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片集合体
球形粒子で、比表面積等の細孔特性を表15に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.223:0.563:2
4.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片集合体
球形粒子で、比表面積等の細孔特性を表15に示す。
【0042】
【表15】
【0043】実施例16 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.268:0.563:2
4.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片が集合
した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表16に示
す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.268:0.563:2
4.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片が集合
した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表16に示
す。
【0044】
【表16】
【0045】実施例17 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.446:0.563:2
4.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製する。生成多孔体は薄板状結晶片が集合
した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表17に示
す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.446:0.563:2
4.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製する。生成多孔体は薄板状結晶片が集合
した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表17に示
す。
【0046】
【表17】
【0047】実施例18 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.446:0.563:4
9.603)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片が集合
した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表18に示
す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでデシルアミン
を添加し常温で60分反応させた(TEOS:HCl:
デシルアミン:水=1:0.446:0.563:4
9.603)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成固体を
室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、最後に
500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシリカメ
ソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片が集合
した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表18に示
す。
【0048】
【表18】
【0049】実施例19 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでドデシルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:ドデシルアミン:水=1:0.045:0.48
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片
が集合した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表1
9に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでドデシルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:ドデシルアミン:水=1:0.045:0.48
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片
が集合した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表1
9に示す。
【0050】
【表19】
【0051】実施例20 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでドデシルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:ドデシルアミン:水=1:0.179:0.48
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製する。生成多孔体は薄板状結晶片
が集合した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表2
0に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでドデシルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:ドデシルアミン:水=1:0.179:0.48
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製する。生成多孔体は薄板状結晶片
が集合した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表2
0に示す。
【0052】
【表20】
【0053】実施例21 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでドデシルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:ドデシルアミン:水=1:0.223:0.48
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製する。生成多孔体は薄板状結晶片
が集合した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表2
1に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでドデシルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:ドデシルアミン:水=1:0.223:0.48
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製する。生成多孔体は薄板状結晶片
が集合した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表2
1に示す。
【0054】
【表21】
【0055】実施例22 TEOSと塩酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでドデシルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:ドデシルアミン:水=1:0.268:0.48
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片
が集合した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表2
2に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでドデシルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HC
l:ドデシルアミン:水=1:0.268:0.48
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は薄板状結晶片
が集合した平板状粒子で、比表面積等の細孔特性を表2
