JP7414636B2 - Gas adsorbent, method for producing the gas adsorbent, and gas adsorption method - Google Patents
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Description
本発明は、ガス吸着剤、該ガス吸着剤の製造方法およびガス吸着方法に関する。 The present invention relates to a gas adsorbent, a method for producing the gas adsorbent, and a method for gas adsorption.
悪臭ガスや大気汚染の原因となるガスは、公害や健康被害を引き起こすため、悪臭防止法、大気汚染防止法、建築基準法等により規制されている。例えば、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等のアルデヒド系ガスは、シックハウス症候群の原因とされていることから、その除去が強く求められている。これに対し、例えば、特許文献1では、アルデヒド系ガスの吸着剤として、シリカ多孔質体の細孔内にアミノ基及び/又はイミノ基を有する化合物を担持させることが提案されている。
Foul-smelling gases and gases that cause air pollution are regulated by the Offensive Odor Prevention Act, the Air Pollution Control Act, the Building Standards Act, etc. because they cause pollution and health damage. For example, aldehyde gases such as acetaldehyde and formaldehyde are considered to be the cause of sick building syndrome, and there is a strong demand for their removal. On the other hand, for example,
しかし、上記吸着剤では、アルデヒド系ガス以外の悪臭ガスに対する吸着能が十分でない場合がある。 However, the adsorbent described above may not have sufficient adsorption ability for malodorous gases other than aldehyde gases.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、各種ガスに対して優れた吸着能を示し得るガス吸着剤の提供を目的の1つとする。 The present invention has been made to solve the above problems, and one of its objects is to provide a gas adsorbent that can exhibit excellent adsorption ability for various gases.
本発明の1つの局面によれば、ガス吸着剤が提供される。このガス吸着剤は、金属ケイ酸塩を含む多孔質体から構成され、この多孔質体に担持されたアミノ基を有し、1gに含まれる上記アミノ基量は3mmol以下である。
1つの実施形態においては、上記ガス吸着剤のSiO2の含有量は75重量%以下である。
1つの実施形態においては、上記ガス吸着剤のSiO2の含有量は35重量%以上である。
1つの実施形態においては、上記多孔質体はアモルファスの金属ケイ酸塩を含む。
1つの実施形態においては、上記金属ケイ酸塩はケイ酸マグネシウムを含む。
1つの実施形態においては、上記ガス吸着剤1gに含まれる上記アミノ基量は0.1mmol以上である。
1つの実施形態においては、上記ガス吸着剤1gに含まれる上記アミノ基量は2mmol以下である。
1つの実施形態においては、上記ガス吸着剤のBET比表面積は200m2/g以上である。
1つの実施形態においては、上記ガス吸着剤のメソ細孔容積は0.35cm3/g以上である。
1つの実施形態においては、上記ガス吸着剤の全細孔容積は0.4cm3/g以上である。
1つの実施形態においては、上記ガス吸着剤の全細孔容積に対するメソ細孔容積の比(メソ細孔容積/全細孔容積)は0.75以上である。
1つの実施形態においては、上記ガス吸着剤は、BJH法による細孔分布において、細孔径が10nm以下の範囲内に少なくも1つのピークを有する。
According to one aspect of the invention, a gas adsorbent is provided. This gas adsorbent is composed of a porous body containing a metal silicate, and has amino groups supported on the porous body, and the amount of the amino groups contained in 1 g is 3 mmol or less.
In one embodiment, the SiO 2 content of the gas adsorbent is 75% by weight or less.
In one embodiment, the content of SiO 2 in the gas adsorbent is 35% by weight or more.
In one embodiment, the porous body includes an amorphous metal silicate.
In one embodiment, the metal silicate comprises magnesium silicate.
In one embodiment, the amount of amino groups contained in 1 g of the gas adsorbent is 0.1 mmol or more.
In one embodiment, the amount of amino groups contained in 1 g of the gas adsorbent is 2 mmol or less.
In one embodiment, the gas adsorbent has a BET specific surface area of 200 m 2 /g or more.
In one embodiment, the gas adsorbent has a mesopore volume of 0.35 cm 3 /g or more.
In one embodiment, the total pore volume of the gas adsorbent is 0.4 cm 3 /g or more.
In one embodiment, the ratio of mesopore volume to total pore volume (mesopore volume/total pore volume) of the gas adsorbent is 0.75 or more.
In one embodiment, the gas adsorbent has at least one peak in a pore size range of 10 nm or less in the pore distribution determined by the BJH method.
本発明の別の局面によれば、上記ガス吸着剤の製造方法が提供される。この製造方法は、上記金属ケイ酸塩を含む多孔質体の前駆体とアミノ基含有化合物との反応物を含む第1の液を得ること、および、上記第1の液を乾燥すること、を含む。
1つの実施形態においては、上記第1の液をスプレー乾燥法にて乾燥する。
According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing the above gas adsorbent is provided. This manufacturing method includes obtaining a first liquid containing a reaction product of a precursor of a porous body containing the metal silicate and an amino group-containing compound, and drying the first liquid. include.
In one embodiment, the first liquid is dried by a spray drying method.
本発明のさらに別の局面によれば、ガス吸着方法が提供される。このガス吸着方法は、上記ガス吸着剤にガスを接触させることを含む。 According to yet another aspect of the invention, a method of gas adsorption is provided. This gas adsorption method includes bringing a gas into contact with the gas adsorbent.
本発明のさらに別の局面によれば、消臭製品が提供される。この消臭製品は、上記ガス吸着剤を含む。 According to yet another aspect of the invention, a deodorizing product is provided. This deodorizing product contains the gas adsorbent described above.
本発明によれば、金属ケイ酸塩を含む多孔質体にアミノ基を担持させることにより、各種ガスに対する優れた吸着能を具備させ得る。 According to the present invention, by supporting an amino group on a porous body containing a metal silicate, it can be provided with excellent adsorption ability for various gases.
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。 Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.
A.ガス吸着剤
本発明の1つの実施形態におけるガス吸着剤は、金属ケイ酸塩を含む多孔質体から構成され、この多孔質体に担持されたアミノ基を有する。具体的には、本発明の1つの実施形態におけるガス吸着剤は、金属ケイ酸塩を含む多孔質体を担体とし、この担体にアミノ基が担持されて構成される。
A. Gas Adsorbent The gas adsorbent in one embodiment of the present invention is composed of a porous body containing a metal silicate, and has an amino group supported on the porous body. Specifically, the gas adsorbent in one embodiment of the present invention is configured by using a porous body containing a metal silicate as a carrier, and having an amino group supported on the carrier.
