JP2017057439A - 金属−多孔性高分子金属錯体複合材料の製造方法および金属−多孔性高分子金属錯体複合材料 - Google Patents
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Abstract
Description
このような方法としては以下の方法が知られている
(1)金属塩と配位子物質とを含有する溶液中に基板を浸漬し、基板上に多孔性高分子金属錯体膜を形成させる方法(非特許文献8)。
(2)金属塩を含有する溶液と、配位子物質を含有する溶液中に、交互に基板を浸漬する事によって、ステップバイステップで基板上に多孔性高分子金属錯体膜を形成させる方法(非特許文献9)。
(3)高真空を利用して、多孔性高分子金属錯体成分を基板上に析出させる方法(非特許文献5、6)。
(4)配位子物質溶液に金属酸化物を浸漬し、高温で反応させることで金属酸化物表面を多孔性高分子金属錯体膜に変換することにより、結果として金属酸化物表面に多孔性高分子金属錯体膜を形成させる方法(非特許文献10)。
また、これらの方法に、基板表面と多孔性高分子金属錯体の馴染みをよくする目的で、カルボン酸含有官能基の薄層をSAM(Self-Assembled Molecular)手法を用いて形成する手法も組み合わせて利用される(非特許文献7)。
多孔性高分子金属錯体を構成するのは金属イオンと配位子であるため、金属イオン源として、金属塩を使用した場合、対イオンは生成する多孔性高分子金属錯体に取り込まれずに、副生成物となる。たとえば硝酸銅とテレフタル酸との反応では、硝酸が副生成物として生成することになる。
上記多孔高分子金属錯体の膜化の(1)(2)の方法は、溶液中の一部の金属イオンと配位子が基板上に析出するだけであり反応効率が低い。
(3)の方法は特殊装置を使った反応であり、また汎用性に欠ける。
(4)の方法は前述の通り、先行技術が極めて限られており、非特許文献10の方法では高温が必要であり、限定的な金属酸化物と配位子物質とで実施されているだけであり、汎用性に欠ける。また、得られた多孔高分子金属錯体の薄膜を、ガス分離膜や、導電性デバイスとして使用する場合には、膜の緻密性が非常に重要であるが、既存の手法で得られる手法では、基板上の多孔性高分子金属錯体形成反応を厳密に制御できているとは言い難く、結果として緻密な膜を得る事が困難であった。
基板金属上に配位子Aからなる多孔性高分子金属錯体膜(便宜上、PCP−Aと言う)と配位子Bからなる多孔性高分子金属錯体膜(PCP−B)とを積層させた複合膜を形成する為には、基板金属上に配位子Aからなる多孔性高分子金属錯体膜(PCP−A)が形成された複合材料を、配位子Bの溶液に浸漬すれば良いが、最終的に形成される複合体の複合体構造は、用いる金属,配位子物質A、Bの種類に依存すると考えられる。形成されたPCP−Aの細孔径よりも配位子Bが大きい場合は、基板金属から微量溶解した金属イオンがPCP−Aの細孔内を拡散し、配位子Bと反応し、PCP−A層上にPCP−B層が形成されるため、最終的に形成される複合材料は、基板金属/PCP−A/PCP−Bの構成となる。
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記金属板を投入して、
前記金属板と前記配位子物質とを反応させ、前記金属板上に
下記式(1)
[MLx]n (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記金属板が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止すること
を含む、
前記金属板上に前記多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。
(2) 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である(1)に記載の形成方法。
(3) 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である(2)に記載の形成方法。
(4) 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる(1)〜(3)のいずれか一つに記載の形成方法。
(5) 前記Mが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上である(1)〜(4)のいずれか一つに記載の形成方法。
(6) 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである(5)に記載の形成方法。
(7) 前記金属イオン源が、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板である(1)〜(4)のいずれか一つに記載の形成方法。
(8) 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板である(7)に記載の形成方法。
(9) 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である(1)〜(4)のいずれか一つに記載の形成方法。
第1配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、第1配位子物質溶液を調製し、
第1配位子物質とは異なる第2配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、第2配位子物質溶液を調製し、
前記第1配位子物質溶液に前記金属板を投入して、
前記金属板と前記第1配位子物質とを反応させ、前記金属板上に
下記式(1)
[ML1x]n (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、L1は、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子L1の負電荷が相殺する値であり、nは、[ML1x]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第1多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記金属板が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止し、その後
前記金属板上に前記多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体を、洗浄し、
前記第2配位子物質溶液に前記複合体を投入して、
前記金属板と前記第2配位子物質とを反応させ、前記金属板上又は前記第1多孔性高分子金属錯体膜上に
下記式(2)
[ML2x]n (2)
(式中、M、Xは、式(1)の場合と同じであり、L2は上記L1とは異なる、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、nは、[ML2x]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第2多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記金属板が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記金属板と前記第2配位子物質との反応を停止すること、
