JP5227992B2 - Organometallic complex and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、水素貯蔵材としての機能を営み得る有機金属錯体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an organometallic complex that can function as a hydrogen storage material and a method for producing the same.
燃料電池は、周知のように、アノードに水素等の燃料ガスが供給される一方でカソードに酸素等の酸化剤ガスが供給されて発電する。従って、例えば、燃料電池を搭載した燃料電池車では、水素を充填したガス貯蔵用容器が搭載される。燃料電池車は、酸化剤ガスとしての大気と、前記ガス貯蔵用容器から供給された水素とを反応ガスとして走行する。 As is well known, a fuel cell generates electricity by supplying a fuel gas such as hydrogen to the anode and an oxidant gas such as oxygen to the cathode. Therefore, for example, a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell is equipped with a gas storage container filled with hydrogen. The fuel cell vehicle travels using the atmosphere as an oxidant gas and hydrogen supplied from the gas storage container as a reaction gas.
このことから諒解されるように、ガス貯蔵用容器の水素収容量が大きいほど燃料電池車を長距離にわたって走行させることができる。しかしながら、過度に大きなガス貯蔵用容器を搭載することは、燃料電池車の重量を大きくすることになり、結局、燃料電池の負荷が大きくなるという不具合を招く。この観点から、ガス貯蔵用容器の体積を小さく維持しながら水素収容量を向上させる様々な試みがなされている。 As can be understood from this, the fuel cell vehicle can be run for a longer distance as the hydrogen storage capacity of the gas storage container increases. However, mounting an excessively large gas storage container increases the weight of the fuel cell vehicle, resulting in a problem that the load on the fuel cell increases. From this point of view, various attempts have been made to improve the hydrogen storage capacity while keeping the volume of the gas storage container small.
その一手法として、水素吸蔵合金をはじめとする水素を吸蔵ないし吸着する物質(以下、水素吸蔵材という)を容器内に収容することが試みられている。この種の水素吸蔵材がその分子構造内に水素を取り込むので、容器の容積よりも多量の水素を収容することが可能となる。 As one of the techniques, attempts have been made to accommodate a substance capable of storing or adsorbing hydrogen (hereinafter referred to as a hydrogen storage material) including a hydrogen storage alloy in a container. Since this type of hydrogen storage material takes in hydrogen into its molecular structure, it is possible to accommodate more hydrogen than the volume of the container.
このような水素吸蔵材の好適な例として、有機金属錯体が知られている。すなわち、金属核に対して有機物が結合した化合物である。 An organic metal complex is known as a suitable example of such a hydrogen storage material. That is, a compound in which an organic substance is bonded to a metal nucleus.
有機金属錯体においては、金属核に対して有機物が規則的に結合している。このため、分子構造中に径が比較的均一な細孔が形成されるものもある。この細孔の内壁が、水素を物理的に吸着する部位となる。勿論、水素吸着量が多いものほど好ましい。 In the organometallic complex, organic substances are regularly bonded to the metal nucleus. For this reason, there are some in which pores having a relatively uniform diameter are formed in the molecular structure. The inner wall of the pore is a site that physically adsorbs hydrogen. Of course, the larger the hydrogen adsorption amount, the better.
例えば、非特許文献1では、種々の温度における[Cu3(ベンゼン−1,3,5−トリカルボキシラート)2(H2O)3]n(以下、Cu−BTCとも表記する)の水素吸着特性が報告されている。すなわち、77Kにおいては圧力外挿値で3.6wt%、室温(298K)においては水素圧力が65bar(6.5MPa)で0.35%であり、室温の水素吸着量は0.4wt%よりも少ない、とのことである。
For example, in
しかしながら、例えば、燃料電池車の使用環境温度は、一般的には室温近傍である。従って、この場合、水素貯蔵材としての有機金属錯体の水素の吸着量・放出量は、室温近傍で一層大きいことが好ましい。 However, for example, the operating environment temperature of a fuel cell vehicle is generally around room temperature. Therefore, in this case, it is preferable that the amount of adsorption / release of hydrogen of the organometallic complex as the hydrogen storage material is larger near the room temperature.
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、室温近傍での水素の吸着量・放出量が比較的大きな有機金属錯体及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an organometallic complex having a relatively large amount of hydrogen adsorption / release near room temperature and a method for producing the same.
前記の目的を達成するために、本発明に係る有機金属錯体は、繰り返し単位であるCu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20が複数個互いに結合して形成され、その組成式が[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nで表されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the organometallic complex according to the present invention is formed by bonding a plurality of repeating units of Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 to each other, and the composition formula thereof is It is represented by [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n .
この有機金属錯体は、室温近傍の温度域における水素貯蔵量が比較的大きい。すなわち、例えば、この有機金属錯体を容器に収容することにより、該容器に、多量の水素ガスを収容することが可能となる。 This organometallic complex has a relatively large amount of hydrogen storage in a temperature range near room temperature. That is, for example, by storing this organometallic complex in a container, a large amount of hydrogen gas can be stored in the container.
この場合、該有機金属錯体の単位胞には、24個のCu原子と、20個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートとが含まれる。この単位胞の空間群を、ヘルマン・モーガンの表記法によって表すと、Cmc21である。このことは、[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nの結晶の晶系が斜方晶に属することを意味する。 In this case, the unit cell of the organometallic complex contains 24 Cu atoms and 20 pyridine-3,5-dicarboxylates. This space group of unit cells is expressed as Cmc21 in the Herman Morgan notation. This means that the crystal system of [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n belongs to orthorhombic crystals.
また、この有機金属錯体は、2個のCu原子同士が結合して形成されるCuダイマー単位を複数個有する。該有機金属錯体には、この複数個のCuダイマー単位と、複数個の前記ピリジン−3,5−ジカルボキシラートによって囲繞された空間が多数存在する。この空間の開口径及び内径は数Å、すなわち、10Åに満たないが、この程度であれば、水素分子は進入・進出することが可能である。 Further, this organometallic complex has a plurality of Cu dimer units formed by bonding two Cu atoms. In the organometallic complex, there are many spaces surrounded by the plurality of Cu dimer units and the plurality of the pyridine-3,5-dicarboxylates. The opening diameter and the inner diameter of this space are less than several inches, that is, less than 10 inches, but hydrogen molecules can enter and advance within this range.