上記ガス吸着剤のBET比表面積は、好ましくは200m2/g以上であり、さらに好ましくは300m2/g以上、特に好ましくは400m2/g以上である。このようなBET比表面積であることにより、ガスの吸着サイトを十分に確保し、より高いガス吸着能を有し得る。一方、ガス吸着剤のBET比表面積は、例えば900m2/g以下である。 The BET specific surface area of the gas adsorbent is preferably 200 m 2 /g or more, more preferably 300 m 2 /g or more, particularly preferably 400 m 2 /g or more. With such a BET specific surface area, sufficient gas adsorption sites can be secured and higher gas adsorption ability can be achieved. On the other hand, the BET specific surface area of the gas adsorbent is, for example, 900 m 2 /g or less.
ガス吸着剤のメソ細孔容積は、好ましくは0.35cm3/g以上であり、さらに好ましくは0.4cm3/g以上である。このようなメソ細孔容積であることにより、ガスの吸着サイトを十分に確保し、より高いガス吸着能を有し得る。一方、ガス吸着剤のメソ細孔容積は、例えば1.5cm3/g以下である。なお、メソ細孔容積は、BJH法による細孔分布解析により求められる、直径が1nmから100nmの細孔の細孔容積の積算値である。 The mesopore volume of the gas adsorbent is preferably 0.35 cm 3 /g or more, more preferably 0.4 cm 3 /g or more. With such a mesopore volume, sufficient gas adsorption sites can be secured and higher gas adsorption capacity can be achieved. On the other hand, the mesopore volume of the gas adsorbent is, for example, 1.5 cm 3 /g or less. Note that the mesopore volume is an integrated value of the pore volumes of pores with a diameter of 1 nm to 100 nm, which is determined by pore distribution analysis using the BJH method.
1つの実施形態においては、ガス吸着剤のメソ細孔容積は、好ましくは0.35cm3/g以上、さらに好ましくは0.4cm3/g以上、特に好ましくは0.6cm3/g以上である。 In one embodiment, the mesopore volume of the gas adsorbent is preferably 0.35 cm 3 /g or more, more preferably 0.4 cm 3 /g or more, particularly preferably 0.6 cm 3 /g or more. .
ガス吸着剤の全細孔容積は、好ましくは0.4cm3/g以上であり、さらに好ましくは0.5cm3/g以上である。このような全細孔容積であることにより、ガスの吸着サイトを十分に確保し、より高いガス吸着能を有し得る。一方、ガス吸着剤の全細孔容積は、例えば2.0cm3/g以下である。なお、全細孔容積は、全ての細孔の総容積であり、ガス吸着法における最大相対圧での1点法による最大吸着量から求められる。 The total pore volume of the gas adsorbent is preferably 0.4 cm 3 /g or more, more preferably 0.5 cm 3 /g or more. With such a total pore volume, sufficient gas adsorption sites can be secured and higher gas adsorption capacity can be achieved. On the other hand, the total pore volume of the gas adsorbent is, for example, 2.0 cm 3 /g or less. Note that the total pore volume is the total volume of all pores, and is determined from the maximum adsorption amount by the one-point method at the maximum relative pressure in the gas adsorption method.
1つの実施形態においては、ガス吸着剤の全細孔容積は、好ましくは0.4cm3/g以上、さらに好ましくは0.5cm3/g以上、特に好ましくは0.7cm3/g以上である。 In one embodiment, the total pore volume of the gas adsorbent is preferably 0.4 cm 3 /g or more, more preferably 0.5 cm 3 /g or more, particularly preferably 0.7 cm 3 /g or more. .
上記全細孔容積に対する上記メソ細孔容積の比(メソ細孔容積/全細孔容積)は、好ましくは0.75以上、さらに好ましくは0.8以上、特に好ましくは0.9以上である。このような比であることにより、ガス吸着能(例えば、アルデヒド系ガスに対する)により優れ得る。具体的には、メソ細孔の存在がガス(例えば、アルデヒド系ガス)の吸着に大きく寄与し得る。 The ratio of the mesopore volume to the total pore volume (mesopore volume/total pore volume) is preferably 0.75 or more, more preferably 0.8 or more, particularly preferably 0.9 or more. . With such a ratio, the gas adsorption ability (for example, for aldehyde gases) can be improved. Specifically, the presence of mesopores can greatly contribute to the adsorption of gases (eg, aldehyde gases).
ガス吸着剤は、BJH法による細孔分布において、細孔径が10nm以下の範囲内に少なくも1つのピークを有することが好ましい。このような細孔分布であることにより、ガス吸着能(例えば、アルデヒド系ガスに対する)により優れ得る。 It is preferable that the gas adsorbent has at least one peak in the pore diameter range of 10 nm or less in the pore distribution determined by the BJH method. Such a pore distribution provides superior gas adsorption ability (for example, for aldehyde gases).
ガス吸着剤は、任意の適切な形態とされ得る。1つの実施形態においては、取扱性の観点から、ガス吸着剤は粒状(粉体)とされる。この場合、ガス吸着剤の安息角は、好ましくは25°~40°であり、さらに好ましくは27°~37°である。 The gas adsorbent may be in any suitable form. In one embodiment, the gas adsorbent is in the form of particles (powder) from the viewpoint of ease of handling. In this case, the angle of repose of the gas adsorbent is preferably 25° to 40°, more preferably 27° to 37°.
ガス吸着剤のSiO2の含有量は、例えば75重量%以下であり、好ましくは70重量%以下である。一方、SiO2の含有量は、好ましくは35重量%以上であり、さらに好ましくは40重量%以上、特に好ましくは50重量%以上である。このようなSiO2の含有量によれば、各種ガスに対する吸着能により優れ得る。例えば、後述の金属塩とSiO2とのバランスに優れ(具体的には、金属塩とSiO2との含有比がいずれかに大きく偏ることなく)、各種ガスに対する吸着能により優れ得る。 The content of SiO 2 in the gas adsorbent is, for example, 75% by weight or less, preferably 70% by weight or less. On the other hand, the content of SiO 2 is preferably 35% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, particularly preferably 50% by weight or more. According to such a SiO 2 content, the adsorption ability for various gases can be improved. For example, it has an excellent balance between the metal salt and SiO 2 described below (specifically, the content ratio of the metal salt and SiO 2 is not biased to either side), and has excellent adsorption ability for various gases.
1つの実施形態においては、SiO2の含有量を調整することにより、各種ガスに対する吸着能が制御される。具体的には、吸着させたいガスの種類に応じて、SiO2の含有量を調整する。 In one embodiment, the adsorption capacity for various gases is controlled by adjusting the content of SiO 2 . Specifically, the content of SiO 2 is adjusted depending on the type of gas to be adsorbed.