2に示す。
【0056】
【表22】
【0057】実施例23 実施例1の乾燥生成固体を800℃で1時間加熱し有機
化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成多
孔体の比表面積等の細孔特性を表23に示す。
化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成多
孔体の比表面積等の細孔特性を表23に示す。
【0058】
【表23】
【0059】実施例24 実施例6の乾燥生成固体を800℃で1時間加熱し有機
化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成多
孔体の比表面積等の細孔特性を表24に示す。
化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成多
孔体の比表面積等の細孔特性を表24に示す。
【0060】
【表24】
【0061】実施例25 実施例8の乾燥生成固体を800℃で1時間加熱し有機
化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成多
孔体の比表面積等の細孔特性を表25に示す。
化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成多
孔体の比表面積等の細孔特性を表25に示す。
【0062】
【表25】
【0063】実施例26 実施例10の乾燥生成固体を800℃で1時間加熱し有
機化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成
多孔体の比表面積等の細孔特性を表26に示す。
機化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成
多孔体の比表面積等の細孔特性を表26に示す。
【0064】
【表26】
【0065】実施例27 実施例15の乾燥生成固体を800℃で1時間加熱し有
機化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成
多孔体の比表面積等の細孔特性を表27に示す。
機化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成
多孔体の比表面積等の細孔特性を表27に示す。
【0066】
【表27】
【0067】実施例28 実施例21の乾燥生成固体を800℃で1時間加熱し有
機化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成
多孔体の比表面積等の細孔特性を表28に示す。
機化合物を除去してシリカメソ多孔体を作製する。生成
多孔体の比表面積等の細孔特性を表28に示す。
【0068】
【表28】
【0069】実施例29 TEOSと硝酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HNO
3:オクチルアミン:水=1:0.447:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は球形粒子で、
比表面積等の細孔特性を表29に示す。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:HNO
3:オクチルアミン:水=1:0.447:0.67
4:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生成
固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた後、
最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去してシ
リカメソ多孔体を作製した。生成多孔体は球形粒子で、
比表面積等の細孔特性を表29に示す。
【0070】
【表29】
【0071】実施例30 TEOSと硫酸水溶液との混合溶液を600rpmで5
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:H2S
O4:オクチルアミン:水=1:0.2235:0.6
74:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生
成固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた
後、最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去し
てシリカメソ多孔体を作製した。生成多孔体には一部球
形粒子が認められ、比表面積等の細孔特性は表30の通
りである。
分間攪拌し、そのまま攪拌しながら次いでオクチルアミ
ンを添加し常温で60分反応させた(TEOS:H2S
O4:オクチルアミン:水=1:0.2235:0.6
74:24.802)。反応後懸濁液を遠心分離し、生
成固体を室温で1日さらに50℃で1日間乾燥させた
後、最後に500℃で2時間加熱し有機化合物を除去し
てシリカメソ多孔体を作製した。生成多孔体には一部球
形粒子が認められ、比表面積等の細孔特性は表30の通
りである。
【0072】
【表30】
【0073】
【発明の効果】本発明のシリカメソ多孔体は、平均細孔
径が0.8〜4.5nmの六角網目状の細孔が規則性を
もって配列したミクロ構造を有するとともに粒径0.2
〜5μmのマクロ形態をもつ、耐熱性に優れた高比表面
積多孔体である。800℃で1時間大気中で熱処理した
場合でも比表面積は訳500m2/g以上である。さら
に適当な径の細孔を多数有していることから形状選択能
を発揮して効率的に種々の有用あるいは有害な分子、イ
オンをトラップすることができることから、工業及び環
境保全の両面で有用な分子篩いあるいは触媒担体として
利用できる。また、本発明のシリカメソ多孔体は、数ミ
クロンオーダーのエマルジョン界面におけるアルキルア
ミンの秩序形成能を利用して形成され、ミクロ構造ばか
りでなくマクロ形態の規則性も常温常圧下で制御可能な
ことから、多孔性シリカメソ薄膜や繊維の製造にも応用
可能である。
径が0.8〜4.5nmの六角網目状の細孔が規則性を
もって配列したミクロ構造を有するとともに粒径0.2
〜5μmのマクロ形態をもつ、耐熱性に優れた高比表面
積多孔体である。800℃で1時間大気中で熱処理した
場合でも比表面積は訳500m2/g以上である。さら
に適当な径の細孔を多数有していることから形状選択能
を発揮して効率的に種々の有用あるいは有害な分子、イ
オンをトラップすることができることから、工業及び環
境保全の両面で有用な分子篩いあるいは触媒担体として
利用できる。また、本発明のシリカメソ多孔体は、数ミ
クロンオーダーのエマルジョン界面におけるアルキルア
ミンの秩序形成能を利用して形成され、ミクロ構造ばか
りでなくマクロ形態の規則性も常温常圧下で制御可能な
ことから、多孔性シリカメソ薄膜や繊維の製造にも応用
可能である。
【図1】本発明の球形状シリカメソ多孔体の生成過程を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図2】本発明の平板形状シリカメソ多孔体の生成過程
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図3】実施例10で示したシリカメソ多孔体の走査型
電子顕微鏡写真(a)及び透過型電子顕微鏡写真(b)
を示す。
電子顕微鏡写真(a)及び透過型電子顕微鏡写真(b)
を示す。
【図4】実施例21で示したシリカメソ多孔体の走査型
電子顕微鏡写真(a)及び透過型電子顕微鏡写真(b)
を示す。
電子顕微鏡写真(a)及び透過型電子顕微鏡写真(b)
を示す。
【図5】実施例10及び実施例21で示したシリカメソ
多孔体の粉末X線回折図である。A:実施例10、B:
実施例21
多孔体の粉末X線回折図である。A:実施例10、B:
実施例21
【図6】実施例10及び実施例21で示したシリカメソ
多孔体の窒素吸着等温線である。A:実施例10、B:
実施例21
多孔体の窒素吸着等温線である。A:実施例10、B:
実施例21
Claims (4)
- 【請求項1】 その平均細孔径が0.8〜4.5nmで
粒径が0.2〜5μmの球形状又は平板形状を有するシ
リカメソ多孔体。 - 【請求項2】 球形状を有する請求項1のシリカメソ多
孔体。 - 【請求項3】 平板形状を有する請求項1のシリカメソ
多孔体。 - 【請求項4】 テトラアルキルオルトシリケート、無機
酸及び水を混合してエマルジョンを形成し、次いで該エ
マルジョンに直鎖アルキルアミンを反応させ、得られた
固体生成物を乾燥、熱処理することからなり、該テトラ
アルキルオルトシリケート1モル当り、該無機酸を0.