しかも、この場合、前記空間の内方にはCu原子、O原子、N原子が臨む。これらは、水素分子の吸着サイトとして有効に機能する。 In addition, in this case, Cu atoms, O atoms, and N atoms face the inside of the space. These function effectively as hydrogen molecule adsorption sites.
また、本発明は、繰り返し単位であるCu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20が複数個互いに結合して形成され、その組成式が[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nで表される有機金属錯体の製造方法であって、
硝酸銅水和物、硝酸銅無水物、酢酸銅一水和物又は酢酸銅無水物と、ピリジン−3,5−ジカルボン酸とを溶媒に溶解して溶液を得る工程と、
前記溶液に対して硝酸を添加する工程と、
前記溶液を50〜140℃で24〜168時間加熱することで、硝酸銅水和物、硝酸銅無水物、酢酸銅一水和物又は酢酸銅無水物と、ピリジン−3,5−ジカルボン酸との反応生成物を得る工程と、
前記反応生成物からゲスト分子を除去する工程と、
を有することを特徴とする。
Further, the present invention is formed by bonding a plurality of repeating units Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 to each other, and the composition formula thereof is [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate). Rat) 20 ] a method for producing an organometallic complex represented by n ,
A step of obtaining a solution by dissolving copper nitrate hydrate, copper nitrate anhydride, copper acetate monohydrate or copper acetate anhydride, and pyridine-3,5-dicarboxylic acid in a solvent;
Adding nitric acid to the solution;
By heating the solution at 50 to 140 ° C. for 24 to 168 hours, copper nitrate hydrate, copper nitrate anhydride, copper acetate monohydrate or copper acetate anhydride, pyridine-3,5-dicarboxylic acid, Obtaining a reaction product of
Removing guest molecules from the reaction product;
It is characterized by having.
このような過程を経ることにより、上記した有機金属錯体、すなわち、室温近傍での温度域における水素貯蔵量が大きな[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nを容易に得ることができる。 Through such a process, the above-described organometallic complex, that is, [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n having a large hydrogen storage amount in the temperature range near room temperature is easily obtained. be able to.
本発明に係る有機金属錯体は、室温近傍の温度域における水素貯蔵量が比較的大きい。このため、該有機金属錯体を容器に収容することにより、該容器に、多量の水素ガスを収容することが可能となる。従って、水素の供給可能時間、ひいては、例えば、燃料電池の運転継続時間の長期化を図ることができる。 The organometallic complex according to the present invention has a relatively large hydrogen storage amount in the temperature range near room temperature. For this reason, by accommodating the organometallic complex in a container, a large amount of hydrogen gas can be accommodated in the container. Accordingly, it is possible to prolong the time during which hydrogen can be supplied and, for example, the operation duration time of the fuel cell.
これにより、例えば、燃料電池車を運転する際の水素の補充頻度を低減することができる。換言すれば、燃料電池車の運転距離を大きくし得る。 Thereby, for example, the frequency of hydrogen replenishment when driving the fuel cell vehicle can be reduced. In other words, the driving distance of the fuel cell vehicle can be increased.
また、本発明に係る有機金属錯体の製造方法によれば、上記した有機金属錯体を容易に得ることができる。 Moreover, according to the manufacturing method of the organometallic complex which concerns on this invention, an above-described organometallic complex can be obtained easily.
以下、本発明に係る有機金属錯体及びその製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the organometallic complex and the method for producing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本実施の形態に係る有機金属錯体は、Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20を繰り返し単位とし、その組成式が[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nで表されるものである。 The organometallic complex according to the present embodiment has Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 as a repeating unit, and the composition formula thereof is [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ]. It is represented by n .
先ず、ピリジン−3,5−ジカルボキシラートの構造につき、該構造を平面的に示した図1を参照して説明する。この図1から諒解されるように、ピリジン−3,5−ジカルボキシラートは、ピリジン環の3−位及び5−位の各々にカルボキシラート基(−COO)が結合することで形成される。なお、ピリジン環の2−位、4−位及び6−位には水素原子(H)が結合し、1−位には窒素原子(N)が存在する。 First, the structure of pyridine-3,5-dicarboxylate will be described with reference to FIG. As can be seen from FIG. 1, pyridine-3,5-dicarboxylate is formed by bonding a carboxylate group (—COO) to each of the 3-position and 5-position of the pyridine ring. A hydrogen atom (H) is bonded to the 2-position, 4-position and 6-position of the pyridine ring, and a nitrogen atom (N) is present at the 1-position.
実際には、ピリジン環には共役結合が含まれるが、図1では共役結合を全て省略している。以降の図面においても同様である。 Actually, the pyridine ring includes a conjugated bond, but all the conjugated bonds are omitted in FIG. The same applies to the subsequent drawings.
[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nは、単位胞の一部を表す図2に示すように、上記のような構造を有するピリジン−3,5−ジカルボキシラート同士がCuを介して立体的に結合することで構成される。ここで、図2中の矢印a、矢印b、矢印cは、それぞれ、前記単位胞におけるa軸、b軸、c軸を意味しており、以降の図面においても同様である。また、図2においては、理解を容易にするべく、立体構造中の(010)面、(001)面のみを代表的に示すとともに、各原子の図示を省略している。 [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n represents a part of the unit cell, and as shown in FIG. 2, pyridine-3,5-dicarboxylate having the structure as described above Is formed by sterically bonding via Cu. Here, arrow a, arrow b, and arrow c in FIG. 2 mean the a-axis, b-axis, and c-axis in the unit cell, respectively, and the same applies to the subsequent drawings. In FIG. 2, only the (010) plane and the (001) plane in the three-dimensional structure are representatively shown for easy understanding, and the illustration of each atom is omitted.
図2中の(010)面に示される構造と、(001)面に示される構造とを対比して諒解されるように、双方の面において、同様の平面構造が形成される。この平面構造につき、(001)面を示す図3を参照して説明する。 A similar planar structure is formed on both sides so that the structure shown on the (010) plane in FIG. 2 is compared with the structure shown on the (001) plane. This planar structure will be described with reference to FIG. 3 showing the (001) plane.
