JPH09290151A - 化学物質吸着材及びその製造方法 - Google Patents

化学物質吸着材及びその製造方法

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JPH09290151A
JPH09290151A JP10720896A JP10720896A JPH09290151A JP H09290151 A JPH09290151 A JP H09290151A JP 10720896 A JP10720896 A JP 10720896A JP 10720896 A JP10720896 A JP 10720896A JP H09290151 A JPH09290151 A JP H09290151A
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fluid
base material
chemical substance
complex
organometallic complex
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JP10720896A
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Kenji Seki
建司 関
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Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】粉体の吸着材を使用する場合に要求されるバイ
ンダーを使用して基材に固着する工程のような別工程を
必要としない化学物質吸着材の製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】有機金属錯体を製造する際にその反応溶液
に流体が透過可能な空隙を有する基材を浸漬し、基材表
面に有機金属錯体が付着した化学物質吸着材を製造し、
流体処理装置に供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体、気体等の流
体と接触させ、前記流体中に含まれる特定の成分を吸着
などの物理的、化学的作用により分離除去を行う流体処
理装置に使用する化学物質吸着剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、複数成分が混合された流体より特
定の成分を吸着等の作用により分離除去する方法として
は、活性炭に代表される吸着剤に処理すべき流体を接触
させる方法が採られていた。前記吸着剤は、粉体である
場合には顆粒状に成形してカラムなどに充填して処理装
置に装着する方法、又は粉体のまま適当なバインダーを
使用して基材に固着し処理装置に装着する方法等が採用
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】有機金属錯体を吸着剤
として使用する場合も、活性炭のような使用方法が可能
であるが、それぞれ別個の工程、操作が必要になる。本
発明は、有機金属錯体を製造する際にその反応溶液に流
体が透過可能な空隙を有する基材を浸漬し、基材表面に
有機金属錯体が付着した化学物質吸着材を製造し、流体
処理装置に供することにある。本発明にかかる化学物質
吸着材は、フィルター、化学物質分離材等に使用可能で
あり、具体的には、空気清浄器やエアコンのフィルタ
ー、浄水器のフィルター等に使用可能である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、流体が透過可
能な空隙を有する基材に化学物質吸着可能な有機金属錯
体が付着された化学物質吸着材に関するものである。か
かる化学物質吸着材を流体処理装置の流体の流路に設置
すれば、処理すべき流体に含まれる特定成分が除去され
る。この化学物質吸着材には吸着材を付着指せるために
バインダーを使用していないために吸着材粒子の表面が
バインダーにより覆われることがなく、有機金属錯体の
吸着能力が全く阻害されることがない。また、本発明の
化学物質吸着材の形状を流体処理装置の取付部に合わせ
ておくことにより、取付、交換が容易に行える。
【0005】本発明の化学物質吸着材に使用する前記有
機金属錯体は、1次元若しくは3次元チャンネル構造を
有する有機金属錯体であることが好ましい。金属錯体全
体にこれらのチャンネル構造が形成され、このチャンネ
ル構造に基づく分子中の空隙に除去すべき化学物質が収
納、吸着される。金属イオンの種類、錯体の原料である
金属塩における金属イオンの対イオン、及び有機配位子
の種類等により前記チャンネル構造と空隙のサイズが決
定され、吸着される分子が決まるため、流体中より吸着
除去する化学物質が特定される。
【0006】本発明の化学物質吸着材は、化学物質吸着
可能な有機金属錯体を形成可能な反応溶液中に流体が透
過可能な空隙を有する基材を浸漬し、基材表面に前記金
属錯体を形成させることにより製造される。一般に結晶
は核となる物質の周囲に成長するが、本発明はこの特性
を利用し、化学物質吸着可能な有機金属錯体を形成可能
な反応溶液中に流体が透過可能な空隙を有する基材の表
面に有機金属錯体を付着させ、化学物質吸着材を製造す
るものである。この製造方法によれば有機金属錯体を製
造後、別途基材への付着工程を設けることなく化学物質
