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公開番号2025147570
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024047886
出願日2024-03-25
発明の名称金属有機構造体、および賦形体
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人
主分類B01J 20/22 20060101AFI20250930BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】金属有機構造体のガス吸脱着のヒステリシスを小さくする技術を提案する。
【解決手段】気体吸着用の金属有機構造体は、金属有機構造体の骨格を主に構成する第1有機配位子と、第1有機配位子と異なる第2有機配位子と、を有し、第1有機配位子および第2有機配位子を構成する原子のうち、電気陰性度が最も高い原子が、少なくとも前記第2有機配位子に含まれる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
気体吸着用の金属有機構造体であって、
前記金属有機構造体の骨格を主に構成する第１有機配位子と、
前記第１有機配位子と異なる第２有機配位子と、
を有し、
前記第１有機配位子および前記第２有機配位子を構成する原子のうち、電気陰性度が最も高い原子が、少なくとも前記第２有機配位子に含まれる、
金属有機構造体。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
請求項１に記載の金属有機構造体であって、
前記第２有機配位子は、酸素原子、および窒素原子の少なくともいずれか一方を、前記第１有機配位子より多く有する、
金属有機構造体。
【請求項３】
請求項１に記載の金属有機構造体であって、
前記第２有機配位子は、－ＣＯＯＨ基および－ＣＯＯ－基の少なくともいずれか一方を、前記第１有機配位子より多く有する、
金属有機構造体。
【請求項４】
請求項１に記載の金属有機構造体であって、
前記金属有機構造体は、構造柔軟性を有するフレキシブル金属有機構造体である、
金属有機構造体。
【請求項５】
請求項４に記載の金属有機構造体であって、
前記気体は、二酸化炭素である、
金属有機構造体。
【請求項６】
請求項４に記載の金属有機構造体であって、
前記金属有機構造体の０．９７５ａｔｍにおける二酸化炭素の飽和吸着量をＡとし、
前記金属有機構造体における前記第２有機配位子に替えて、前記第１有機配位子を有する第２金属有機構造体の０．９７５ａｔｍにおける二酸化炭素の飽和吸着量をＢとした場合に、
（Ａ－Ｂ）／Ａ＜０．１
である、
金属有機構造体。
【請求項７】
請求項４に記載の金属有機構造体であって、
前記金属有機構造体における前記第２有機配位子に替えて、前記第１有機配位子を有する第２金属有機構造体と同等の結晶構造パターンを有する、
金属有機構造体。
【請求項８】
賦形体であって、
請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の金属有機構造体を含む、
賦形体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、金属有機構造体に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、金属イオンと有機物の配位結合を利用して多孔性構造を形成する金属有機構造体が知られている。金属有機構造体は、一般に、ＭＯＦ（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋ）、ＰＣＰ（ＰｏｒｏｕｓＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎＰｏｌｙｍｅｒ）とも呼ばれている。金属有機構造体は、粉末状であるため、実用化のために、賦形化が検討されている（例えば、特許文献１～３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４９８０９１８号公報
特許第６２７２６９６号公報
特許第７２２９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＭＯＦは、ガスや蒸気の吸着材としてＰＳＡ（ＰｒｅｓｓｕｒｅＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）やＴＳＡ（ＴｈｅｒｍａｌＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）を用いたガス・蒸気の吸着・分離システムへの利用が期待されている。ＭＯＦのガス吸脱着のヒステリシスが大きい（ガス吸脱着速度が遅い）と、単位時間あたりの処理量が低下するため、ガス吸脱着システムのサイズが肥大化し、システムコストが上昇する虞がある。
【０００５】
上記特許文献１～３に記載の技術では、金属有機構造体の賦形化のためにバインダを添加しており、バインダの添加により、ガス吸脱着のヒステリシスが大きくなる虞がある。そこで、粉末の金属有機構造体のガス吸脱着のヒステリシスを小さくする技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本開示の一形態によれば、気体吸着用の金属有機構造体が提供される。金属有機構造体は、前記金属有機構造体の骨格を主に構成する第１有機配位子と、前記第１有機配位子と異なる第２有機配位子と、を有し、前記第１有機配位子および前記第２有機配位子を構成する原子のうち、電気陰性度が最も高い原子が、少なくとも前記第２有機配位子に含まれる。
【０００７】
この形態の金属有機構造体によれば、金属有機構造体の骨格を主に構成する第１有機配位子と異なる第２有機配位子を有し、第２有機配位子は第１配位子より多くのガス・蒸気吸着サイトを有するため、ガスの吸脱着のヒステリシスを小さくすることができる。
【０００８】
（２）上記形態の金属有機構造体であって、前記第２有機配位子は、酸素原子、および窒素原子の少なくともいずれか一方を、前記第１有機配位子より多く有してもよい。酸素原子、および窒素原子は、塩基性を示す。金属有機構造体を、例えば、二酸化炭素の吸着材として用いる場合に、二酸化炭素は、塩基性を示す酸素原子や窒素原子と相互作用を行い、金属有機構造体に吸着される。そのため、この形態の金属有機構造体によれば、ガス吸脱着のヒステリシスを小さくすることができる。
【０００９】
（３）上記形態の金属有機構造体であって、前記第２有機配位子は、－ＣＯＯＨ基および－ＣＯＯ－基の少なくともいずれか一方を、前記第１有機配位子より多く有してもよい。－ＣＯＯＨ基および－ＣＯＯ－基は、ガスおよび蒸気の吸着を促進させるため、このようにすると、ガス吸脱着のヒステリシスを、さらに小さくすることができる。
【００１０】
（４）上記形態の金属有機構造体であって、前記金属有機構造体は、構造柔軟性を有するフレキシブル金属有機構造体であってもよい。このようにすると、リジッドな金属有機構造体と比較して、効率的なガス貯蔵や分離を実現することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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