図2及び図3の一点鎖線で囲繞した部分は、2個のCu原子によって形成されるCuダイマー単位を示している。図3から諒解されるように、[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nは、Cuダイマー単位と、ピリジン−3,5−ジカルボキシラートとが矢印b方向(b軸)に沿って交互に連なるとともに、後述する単核Cuと、ピリジン−3,5−ジカルボキシラートとが矢印a方向(a軸)に沿って交互に連なるような平面構造をなす。 The part enclosed with the dashed-dotted line of FIG.2 and FIG.3 has shown the Cu dimer unit formed by two Cu atoms. As understood from FIG. 3, [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n is a dimer unit of Cu and pyridine-3,5-dicarboxylate in the direction of arrow b (b-axis). ) And the mononuclear Cu, which will be described later, and pyridine-3,5-dicarboxylate are alternately arranged along the direction of arrow a (a-axis).
b軸方向に沿う平面構造につき先ず説明すると、上記したように、ピリジン−3,5−ジカルボキシラートは、2個のカルボキシラート基を有する。この中の1個のカルボキシラート基の2個のO原子が、Cuダイマー単位中の2個のCu原子の各々に結合する。一方、残余の1個のカルボキシラート基の2個のO原子は、上記とは別のCuダイマー単位中の2個のCu原子の各々に結合する。 First, the planar structure along the b-axis direction will be described. As described above, pyridine-3,5-dicarboxylate has two carboxylate groups. Two O atoms of one carboxylate group in this bond to each of two Cu atoms in the Cu dimer unit. On the other hand, the two O atoms of the remaining one carboxylate group are bonded to each of two Cu atoms in a Cu dimer unit different from the above.
そして、前記Cuダイマー単位、及び前記別のCuダイマー単位には、別個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートのカルボキシラート基が結合する。 A separate carboxylate group of pyridine-3,5-dicarboxylate is bonded to the Cu dimer unit and the other Cu dimer unit.
すなわち、1個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートは、Cuダイマー単位に結合したカルボキシラート基を介して、別の2個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートと結合する。 That is, one pyridine-3,5-dicarboxylate is bonded to another two pyridine-3,5-dicarboxylates via a carboxylate group bonded to the Cu dimer unit.
次に、a軸方向に沿う平面構造につき説明する。図3から諒解されるように、Cuダイマー単位を介して隣接する2個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートにおいては、3−位同士、5−位同士、又は3−位と5−位が対向する。このため、これら2個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートでは、1−位のNが互いに逆方向に臨む。 Next, a planar structure along the a-axis direction will be described. As can be seen from FIG. 3, in the two pyridine-3,5-dicarboxylates adjacent via the Cu dimer unit, the 3-positions, the 5-positions, or the 3-position and the 5-position Opposite. Therefore, in these two pyridine-3,5-dicarboxylates, the 1-position Ns face each other in opposite directions.
このNには、1個のCu(単核Cu)が結合する。該単核Cuは、さらに、別のピリジン−3,5−ジカルボキシラートのNと結合する。すなわち、1個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートは、カルボキシラート基及びCuダイマー単位を介して結合する別の2個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートとは別個に、N及び単核Cuを介して、また別のピリジン−3,5−ジカルボキシラートと結合する。 One Cu (mononuclear Cu) is bonded to N. The mononuclear Cu is further bonded to N of another pyridine-3,5-dicarboxylate. That is, one pyridine-3,5-dicarboxylate is separated from the other two pyridine-3,5-dicarboxylates linked via the carboxylate group and the Cu dimer unit, separately from N and single. It binds to another pyridine-3,5-dicarboxylate via the core Cu.
結局、6個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートが、4個のCuダイマー単位と、2個の単核Cuとを介して結合することにより、図3に示すように環状体が形成される。この環状体の内方には、孔形状の空間、換言すれば、空洞が形成される。 Eventually, six pyridine-3,5-dicarboxylates are bonded via four Cu dimer units and two mononuclear Cus to form a ring as shown in FIG. The Inside the annular body, a hole-shaped space, in other words, a cavity is formed.
残余の(010)面も図3に示す構造と同様の構造であり、従って、図示及び詳細な説明を省略する。 The remaining (010) plane has the same structure as that shown in FIG. 3, and therefore illustration and detailed description thereof are omitted.
図2から諒解されるように、互いに直交する(010)面の平面構造と、(001)面の平面構造とは、Cuダイマー単位のみを介して結合する。結局、1個のCuダイマー単位に対しては、図4に示すように、4個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートが立体的に配位結合する。 As can be seen from FIG. 2, the planar structure of the (010) plane and the planar structure of the (001) plane that are orthogonal to each other are bonded only through the Cu dimer unit. Eventually, as shown in FIG. 4, four pyridine-3,5-dicarboxylates are sterically coordinated to one Cu dimer unit.
4個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートは、ダイマー単位中のCu−Cu結合軸を中心として、互いに約90°離間している。以下においては、このような配位結合の構成を「Cu2(COO)4パドルホイール構造」とも表記する。 The four pyridine-3,5-dicarboxylates are about 90 ° apart from each other about the Cu—Cu bond axis in the dimer unit. In the following, such a configuration of coordination bond is also referred to as “Cu 2 (COO) 4 paddle wheel structure”.
なお、図3においては、互いに直交する面として、(010)面及び(001)面を代表的に示しているが、例えば、(010)面には、該(010)面の構造中にCuダイマー単位が存在する箇所に、図示を省略した他の面が直交する。換言すれば、全てのCuダイマー単位は、視点をa軸方向とする図5に示すように、Cu2(COO)4パドルホイール構造を形成している。 In FIG. 3, the (010) plane and the (001) plane are representatively shown as planes orthogonal to each other. For example, the (010) plane has a Cu structure in the (010) plane. The other surface (not shown) is orthogonal to the location where the dimer unit exists. In other words, all the Cu dimer units form a Cu 2 (COO) 4 paddle wheel structure as shown in FIG.