吸着材を製造することが可能である。前記の化学物質吸
着可能な有機金属錯体を形成可能な反応溶液は、請求項
4記載のように有機配位子の溶液と金属イオンの溶液を
混合したものが使用可能である。本発明に使用する有機
金属錯体はこの溶液より生成する。
【0007】本発明に使用する流体が透過可能な空隙を
有する基材として、少なくとも表面部に熱融着層を有す
るものを使用することが好ましい態様である。基材の表
面部に熱融着層を有するものを使用し、基材表面に有機
金属錯体を付着させたのち加熱して析出して付着した錯
体と基材とを融着させることにより、錯体をより強固に
基材に固着することができる。この場合、融着面はごく
一部であるため有機金属錯体の表面積に与える影響はわ
ずかであり、その吸着能力は変わらない。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、流体が透過可能な空隙
を有する基材に化学物質吸着可能な有機金属錯体が付着
された化学物質吸着材及びその製造方法に関するもので
ある
【0009】本発明において使用する流体が透過可能な
空隙を有する基材としては、多孔性のフィルム、発泡体
や不織布が使用可能であるが、連続気泡のポリウレタン
フォーム、特にスコットフォームと称されるポリウレタ
ンフォーム、不織布等の使用が流体の透過の際の圧損が
少なく、好ましい。これらはいずれも、何らの処理をす
ることなく除塵フィルターとして使用されるものであ
り、流体が通過可能な空隙を有する基材として代表的な
ものである。これらの部材は、処理すべき流体の流れに
対する断面積が大きい場合は、その負荷に耐えるため補
強する必要があり、金属錯体の付着前、もしくは付着後
に骨格となる部材に固着することが好ましい。
【0010】これらの基材の少なくとも表面部に設けら
れる熱融着層に使用される材料としては比較的低温で溶
融、軟化する樹脂が好ましく、例えばエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体(EVA)、ポリエステル樹脂、ポリウレ
タン樹脂等が例示できる。また、これらの熱融着性材料
を基材表面に設ける手段としては、ポリウレタンフォー
ムや不織布等の基材をこれらの熱融着性材料の溶液、水
分散体等にて含浸、スプレー塗装等により処理する方
法、また、不織布等、繊維を使用した基材の場合は、繊
維自体を2層構造とする方法などが例示できる。
【0011】本発明に使用する1次元若しくは3次元チ
ャンネル構造を有する有機金属錯体は、以下(a)〜
(c)に示されるものより選択されることが好ましい。 (a)分子内の点対称位置に配置された2個のカルボキ
シル基を有するジカルボン酸と金属イオンにより形成さ
れる錯体。 (b)剛直な骨格の両末端に金属イオンに配位可能な原
子を有する2座配位可能な有機配位子と2価の金属イオ
ンにより形成される錯体。 (c)剛直な骨格の両末端に金属イオンに配位可能な原
子を有する2座配位可能な有機配位子、2,3−ピラジ
ンジカルボン酸と2価の金属イオンにより形成される錯
体。 これらの錯体は、有機配位子の溶液と原料である金属塩
の溶液を混合、反応させることにより得られる。
【0012】前記(a)〜(c)の有機金属錯体はX線
回折のパターンの解析より、1次元又は3次元チャンネ
ル構造を有していることがわかる。例えば(a)の錯体
としてテレフタル酸銅を例にとって説明すると、銅は平
面4配位であり、2個の銅イオンをテレフタル酸4分子
が90°ごとに囲むようにして配置し、カルボキシル基
の2個の酸素原子はそれぞれ別の銅イオンに配位してい
る。即ち、テレフタル酸分子は格子状に配列し、その格
子点に2個の銅イオンが存在する。そして、銅イオンと
ジカルボン酸より形成される層が積層された形で結晶が
構成されている。その結果、格子が積層されて1次元チ
ャンネルが形成される。
【0013】(b)の錯体として、 〔Ni(bpy)1.5 (ClO4 2 〕 (bpy=4,4’−ビピリジル) なる組成の錯体について説明すると、1個のNiイオン
の周囲、平面上に90°ごとに4,4’−ビピリジルが
4分子N原子により配位し、4,4’−ビピリジルは他
のN原子によりそれぞれ別のNiイオンに配位し、平面
状の格子を形成し、この格子が、Niイオンが直線状に
並ぶように積層して結晶が構成されており、格子が積層
により連続して、前記(a)の例同様に1次元チャンネ
ルを形成する。
【0014】また、(c)の錯体として、 〔Cu(bpy)(pyzdc)2 〕 (bpy=4,4’−ビピリジル、pyzdc=2,3
−ピラジンジカルボン酸) なる組成を有する錯体を例として説明すると、2,3−
ピラジンジカルボン酸が銅イオンに配位して平面状の構
造を形成し、この平面を銅イオンに配位した4,4’−
ビピリジルが結合する形で積層し結晶が構成され、この
層間にチャンネル構造が形成される。
【0015】(a)の錯体を構成する有機配位子であ
る、分子内の点対称位置に配置された2個のカルボキシ
ル基を有するジカルボン酸としては、テレフタル酸、フ
マル酸、1,4−トランス−シクロヘキサンジカルボン
酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸が例示される。
また、金属イオンとしては、銅イオン、クロムイオン、
モリブデンイオン、ロジウムイオン、パラジウムイオ
ン、タングステンイオン、が例示でき、前記ジカルボン
