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。

在这个研究主题中，我们研究了过渡金属氧化物的纳米孔体的合成。以下是对今年结果的简要说明。 1。在制备中孔二氧化硅氧化物复合材料的前一年，氧化钒介孔体能够合成，但特定的表面积约为30 m^2/g。因此，今年我们使用六角形介孔二氧化硅具有较大的特定表面积进行了研究，并用氧化钒涂了孔的内表面。由于使用钒阳离子和使用氯化钒的离子交换和脱氢作用，发现最多约7 mol％和约15 mol氧化物的氧化物覆盖。此外，从他们的特定表面积中发现，氧化钒被覆盖在介孔二氧化硅孔内，含量高达10 mol％。此外，当进行了这些样品的氧核吸附量的测量值时，发现使用氯化钒的样品具有最高的氧气吸附选择性，而O_2/N_2吸附量的比率非常大，在大约4。2。2。烷基胺使用磷酸锆，层状氧化物，然后使用几种硅烷将层载层。因此获得的多孔体的特定表面积最多约为220 m^2/g。此外，通过 ^<13> c， ^<29> si和 ^<31> p mas nmr，xrd和tem分析了该结构，发现层之间的胺在400°C下燃烧，以及在700°C下分解的硅烷分子中的有机官能团。也就是说，已经发现，当有机官能团的吸附特性被赋予多孔体时，就足以在700°C或更低的温度下加热处理。此外，在高于700°C的温度下，支柱完全像二氧化硅一样，建议可以通过使用多硅酸作为起始材料来控制孔径。