A-1.多孔質体
上記多孔質体は、金属ケイ酸塩で形成される。多孔質体の金属ケイ酸塩の含有量は、例えば93重量%以上であり、好ましくは95重量%以上、さらに好ましくは97重量%以上である。このような含有量によれば、上記ガス吸着剤に組み合わせる成分、上記ガス吸着剤を用いて得られる各種製品(例えば、消臭製品)等への悪影響を抑制し得る。具体的には、ガス吸着剤に含まれる不純物(例えば、アルカリ塩類)の溶出が抑制される。その結果、不純物の溶出により、ガス吸着剤に組み合わせる成分、ガス吸着剤を用いて得られる各種製品等の物性が悪化するのを抑制し得る。
A-1. Porous Body The porous body is formed of metal silicate. The content of metal silicate in the porous body is, for example, 93% by weight or more, preferably 95% by weight or more, and more preferably 97% by weight or more. According to such a content, an adverse effect on the components combined with the gas adsorbent, various products obtained using the gas adsorbent (for example, deodorizing products), etc. can be suppressed. Specifically, the elution of impurities (eg, alkali salts) contained in the gas adsorbent is suppressed. As a result, it is possible to suppress deterioration of the physical properties of components combined with the gas adsorbent, various products obtained using the gas adsorbent, etc. due to elution of impurities.
上記金属ケイ酸塩は、ケイ酸(SiO2)の金属塩である。金属ケイ酸塩としては、例えば、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸カルシウム、ケイ酸銅、ケイ酸鉄およびこれらの複合体が挙げられる。これらは、単独で、または、2種以上を組み合わせて用い得る。これらの中でも、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムおよびケイ酸亜鉛からなる群から選択される少なくとも1つが好ましく用いられ、さらに好ましくはケイ酸マグネシウムが用いられる。例えば、取扱性に優れ、容易に入手し得るからである。 The metal silicate is a metal salt of silicic acid (SiO 2 ). Examples of metal silicates include magnesium silicate, aluminum silicate, zinc silicate, calcium silicate, copper silicate, iron silicate, and complexes thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, at least one selected from the group consisting of magnesium silicate, aluminum silicate, and zinc silicate is preferably used, and magnesium silicate is more preferably used. For example, it is easy to handle and is easily available.
1つの実施形態においては、上記金属塩とSiO2との含有比(例えば、モル比)を調整することにより、各種ガスに対する吸着能が制御される。具体的には、吸着させたいガスの種類に応じて、金属塩とSiO2との含有比を調整する。 In one embodiment, the adsorption capacity for various gases is controlled by adjusting the content ratio (for example, molar ratio) of the metal salt and SiO 2 . Specifically, the content ratio of the metal salt and SiO 2 is adjusted depending on the type of gas to be adsorbed.
上記金属ケイ酸塩は、例えば、下記一般式(I)で表すことができる。
x(MmOn)・y(SiO2)・z(H2O)・・・(I)
(式(I)中、Mは金属、y/xは0.5以上14以下であり、n/mは1.0または1.5であり、zは0以上5.0以下である。)
The metal silicate can be represented by the following general formula (I), for example.
x(M m O n )・y(SiO 2 )・z(H 2 O)...(I)
(In formula (I), M is a metal, y/x is 0.5 or more and 14 or less, n/m is 1.0 or 1.5, and z is 0 or more and 5.0 or less.)
上記一般式(I)において、Mは、2価または3価の金属を示す。好ましくは、Mは、Mg、Al、Zn、Ca、CuおよびFeからなる群からから選択される1種または2種以上の組み合わせを示す。Mは、Mg、AlおよびZnからなる群から選択される1種または2種以上の組み合わせを示すことが好ましく、さらに好ましくはMgを示す。 In the above general formula (I), M represents a divalent or trivalent metal. Preferably, M represents one or a combination of two or more selected from the group consisting of Mg, Al, Zn, Ca, Cu and Fe. M preferably represents one or a combination of two or more selected from the group consisting of Mg, Al, and Zn, and more preferably represents Mg.
上記一般式(I)において、y/xは、好ましくは1.0以上、より好ましくは2.0以上、さらに好ましくは3.0以上である。一方、y/xは、好ましくは13以下、さらに好ましくは7.5以下である。 In the above general formula (I), y/x is preferably 1.0 or more, more preferably 2.0 or more, and still more preferably 3.0 or more. On the other hand, y/x is preferably 13 or less, more preferably 7.5 or less.
上記一般式(I)において、zは、好ましくは0.5以上、さらに好ましくは1.0以上である。一方、zは、好ましくは4.0以下、さらに好ましくは3.5以下である。 In the above general formula (I), z is preferably 0.5 or more, more preferably 1.0 or more. On the other hand, z is preferably 4.0 or less, more preferably 3.5 or less.
上記多孔質体は、好ましくは、アモルファスの金属ケイ酸塩で形成される。このような形態を採用することにより、例えば、上述の比表面積、細孔容積(特に、メソ細孔容積)、細孔分布を良好に満足させ得る。具体的には、アモルファスの金属ケイ酸塩によれば、一次粒子を非常に小さくすることができる。また、アモルファスの金属ケイ酸塩は、結晶性の金属ケイ酸塩がミクロ細孔を多く有する傾向にあるのに対し、メソ細孔を多く有する傾向にある。ここで、「メソ細孔」は、直径が1nmから100nmの細孔をいう。また、アモルファスであることの確認は、例えば、X線回折装置による測定(XRD測定)により行うことができる。 The porous body is preferably formed of an amorphous metal silicate. By employing such a configuration, for example, the specific surface area, pore volume (especially mesopore volume), and pore distribution described above can be satisfactorily satisfied. Specifically, amorphous metal silicate allows the primary particles to be made very small. Furthermore, amorphous metal silicates tend to have many mesopores, whereas crystalline metal silicates tend to have many micropores. Here, "mesopores" refer to pores with a diameter of 1 nm to 100 nm. Moreover, confirmation that it is amorphous can be performed, for example, by measurement using an X-ray diffraction device (XRD measurement).
A-2.アミノ基
上述のとおり、ガス吸着剤は、上記多孔質体に担持されたアミノ基を有する。アミノ基を有することにより、例えば、アルデヒド系ガスに対する吸着能に優れ得る。具体的には、アルデヒド系ガスはアミノ基と反応して化学吸着され、物理吸着の場合に生じる不具合(例えば、吸着したガスが、温度、圧力等の条件により経時的にガス吸着剤から脱離する)が抑制され得る。なお、物理吸着としては、代表的には、ファンデルワールス力による吸着が挙げられる。
A-2. Amino Group As mentioned above, the gas adsorbent has an amino group supported on the porous body. By having an amino group, for example, the adsorption ability for aldehyde gases can be excellent. Specifically, aldehyde gases react with amino groups and are chemically adsorbed, and problems that occur in the case of physical adsorption (for example, the adsorbed gas may be desorbed from the gas adsorbent over time due to conditions such as temperature and pressure). ) may be suppressed. Note that physical adsorption typically includes adsorption due to van der Waals force.
