分子認識機能を有するミクロポーラスクリスタルの開発設計と応用

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05555171
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 中山 昭司 広島大学, 工学部, 教授 (90081314)
• 研究分担者: 川路 均 広島大学, 工学部, 助教授 (10214644) ; 塩谷 優 広島大学, 工学部, 教授 (80002137)
• キーワード: ミクロポーラスクリスタル / 粘土層間架橋 / 吸着 / ミクロポア / 分子認識機能

研究概要

1.分子認識機能を有する粘土層間架橋多孔体の合成と吸着特性
SiO_2-TiO_2ゾル架橋粘土多孔体は10〜15の比較的大きなミクロポアを有している。この細孔をSiCl_4を用いて化学修飾することにより、多孔体に分子認識機能を付与できることを見い出した。窒素や水分子は吸着できるが、トルエンやメジチレンは殆ど吸着しない多孔体の合成に成功した。
2.非ケイ酸塩層状結晶の層間架橋
層状チタン酸塩Rb_xMn_xTi_<2-x>O_4層間のRbイオンをまずアルキルアンモニウムイオンC_nH_<2n+1>NH_3^+(n=3〜18)でイオン交換し、ケイ酸テトラエチル(TEOS)を反応させることにより、層間をシリカで架橋したミクロポア多孔体の合成に成功した。焼成して層間のアルキル鎖を除くことにより、ミクロポアが形成される。吸着特性を測定し、アルキル鎖長を変化させることにより、分子認識機能を有するミクロポア多孔体が得られることを明らかにした。
3.複酸化物による層間架橋体の合成と吸着特性
Al_2O_3-NiO複酸化物による架橋体の合成に成功した。この架橋多孔体は従来のアルミナだけの架橋体に比較して、耐熱性が著しく向上することを見い出した。層間での複水酸化物の生成を利用するこの反応は、多孔体の合成に停まらず、層間への複酸化物生成の基本反応として、機能性層状ナノコンポジットの開発において、広範な応用が期待できる。

研究成果

• [文献書誌] S.Yamanaka: "Thermal Eyolution of Ni-chlorite-like Phase from Montmorillonite" Clay Sci.9巻. 99-107 (1994)
• [文献書誌] S.Yamanaka: "129Xe Nuclear Magnetic Resonance Study on the Pore Structures of SiO_2-TiO_2 Sol Pillared Clays" Cyay Sci.9巻. 149-158 (1994)
• [文献書誌] S.Yamanaka: "New Functional Solids Derived from Layer Structured Crystals by Pillaring and Grafting" Materials Science Forum. 152/153巻. 69-80 (1994)
• [文献書誌] S.Yamanaka: "Optical and Electrochemical Properties of Titania Pillared Clays" J.Porous Mat.(in press). (1995)
• [文献書誌] S.Yamanaka: "Preparation and Properties of Clays Pillared with Al_2O_3-NiO Mixed Oxide" Advances in Porous Materials. (in press). (1995)
• [文献書誌] 山中昭司: "層状ケイ酸塩の層間架橋と細孔構造の設計" 季刊化学総説. 21巻. 39-48 (1994)
• [文献書誌] 山中昭司: "非ケイ酸塩層状結晶の層間架橋" 化学. 818-819 (1994)
• [文献書誌] 山中昭司: "先端電気化学(分担執筆)" 丸善株式会社(電気化学会編), 398 (1994)