すなわち、(010)面には、(001)面に含まれる平面構造と同一の平面構造を含む複数個の面が積層される。同様に、(001)面には、(010)面に含まれる平面構造と同一の平面構造を含む複数個の面が積層される。 That is, a plurality of surfaces including the same planar structure as that included in the (001) plane are stacked on the (010) plane. Similarly, a plurality of surfaces including the same planar structure as that included in the (010) plane are stacked on the (001) plane.
ただし、図6及び図7に示すように、隣接する面同士においては、ピリジン−3,5−ジカルボキシラート同士の位置は合致しない。より詳細には、積層される面を1層、2層、3層……n層と表すとき、ピリジン−3,5−ジカルボキシラートの位置は、奇数層同士、偶数層同士において合致する。 However, as shown in FIGS. 6 and 7, the positions of pyridine-3,5-dicarboxylate do not match between adjacent surfaces. More specifically, when the surface to be laminated is expressed as one layer, two layers, three layers,..., N layers, the positions of pyridine-3,5-dicarboxylate match in odd layers and even layers.
さらに、(010)面に直交する複数個の面、(001)面に直交する複数個の面の双方において、図8及び図9に示すように、偶数層に含まれる平面構造と奇数層に含まれる平面構造とが、ピリジン−3,5−ジカルボキシラートを介して結合する。以下においては、このピリジン−3,5−ジカルボキシラートを架橋PDCと表記する。 Furthermore, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, the planar structure included in the even layer and the odd layer are formed on both the plurality of surfaces orthogonal to the (010) plane and the plurality of surfaces orthogonal to the (001) plane. The contained planar structure is bonded via pyridine-3,5-dicarboxylate. Hereinafter, this pyridine-3,5-dicarboxylate is referred to as a crosslinked PDC.
先ず、(010)面に直交する複数個の面から説明すると、該面中の奇数層(1層、3層)に存在する単核Cuと、偶数層(2層、4層)に存在する単核Cuとが、図8に示すように、架橋PDCのカルボキシラート基中の2個のOを介して結合する。 First, from a plurality of planes orthogonal to the (010) plane, mononuclear Cu existing in odd layers (1 layer, 3 layers) and in even layers (2 layers, 4 layers) in the plane. As shown in FIG. 8, the mononuclear Cu is bonded via two Os in the carboxylate group of the crosslinked PDC.
この図8から諒解されるように、1層と2層を結合する架橋PDCのNは、2層と3層を結合する架橋PDCのNと逆方向に臨む。同様に、2層と3層を結合する架橋PDCのNは、3層と4層を結合する架橋PDCのNと逆方向に臨む。従って、1層と2層を結合する架橋PDCのNと、3層と4層を結合する架橋PDCのNとは同一方向に臨む。 As can be seen from FIG. 8, N of the cross-linked PDC that joins the first and second layers faces in the opposite direction to N of the cross-linked PDC that joins the second and third layers. Similarly, N of the cross-linked PDC that joins the two and three layers faces in the opposite direction to N of the cross-linked PDC that joins the three and four layers. Therefore, N of the cross-linked PDC that joins the first and second layers and the N of the cross-linked PDC that joins the third and fourth layers face in the same direction.
(010)面に直交する複数個の面に含まれる単核Cuは全て、このようにして架橋PDCに結合している。この構造において、架橋PDCのピリジン環は、その平面が(100)面に対して平行となる。 All mononuclear Cu contained in a plurality of planes orthogonal to the (010) plane is bonded to the crosslinked PDC in this way. In this structure, the plane of the pyridine ring of the crosslinked PDC is parallel to the (100) plane.
また、奇数層の単核Cuは、架橋PDCのカルボキシラート基の2つのO原子中、b軸方向において負方向(図8における下方向)に近いO原子と結合する。その一方で、偶数層の単核Cuは、b軸方向において正方向(図8における上方向)に近いO原子と結合する。 In addition, the odd-numbered mononuclear Cu bonds to O atoms close to the negative direction (downward in FIG. 8) in the b-axis direction among the two O atoms of the carboxylate group of the crosslinked PDC. On the other hand, the mononuclear Cu in the even layer is bonded to O atoms close to the positive direction (upward in FIG. 8) in the b-axis direction.
その結果、(010)面に直交する複数個の平面構造に対し、該平面構造内の単核Cuと架橋PDCとで形成される鎖状構造が直交するような構成となる。以下、この鎖状構造を構造Bと呼称する。構造Bは、c軸に対して平行方向に位置する。 As a result, the chain structure formed by the mononuclear Cu and the crosslinked PDC in the planar structure is orthogonal to a plurality of planar structures orthogonal to the (010) plane. Hereinafter, this chain structure is referred to as structure B. The structure B is located in a direction parallel to the c axis.
そして、(001)面に直交する複数個の面では、図9及び図10に示すように、各面中に存在する単核Cuが、構造B中に含まれる架橋PDCを構成するピリジン環の1−位に位置するNに結合する。 In a plurality of planes orthogonal to the (001) plane, as shown in FIGS. 9 and 10, the mononuclear Cu existing in each plane is the pyridine ring constituting the crosslinked PDC contained in the structure B. It binds to N located at the 1-position.
構造B中に存在する架橋PDCは、(010)面に直交する複数個の面中の奇数層に含まれる平面構造と、偶数層に含まれる平面構造とを結合する架橋PDCと同一のものである。換言すれば、構造B中に存在する架橋PDCは、カルボキシラート基によって、(010)面に直交する複数個の面中の奇数層に含まれる平面構造中の単核Cuと、偶数層に含まれる平面構造中の単核Cuとを結合し、且つ、ピリジン環によって、(001)面に直交する複数個の平面構造中の単核Cu同士を結合する。 The cross-linked PDC existing in the structure B is the same as the cross-linked PDC that joins the planar structure included in the odd layers in the plurality of planes orthogonal to the (010) plane and the planar structure included in the even layers. is there. In other words, the cross-linked PDC existing in the structure B is included in the mononuclear Cu in the planar structure included in the odd layers in the plurality of planes orthogonal to the (010) plane and in the even layers by the carboxylate group. The mononuclear Cu in the planar structure is bonded to each other, and the mononuclear Cu in the plurality of planar structures orthogonal to the (001) plane is bonded to each other by the pyridine ring.