ガス吸着剤1gに含まれるアミノ基量は、例えば、多孔質体に含まれる金属ケイ酸塩に応じて、適宜、調整され得る。ガス吸着剤1gに含まれるアミノ基量は、例えば0.1mmol以上、好ましくは0.4mmol以上、さらに好ましくは0.8mmol以上である。一方、ガス吸着剤1gに含まれるアミノ基量は、3mmol以下、好ましくは2.5mmol以下、さらに好ましくは2mmol以下、特に好ましくは1.5mmol以下である。このようなアミノ基量であることにより、例えば、上述の比表面積、細孔容積を良好に満足させ得る。なお、アミノ基の担持量は、ケルダール法を用いて測定することができる。 The amount of amino groups contained in 1 g of gas adsorbent can be adjusted as appropriate, for example, depending on the metal silicate contained in the porous body. The amount of amino groups contained in 1 g of gas adsorbent is, for example, 0.1 mmol or more, preferably 0.4 mmol or more, and more preferably 0.8 mmol or more. On the other hand, the amount of amino groups contained in 1 g of gas adsorbent is 3 mmol or less, preferably 2.5 mmol or less, more preferably 2 mmol or less, particularly preferably 1.5 mmol or less. By having such an amount of amino groups, for example, the above-mentioned specific surface area and pore volume can be satisfactorily satisfied. Note that the amount of supported amino groups can be measured using the Kjeldahl method.
1つの実施形態においては、ガス吸着剤1gに含まれるアミノ基量は、2.5mmol以下、好ましくは2mmol以下である。 In one embodiment, the amount of amino groups contained in 1 g of gas adsorbent is 2.5 mmol or less, preferably 2 mmol or less.
アミノ基量を調整することにより、各種ガスに対する吸着能が制御され得る。1つの実施形態においては、アミノ基量を抑えて、担体である多孔質体(例えば、塩基性物質および/または酸性物質)が吸着するガス(例えば、酸性ガスおよび/または塩基性ガス)の量を増加させる。 By adjusting the amount of amino groups, the adsorption ability for various gases can be controlled. In one embodiment, the amount of gas (e.g., acidic gas and/or basic gas) adsorbed by the porous material (e.g., basic substance and/or acidic substance) that is the carrier is reduced by suppressing the amount of amino groups. increase.
代表的には、上記アミノ基は、アミノ基含有化合物を用いて上記多孔質体に担持される。アミノ基含有化合物としては、任意の適切な化合物が用いられ得る。1つの実施形態においては、アミノ基含有化合物として、アミノ基含有珪素化合物が用いられる。 Typically, the amino group is supported on the porous body using an amino group-containing compound. Any suitable compound may be used as the amino group-containing compound. In one embodiment, an amino group-containing silicon compound is used as the amino group-containing compound.
上記アミノ基含有珪素化合物としては、アミノ基、および、上記多孔質体表面の官能基(代表的には、水酸基)に結合し得る官能基を有する化合物(例えば、シランカップリング剤)が好ましく用いられる。このような化合物の具体例としては、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。これらは、単独で、または、2種以上を組み合わせて用い得る。これらの中でも、例えば、コスト面から、3-アミノプロピルトリエトキシシランが好ましく用いられる。 As the amino group-containing silicon compound, a compound (for example, a silane coupling agent) having an amino group and a functional group capable of bonding to a functional group (typically, a hydroxyl group) on the surface of the porous body is preferably used. It will be done. Specific examples of such compounds include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2-(aminoethyl )-3-aminopropyltriethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, N-phenyl -3-aminopropyltrimethoxysilane is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, for example, 3-aminopropyltriethoxysilane is preferably used from the viewpoint of cost.
A-3.製造方法
上記ガス吸着剤の製造方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。1つの実施形態においては、上記ガス吸着剤の製造方法は、上記金属ケイ酸塩を含む多孔質体の前駆体と上記アミノ基含有化合物との反応物を含む第1の液を得ること、および、第1の液を乾燥することを含む。
A-3. Manufacturing method Any suitable method may be employed as the method for manufacturing the gas adsorbent. In one embodiment, the method for producing the gas adsorbent includes obtaining a first liquid containing a reaction product of the precursor of the porous body containing the metal silicate and the amino group-containing compound; , drying the first liquid.
上記金属ケイ酸塩を含む多孔質体の前駆体は、任意の適切な方法により作製され得る。例えば、金属ケイ酸塩を含む多孔質体の前駆体は、金属塩の水溶液とケイ酸アルカリ水溶液とを用いて得られた共沈物である。金属塩としては、好ましくは、硫酸塩、硝酸塩、塩化物等の可溶性金属塩が用いられる。ケイ酸アルカリ水溶液としては、例えば、オルトケイ酸ナトリウム水溶液、メタケイ酸ナトリウム水溶液、ケイ酸ナトリウム水溶液、ケイ酸カリウム水溶液、水ガラスが挙げられる。 The precursor of the porous body containing the metal silicate can be produced by any suitable method. For example, a precursor of a porous body containing a metal silicate is a coprecipitate obtained using an aqueous solution of a metal salt and an aqueous alkali silicate solution. As the metal salt, preferably used are soluble metal salts such as sulfates, nitrates, and chlorides. Examples of the alkali silicate aqueous solution include sodium orthosilicate aqueous solution, sodium metasilicate aqueous solution, sodium silicate aqueous solution, potassium silicate aqueous solution, and water glass.
上記共沈物を得る際(共沈反応の際)、共沈用液を用いてもよい。具体的には、共沈用液(代表的には、水)に、上記金属塩の水溶液と上記ケイ酸アルカリ水溶液を添加して共沈物を得る。共沈用液を用いない場合は、金属塩の水溶液とケイ酸アルカリ水溶液のいずれか一方に、他方の水溶液を添加して共沈物を得る。なお、水溶液の添加の際には、添加される液は攪拌されていることが好ましい。 When obtaining the above-mentioned coprecipitate (during the coprecipitation reaction), a coprecipitation liquid may be used. Specifically, a coprecipitate is obtained by adding the metal salt aqueous solution and the alkali silicate aqueous solution to a coprecipitation liquid (typically water). When a coprecipitation liquid is not used, a coprecipitate is obtained by adding the other aqueous solution to either the metal salt aqueous solution or the alkali silicate aqueous solution. In addition, when adding the aqueous solution, it is preferable that the liquid to be added be stirred.
代表的には、上記共沈反応の際、pH値が調整される。共沈反応の際のpH値は、例えば、用いる金属塩の種類に応じて調整される。具体的には、金属塩がマグネシウムを含む場合、9.0~12.0の範囲内に調整される。金属塩がアルミニウムを含む場合、3.0~5.0の範囲内に調整される。金属塩が亜鉛を含む場合、5.5~7.5の範囲内に調整される。 Typically, the pH value is adjusted during the coprecipitation reaction. The pH value during the coprecipitation reaction is adjusted, for example, depending on the type of metal salt used. Specifically, when the metal salt contains magnesium, it is adjusted within the range of 9.0 to 12.0. When the metal salt contains aluminum, it is adjusted within the range of 3.0 to 5.0. When the metal salt contains zinc, it is adjusted within the range of 5.5 to 7.5.