酸と組み合わせて錯体が形成される。
【0016】(b)の錯体を構成する有機配位子として
は、ピラジン、4,4’−ビピリジル、トランス−1,
2−ビス(4−ピリジル)エチレン、1,4−ジシアノ
ベンゼン、4,4’−ジシアノビフェニル、1,2−ジ
シアノエチレン、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼ
ンより選択されるものが好ましく、金属イオンとしては
2価の金属イオンが使用され、具体的にはCo、Ni、
Cu、Znより選択されるものの使用が好ましい。
【0017】(c)の錯体を構成する有機配位子は、
(b)に使用される有機配位子の1種とピラジンジカル
ボン酸が併用され、金属イオンとしては(b)と同じも
のが使用される。
【0018】これらの有機金属錯体の製造は、有機配位
子の溶液と原料の金属塩の溶液を準備してこれらを混合
し、反応させることにより行う。使用される溶剤は有機
配位子、金属イオンと反応したり錯体を形成するもので
なければ特に制限されない。また、金属イオンの対イオ
ンもその金属塩の溶剤への溶解性、生成する錯体の1次
元チャンネル構造の形成を阻害するものでなければ特に
限定されない。(a)の錯体の製造においては、ジカル
ボン酸の溶液に有機酸を添加してpHを調整することが
好ましく、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン
酸等が使用できる。
【0019】上記の有機金属錯体を生成する溶液に流体
が透過可能な空隙を有する基材として、多孔性のフィル
ム、発泡体や不織布、特に連続気泡のポリウレタンフォ
ーム、不織布等を浸漬すると、この基材表面に有機金属
錯体が付着して形成され、本発明の化学物質吸着材が得
られる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 (有機金属錯体生成溶液1)メタノール100cm3
ギ酸14cm3 の混合溶媒に1,4−トランス−シクロ
ヘキサンジカルボン酸2.53gを溶解し、常温に冷却
する。得られた1,4−トランス−シクロヘキサンジカ
ルボン酸溶液に、攪拌下に、ギ酸銅3.3gをメタノー
ル100cm3 に溶解した溶液を滴下し、有機金属錯体
生成溶液1を得た。この生成溶液1からは、1,4−ト
ランス−シクロヘキサンジカルボン酸銅が生成する。
【0021】(有機金属錯体生成溶液2)ジメチルホル
ムアミド(DMF)90cm3 、ギ酸0.5cm3 の混
合溶媒にビフェニルジカルボン酸0.25gを溶解し
た。室温下においてこの溶液にギ酸銅0.5gをメタノ
ール25cm3 に溶解した溶液を攪拌しつつ滴下し、有
機金属錯体生成溶液2を得た。この生成溶液からはビフ
ェニルジカルボン酸銅が生成する。
【0022】(化学物質吸着材の製造)流体が透過可能
な基材として、ポリエステル繊維不織布(ユニチカ社
製)、ガラス繊維不織布、連続気泡ポリウレタンフォー
ム、セルロース繊維製濾紙を使用し、各基材を有機金属
錯体生成溶液1、2に浸漬し、静置した。なお、ポリウ
レタンはDMFにより膨潤するので有機金属錯体生成溶
液2と連続気泡ポリウレタンフォームの組み合わせは除
外した。1日後溶液より取り出した基材には粉体状の結
晶が析出、付着していた。この錯体の付着した基材を
水、エタノールにて十分洗浄し、100℃にて4時間乾
燥して化学物質吸着材を得た。
【0023】有機金属錯体生成溶液1に浸漬し、錯体が
付着した化学物質吸着材より結晶をかきとり、分析した
ところ、金属錯体は1,4−トランス−シクロヘキサン
ジカルボン酸銅であり、比表面積は480m2 /g、細
孔径は4.7Åであった。また、有機金属錯体生成溶液
2に浸漬し、錯体が付着した化学物質吸着材より結晶を
かきとり、分析したところ、金属錯体はビフェニルジカ
ルボン酸銅であり、比表面積は1200m2 /g、細孔
径は7.8Åであった。
【0024】上述の有機金属錯体が付着した化学物質吸
着材をフィルターとして使用したところ、メタン、エタ
ン等の炭化水素、アンモニアやメチルアミン等のアミン
類、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、一酸化炭素、
窒素酸化物、亜硫酸ガス、メチルメルカプタンやブチル
メルカプタン等のメルカプタン類などを良く吸着するこ
とが確認できた。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体が透過可能な空隙を有する基材に化学
    物質吸着可能な有機金属錯体が付着された化学物質吸着
    材。
  2. 【請求項2】前記有機金属錯体が、1次元若しくは3次
    元チャンネル構造を有する有機金属錯体である請求項1
    記載の化学物質吸着材。
  3. 【請求項3】化学物質吸着可能な有機金属錯体を形成可
    能な反応溶液中に流体が透過可能な空隙を有する基材を
    浸漬し、基材表面に前記金属錯体を形成させる化学物質
    吸着材の製造方法。
  4. 【請求項4】金属塩の溶液と有機配位子の溶液を混合
    し、前記混合溶液に流体が透過可能な空隙を有する基材
    を浸漬する、請求項3記載の化学物質吸着材の製造方
    法。
  5. 【請求項5】流体が透過可能な空隙を有する基材とし
    て、少なくとも表面部に熱融着層を有する基材を使用す
    る、請求項3記載の化学物質吸着材の製造方法。