を含む、前記金属板上に2種の異なる多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。
(11) 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である(10)に記載の形成方法。
(12) 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である(11)に記載の形成方法。
(13) 前記各反応が、温度−20〜150℃で行われる(10)〜(12)のいずれか一つに記載の形成方法。
(14) 前記Mが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上である(10)〜(13)のいずれか一つに記載の形成方法。
(15) 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである(14)に記載の形成方法。
(16) 前記金属イオン源が、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板である(10)〜(13)のいずれか一つに記載の形成方法。
(17) 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板である(16)に記載の形成方法。
(18) 前記第1及び第2配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4‘−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である(10)〜(13)のいずれか一つに記載の形成方法。
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記配位子物質溶液に前記積層体を投入して、
前記金属板Bと前記配位子物質とを反応させ、前記金属板A上に
下記式(1)
[M1Lx]n (1)
(式中、M1は、前記金属板B由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、M1に配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のM1と架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンM1の正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[M1Lx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第1多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記金属板Bが前記反応によりすべて消費されたことを確認し、その後
前記金属板Aと前記配位子物質とを反応させ、前記金属板A上又は前記第1多孔性高分子金属錯体膜上に
下記式(2)
[M2Lx]n (2)
(式中、M2は、前記金属板A由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、X、Lは、式(1)の場合と同じであり、nは、[M2Lx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第2多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記金属板Aが前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記金属板Aと前記配位子物質との反応を停止すること、
を含む、前記金属板A上に2種の異なる多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。
(20) 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である(19)に記載の形成方法。
(21) 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である(20)に記載の形成方法。
(22) 前記各反応が、温度−20〜150℃で行われる(19)〜(21)のいずれか一つに記載の形成方法。
(23) 前記M1及びM2が、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上であるが、但しM1及びM2が異なる、(19)〜(22)のいずれか一つに記載の形成方法。
(24) 前記M1及びM2が、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンであるが、但しM1及びM2が異なる、(23)に記載の形成方法。
(25) 前記金属イオン源の金属板A及び金属板Bが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板であるが、但し金属板A及び金属板Bは異なる金属である(19)〜(22)のいずれか一つに記載の形成方法。
(26) 前記金属イオン源の金属板A及び金属板Bが、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板であるが、但し金属板A及び金属板Bは異なる金属である(25)に記載の形成方法。
(27) 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である(19)〜(22)のいずれか一つに記載の形成方法。
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記金属粉末を投入して、攪拌し、
前記金属粉末と前記配位子物質とを反応させ、
前記金属粉末がすべて消費されるまで反応を継続する、
下記式(1)
[MLx]n (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体粉末の形成方法。
(29) 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である(28)に記載の形成方法。
(30) 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である(29)に記載の形成方法。
(31) 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる(28)〜(30)のいずれか一つに記載の形成方法。
(32) 前記Mが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上である(28)〜(31)のいずれか一つに記載の形成方法。
(33) 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである(32)に記載の形成方法。
(34) 前記金属イオン源が、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である(28)〜(31)のいずれか一つに記載の形成方法。