1つの実施形態においては、上記共沈物に、適宜、脱水、洗浄等の処理を施し、共沈物を分散媒(代表的には、水)に分散させて分散体(懸濁液)とする。分散体は、さらに、加熱処理が施されてもよい。 In one embodiment, the coprecipitate is subjected to appropriate treatments such as dehydration and washing, and the coprecipitate is dispersed in a dispersion medium (typically water) to form a dispersion (suspension). do. The dispersion may further be subjected to heat treatment.
上記分散媒としては、代表的には、水が用いられる。また、上記分散体の加熱温度は、好ましくは60℃~200℃、さらに好ましくは80℃~170℃である。加熱時間としては、例えば2時間~20時間である。 Water is typically used as the dispersion medium. Further, the heating temperature of the dispersion is preferably 60°C to 200°C, more preferably 80°C to 170°C. The heating time is, for example, 2 hours to 20 hours.
上記第1の液の調製に際し、上記アミノ基含有化合物は、予め、溶液または分散液の状態にされていることが好ましい。例えば、上記分散体と、アミノ基含有化合物の溶液または分散液とを混合し、上記金属ケイ酸塩を含む多孔質体の前駆体とアミノ基含有化合物とを反応させることにより、第1の液を得る。 When preparing the first liquid, the amino group-containing compound is preferably in the form of a solution or dispersion in advance. For example, by mixing the dispersion and a solution or dispersion of an amino group-containing compound, and reacting the precursor of the porous body containing the metal silicate with the amino group-containing compound, the first liquid get.
上記第1の液の乾燥方法としては、任意の適切な乾燥方法が採用され得る。好ましくは、スプレー乾燥法が採用される。スプレー乾燥法を採用することにより、例えば、取扱性に優れた乾燥物(ガス吸着剤)を得ることができる。例えば、安息角の低い乾燥物を得ることができる。 Any suitable drying method may be adopted as the method for drying the first liquid. Preferably, a spray drying method is employed. By employing the spray drying method, for example, a dried product (gas adsorbent) that is easy to handle can be obtained. For example, a dry product with a low angle of repose can be obtained.
第1の液の乾燥温度としては、例えば100℃~140℃である。 The drying temperature of the first liquid is, for example, 100°C to 140°C.
第1の液を乾燥することにより、金属ケイ酸塩を含む多孔質体にアミノ基(アミノ基含有化合物)が担持され得る。このような手法によれば、第1の液に含有させた実質的に全てのアミノ基(アミノ基含有化合物)が、金属ケイ酸塩を含む多孔質体に担持され得る。したがって、第1の液のアミノ基含有化合物の含有量を調整することにより、所望の担持量を有するガス吸着剤を得ることができる。 By drying the first liquid, amino groups (amino group-containing compounds) can be supported on the porous body containing the metal silicate. According to such a method, substantially all of the amino groups (amino group-containing compound) contained in the first liquid can be supported on the porous body containing the metal silicate. Therefore, by adjusting the content of the amino group-containing compound in the first liquid, a gas adsorbent having a desired supported amount can be obtained.
A-4.使用方法
本発明の1つの実施形態におけるガス吸着方法は、上記ガス吸着剤を用いる。具体的には、上記ガス吸着剤にガスを接触させることを含む。ガスの接触は、代表的には、上記ガス吸着剤を、フィルター、シート状の製品、塗料、繊維、樹脂成形品等に含有させた状態で行われる。
A-4. Method of Use A gas adsorption method in one embodiment of the present invention uses the above gas adsorbent. Specifically, it includes bringing a gas into contact with the gas adsorbent. Gas contact is typically carried out with the gas adsorbent contained in a filter, sheet-like product, paint, fiber, resin molded product, or the like.
上記接触させるガスは、各種悪臭ガスを含み得る。悪臭ガスとしては、例えば、アルデヒド系ガス(例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド)等の中性悪臭ガス;酢酸、硫化水素、メルカプタン類等の酸性悪臭ガス;アンモニア、アミン類(例えば、トリメチルアミン)等の塩基性悪臭ガスが挙げられる。 The gas to be contacted may contain various malodorous gases. Examples of malodorous gases include neutral malodorous gases such as aldehyde gases (e.g. formaldehyde, acetaldehyde); acidic malodorous gases such as acetic acid, hydrogen sulfide, and mercaptans; basic malodorous gases such as ammonia and amines (e.g. trimethylamine). Examples include foul-smelling gas.
上記ガス吸着剤によれば、各種ガスに対する優れた吸着能を示し得る。具体的には、上記アルデヒド系ガスに加えて、酸性悪臭ガスおよび/または塩基性悪臭ガスに対して優れた吸着能を示し得る。 The gas adsorbent can exhibit excellent adsorption ability for various gases. Specifically, in addition to the above-mentioned aldehyde gases, it can exhibit excellent adsorption ability for acidic malodorous gases and/or basic malodorous gases.
上記ガス吸着剤によれば、例えば、上述の金属ケイ酸塩の組成、アミノ基量、比表面積、細孔等の各種特性等を調整することにより、各種ガスに対する吸着能を制御し得る。具体的には、アルデヒド系ガスに対する吸着能と、酸性ガスおよび/または塩基性ガスに対する吸着能とを制御し得る。なお、比表面積および細孔は、例えば、金属ケイ酸塩の製造方法によって制御され得る。 According to the gas adsorbent, the adsorption ability for various gases can be controlled by, for example, adjusting various properties such as the composition, amount of amino groups, specific surface area, and pores of the metal silicate. Specifically, the adsorption capacity for aldehyde gases and the adsorption capacity for acidic gases and/or basic gases can be controlled. Note that the specific surface area and pores can be controlled, for example, by the method for producing the metal silicate.
上記ガス吸着剤によれば、例えば、構成の異なる吸着剤を2種以上混合して各種ガスを吸着させる場合に比べて、吸着特性および品質面における均一性に優れ得る。 According to the gas adsorbent, for example, compared to a case where two or more types of adsorbents with different configurations are mixed to adsorb various gases, uniformity in adsorption characteristics and quality can be excellent.
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[実施例1-1]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(1.36mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.55mol/L、SiO2:1.73mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは10.4であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を90℃にて2時間加熱しながら撹拌した。
[Example 1-1]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (1.36 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.55 mol/L, SiO 2 : 1.73 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 10.4.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 90° C. for 2 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:292g/L)1Lを室温で撹拌しながら、これに、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBE-903」)の5wt%水溶液を650mL注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):3.69)を含む乾燥物を得た。
While stirring 1 L of the above heated and stirred suspension (solid content concentration: 292 g/L) at room temperature, 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-903") was added to it. 650 mL of 5 wt % aqueous solution was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 3.69).