図9に示すように、(001)面に直交する複数個の面中の1層と2層を結合する構造B中に存在する架橋PDC分子には、b軸方向に対してピリジン環の1−位に位置するNが正方向に指向するものと、負方向に指向するものとが存在する。 As shown in FIG. 9, the crosslinked PDC molecule existing in the structure B that bonds one layer and two layers in a plurality of planes orthogonal to the (001) plane has 1 of the pyridine ring with respect to the b-axis direction. There are those in which the N-position is oriented in the positive direction and those oriented in the negative direction.
この中、負方向に指向するN原子は、1層の平面構造中の単核Cuと結合する。一方、正方向に指向するN原子は、2層の平面構造中の単核Cuと結合する。換言すれば、(001)面に直交する平面構造の1層と2層の間に、鎖状の構造Bが挟まれている構造が形成される。 Among these, N atoms oriented in the negative direction are bonded to mononuclear Cu in the planar structure of one layer. On the other hand, N atoms oriented in the positive direction are bonded to mononuclear Cu in the two-layer planar structure. In other words, a structure in which a chain structure B is sandwiched between one layer and two layers of a planar structure orthogonal to the (001) plane is formed.
2層及び3層と、構造Bとの関係も同様である。すなわち、2層と3層の間に挟まれた構造Bの中で、負方向に指向するN原子が2層中の単核Cuと結合するとともに、正方向に指向するN原子が3層中の単核Cuと結合する。 The relationship between the second and third layers and the structure B is the same. That is, in the structure B sandwiched between two and three layers, N atoms directed in the negative direction are bonded to mononuclear Cu in the two layers, and N atoms directed in the positive direction are in the three layers. Bonded with mononuclear Cu.
そして、b軸の正方向(図9における上方)に臨むNと結合している単核Cuに対しては、Nに対して点対称となる位置にOが結合する。同様に、b軸の負方向(図9における下方)に臨むNと結合している単核Cuに対しても、Nに対して点対称となる位置にOが結合する。 Then, for mononuclear Cu coupled to N facing the positive direction of the b-axis (upward in FIG. 9), O is coupled to a position that is point-symmetric with respect to N. Similarly, O couple | bonds with the position which becomes point-symmetric with respect to N also about the mononuclear Cu couple | bonded with N which faces the negative direction (downward in FIG. 9) of b-axis.
以上のことから、[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nは、b軸方向に積層された複数個の面(層)を、c軸方向に沿って延在するCu−架橋PDCが架橋した構造であるといえる。 From the above, [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n is a Cu layer extending in the c-axis direction from a plurality of surfaces (layers) stacked in the b-axis direction. -It can be said that crosslinked PDC has a crosslinked structure.
このように構成される有機金属錯体の単位胞には、24個のCu原子と、20個のピリジン−3,5−ジカルボキシラートが含まれる。また、この場合、ヘルマン・モーガンの表記法によって表される該単位胞の空間群は、Cmc21である。このことは、[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nの結晶の晶系が斜方晶に属することを意味する。a軸とb軸との交差角度、b軸とc軸との交差角度、及びc軸とa軸との交差角度は、全て90°である。 The unit cell of the organometallic complex thus configured contains 24 Cu atoms and 20 pyridine-3,5-dicarboxylates. Further, in this case, the space group of the unit cell expressed by the Herman Morgan notation is Cmc21. This means that the crystal system of [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n belongs to orthorhombic crystals. The intersection angle between the a axis and the b axis, the intersection angle between the b axis and the c axis, and the intersection angle between the c axis and the a axis are all 90 °.
なお、機器分析によって計測されたa軸、b軸及びc軸の長さは、それぞれ、23.2〜23.8Å、18.7〜19.3Å、18.4〜19.0Åである。 Note that the lengths of the a-axis, b-axis, and c-axis measured by instrumental analysis are 23.2 to 23.8 mm, 18.7 to 19.3 mm, and 18.4 to 19.0 mm, respectively.
このような構造を有する有機金属錯体は、図3に示すように、(001)面に直交する複数個の面(層)、及び(010)面に直交する複数個の面(層)に、原子が密充填されていない空洞(空間)が存在する。この空洞は開口径及び内径が数Åの孔形状であり、図3から容易に諒解されるように、その内面にはCu原子、O原子、N原子が露呈する。 As shown in FIG. 3, the organometallic complex having such a structure has a plurality of surfaces (layers) orthogonal to the (001) plane and a plurality of surfaces (layers) orthogonal to the (010) plane, There is a cavity (space) in which atoms are not closely packed. This cavity has a hole shape with an opening diameter and an inner diameter of several mm, and as can be easily understood from FIG. 3, Cu atoms, O atoms, and N atoms are exposed on the inner surface.
開口径及び内径が数Åの空洞(孔形状の空間)は、水素分子が進入又は滲出するに十分な寸法である。しかも、該空洞の内面に露呈したCu原子、O原子、N原子は、水素分子の吸着サイトとして有効に機能する。このため、この有機金属錯体は、周囲の水素雰囲気が加圧又は減圧されることに対応し、室温付近の温度領域であっても多量の水素を貯蔵又は放出し得る。 A cavity (a hole-shaped space) having an opening diameter and an inner diameter of several mm is a size sufficient for hydrogen molecules to enter or exude. Moreover, Cu atoms, O atoms, and N atoms exposed on the inner surface of the cavity effectively function as hydrogen molecule adsorption sites. For this reason, this organometallic complex corresponds to the surrounding hydrogen atmosphere being pressurized or depressurized, and can store or release a large amount of hydrogen even in a temperature range near room temperature.
なお、この有機金属錯体は、高い吸着エネルギを示す。このため、特にCuダイマー単位、及び単核Cuの2箇所に水素分子が吸着される。場合によっては、吸着された水素分子が結晶構造の一部をなすこともある。 This organometallic complex exhibits high adsorption energy. For this reason, hydrogen molecules are adsorbed particularly at two locations of the Cu dimer unit and the mononuclear Cu. In some cases, the adsorbed hydrogen molecules may form part of the crystal structure.