(35) 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である(34)に記載の形成方法。
(36) 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である(28)〜(31)のいずれか一つに記載の形成方法。
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記金属粉末を投入して、攪拌し、
前記金属粉末と前記配位子物質とを反応させ、
下記式(1)
[MLx]n (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体を形成し、
前記金属粉末が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止すること
を含む、
前記金属粉末粒子の周囲に前記多孔性高分子金属錯体を有するコア−シェル型複合粒子の形成方法。
(38) 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である(37)に記載の形成方法。
(39) 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である(38)に記載の形成方法。
(40) 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる(37)〜(39)のいずれか一つに記載の形成方法。
(41) 前記Mが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上である(37)〜(40)のいずれか一つに記載の形成方法。
(42) 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである(41)に記載の形成方法。
(43) 前記金属イオン源が、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である(37)〜(40)のいずれか一つに記載の形成方法。
(44) 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である(43)に記載の形成方法。
(45) 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である(37)〜(40)のいずれか一つに記載の形成方法。
前記多孔性高分子金属錯体膜が、
下記式(1)
[MLx]n (1)
(式中、Mは、前記金属板由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表され、
前記金属板は、前記多孔性高分子金属錯体の金属イオンMの金属であり、
前記多孔性高分子金属錯体膜の二乗平均表面粗さRq(RMS)が、膜厚に対し、25%未満であり、そして
絶縁破壊耐電圧が0.1V以上である、
複合体。
(47) 前記Mが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上である(46)に記載の複合体。
(48) 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである(47)に記載の複合体。
(49) 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である(46)〜(48)のいずれか一つに記載の複合体。
[MLx]n (1)
(式中、Mは元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される。
[MLx]n(G)y (2)
(式中、Mは元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。Gは水やアルコール等の分子で、yは0.01〜8である)であるような複合材料に変化する場合がある。
また別の手法として、配位子と反応しない金属(たとえばプラチナ)上に配位子と反応する金属(たとえば銅)にてあらかじめ回路を形成し、当該材料を配位子との反応に使用する事で、多孔性高分子金属錯体の回路を形成することが可能である。
粉末X線回折測定には、株式会社リガク製X線回折装置SmartLab(商品名)を用いた。TG(Thermo Gravimetry)測定には株式会社リガク製示差熱天秤分析装置TG8120(商品名)を用いた。ガス吸着特性評価にはマイクロトラックベル社製ベルソープミニIIを用いた。金属板、多孔性高分子金属錯体の厚みや形成観察にはSEM(走査型電子顕微鏡)を用いた。多孔性高分子金属錯体膜の組成分析には、斜入射X線回折測定(2θ測定)を行った。装置は、株式会社リガク製X線回折装置SmartLab(商品名)を利用し、測定条件はX線入射角ω=1.0である。
◎:Rq(RMS)の膜厚に対する比率(%):10%未満
○:10%以上、18%未満
△:18%以上〜25%未満
×:25%以上
得られた絶縁破壊電圧値から金属錯体膜の緻密性を以下の基準により評価した。
◎:絶縁破壊耐電圧10V以上
○:絶縁破壊耐電圧0.1V以上、10V未満
△:絶縁破壊耐電圧0.1V以上、1V未満
×:絶縁破壊耐電圧0.1V未満、又は絶縁性を有さない(電流リーク状態)
金属銅板A:信越半導体株式会社のSiO2−Si基板(6インチ熱酸化膜1000Å製膜加工品)の上に、反応性スパッタリング法にて、銅を成膜したもの(サイズ10×15mm)。このときのスパッタリング条件は、Cuターゲット純度4N、スパッタ出力800W、製膜温度:室温、到達真空圧1×10−4Pa、スパッタ真空圧0.40Pa、Ar流量800sccm、製膜時間600sである。
金属銅板B:株式会社ニラコ製CU−113513(約1.0×10×10mm、純度99.99%)
酸化銅板A:上述のSiO2−Si基板の上に、反応性スパッタリング法でCuOを成膜した物。このときのスパッタリング条件は、Cuターゲット純度4N、スパッタ出力800W、製膜温度:室温、到達真空圧1×10−4Pa、スパッタ真空圧0.25Pa、Ar流量900sccm、製膜時間600sである。
酸化銅板B:上述のSiO2−Si基板の上に、反応性スパッタリング法でCu2Oを成膜した物。このときのスパッタリング条件は、Cuターゲット純度4N、スパッタ出力800W、製膜温度:室温、到達真空圧1×10−4Pa、スパッタ真空圧0.25Pa、Ar流量400sccm、O2流量800sccm、製膜時間600sである。
実施例1
金属銅板Aを、配位子物質溶液である0.1mM濃度のトリメシン酸エタノール溶液50mLに浸漬し、20℃で2時間反応させた後、銅板を溶液からピンセットで取り出し、無水エタノール溶液に3回、10秒ずつ浸漬して洗浄し、室温で減圧乾燥した後、SEMで表面、断面観察を行った。断面観察の写真を図2に示す。左が表面、右が断面で、美麗な膜が得られている。
表1に示す金属板及び配位子を用いて実施例1と同様の操作をして、両者を反応させ、得られた多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の分析を行った。
配位子物質溶液として、アルコール系溶媒以外の溶媒を用い、表2に示す金属板及び配位子物質を用いて実施例1と同様の操作をして実験を行った。水が含まれていない場合は膜形成反応が進行しなかった。水が含まれている場合には、SEMで表面、断面観察を行った結果、平滑性が低く、緻密性が低い膜しか得られなかった。
