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ナノ細孔を活用した特異吸着性を有する遷移金属酸化物メソ多孔体の合成

利用纳米孔合成具有特定吸附性能的过渡金属氧化物介孔材料

基本信息

批准号：
14750551
负责人：
武井貴弘
金额：
$ 2.37万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、遷移金属酸化物のナノ多孔体の合成についての検討を行った。本年度の実績について以下に簡単に説明する。1.メソポーラスシリカ-バナジウム酸化物複合体の作製前年度では、バナジウム酸化物メソ多孔体が合成できたが、その比表面積は30m^2/g程度であった。そこで今年度は、大きな比表面積を持つヘキサゴナル型メソポーラスシリカをもちいて、その細孔内面にバナジウム酸化物をコーティングする検討を行った。バナジルカチオンを用いたイオン交換法および塩化バナジウムによる脱塩化水素法を行った結果、それぞれ最大で約7mol%、15mol%程度の酸化バナジウムがコーティングされたことがわかった。またそれらの比表面積から、10mol%までの含有量ではメソポーラスシリカの細孔内に酸化バナジウムがコーティングされていることがわかった。さらに、これらの試料の酸素-窒素吸着量測定を行ったところ、塩化バナジウムを用いた試料が酸素吸着選択性が最も大きく、O_2/N_2吸着量比はおよそ4と非常に大きくなることがわかった。2.リシ酸ジルコニウムのシリカピラー多孔体の作製と構造解析層状酸化物であるリン酸ジルコニウムを用いて、アルキルアミンにより層間空間を拡大した後、幾つかのシランを用いてその層間をピラリングした。そのようにして得られた多孔体の比表面積は最大で約220m^2/gであった。また、その構造を^<13>C、^<29>Siおよび^<31>P MAS NMR、XRDおよびTEMにより解析したところ、層間のアミンは400℃で燃焼し、シラン分子中の有機官能基は700℃で分解することがわかった。すなわち、有機官能基の吸着特性を多孔体に付与する場合は700℃以下の温度で熱処理すればよいことがわかった。また700℃以上では完全にシリカ質のピラーとなり、ポリケイ酸を出発原料に用いることで細孔サイズの制御ができることが示唆された。

This research topic is to study the synthesis of porous materials by migration and migration of metal acids. The results for the year are summarized below. 1. The specific surface area of the porous body synthesized in the year before the production of the acid complex is about 30 m^2/g. This year's high specific surface area is the largest in the world, and the largest in the world. The results of the hydrolysis method show that the maximum acidity of the solution is about 7 mol % and 15 mol %. The specific surface area is 10 mol %, and the content is 10 mol %. The acid content in the pores is 10 mol %. In addition, the determination of acid-nitrogen sorption of the sample was carried out in the middle of the sample. The adsorption selectivity of the sample was the highest, and the ratio of O_2/N_2 sorption was the highest. 2. Preparation and structural analysis of layered acidified materials for the treatment of porous materials The maximum specific surface area of the porous body is about 220 m^2/g. The <13><29>structure, structure, and structure of these molecules were analyzed by <31>MAS NMR, XRD, and TEM. The organic functional groups in these molecules were decomposed at 700 ℃. When the adsorption characteristics of organic functional groups are applied to porous materials, heat treatment at temperatures below 700 DEG C is required. Above 700℃, the quality of the product is completely different from that of the raw material.