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

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
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Zeolite News Letters 18(1): 26-33 (2001)
doi:10.20731/zeoraito.18.1.26

解説解説

有機基を主骨格に導入したメソポーラス物質Synthesis of mesoporous materials containing organic groups within the main frameworks

株式会社豊田中央研究所Toyota Central R&D Laboratories, Inc. ◇ 〒480-1192 愛知県長久手町

発行日:2001年3月10日Published: March 10, 2001
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有機基が表面に結合した従来型のメソポーラス物質とは異なる,新しいタイプの有機-無機ハイブリッド型メソポーラス物質について紹介する。この新規メソポーラス物質は1999年の10月に初めて報告されたが,三つの研究グループがほぽ同じ時期にその合成を報告する等,研究が活発化している。本物質は,有機基を主骨格内に導入した初めてのメソポーラス物質であり,有機と無機成分の両方が露出した特異な表面を有することから,触媒,吸着・分離剤,クラスター合成のミクロ容器等,様々な応用が期待されている。エチレン基を主骨格に導入したメソポーラス物質は,1次元細孔の2D-hexagonal,3次元細孔構造のcubic Pm-3nと3D-hexagonalの多様なメソ構造を形成することが分かった。更に,それらの粒子外形は,細孔配列の対称性を反映した六角柱状, 球状, そして18面体の明瞭な形態を示した。有機基の両側Siにアルコキシド基が結合した特異な有機シランを用いる合成は,欠陥の少ない高品位なメソポーラス粒子の生成と, 特定の界面活性剤では通常生成しない多様なメソ構造体の生成を可能にした。

The reports on mesoporous materials with a uniform distiribution of organic groups and inorganic oxide in the frameworks are summarized. The material is the first mesoporous material containing an organic component within the main inorganic framework, which is distinct from conventional organic-grafted mesoporous material. As the mesoporous materials have unique surface exposing both of organic and inorganic components, they expected to be applied to various catalysts, adsorbents and hosts for nano-cluster synthesis. The ethylenecontaining mesoporous material formed a variety of mesophases, 2D-hexagonal, cubic Pm-3n and 3D-hexagonal, which could be easily controlled by synthesis temperature and alkylchain length of surfactant. Furthermore, they showed highly ordered pore-arrangement symmetries with well-defined external morphologies of hexagonal rod, spherical and decaoctahedral particles, respectively. The use of organosilane compound possessing two alkoxysilyl groups on the both sides of organic fragments enables us to prepare such a highly ordered mesoporous materials, and to form unusual mesophases of cubic Pm-3n and 3D-hexagonal, which have never been formed when alkyltrimethylammonium was used as a surfactant.

Key words: mesoporous material; MCM-41; organic-inorganic hybrid; external morphology; 3D-hexagonal; cubic

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