実施例31
銅粉末0.6mMolおよびテレフタル酸0.6mMolを脱水エタノール20mLに分散させ50℃でマグネティックスターラーを使用して撹拌しながら、3日間反応させた。得られた粉末を遠心分離し、沈殿した粉末をエタノールに分散し、再度遠心分離し、エタノールをデカンテーションで除き、得られた粉末を室温で真空乾燥した。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、非特許文献14に記載の化合物(Cu2+イオン、テレフタル酸、およびゲスト分子のDMFから構成されたCu(tpa)・(dmf)と表記されている多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
実施例31と同様に、テレフタル酸の代わりにトリメシン酸を用いて反応を行った。
得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、非特許文献15に記載の化合物(Cu2+イオン、トリメシン酸、およびゲスト分子の水から構成された[Cu3(TMA)2(H2O)3]nと表記されている多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。
本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
実施例31と同様に、テレフタル酸の代わりにイソフタル酸を用いて反応を行った。
得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、非特許文献16に記載の化合物(CU2+イオン、およびイソフタル酸から構成されたCu(1,3−bdc)と表記された多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。
本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
実施例31と同様に、亜鉛粉末を用い、またテレフタル酸の代わりに2,5-ジヒドロキシテレフタル酸を用いて反応を行った。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、得られた化合物は、非特許文献11に記載及び非特許文献12に記載の化合物(Zn2+イオン、および2,5-ジヒドロキシテレフタル酸から構成された多孔性高分子金属錯体「MOF−74」)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
実施例31と同様にコバルト粉末を用い、またテレフタル酸の代わりに2,5−ジヒドロキシテレフタル酸を用いて反応を行った。
得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、得られた化合物は、非特許文献11に記載及び非特許文献17に記載の化合物(Co2+イオン、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、ゲストとしての水から構成された[Co2(C8H2O6)(H2O)2]・8H2Oと記載された多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
実施例31と同様に、銅粉末と、テレフタル酸の代わりにイソフタル酸と4,4’−ビピリジルを用いて反応を行った。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、非特許文献13に記載の化合物IV(Cu2+イオン、イソフタル酸、4,4’−ビピリジルから構成されたCu(HIP)2(bipy)と表記された多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
金属イオン源として硝酸銅(II)・3水和物、配位子物質としてテレフタル酸、溶媒としてDMFを用いる非特許文献14に記載の方法で、粉末試料を得た。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物(Cu2+イオン、テレフタル酸、およびゲスト分子のDMFから構成されたCu(tpa)・(dmf)と表記されている多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。
本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、ガス吸着量の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認した。実施例31と比較して、TG評価により、140℃での重量減少が観測され、溶媒として使用したDMF(N,N−ジメチルホルムアミド)の残存が確認され、100℃まででは溶媒除去ができない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例31よりも少なく、DMFの残存の影響と考えられる。
金属イオン源として硝酸銅(II)・3水和物、配位子物質としてトリメシン酸、溶媒として水−DMFを用いる非特許文献15に記載の方法で、粉末試料を得た。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物(Cu2+イオン、トリメシン酸、およびゲスト分子の水から構成された[Cu3(TMA)2(H2O)3]nと表記されている多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、ガス吸着量の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認した。実施例31と比較して、TG評価により、140℃での重量減少が観測され、溶媒として使用したDMFの残存が確認され、100℃まででは溶媒除去ができない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例32よりも少なく、DMFの残存の影響と考えられる。
金属イオン源として水酸化銅、配位子物質としてイソフタル酸、溶媒として水を用いる非特許文献16に記載の方法で、粉末試料を得た。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物(Cu2+イオン、およびイソフタル酸から構成されたCu(1,3−bdc)と表記された多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、ガス吸着量の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認した。実施例33と比較して、TG評価により、110℃での重量減少が観測され、添加剤として使用した水の残存が確認され、100℃まででは溶媒除去ができない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例33よりも少なく、水の残存の影響と考えられる。
