Synthesis of mesoporous phosphosilicate including dissimilar elements and ion-exchange property for minor metal

异种元素介孔磷硅酸盐的合成及稀有金属离子交换性能

基本信息

批准号：
21K04639
负责人：
武井貴弘
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

リンケイ酸ネットワークを有するメソポーラス多孔体の合成について引き続き検討した。今年度は、リンケイ酸ネットワークの形成方法として、シリカ源にはテトラエトキシシランを、リン酸源にはオルトリン酸とピロリン酸の二種類を検討した。合成の際のエチルアミン量を変化させたところ、オルトリン酸を用いた場合では最大で12mol%程度、ピロリン酸を用いた場合では最大でおよそ3.6mol%程度のリン酸含有量となり、特にオルトリン酸を用いた場合でリン酸を豊富に含む多孔体の合成に成功した。しかしながら一方で、リン酸含有量が大きくなるほど多孔体構造は崩壊していった。またその際のシリカのネットワーク構造をXPSにより調査したところ、Siの配位環境では、リン酸が多くなるほどQ2やQ3構造が増加しQ4は減少した。このことからも、リンケイ酸ネットワークを有するメソポーラスシリカの合成が確認された。なお、ピロリン酸でリン酸含有量が増加しなかった理由は不明であるが、プロトンの解離度が関係していることが考えられる。またこれらの試料について、希土類金属の吸着量について検討したところ、特にランタノイドの軽希土類において吸着特性で優位性を示すことが分かった。また、上に凸のテトラド効果が確認された。上に凸であることは、イオン交換により希土類金属イオンが吸着していることを暗に示している。このことから、吸着量を増加させるためには、リン酸に起因するプロトンを増加させる方法が現実的であることが考えられた。

继续研究中孔多孔物体的合成。今年，我们研究了两种类型的四乙氧基硅烷作为二氧化硅源，正磷酸盐和焦磷酸盐用作磷酸网络。当合成过程中改变乙胺的量时，使用正磷酸盐时的磷酸量最大约为12 mol％，并且使用焦磷酸盐时的磷酸量为3.6 mol％，使用正磷酸盐时，富含磷酸酸的多孔材料量为3.6 mol％。但是，磷酸含量越大，多孔体结构崩溃的越多。此外，当使用XPS，在SI协调环境中研究二氧化硅网络结构时，磷酸水平越高，Q2和Q3结构增加了，Q4降低。这也证实了使用硫化硅酸盐网络合成中孔的。尽管磷酸含量并未随焦磷酸盐而增加的原因是未知的，但人们认为质子的解离程度是相关的。此外，在检查这些样品的稀土金属的吸附量时，发现吸附特性是优越的，尤其是在灯笼的轻稀土中。此外，确认了向上的凸的四局部效应。上部的凸度意味着稀土金属离子被离子交换吸附。因此，已经认为，为了增加吸附量，增加由磷酸盐引起的质子是实际的。