[実施例1-2]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(1.36mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.55mol/L、SiO2:1.73mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは10.4であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を90℃にて2時間加熱しながら撹拌した。
[Example 1-2]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (1.36 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.55 mol/L, SiO 2 : 1.73 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 10.4.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 90° C. for 2 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:292g/L)700mLを室温で撹拌しながら、これに、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBE-903」)の5wt%水溶液を1.02L注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):3.81)を含む乾燥物を得た。
While stirring 700 mL of the above heated and stirred suspension (solid content concentration: 292 g/L) at room temperature, 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-903") was added to it. 1.02 L of 5 wt % aqueous solution was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 3.81).
[比較例1]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(1.36mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.55mol/L、SiO2:1.73mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは10.4であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を90℃にて2時間加熱しながら撹拌した。
その後、懸濁液を脱水・水洗した後、熱風乾燥器で15時間乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):3.58)を含む乾燥物を得た。
[Comparative example 1]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (1.36 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.55 mol/L, SiO 2 : 1.73 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 10.4.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 90° C. for 2 hours.
Thereafter, the suspension was dehydrated and washed with water, and then dried in a hot air dryer for 15 hours to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 3.58). Obtained.
[実施例2-1]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(1.36mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.55mol/L、SiO2:1.73mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは10.3であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を90℃にて2時間加熱しながら撹拌した。
[Example 2-1]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (1.36 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.55 mol/L, SiO 2 : 1.73 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 10.3.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 90° C. for 2 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:293g/L)1Lを室温で撹拌しながら、これに、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBM-603」)の5wt%水溶液を650mL注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):3.59)を含む乾燥物を得た。
While stirring 1 L of the above heated and stirred suspension (solid concentration: 293 g/L) at room temperature, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 650 mL of a 5 wt % aqueous solution of "KBM-603" (manufactured by KBM-603) was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 3.59).
[実施例2-2]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(1.36mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.55mol/L、SiO2:1.73mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは10.3であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を90℃にて2時間加熱しながら撹拌した。
[Example 2-2]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (1.36 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.55 mol/L, SiO 2 : 1.73 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 10.3.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 90° C. for 2 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:293g/L)700mLを室温で撹拌しながら、これに、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBM-603」)の5wt%水溶液を1.03L注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):3.87)を含む乾燥物を得た。
N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added to 700 mL of the above heated and stirred suspension (solid concentration: 293 g/L) while stirring at room temperature. 1.03 L of a 5 wt % aqueous solution of "KBM-603" (manufactured by KBM-603) was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 3.87).
[比較例2-1]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(1.36mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.55mol/L、SiO2:1.73mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは10.3であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を90℃にて2時間加熱しながら撹拌した。
その後、懸濁液を脱水・水洗した後、熱風乾燥器で15時間乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):3.64)を含む乾燥物を得た。
[Comparative example 2-1]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (1.36 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.55 mol/L, SiO 2 : 1.73 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 10.3.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 90° C. for 2 hours.
Thereafter, the suspension was dehydrated and washed with water, and then dried in a hot air dryer for 15 hours to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 3.64). Obtained.
[比較例2-2]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(1.36mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.55mol/L、SiO2:1.73mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは10.3であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を90℃にて2時間加熱しながら撹拌した。
[Comparative example 2-2]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (1.36 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.55 mol/L, SiO 2 : 1.73 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 10.3.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 90° C. for 2 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:293g/L)350mLを室温で撹拌しながら、これに、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBM-603」)の5wt%水溶液を1.37L注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):3.77)を含む乾燥物を得た。
N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 1.37 L of a 5 wt % aqueous solution of ``KBM-603'' (manufactured by Kogyo Co., Ltd.) was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 3.77).
[実施例3]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(1.36mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.55mol/L、SiO2:1.73mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは10.5であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を120℃にて15時間加熱しながら撹拌した。
[Example 3]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (1.36 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.55 mol/L, SiO 2 : 1.73 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 10.5.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 120° C. for 15 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:313g/L)500mLを室温で撹拌しながら、これに、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBE-903」)の5wt%水溶液を780mL注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):3.95)を含む乾燥物を得た。
While stirring 500 mL of the above heated and stirred suspension (solid content concentration: 313 g/L) at room temperature, 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-903") was added to it. 780 mL of 5 wt % aqueous solution was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 3.95).
[比較例3]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(1.36mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.55mol/L、SiO2:1.73mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは10.5であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を120℃にて15時間加熱しながら撹拌した。
その後、懸濁液を脱水・水洗した後、熱風乾燥器で15時間乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):3.61)を含む乾燥物を得た。
[Comparative example 3]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (1.36 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.55 mol/L, SiO 2 : 1.73 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 10.5.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 120° C. for 15 hours.
Thereafter, the suspension was dehydrated and washed with water, and then dried in a hot air dryer for 15 hours to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 3.61). Obtained.
[実施例4]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(0.45mol/L)とケイ酸ソーダ水溶液(Na2O:0.6mol/L、SiO2:0.95mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは11.2であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を180℃にて15時間加熱しながら撹拌した。
[Example 4]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (0.45 mol/L) and a sodium silicate aqueous solution (Na 2 O: 0.6 mol/L, SiO 2 : 0.95 mol/L) were added thereto. were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 11.2.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 180° C. for 15 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:148g/L)700mLを室温で撹拌しながら、これに、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBE-903」)の5wt%水溶液を520mL注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):2.11)を含む乾燥物を得た。
While stirring 700 mL of the above heated and stirred suspension (solid content concentration: 148 g/L) at room temperature, 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-903") was added to it. 520 mL of 5 wt % aqueous solution was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 2.11).
[比較例4]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(0.45mol/L)とケイ酸ソーダ水溶液(Na2O:0.6mol/L、SiO2:0.95mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは11.2であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を180℃にて15時間加熱しながら撹拌した。
その後、懸濁液を脱水・水洗した後、熱風乾燥器で15時間乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):1.83)を含む乾燥物を得た。
[Comparative example 4]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a magnesium sulfate aqueous solution (0.45 mol/L) and a sodium silicate aqueous solution (Na 2 O: 0.6 mol/L, SiO 2 : 0.95 mol/L) were added thereto. were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 11.2.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 180° C. for 15 hours.
Thereafter, the suspension was dehydrated and washed with water, and then dried in a hot air dryer for 15 hours to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 1.83). Obtained.