金属イオン源として硝酸亜鉛(II)・6水和物、配位子物質として2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、溶媒としてDMFを用いる非特許文献11に記載及び非特許文献12に記載の化合物(MOF−74)を論文の方法により合成した。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物Zn2+イオン、および2,5-ジヒドロキシテレフタル酸から構成された多孔性高分子金属錯体「MOF−74」)であることを確認した。実施例34と比較して、TG評価により、140℃での重量減少が観測され、溶媒として使用したDMFの残存が確認され、100℃まででは溶媒除去ができない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例34よりも少なく、DMFの残存の影響と考えられる。
金属イオン源として硝酸コバルト・6水和物、配位子物質として2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、溶媒としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる非特許文献11に記載及び非特許文献17に記載の化合物(Co2+イオン、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、ゲストとしての水から構成された[Co2(C8H2O6)(H2O)2]・8H2Oと記載された多孔性高分子金属錯体)を論文の方法で合成し、得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物であることを確認した。実施例35と比較して、TG評価により、100℃での重量減少が観測され、溶媒として使用したTHFの残存が確認され、100℃まででは溶媒除去は完全にはできない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例35よりも少なく、THFの残存の影響と考えられる。
金属イオン源として硝酸銅(II)・3水和物、配位子物質としてイソフタル酸及び4,4’−ビピリジン、溶媒として水を用いる非特許文献13に記載の化合物(IVと記載)を論文の方法で合成し、得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、上記文献に記載の化合物(Cu2+イオン、イソフタル酸、4,4’−ビピリジルから構成されたCu(HIP)2(bipy)であることを確認した。実施例36と比較して、TG評価により、100℃での重量減少が観測され、溶媒として使用した水の残存が確認され、100℃まででは溶媒除去は完全にはできない事が確認できた。77Kにおける窒素ガス吸着は、実施例36よりも少なく、水の残存の影響と考えられる。
実施例37
銅粉末0.6mMolおよびテレフタル酸0.6mMolを脱水エタノール20mLに分散させ50℃でマグネティックスターラーを使用して撹拌しながら、実施例31の場合は72時間であったのに対して、12時間反応させた。得られた粉末を遠心分離し、沈殿した粉末をエタノールに分散し、再度遠心分離し、エタノールをデカンテーションで除き、得られた粉末を室温で真空乾燥した。得られた粉末を粉末X線構造回折装置により解析し、非特許文献14に記載の化合物(Cu2+イオン、テレフタル酸、およびゲスト分子のDMFから構成されたCu(tpa)・(dmf)と表記されている多孔性高分子金属錯体)であることを確認した。また、顕微鏡観察により、本方法で得られる粉末は空色で、褐色の銅の色は粒子の外側に露出していない事を確認した。本粉末を、濃アンモニア水50mLに分散した後、溶液を濾過し、濾紙上に銅粉末が残るのを確認した。すなわち本粉末は銅粉末がコア、多孔性高分子金属錯体がシェルとなった複合粒子であることを確認した。本粉末30mgをマイクロトラックベル社製ガス吸着評価装置ベルソープミニIIにて、100℃で3時間減圧真空前処理後、77Kにおける窒素ガス吸着の評価を行った。またTG測定により、脱溶媒特性を確認し、100℃までで溶媒のエタノールが除去できる事を確認した。
実施例38
信越半導体株式会社のSiO2−Si基板(6インチ熱酸化膜1000Å製膜加工品)の上に、反応性スパッタリング法にて、銅を成膜した金属板(サイズ10×15mm)を、第1配位子物質溶液Aとして、0.1mM濃度のトリメシン酸エタノール溶液50mLに浸漬し、20℃で1時間反応させた。その後、銅板を溶液からピンセットで取り出し、無水エタノール溶液に3回、10秒ずつ浸漬して洗浄した。次にこの材料を、今度は、第2配位子物質溶液Bとして、0.1mM濃度のテレフタル酸エタノール溶液50mLに浸漬し、20℃で4時間反応させた。その後、銅板を溶液からピンセットで取り出し、無水エタノール溶液に3回、10秒ずつ浸漬して洗浄し、室温で減圧乾燥した。反応時間がそれぞれ1時間、4時間と短かったので、銅板が支持体として残存していた。
実施例39
信越半導体株式会社のSiO2−Si基板(6インチ熱酸化膜1000Å製膜加工品)の上に、反応性スパッタリング法にて、銅(金属板A)を成膜し、さらにその上に、同法にて亜鉛膜(金属板B)を形成した。この複層金属板(サイズ10×15mm)を、0.1mM濃度のトリメシン酸エタノール溶液50mLに浸漬し、20℃で24時間反応させた。その後、この複合体を溶液からピンセットで取り出し、無水エタノール溶液に3回、10秒ずつ浸漬して洗浄した。
Claims (49)
- 金属イオン源として、純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれる金属板を用意し、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記金属板を投入して、
前記金属板と前記配位子物質とを反応させ、前記金属板上に
下記式(1)
[MLx]n (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記金属板が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止すること
を含む、
前記金属板上に前記多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。 - 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である請求項1に記載の形成方法。
- 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である請求項2に記載の形成方法。
- 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる請求項1〜3のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記Mが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項1〜4のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである請求項5に記載の形成方法。
- 前記金属イオン源が、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板である請求項1〜4のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板である請求項7に記載の形成方法。
