水溶性シリカ前駆物質を用いたメソポーラス物質の合成Synthesis of mesoporous material with water soluble precursor
東京理科大学理工学部工業化学科Dept. of Pure and Applied Chemistry, Faculty of Science and Technology, Tokyo University of Science ◇ 〒278-8510 千葉県野田市山崎2641
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メソポーラス物質の構造制御は主に試行錯誤的実験の繰り返しで条件設定が行われており,生成したメソポーラス物質の構造解析から鋳型となる界面活性剤の自己組織体構造との関連付けがなされていた。本稿は水溶性シリカ前駆物質(THEOS)を用いることによる,可溶化剤および加水分解触媒を必要とせず,ソフト系である界面活性剤自己組織体と同等の構造のメソポーラスシリカの合成法およびその構造解析結果について紹介した。ポリオキシエチレンコレステロールエーテルの生成する各種自己組織体の構造を解析し,THEOSの採用によってソフト系自己組織化構造が乱れることなくメソポーラスシリカに転写できることを確認した。また,本法の応用としてソフト系の自己組織体構造に対応する構造のメソポーラスシリカの設計と合成が期待され,従来試行錯誤的であったメソポーラスシリカ構造の生成機構解明および構造設計に有用であると考えられる。さらに可溶化剤や加水分解触媒なしで合成できることは,環境負荷の少ないプロセスの実現を示唆するもので実用的にも意義のあることと考えられる。
Structurally controlled mesoporous silica has been mainly synthesized by trial-and-error experiments, and the relationship between a self assembly of surfactant and the structure was considered based on the synthesis results. In this review, we introduce utilization of ingredients such as water-soluble silica precursor, tetrahydroxyethyl orthosilicate (THEOS), and the synthesis procedure of mesoporous silica. Characterization of mesoporous silica, which is structurally identical to the surfactant self-assembly, was also mentioned. We have confirmed that lytropic liquid crystal (LLC) of nonionic surfactant bearing cholesterol moiety (ChEO10) was copied to the mesoporous silica.
This novel silica precursor (THEOS) in conjunction with ChEO10 is expected as a soft matter self-assembly applicable to designing and synthesising of mesoporous silica. The application of the system also provides a way to investigate the formation mechanism and structural control of mesoporous silica. Furthermore this synthesis process is environmentally friendly one since it requires neither solubilizer nor hydrolysis catalyst in the process.
Key words: mesoporous silica; water soluble silica monomer; characterization of mesopore; imprinting of soft self-assembly
© 2008 ゼオライト学会© 2008 Japan Association of Zeolite
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