[実施例5]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(0.79mol/L)630mLと硫酸(1.86mol/L)242mLとの混合液と、3号水ガラス水溶液(Na2O:0.57mol/L、SiO2:1.8mol/L)1.744Lとを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは9.7であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を90℃にて2時間加熱しながら撹拌した。
[Example 5]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a mixed solution of 630 mL of magnesium sulfate aqueous solution (0.79 mol/L) and 242 mL of sulfuric acid (1.86 mol/L) and No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 1.744 L of O: 0.57 mol/L, SiO 2 : 1.8 mol/L) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 9.7.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 90° C. for 2 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:132g/L)500mLを室温で撹拌しながら、これに、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBE-903」)の5wt%水溶液を330mL注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):7.79)を含む乾燥物を得た。
While stirring 500 mL of the above heated and stirred suspension (solid content concentration: 132 g/L) at room temperature, 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-903") was added to it. 330 mL of 5 wt % aqueous solution was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 7.79).
[実施例6]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸マグネシウム水溶液(2.18mol/L)1.377Lとオルトケイ酸ソーダ水溶液(Na2O:2mol/L、SiO2:1mol/L)1.5Lとを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは10.6であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を90℃にて2時間加熱しながら撹拌した。
[Example 6]
While stirring the ion-exchanged water in a reaction vessel, 1.377 L of a magnesium sulfate aqueous solution (2.18 mol/L) and 1.377 L of a sodium orthosilicate aqueous solution (Na 2 O: 2 mol/L, SiO 2 : 1 mol/L) were added. .5L was added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 10.6.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 90° C. for 2 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:156g/L)500mLを室温で撹拌しながら、これに、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBE-903」)の5wt%水溶液を390mL注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸マグネシウム化合物(モル比(SiO2/MgO):0.65)を含む乾燥物を得た。
While stirring 500 mL of the above heated and stirred suspension (solid content concentration: 156 g/L) at room temperature, 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-903") was added to it. 390 mL of 5 wt % aqueous solution was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated magnesium silicate compound (molar ratio (SiO 2 /MgO): 0.65).
[比較例5]
シリカゲル(富士フイルム和光純薬株式会社製、「ワコーゲルC-500HG」、5~20μm破砕状)100gをイオン交換水500mLに懸濁させて懸濁液を得た。
得られた懸濁液を室温で撹拌しながら、これに、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBE-903」)の5wt%水溶液を500mL注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸化合物を含む乾燥物を得た。
[Comparative example 5]
A suspension was obtained by suspending 100 g of silica gel (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., "Wako Gel C-500HG", 5-20 μm crushed) in 500 mL of ion-exchanged water.
While stirring the resulting suspension at room temperature, 500 mL of a 5 wt% aqueous solution of 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-903") was added.
Next, the suspension was spray dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated silicic acid compound.
[実施例A-1]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸アルミニウム水溶液(0.16mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.8mol/L、SiO2:2.53mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは4であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を95℃にて4時間加熱しながら撹拌した。
[Example A-1]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, an aluminum sulfate aqueous solution (0.16 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.8 mol/L, SiO 2 : 2.53 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 4.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 95° C. for 4 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:113g/L)1Lを室温で撹拌しながら、これに、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBE-903」)の5wt%水溶液を1.22L注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸アルミニウム化合物(モル比(SiO2/Al2O3):12.7)を含む乾燥物を得た。
While stirring 1 L of the above heated and stirred suspension (solid content concentration: 113 g/L) at room temperature, 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-903") was added to it. 1.22 L of 5 wt % aqueous solution was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrous aluminum silicate compound (molar ratio (SiO 2 /Al 2 O 3 ): 12.7).
[実施例A-2]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸アルミニウム水溶液(0.16mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.8mol/L、SiO2:2.53mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは4であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を95℃にて4時間加熱しながら撹拌した。
[Example A-2]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, an aluminum sulfate aqueous solution (0.16 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.8 mol/L, SiO 2 : 2.53 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 4.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 95° C. for 4 hours.
上記加熱攪拌後の懸濁液(固形分濃度:113g/L)700mLを室温で撹拌しながら、これに、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBE-903」)の5wt%水溶液を1.58L注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸アルミニウム化合物(モル比(SiO2/Al2O3):12.8)を含む乾燥物を得た。
While stirring 700 mL of the above heated and stirred suspension (solid content concentration: 113 g/L) at room temperature, 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-903") was added to it. 1.58 L of 5 wt % aqueous solution was added.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrous aluminum silicate compound (molar ratio (SiO 2 /Al 2 O 3 ): 12.8).
[比較例A-1]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、硫酸アルミニウム水溶液(0.16mol/L)と3号水ガラス水溶液(Na2O:0.8mol/L、SiO2:2.53mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは4であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させ、得られた懸濁液を95℃にて4時間加熱しながら撹拌した。
その後、懸濁液を脱水・水洗した後、熱風乾燥器で15時間乾燥して、非晶質の含水ケイ酸アルミニウム化合物(モル比(SiO2/Al2O3):10.3)を含む乾燥物を得た。
[Comparative example A-1]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, an aluminum sulfate aqueous solution (0.16 mol/L) and a No. 3 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.8 mol/L, SiO 2 : 2.53 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 4.
The resulting coprecipitate was dehydrated and washed with water, then resuspended in ion-exchanged water, and the resulting suspension was stirred while heating at 95° C. for 4 hours.
Thereafter, the suspension was dehydrated and washed with water, and then dried in a hot air dryer for 15 hours to form a solution containing an amorphous hydrated aluminum silicate compound (molar ratio (SiO 2 /Al 2 O 3 ): 10.3). A dried product was obtained.
[実施例B-1]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、塩化亜鉛水溶液(0.4mol/L)と1号水ガラス水溶液(Na2O:0.4mol/L、SiO2:0.84mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは6.2であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、イオン交換水に再懸濁させた。
[Example B-1]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a zinc chloride aqueous solution (0.4 mol/L) and a No. 1 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.4 mol/L, SiO 2 : 0.84 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 6.2.
The obtained coprecipitate was dehydrated and washed with water, and then resuspended in ion-exchanged water.
上記懸濁液(固形分濃度:194g/L)500mLを室温で撹拌しながら、これに、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBE-903」)の5wt%水溶液を485mL注加した。
次いで、懸濁液をスプレー乾燥して、非晶質の含水ケイ酸亜鉛化合物(モル比(SiO2/ZnO):2.3)を含む乾燥物を得た。
While stirring 500 mL of the above suspension (solid content concentration: 194 g/L) at room temperature, a 5 wt% aqueous solution of 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBE-903") was added. 485 mL was injected.
Next, the suspension was spray-dried to obtain a dried product containing an amorphous hydrated zinc silicate compound (molar ratio (SiO 2 /ZnO): 2.3).