- 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項1〜4のいずれか一項に記載の形成方法。
- 金属イオン源として、純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれる金属板を用意し、
第1配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、第1配位子物質溶液を調製し、
第1配位子物質とは異なる第2配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、第2配位子物質溶液を調製し、
前記第1配位子物質溶液に前記金属板を投入して、
前記金属板と前記第1配位子物質とを反応させ、前記金属板上に
下記式(1)
[ML1x]n (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、L1は、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子L1の負電荷が相殺する値であり、nは、[ML1x]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第1多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記金属板が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止し、その後
前記金属板上に前記多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体を、洗浄し、
前記第2配位子物質溶液に前記複合体を投入して、
前記金属板と前記第2配位子物質とを反応させ、前記金属板上又は前記第1多孔性高分子金属錯体膜上に
下記式(2)
[ML2x]n (2)
(式中、M、Xは、式(1)の場合と同じであり、L2は上記L1とは異なる、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、nは、[ML2x]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第2多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記金属板が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記金属板と前記第2配位子物質との反応を停止すること、
を含む、前記金属板上に2種の異なる多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。 - 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である請求項10に記載の形成方法。
- 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である請求項11に記載の形成方法。
- 前記各反応が、温度−20〜150℃で行われる請求項10〜12のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記Mが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項10〜13のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである請求項14に記載の形成方法。
- 前記金属イオン源が、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板である請求項10〜13のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板である請求項16に記載の形成方法。
- 前記第1及び第2配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4‘−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項10〜13のいずれか一項に記載の形成方法。
- 基板上に金属イオン源として、順に金属板Aと金属板Bとを有する積層体を用意し、前記金属板A及びBは、それぞれ、純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれ、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記配位子物質溶液に前記積層体を投入して、
前記金属板Bと前記配位子物質とを反応させ、前記金属板A上に
下記式(1)
[M1Lx]n (1)
(式中、M1は、前記金属板B由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、M1に配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のM1と架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンM1の正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[M1Lx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第1多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記金属板Bが前記反応によりすべて消費されたことを確認し、その後
前記金属板Aと前記配位子物質とを反応させ、前記金属板A上又は前記第1多孔性高分子金属錯体膜上に
下記式(2)
[M2Lx]n (2)
(式中、M2は、前記金属板A由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、X、Lは、式(1)の場合と同じであり、nは、[M2Lx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される第2多孔性高分子金属錯体膜を形成し、
前記金属板Aが前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記金属板Aと前記配位子物質との反応を停止すること、
を含む、前記金属板A上に2種の異なる多孔性高分子金属錯体膜を有する複合体の形成方法。 - 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である請求項19に記載の形成方法。
- 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である請求項20に記載の形成方法。
- 前記各反応が、温度−20〜150℃で行われる請求項19〜21のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記M1及びM2が、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上であるが、但しM1及びM2が異なる、請求項19〜22のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記M1及びM2が、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンであるが、但しM1及びM2が異なる、請求項23に記載の形成方法。