05〜0.6モル、該アルキルアミンを0.2〜1.0
モル、及び該水を10〜100モル用いるシリカメソ多
孔体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10291015A JP3005678B2 (ja) | 1997-10-13 | 1998-10-13 | シリカメソ多孔体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27833097 | 1997-10-13 | ||
JP9-278330 | 1997-10-13 | ||
JP10291015A JP3005678B2 (ja) | 1997-10-13 | 1998-10-13 | シリカメソ多孔体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11278825A true JPH11278825A (ja) | 1999-10-12 |
JP3005678B2 JP3005678B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=26552814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10291015A Expired - Lifetime JP3005678B2 (ja) | 1997-10-13 | 1998-10-13 | シリカメソ多孔体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3005678B2 (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002187712A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-07-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 球状多孔質シリカ乃至シリカ金属複合体粒子及びその製造方法 |
JP2002274835A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Keio Gijuku | 多孔質シリカ発泡体およびその製造方法 |
JP2002339151A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Toray Ind Inc | 吸湿性に優れた合成繊維およびその製造方法 |
JP2006102592A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Shiga Pref Gov | メソ細孔壁を有する中空シリカマイクロカプセル及びその製造方法 |
JP2007044610A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Nissan Motor Co Ltd | 多孔質中空粒子及びその製造方法 |
WO2008053695A1 (fr) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Kao Corporation | Particules de silice mésoporeuse |
JP2008110905A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Kao Corp | 中空シリカ粒子 |
JP2008150229A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Kao Corp | メソポーラスシリカ粒子 |
JP2008174435A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Kao Corp | メソポーラスシリカ粒子 |
JP2009093876A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Kao Corp | 中空シリカ粒子 |
JP2009203116A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Kao Corp | 中空シリカ粒子 |
JP2009203115A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Kao Corp | 中空シリカ粒子及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-10-13 JP JP10291015A patent/JP3005678B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002187712A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-07-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 球状多孔質シリカ乃至シリカ金属複合体粒子及びその製造方法 |
JP2002274835A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Keio Gijuku | 多孔質シリカ発泡体およびその製造方法 |
JP2002339151A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Toray Ind Inc | 吸湿性に優れた合成繊維およびその製造方法 |
JP2006102592A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Shiga Pref Gov | メソ細孔壁を有する中空シリカマイクロカプセル及びその製造方法 |
JP2007044610A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Nissan Motor Co Ltd | 多孔質中空粒子及びその製造方法 |
JP2008110905A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Kao Corp | 中空シリカ粒子 |
WO2008053695A1 (fr) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Kao Corporation | Particules de silice mésoporeuse |
US8048394B2 (en) | 2006-10-31 | 2011-11-01 | Kao Corporation | Mesoporous silica particles |
US8449856B2 (en) | 2006-10-31 | 2013-05-28 | Kao Corporation | Mesoporous silica particles |
JP2008150229A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Kao Corp | メソポーラスシリカ粒子 |
JP2008174435A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Kao Corp | メソポーラスシリカ粒子 |
JP2009093876A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Kao Corp | 中空シリカ粒子 |
JP2009203116A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Kao Corp | 中空シリカ粒子 |
JP2009203115A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Kao Corp | 中空シリカ粒子及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3005678B2 (ja) | 2000-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Valtchev et al. | Preparation and characterization of hollow fibers of silicalite-1 | |
US6174512B1 (en) | Silica mesoporous body and process for preparing same | |
JP4925086B2 (ja) | 薄板状もしくは繊維状の有機無機多孔質シリカ粒子とその製造方法 | |
JP3005678B2 (ja) | シリカメソ多孔体の製造方法 | |
JP4936208B2 (ja) | コアシェル型球状シリカ系メソ多孔体及びコアシェル型球状シリカ系メソ多孔体の製造方法 | |
JP4296307B2 (ja) | 球状シリカ系メソ多孔体の製造方法 | |
JP4975050B2 (ja) | シリカ構造体の製造方法 | |
Yang et al. | Novel synthesis of ordered mesoporous materials Al-MCM-41 from bentonite | |
Zawrah et al. | Facile and economic synthesis of silica nanoparticles | |
JP2006008510A (ja) | ケイ素を含む階層的な多孔度を有する材料 | |
JP3128593B2 (ja) | 球形状含シリカ多孔体の製造方法及び球形状含シリカ多孔体 | |
JP2007197289A (ja) | 球状シリカ系メソ多孔体及びその製造方法、並びにそれを用いた塩基触媒 | |
Lin et al. | Continuous generation of mesoporous silica particles via the use of sodium metasilicate precursor and their potential for CO2 capture | |
JP2006151799A (ja) | 薄板状多孔質シリカ金属複合体粒子とその製造方法 | |
Xiang-Yun et al. | Pore-size control in the sol–gel synthesis of mesoporous silicon carbide | |
Chu et al. | Preparation of mesoporous silica fiber matrix for VOC removal | |
CN107285332B (zh) | Zsm-22分子筛的合成方法及其合成的zsm-22分子筛 | |
JP4221498B2 (ja) | 多孔性アルミナ結晶性粒子及びその製造方法 | |
JP5110553B2 (ja) | 繊維状多孔質シリカ金属複合体粒子とその製造方法 | |
Liu et al. | High surface area SiC/silicon oxycarbide glasses prepared from phenyltrimethoxysilane-tetramethoxysilane gels | |
Shah et al. | Green approach towards the synthesis of MCM-41 from siliceous sugar industry waste | |
JP4488191B2 (ja) | 球状シリカ系メソ多孔体の製造方法 | |
JP5141948B2 (ja) | バイモダルな細孔構造を有する球状シリカ系メソ多孔体及びその製造方法 | |
JP5051512B2 (ja) | 繊維状多孔質シリカ粒子の製造方法 | |
JPH10330111A (ja) | 多孔性チタノシリケート及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |