三脚型配位子を用いたハイブリッド金属水酸化物の設計Design of Hybrid Layered Metal Hydroxides by Using Tripodal Ligands
横浜国立大学大学院工学研究院Graduate School of Engineering, Yokohama National University ◇ 〒240–8501 横浜市保土ケ谷区常盤台79–5
層状化合物は層間に様々な分子を取り込むナノ空間を有し,触媒や吸着剤,分離媒体等へ利用される有用な物質である。本稿では,多くの金属水酸化物や層状複水酸化物が共通のブルーサイト型構造を取ることに着目した,構成元素の影響を受けにくい新たな表面修飾法について概説する。3つのアルコール部位と1つの末端官能基を有する三脚型配位子は,ブルーサイト型構造を構成する稜共有された八面体ユニットと安定な結合を形成する。これにより,本来はインターカレーション能を持たない水酸化マグネシウムをハイブリッド化し,有機分子のインターカレーションや剥離が可能となった。この結合は層の結晶構造に由来する結合様式であり,同じ構造を有する様々な金属水酸化物に適用可能である。さらに,層状複水酸化物に三脚型配位子を作用させると,極めて粒子径の小さなナノ粒子を得ることができ,これらはアニオン交換体,触媒前駆体,触媒担体として高い性能を示した。したがって,三脚型配位子はブルーサイト型構造を有する種々の金属水酸化物を,汎用的手法で制御するための有用な修飾剤であると言える。
Layered compounds possess interlayer nanospaces that incorporate various molecules, and they are useful for the potential applications in catalysis, adsorption, separation, and so on. In this paper, a novel surface modification method for layered compounds is reported. Tripodal ligands have three hydroxymethyl groups and one terminal functional group. They form a stable tridentate linkage with the surface hydroxy groups of brucite-type metal hydroxides and layered double hydroxides, consisting of various metallic elements because the tridentate linkage is formed by the structural matching between the hydroxymethyl groups of tripodal ligands and the surface hydroxy groups of the metal hydroxides. Using this method, hybrid magnesium hydroxide that can intercalate various organic molecules and can be exfoliated into nanosheets is obtained, even though conventional magnesium hydroxide does not have an intercalation ability. In addition, when layered double hydroxides were synthesized in the presence of the tripodal ligands, very small nanoparticles were obtained. The layered double hydroxide nanoparticles show improved anion exchangeabilities under ambient conditions without exclusion of CO2, and they are used for rapid adsorption of aqueous anionic species because of their high dispersibility. They are also useful as ion-exchanger, catalyst precursors, and catalyst supports. Consequently, tripodal ligands are quite useful modifier for controlling brucite-type layered metal hydroxides by a generalized method.
キーワード:金属水酸化物;層状複水酸化物;三脚型配位子;ナノシート;アニオン交換;固体塩基
Key words: Metal hydroxides; Layered double hydroxides; Tripodal ligands; Nanosheets; Anion exchangers; Solid bases
© 2017 一般社団法人日本ゼオライト学会© 2017 Japan Zeolite Association
This page was created on 2017-07-18T13:45:17.480+09:00
This page was last modified on
このサイトは(株)国際文献社によって運用されています。