- 前記金属イオン源の金属板A及び金属板Bが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板であるが、但し金属板A及び金属板Bは異なる金属である請求項19〜22のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記金属イオン源の金属板A及び金属板Bが、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上から成る金属板であるが、但し金属板A及び金属板Bは異なる金属である請求項25に記載の形成方法。
- 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項19〜22のいずれか一項に記載の形成方法。
- 金属イオン源として、純金属、金属酸化物、金属窒化物から成る群より選ばれる金属粉末を用意し、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記金属粉末を投入して、攪拌し、
前記金属粉末と前記配位子物質とを反応させ、
前記金属粉末がすべて消費されるまで反応を継続する、
下記式(1)
[MLx]n (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体粉末の形成方法。 - 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である請求項28に記載の形成方法。
- 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である請求項29に記載の形成方法。
- 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる請求項28〜30のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記Mが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項28〜31のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである請求項32に記載の形成方法。
- 前記金属イオン源が、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項28〜31のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項34に記載の形成方法。
- 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項28〜31のいずれか一項に記載の形成方法。
- 金属イオン源として、純金属、金属酸化物、金属窒化物から成る群より選ばれる金属粉末を用意し、
配位子物質をアルコール系溶媒に溶解し、配位子物質溶液を調製し、
前記溶液に前記金属粉末を投入して、攪拌し、
前記金属粉末と前記配位子物質とを反応させ、
下記式(1)
[MLx]n (1)
(式中、Mは、前記金属イオン源由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上である。)
で表される多孔性高分子金属錯体を形成し、
前記金属粉末が前記反応によりすべて消費されてしまう前に前記反応を停止すること
を含む、
前記金属粉末粒子の周囲に前記多孔性高分子金属錯体を有するコア−シェル型複合粒子の形成方法。 - 前記アルコール系溶媒の含水量が0〜12質量%である請求項37に記載の形成方法。
- 前記アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールのいずれかまたはこれらの混合溶媒である請求項38に記載の形成方法。
- 前記反応が、温度−20〜150℃で行われる請求項37〜39のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記Mが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項37〜40のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである請求項41に記載の形成方法。
- 前記金属イオン源が、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項37〜40のいずれか一項に記載の形成方法。
- 前記金属イオン源が、銅、銀のいずれかの金属、およびそれらの金属酸化物又は金属窒化物から成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項43に記載の形成方法。
- 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項37〜40のいずれか一項に記載の形成方法。
- 純金属板、金属酸化物板、金属窒化物板から成る群より選ばれる金属板及び該金属板の片面又は両面上にある多孔性高分子金属錯体膜から成る複合体であって、
前記多孔性高分子金属錯体膜が、
下記式(1)
[MLx]n (1)
(式中、Mは、前記金属板由来の、元素の周期表の2A〜3B族から選ばれる金属イオンを示し、Lは、Mに配位し得る官能基を2個以上その構造内に含有して2個のMと架橋し得る配位子を示し、Xは金属イオンMの正電荷と配位子Lの負電荷が相殺する値であり、nは、[MLx]から成る構成単位が多数集合しているという特性を示すもので、nは5以上5以上である。)
で表され、
前記金属板は、前記多孔性高分子金属錯体の金属イオンMの金属であり、
前記多孔性高分子金属錯体膜の二乗平均表面粗さRq(RMS)が、膜厚に対し、25%未満であり、そして
絶縁破壊耐電圧が0.1V以上である、
複合体。 - 前記Mが、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、亜鉛のいずれかのイオン、およびそれらの混合イオンから成る群より選ばれる1種又は2種以上である請求項46に記載の複合体。
- 前記Mが、銅もしくは銀のいずれかのイオンまたはそれらの混合イオンである請求項47に記載の複合体。
- 前記配位子物質が、テレフタル酸、置換テレフタル酸類、イソフタル酸、置換イソフタル酸類、トリメシン酸、置換トリメシン酸、ビフェニルカルボン酸、置換ビフェニルジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、非置換の2,7−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、置換フマル酸、くえん酸、4,4’−ビピリジン、置換4,4’−ビピリジン、置換及び非置換のイミダゾール類から選ばれる1種またはそれらの混合物である請求項46〜48のいずれか一項に記載の複合体。
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