日本ゼオライト学会 刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ISSN: 0918–7774
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Zeolite News Letters 14(3): 104-111 (1997)
doi:zeoraito.14.3.104

解説解説

有機分子集合体を鋳型とした多孔質アルミナの合成Synthesis of porous alumina templated by surfactant assemblies

宮崎大学工学部物質工学科Department of Materials Science, Faculty of Engineering, Miyazaki University

発行日:1997年9月10日Published: September 10, 1997
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MCM-41に代表されるシリカ系メソ多孔体が,界面活性剤が形成する分子集合体を鋳型として合成され,注目されている。有機分子を利用したアルミナの多孔質化については,アルコキシド法と均一沈殿法に基づく合成例が報告されている。アルコキシド法により生成するアルミナメソ多孔体は400~700 m2·g−1の高比表面積をもつものの,規則的なへキサゴナル型細孔構造で特徴づけられるMCM-41とは異なり,その細孔構造は不規則である。一方,筆者らが進めているアルキル硫酸エステル塩を鋳型とする均一沈殿法では,MCM-41類似の規則構造をもつ有機/無機複合体が生成するが,完全な結晶性メソ多孔体を得るには至っていない。しかし,この複合体は,球状,六角紐状,チューブ状,巻き貝状等の多彩な粒子形態を呈し,焼成処理により粒子形態を保持したままマクロポアを有するα-アルミナに変換される。また,鋳型としてアルキル硫酸エステル塩とアルキルアルコールの混合系を用いると,生成する層状粒子表面に珊瑚や珪藻等にみられる相称型表面形態に類似した規則的なパターンが現れる等,様々な興味深い特性を示す。

Increasing attention has been focused on mesoporous materials such as MCM-41, because of their great applicability as catalysts, molecular sieves and host materices, based on their large internal surface areas and narrow pore size distributions. The synthesis of porous alumina templated by surfactant assemblies has been approached by the alkoxide method as well as the homogeneous precipitation method using urea. The former approach gives mesoporous alumina with specific surface areas of as high as 400-700 m2·g−1, but with a disordered pore structure, in contrast to the long-range hexagonal arrangement of pores observed for the MCM-41 silica. The latter method, on the other hand, provides aluminium-based mesophases with layer and hexagonal structures templated by alkyl sulfates. The hexagonal surfactant mesophase occurs in versatile morphologies such as spherical, funneled, tubular and hexagonal-rod shapes. On calcination, the hexagonal mesophase is deorganized into a hexagonal but less ordered framework structure and finally converted into similar-shaped but macroporous particles of α-alumina. Co-incorporation of dodecyl sulfate and alkyl alcohol in the aluminiumbased systems results in the formation of a lamellar mesophase with biomimetic surface patterns such as cone-shaped or terraced hollows and domed-scales.

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