次に、この有機金属錯体、すなわち、[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nの製造方法につき説明する。本実施の形態においては、原料成分が溶解した溶液を得る第1工程と、前記溶液に対して硝酸を添加する第2工程と、前記溶液を加熱して前記原料成分同士の反応生成物を得る第3工程と、前記反応生成物からゲスト分子を除去する第4工程とが実施される。 Next, a method for producing this organometallic complex, that is, [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n will be described. In the present embodiment, a first step of obtaining a solution in which raw material components are dissolved, a second step of adding nitric acid to the solution, and heating the solution to obtain a reaction product of the raw material components. A third step and a fourth step of removing guest molecules from the reaction product are performed.
はじめに、第1工程において、原料成分を溶媒に溶解する。 First, in the first step, the raw material components are dissolved in a solvent.
原料成分としては、銅塩と、ピリジン−3,5−ジカルボン酸とが選定される。なお、銅塩は、具体的には、硝酸銅水和物、硝酸銅無水物、酢酸銅一水和物又は酢酸銅無水物のいずれかである。 As raw material components, copper salt and pyridine-3,5-dicarboxylic acid are selected. The copper salt is specifically copper nitrate hydrate, copper nitrate anhydride, copper acetate monohydrate, or copper acetate anhydride.
また、溶媒は、銅塩(硝酸銅水和物、硝酸銅無水物、酢酸銅一水和物又は酢酸銅無水物)、及びピリジン−3,5−ジカルボン酸の双方を溶解可能なものであればよく、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、エタノール、メタノール等を好適な例として挙げることができる。とりわけ、結晶性が高い有機金属錯体を得ることができることから、ジメチルホルムアミドが最も好適である。 The solvent should be capable of dissolving both copper salt (copper nitrate hydrate, copper nitrate anhydride, copper acetate monohydrate or copper acetate anhydride) and pyridine-3,5-dicarboxylic acid. Suitable examples include dimethylformamide, diethylformamide, dimethyl sulfoxide, ethanol, methanol, and the like. In particular, dimethylformamide is most preferable because an organometallic complex having high crystallinity can be obtained.
溶媒に対する銅塩の添加割合は、0.01〜1.0mol%に設定することが好ましく、0.1〜0.5mol%に設定することがより好ましい。一方、溶媒に対するピリジン−3,5−ジカルボン酸の添加割合は、0.01〜3.0mol%に設定することが好ましく、0.2〜1.0mol%に設定することがより好ましい。 The addition ratio of the copper salt to the solvent is preferably set to 0.01 to 1.0 mol%, and more preferably set to 0.1 to 0.5 mol%. On the other hand, the addition ratio of pyridine-3,5-dicarboxylic acid to the solvent is preferably set to 0.01 to 3.0 mol%, and more preferably set to 0.2 to 1.0 mol%.
なお、銅塩の添加割合をピリジン−3,5−ジカルボン酸の添加割合に比して小さくする方が好ましい。この場合、結晶性が高い有機金属錯体を得ることができるようになるからである。 In addition, it is more preferable to make the addition ratio of copper salt small compared with the addition ratio of pyridine-3,5-dicarboxylic acid. This is because an organometallic complex having high crystallinity can be obtained.
このような原料成分が溶解された溶液に対し、次に、第2工程において、硝酸を添加する。硝酸の割合は、溶媒に対して0.0001〜0.5mol%とすることが好ましく、0.001〜0.1mol%とすることがより好ましい。 Next, nitric acid is added to the solution in which the raw material components are dissolved in the second step. The ratio of nitric acid is preferably 0.0001 to 0.5 mol% and more preferably 0.001 to 0.1 mol% with respect to the solvent.
次に、この溶液を密閉容器に収容した後、該密閉容器を密閉する。そして、第3工程において、この密閉容器ごと前記溶液を50〜140℃で24〜168時間加熱する。50℃未満や24時間未満であると、銅塩とピリジン−3,5−ジカルボン酸との反応がさほど進行せず、反応生成物の収量も少なくなる。また、140℃を超える温度で168時間を超える加熱を行っても、反応速度や収量が飽和するので不経済である。第3工程における一層好ましい加熱条件は、70〜90℃、60〜120時間である。 Next, after this solution is contained in a sealed container, the sealed container is sealed. And in a 3rd process, the said solution is heated at 50-140 degreeC for 24 to 168 hours with this airtight container. If it is less than 50 ° C. or less than 24 hours, the reaction between the copper salt and pyridine-3,5-dicarboxylic acid does not proceed so much and the yield of the reaction product is also reduced. Even if heating is performed at a temperature exceeding 140 ° C. for more than 168 hours, the reaction rate and yield are saturated, which is uneconomical. More preferable heating conditions in the third step are 70 to 90 ° C. and 60 to 120 hours.
この加熱により、銅塩とピリジン−3,5−ジカルボン酸とが反応を起こし、結晶性が高い[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nが生成する。なお、加熱方法は特に限定されるものではないが、好適な具体例としてサンドバスが挙げられる。 By this heating, the copper salt reacts with pyridine-3,5-dicarboxylic acid to produce [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n having high crystallinity. In addition, although a heating method is not specifically limited, A sand bath is mentioned as a suitable specific example.
反応生成物である[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nは、上記の空洞(孔形状の空間)等に溶媒分子や水分等をゲスト分子として含むものである。そこで、第4工程において脱ゲスト処理を行い、ゲスト分子を除去する。 [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n , which is a reaction product, contains solvent molecules, moisture, and the like as guest molecules in the above-described cavities (pore-shaped spaces). Therefore, a deguest process is performed in the fourth step to remove guest molecules.
溶媒分子に対する脱ゲスト処理は、以下のようにして行われる。すなわち、先ず、[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nの結晶表面を、上記したような溶媒で洗浄する。これにより未反応の原料成分、すなわち、銅塩(硝酸銅水和物、硝酸銅無水物、酢酸銅一水和物又は酢酸銅無水物)、及びピリジン−3,5−ジカルボン酸が洗浄溶媒中に溶解し、結晶表面から除去される。 The deguest process for the solvent molecules is performed as follows. That is, first, the crystal surface of [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n is washed with a solvent as described above. Thereby, unreacted raw material components, that is, copper salt (copper nitrate hydrate, copper nitrate anhydride, copper acetate monohydrate or copper acetate anhydride), and pyridine-3,5-dicarboxylic acid are contained in the washing solvent. And is removed from the crystal surface.
