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公開番号2023038928
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-17
出願番号2022140713
出願日2022-09-05
発明の名称金属有機構造体を含有する複合材料及びそれを用いたガス分離材
出願人国立大学法人北海道大学
代理人弁理士法人セントクレスト国際特許事務所
主分類B01J 20/26 20060101AFI20230310BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】金属有機構造体を含有し、耐水性、耐酸性及びガス吸着の選択性に優れた複合材料を提供すること。
【解決手段】金属有機構造体と、前記金属有機構造体に付着した[Cu(bib)_2.5]・2NTf₂〔bibは1,4-ビスイミダゾールブタン配位子、NTf₂はビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド配位子を表わす〕等の非多孔性アモルファス配位高分子とを含有することを特徴とする複合材料。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
金属有機構造体と前記金属有機構造体に付着した非多孔性アモルファス配位高分子とを含有することを特徴とする複合材料。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記非多孔性アモルファス配位高分子が、
［Ｃｕ（ｂｉｂ）
２．５
］・２ＮＴｆ
２
、Ｆｅ（ｂｂａ）
３
［ＦｅＣｌ
４
］、Ｃｏ（ｂｂａ）
３
［ＣｏＣｌ
４
］、Ｃｏ（ｈｍｂａ）
３
［Ｃｏ（ＮＣＳ）
４
］、Ｃｏ（ｈｍｂａ）
３
［ＣｏＢｒ
４
］、Ｍｎ（ｈｍｂａ）
３
［ＭｎＣｌ
４
］、Ｚｎ（Ｈ
２
ＰＯ
４
）
２
（Ｈｔｒ）
２
、Ａｇ（ｍＬ１）
２
（ＣＦ
３
ＳＯ
３
）、［Ｃｏ（ＮＣＳ）
２
（ｐｚａ）
２
］・ｐｚａ、及び（ｅｍｉｍ）［ＭｎＮ（ＣＮ）
４
］
〔前記式中、ｂｉｂは１，４－ビスイミダゾールブタン配位子を表し、ＮＴｆ
２
はビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド配位子を表し、ｂｂａはＮ，Ｎ’－ブチレンビス（アセトアミド）配位子を表し、ｈｍｂａはＮ，Ｎ’－ヘキサメチレンビス（アセトアミド）配位子を表し、Ｈｔｒは１，２，４－トリアゾール配位子を表し、ｍＬ１は１，３，５－トリス（３－シアノフェニルエチニル）ベンゼン配位子を表し、ｐｚａはピラジンアミド配位子を表し、ｅｍｉｎは１－エチル－３－メチルイミダゾリウム配位子を表す〕
からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の複合材料からなることを特徴とするガス分離材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属有機構造体を含有する複合材料及びそれを用いたガス分離材に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
金属有機構造体（ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋ、ＭＯＦ）は、構造の内部に多数の細孔を有する配位高分子であり、多孔性配位高分子（ｐｏｒｏｕｓｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｐｏｌｙｍｅｒ、ＰＣＰ）とも言われるものである。このような構造の内部に多数の細孔を有する金属有機構造体は、一般に、ガス吸着特性に優れており、ガス吸着材としての利用が検討されている。
【０００３】
例えば、特開２０２０－１９６６６８号公報（特許文献１）には、第一の金属イオンと、前記第一の金属イオンを架橋する配位子と、第２族元素の金属イオンである第二の金属イオンとを含み、前記配位子と前記第二の金属イオンとが特定の構造のキレートを形成している多孔性配位高分子が記載されており、この多孔性配位高分子がガス吸着材（特に、水素吸着材）として利用できることも記載されている。また、特開２０１９－１７７３０８号公報（特許文献２）及び特開２０１９－１７８０７２号公報（特許文献３）には、下記式：［Ｃｕ
２
Ｘ
２
Ｙ］
ｎ
〔式中、Ｘは、第一配位子である、テレフタル酸のオキシリチウム誘導体又はヒドロキシ誘導体を示す。Ｙは、第二配位子である、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンを示す。〕で表され、かつ、銅イオンＣｕ
２＋
と前記第一配位子とにより構成された二次元ネットワーク構造が、前記第二配位子により架橋されて層状に配置されている三次元ネットワーク構造を有する多孔性配位高分子が記載されており、この多孔性配位高分子がガス吸着材（特に、水素吸着材）として利用できることも記載されている。さらに、特開２０１６－１９０１９１号公報（特許文献４）及び特開２０１６－１９３９５７号公報（特許文献５）には、マグネシウムイオン及び２，５－ジヒドロキシテレフタル酸を含有し、ＭＯＦ－７４結晶構造を有し、かつ、細孔内にアルキルアミン、或いは骨格外にカルシウムを含有する多孔性配位高分子が記載されており、この多孔性配位高分子が二酸化炭素吸着材として利用できることも記載されている。
【０００４】
一方、特開２０１９－６４９４２号公報（特許文献６）には、金属イオン等の金属成分とビフェニルジカルボン酸構造を有する多座配位子とを含む多孔性配位高分子が記載されており、この多孔性配位高分子がガス分離装置やガス貯蔵装置におけるガス吸着材として利用できることも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１９６６６８号公報
特開２０１９－１７７３０８号公報
特開２０１９－１７８０７２号公報
特開２０１６－１９０１９１号公報
特開２０１６－１９３９５７号公報
特開２０１９－６４９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の金属有機構造体（多孔性配位高分子）は、水中や酸性溶液中で分解しやすく、耐水性や耐酸性に劣るという問題があった。また、従来の金属有機構造体は、ガス吸着の選択性（例えば、ＣＯ
２
とＣ
２
Ｈ
４
との混合ガスに対するＣＯ
２
吸着の選択性やＮ
２
ＯとＣ
２
Ｈ
４
との混合ガスに対するＮ
２
Ｏ吸着の選択性、ＣＯ
２
とＮ
２
Ｏとの混合ガスに対するＮ
２
Ｏ吸着の選択性）が低く、混合ガスに対するガス分離特性に劣るため、混合ガスから特定のガス成分（例えば、ＣＯ
２
やＮ
２
Ｏ等の地球温暖化ガス（特に、ＣＯ
２
に比べて温暖化係数が高いＮ
２
Ｏ））を十分に分離除去や分離回収することができないという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、金属有機構造体を含有し、耐水性、耐酸性及びガス吸着の選択性に優れた複合材料、及び混合ガスに対するガス分離特性に優れたガス分離材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、従来の金属有機構造体に非多孔性アモルファス配位高分子（アモルファスＮＣＰ（ＮＣＰ＝ｎｏｎｐｏｒｏｕｓｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｐｏｌｙｍｅｒ））を付着させることによって、耐水性、耐酸性及びガス吸着の選択性に優れた複合材料が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は以下の態様を提供する。
【００１０】
［１］金属有機構造体と前記金属有機構造体に付着した非多孔性アモルファス配位高分子とを含有する、複合材料。
（【００１１】以降は省略されています）

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