  6. 【請求項6】金属塩の溶液と有機配位子の溶液を混合
    し、前記混合溶液に流体が透過可能な空隙を有する基材
    を浸漬して基材表面に金属錯体を形成せしめた後、加熱
    し、熱融着層により有機金属錯体を基材に融着させる工
    程を含む請求項5記載の化学物質吸着材の製造方法。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005087823A1 (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Kyoto University 有機金属錯体構造体及びその製造方法、並びに、該有機金属錯体構造体を用いた機能性膜、機能性複合材料、機能性構造体及び吸脱着センサー
JP2007167821A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Honda Motor Co Ltd 水素吸着材及びその製造方法
JP2011502041A (ja) * 2007-11-04 2011-01-20 ブリュッヒャー ゲーエムベーハー 収着フィルタ材料及びその使用
WO2013115033A1 (ja) * 2012-01-30 2013-08-08 東洋紡株式会社 吸着シート及びそれを用いた吸着エレメント
JP2013154302A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Showa Denko Kk 吸着シート
JP2013154301A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Toyobo Co Ltd 吸着シート、および、それを用いた吸着エレメント
JP2014036935A (ja) * 2012-08-17 2014-02-27 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 複合多孔質体及びその製造法
JP2014046071A (ja) * 2012-09-03 2014-03-17 Toyobo Co Ltd 脱臭剤および脱臭フィルタ
EP1513849B1 (en) * 2002-05-30 2016-07-13 Basf Se Shaped bodies containing metal-organic frameworks
CN109232226A (zh) * 2018-09-11 2019-01-18 中山大学 一种微孔金属有机骨架材料及其制备方法与应用
JP2019088499A (ja) * 2017-11-15 2019-06-13 大原パラヂウム化学株式会社 生活臭用消臭剤

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1513849B1 (en) * 2002-05-30 2016-07-13 Basf Se Shaped bodies containing metal-organic frameworks
WO2005087823A1 (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Kyoto University 有機金属錯体構造体及びその製造方法、並びに、該有機金属錯体構造体を用いた機能性膜、機能性複合材料、機能性構造体及び吸脱着センサー
JP2007167821A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Honda Motor Co Ltd 水素吸着材及びその製造方法
JP4681449B2 (ja) * 2005-12-26 2011-05-11 本田技研工業株式会社 水素吸着材の製造方法
JP2011502041A (ja) * 2007-11-04 2011-01-20 ブリュッヒャー ゲーエムベーハー 収着フィルタ材料及びその使用
WO2013115033A1 (ja) * 2012-01-30 2013-08-08 東洋紡株式会社 吸着シート及びそれを用いた吸着エレメント
JP2013154302A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Showa Denko Kk 吸着シート
JP2013154301A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Toyobo Co Ltd 吸着シート、および、それを用いた吸着エレメント
JP2014036935A (ja) * 2012-08-17 2014-02-27 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 複合多孔質体及びその製造法
JP2014046071A (ja) * 2012-09-03 2014-03-17 Toyobo Co Ltd 脱臭剤および脱臭フィルタ
JP2019088499A (ja) * 2017-11-15 2019-06-13 大原パラヂウム化学株式会社 生活臭用消臭剤
CN109232226A (zh) * 2018-09-11 2019-01-18 中山大学 一种微孔金属有机骨架材料及其制备方法与应用

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