その後、[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nの結晶を脱水クロロホルムに浸漬する。これにより、空洞中等に存在する溶媒分子が脱水クロロホルムの分子に置換される。 Thereafter, the crystals of [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n are immersed in dehydrated chloroform. As a result, solvent molecules present in the cavity and the like are replaced with dehydrated chloroform molecules.
一晩が経過した後、脱水クロロホルムを新たなものに交換し、さらに、脱水クロロホルムを交換しながら1週間静置する。これにより、溶媒分子の略全量が脱水クロロホルムに置換される。なお、脱水クロロホルムの交換は、1週間中に1〜10回行えばよいが、回数が多いほど前記置換が確実なものとなる。従って、少なくとも5回は交換することが好ましい。 After one night has passed, the dehydrated chloroform is replaced with a new one, and further, the dehydrated chloroform is replaced and left to stand for one week. As a result, almost all of the solvent molecules are replaced with dehydrated chloroform. In addition, although replacement | exchange of dehydrated chloroform should just be performed 1 to 10 times in one week, the said substitution will become more reliable, so that there are many times. Therefore, it is preferable to exchange at least 5 times.
このようにして溶媒分子の脱ゲスト処理を行った後、水分及び脱水クロロホルムの脱ゲスト処理を行う。具体的には、有機金属錯体と脱水クロロホルムを濾過によって分離した後、有機金属錯体に対して減圧下で加熱処理を施す。 Thus, after performing the deguest process of a solvent molecule, the deguest process of a water | moisture content and dehydrated chloroform is performed. Specifically, after separating the organometallic complex and dehydrated chloroform by filtration, the organometallic complex is subjected to heat treatment under reduced pressure.
この際には、圧力が0.013Pa以下の高真空であることが好ましい。このような高真空環境は、例えば、ターボ分子ポンプを用いることで得ることができる。 At this time, the pressure is preferably a high vacuum of 0.013 Pa or less. Such a high vacuum environment can be obtained by using, for example, a turbo molecular pump.
また、好適な加熱温度は40〜300℃であり、一層好適な加熱温度は80〜200℃である。昇温に際しては、昇温速度を1℃/分程度の緩やかなものとすることが好ましい。 Moreover, a suitable heating temperature is 40-300 degreeC, and a more suitable heating temperature is 80-200 degreeC. When raising the temperature, it is preferable that the rate of temperature rise is moderate at about 1 ° C./min.
この減圧加熱処理を1〜7日継続することにより、水分及び脱水クロロホルムが除去され、高純度の[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nの結晶が得られるに至る。 By continuing this reduced-pressure heat treatment for 1 to 7 days, moisture and dehydrated chloroform are removed, and high-purity [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n crystals are obtained.
脱ゲスト処理が終了したCu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nは、大気中に放置すると、水分を吸着して失活する傾向がある。このため、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中で保管することが好ましい。 Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n, which has been subjected to the deguest treatment, tends to deactivate by adsorbing moisture when left in the atmosphere. For this reason, it is preferable to store in an inert gas atmosphere such as argon.
以下、本発明を実施例によって詳述するが、本発明が当該実施例に限定されるものではないことは勿論である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but it is needless to say that the present invention is not limited to the examples.
9.91mlのジメチルホルムアミドに対し、151mgの硝酸銅2.5水和物を先ず添加して溶解させた後、該溶液に対して109mgのピリジン−3,5−ジカルボン酸を添加して溶解させた。さらに、その後、0.09mlの硝酸を添加して十分に撹拌した。 In 9.91 ml of dimethylformamide, 151 mg of copper nitrate 2.5 hydrate was first added and dissolved, and then 109 mg of pyridine-3,5-dicarboxylic acid was added to the solution and dissolved. It was. Furthermore, 0.09 ml of nitric acid was then added and stirred thoroughly.
この溶液を、容積が20mlのバイアル瓶に封入し、該バイアル瓶をサンドバスに埋入して70℃で90時間保持した。これにより、[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nの結晶が生成した。 This solution was sealed in a vial having a volume of 20 ml, and the vial was placed in a sand bath and kept at 70 ° C. for 90 hours. This produced crystals of [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n .
次に、この中から0.05gを秤量し、50mlの脱水ジメチルホルムアミドで洗浄した。さらに、洗浄後の結晶を脱水クロロホルムに浸漬し、この状態で静置した。一晩が経過した後、脱水クロロホルムを新たなものと交換した。この後は24時間おきに1回、脱水クロロホルムを新たなものと交換した。交換は、7回行った。 Next, 0.05 g of this was weighed and washed with 50 ml of dehydrated dimethylformamide. Further, the washed crystal was immersed in dehydrated chloroform and allowed to stand in this state. After one night, dehydrated chloroform was replaced with a new one. Thereafter, the dehydrated chloroform was replaced with a new one once every 24 hours. The exchange was performed 7 times.
一週間が経過した後、濾過を行って脱水クロロホルムと結晶を分離し、結晶を真空加熱処理可能な容器に封入した。この容器内を、ターボ分子ポンプによって0.013Pa以下の高真空とした。その一方で、該容器をマントルヒータで120℃に加熱して2日間保持した。 After one week, filtration was performed to separate dehydrated chloroform and crystals, and the crystals were sealed in a container capable of vacuum heat treatment. The inside of this container was made into a high vacuum of 0.013 Pa or less by a turbo molecular pump. Meanwhile, the container was heated to 120 ° C. with a mantle heater and held for 2 days.
最後に、アルゴン雰囲気としたグローブボックス中で前記容器を分解し、結晶を回収した。 Finally, the container was disassembled in a glove box in an argon atmosphere, and crystals were collected.
脱ゲスト処理前の結晶の倒立顕微鏡写真と、処理後の結晶の走査型電子顕微鏡写真を図11、図12にそれぞれ示す。これら図11及び図12に示されるように、結晶の形状は直方体形状に略近似される。 Inverted micrographs of the crystals before the deguest treatment and scanning electron micrographs of the crystals after the treatment are shown in FIGS. 11 and 12, respectively. As shown in FIGS. 11 and 12, the shape of the crystal is approximately approximated to a rectangular parallelepiped shape.
また、脱ゲスト処理後の結晶につき、一定波長の単色X線ビームを結晶に照射し、様々な方向に回折するX線の方向と強度を測定することで結晶構造を決定した。その結果、図3に示す平面構造が積層し、且つ該平面構造同士が直交した三次元構造であると判断された。なお、この決定に際しては、理学社製のRAXIS−RAPIDを使用するとともに、測定データをコンピュータで解析した。 In addition, the crystal structure was determined by irradiating the crystal with a monochromatic X-ray beam having a constant wavelength and measuring the direction and intensity of X-ray diffracted in various directions. As a result, it was determined that the planar structure shown in FIG. 3 was laminated and the planar structures were orthogonal to each other. In this determination, RAXIS-RAPID manufactured by Rigaku Corporation was used and the measurement data was analyzed by a computer.
さらに、脱ゲスト処理後の結晶につきX線回折測定を行った。結果として得られた実測パターンを図13の上方に示す。なお、図13の下方は[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nの理論パターンであり、これら理論パターンと実測パターンを対比することにより、両者が殆ど一致していることが分かる。この結果は、脱ゲスト処理後の結晶が、図3に示す平面構造が積層し、且つ該平面構造同士が直交した三次元構造であることを支持する。 Further, X-ray diffraction measurement was performed on the crystal after the deguest treatment. The actual measurement pattern obtained as a result is shown in the upper part of FIG. The lower part of FIG. 13 is the theoretical pattern of [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n. By comparing these theoretical pattern and the actual measurement pattern, the two are almost the same. I understand. This result supports that the crystal after the deguest treatment has a three-dimensional structure in which the planar structures shown in FIG. 3 are stacked and the planar structures are orthogonal to each other.
さらに、脱ゲスト処理後の結晶を0.102g、容積型水素圧力−組成等温線図測定装置のサンプルセル内に収容し、測定系の温度を25℃に設定した。続いて、水素ガスを圧力が8.31Mpaとなるまでサンプルセル内に段階的に導入して加圧を行った。この途中の各水素圧力における水素の吸蔵平衡圧力から、水素貯蔵量を算出した。 Furthermore, 0.102 g of the crystal after the deguest treatment was accommodated in a sample cell of a volumetric hydrogen pressure-composition isotherm measurement apparatus, and the temperature of the measurement system was set to 25 ° C. Subsequently, hydrogen gas was introduced into the sample cell stepwise until the pressure reached 8.31 MPa, and pressurization was performed. The amount of hydrogen stored was calculated from the hydrogen storage equilibrium pressure at each hydrogen pressure in the middle.
その後、サンプルセル内の水素圧力が0.006Mpaとなるまで段階的に放出することで減圧を行った。この途中の各水素圧力における水素の放出平衡圧力から水素放出量を算出した。 Then, pressure reduction was performed by discharging in steps until the hydrogen pressure in the sample cell reached 0.006 MPa. The hydrogen release amount was calculated from the hydrogen release equilibrium pressure at each hydrogen pressure in the middle.
得られた結果を、グラフとして図14に示す。このグラフの横軸は、結晶の重量に対する貯蔵水素重量の割合を百分率として示したものであり、縦軸は、サンプルセル内の水素圧力である。 The obtained results are shown as a graph in FIG. The horizontal axis of this graph represents the ratio of the weight of stored hydrogen with respect to the weight of the crystal as a percentage, and the vertical axis represents the hydrogen pressure in the sample cell.
この図14から、[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nの水素貯蔵量・放出量が水素圧力に依存して変化することが分かる。また、水素圧力が8.3MPaであるとき、水素貯蔵量は0.468wt%である。この数値は、前記非特許文献1に記載されたCu−BTCの室温における水素圧力6.5MPa時での水素吸着量0.35%を上回る。
FIG. 14 shows that the amount of hydrogen stored and released from [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n varies depending on the hydrogen pressure. When the hydrogen pressure is 8.3 MPa, the hydrogen storage amount is 0.468 wt%. This numerical value exceeds 0.35% of the hydrogen adsorption amount of Cu-BTC described in
このことから、[Cu24(ピリジン−3,5−ジカルボキシラート)20]nが室温近傍で一層多量の水素を貯蔵することが可能な物質であることが明らかである。 From this, it is clear that [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n is a substance capable of storing a larger amount of hydrogen near room temperature.
Claims (3)
硝酸銅水和物、硝酸銅無水物、酢酸銅一水和物又は酢酸銅無水物と、ピリジン−3,5−ジカルボン酸とを溶媒に溶解して溶液を得る工程と、
前記溶液に対して硝酸を添加する工程と、
前記溶液を50〜140℃で24〜168時間加熱することで、硝酸銅水和物、硝酸銅無水物、酢酸銅一水和物又は酢酸銅無水物と、ピリジン−3,5−ジカルボン酸との反応生成物を得る工程と、
前記反応生成物からゲスト分子を除去する工程と、
を有することを特徴とする有機金属錯体の製造方法。
A plurality of repeating units, Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 , are bonded to each other, and the composition formula is [Cu 24 (pyridine-3,5-dicarboxylate) 20 ] n . A method for producing an organometallic complex represented by:
A step of obtaining a solution by dissolving copper nitrate hydrate, copper nitrate anhydride, copper acetate monohydrate or copper acetate anhydride, and pyridine-3,5-dicarboxylic acid in a solvent;
Adding nitric acid to the solution;
By heating the solution at 50 to 140 ° C. for 24 to 168 hours, copper nitrate hydrate, copper nitrate anhydride, copper acetate monohydrate or copper acetate anhydride, pyridine-3,5-dicarboxylic acid, Obtaining a reaction product of
Removing guest molecules from the reaction product;
The manufacturing method of the organometallic complex characterized by having.
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