[比較例B-1]
反応容器中でイオン交換水を攪拌しつつ、ここに、塩化亜鉛水溶液(0.4mol/L)と1号水ガラス水溶液(Na2O:0.4mol/L、SiO2:0.84mol/L)とを同時に注加し、共沈反応させた。共沈反応時の温度は30℃であり、pHは6.2であった。
得られた共沈物を、脱水・水洗した後、熱風乾燥器で15時間乾燥して、非晶質の含水ケイ酸亜鉛化合物(モル比(SiO2/ZnO):2.22)を含む乾燥物を得た。
[Comparative example B-1]
While stirring the ion-exchanged water in the reaction vessel, a zinc chloride aqueous solution (0.4 mol/L) and a No. 1 water glass aqueous solution (Na 2 O: 0.4 mol/L, SiO 2 : 0.84 mol/L) were added thereto. ) were added at the same time to cause a coprecipitation reaction. The temperature during the coprecipitation reaction was 30°C, and the pH was 6.2.
The obtained coprecipitate was dehydrated and washed with water, and then dried in a hot air dryer for 15 hours to obtain a dry product containing an amorphous hydrated zinc silicate compound (molar ratio (SiO 2 /ZnO): 2.22). I got something.
<評価>
各実施例および比較例で得られた乾燥物について、下記に示す項目の評価を行った。参考例として、活性炭(和光純薬工業株式会社製、破砕状、0.2~1mm)および活性白土(和光純薬工業株式会社製、主成分:モンモリロナイト)についても同様の評価を行った。
評価結果を表1から表3にまとめる。
<Evaluation>
The dried products obtained in each Example and Comparative Example were evaluated on the following items. As reference examples, activated carbon (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., crushed form, 0.2 to 1 mm) and activated clay (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., main component: montmorillonite) were also evaluated in the same manner.
The evaluation results are summarized in Tables 1 to 3.
<評価項目>
1.乾燥物1gに含まれるアミノ基量
ケルダール法により窒素含有量を定量することで、アミノ基量を求めた。窒素含有量は、硫酸と分解剤(硫酸カリウム/硫酸銅混合粉末)を用いて乾燥物を加熱分解し、乾燥物に含まれる窒素を硫酸アンモニウムに変換した後、これに、水酸化ナトリウム水溶液を加えてアルカリ性として蒸留し、発生したアンモニアをホウ酸水溶液に捕集し、滴定により求めた。
2.比表面積
マイクロトラック・ベル株式会社の「BELsorp-max」で測定した。具体的には、窒素ガスを用いた定容量式ガス吸着法で測定し、BET多点法による解析で比表面積を求めた。なお、比表面積の測定にあたり、乾燥物の前処理として、105℃で1時間の真空脱気を行った。
3.全細孔容積
マイクロトラック・ベル株式会社の「BELsorb-max」で測定した。具体的には、窒素ガスを用いた定容量式ガス吸着法で測定し、最大相対圧での1点法による最大吸着量から全細孔容積を求めた。なお、全細孔容積の測定にあたり、乾燥物の前処理として、105℃で1時間の真空脱気を行った。
4.メソ細孔容積
マイクロトラック・ベル株式会社の「BELsorb-max」で測定した。具体的には、窒素ガスを用いた定容量式ガス吸着法で測定し、BJH法による細孔分布解析でメソ細孔容積(直径が1nmから100nmの細孔の積算細孔容積)を求めた。なお、メソ細孔容積の測定にあたり、乾燥物の前処理として、105℃で1時間の真空脱気を行った。
5.SiO2の含有量
重量法にて測定した。具体的には、乾燥物を塩酸と過塩素酸を用いて蒸発乾固し、残留物を濾紙にて濾別して十分に水洗後、残留物を濾紙と共に磁性るつぼに入れ、加熱して燃焼炭化し、次いで950℃で強熱し、冷却後の質量を測定しSiO2の含有量(重量%)を求めた。
なお、上記モル比は、上記SiO2の含有量をモル換算した値を、MmOnの含有量をモル換算した値で除した値である。ここで、MmOnの含有量は、キレート滴定法により求めた。具体的には、乾燥物に塩酸を加えて加熱溶解させ、残留物を濾紙にて濾別して十分に水洗し、この洗液と濾液とを合わせ、これをイオン交換水にて希釈後、キレート滴定法にて金属塩濃度を測定し、MmOnの含有量を求めた。
6.ガス吸着能(吸着率)
(1)アセトアルデヒド
乾燥物30mgを入れた1Lのテドラバッグ(GLサイエンス社、「スマートバッグPA」)に、100ppmのアセトアルデヒドガス(被検ガス)を充填し、1、60、120分間放置して吸着試験を行った後、テドラバッグ中の残留被検ガス1mlをガクロマトグラフ(島津製作所製、「GC-2014」)に導入して残留被検ガス濃度を測定した。吸着率は、下記式(1)により算出した。
吸着率={(吸着試験前の被検ガス濃度―吸着試験後の被検ガス濃度)/吸着試験前の被検ガス濃度}×100・・・式(1)
なお、ガスクロマトグラフによる測定条件は、下記のとおりである。
・キャリヤーガス:N2、50ml/min
・検出器:FID検出器
・カラムオーブン温度:130℃
・試料気化室温度:200℃
・検出器温度:200℃
・カラム:SHIMADZU GlassColum FFAP+H3PO4を使用
(2)トリメチルアミン
乾燥物30mgを入れた1Lのテドラバッグに、200ppmのトリメチルアミンガス(被検ガス)を充填し、1、60、120分間放置して吸着試験を行った後、テドラバッグ中の残留被検ガス1mlをガクロマトグラフに導入して残留被検ガス濃度を測定し、上記式(1)により吸着率を算出した。
なお、ガスクロマトグラフによる測定条件は、下記のとおりである。
・キャリヤーガス:N2、50ml/min
・検出器:FID検出器
・カラムオーブン温度:80℃
・試料気化室温度:130℃
・検出器温度:130℃
・カラム:SHIMADZU GlassColum Diglycerol+TetraehylenePentamine+KOHを使用
(3)アンモニア
乾燥物30mgを入れた1Lのテドラバッグに、200ppmのアンモニアガス(被検ガス)を充填し、1、60、120分間放置して吸着試験を行った後、テドラバッグ中の残留被検ガス濃度をガス検知管(ガステック社製、「3La」)で測定し、上記式(1)により吸着率を算出した。
(4)酢酸
乾燥物30mgを入れた1Lのテドラバッグに、100ppmの酢酸ガス(被検ガス)を充填し、1、60、120分間放置して吸着試験を行った後、テドラバッグ中の残留被検ガス1mlをガクロマトグラフに導入して残留被検ガス濃度を測定し、上記式(1)により吸着率を算出した。
なお、ガスクロマトグラフによる測定条件は、下記のとおりである。
・キャリヤーガス:N2、60ml/min
・検出器:FID検出器
・カラムオーブン温度:150℃
・試料気化室温度:200℃
・検出器温度:200℃
・カラム:SHIMADZU GlassColum FFAP+H3PO4を使用
(5)硫化水素
乾燥物30mgを入れた1Lのテドラバッグに、100ppmの硫化水素ガス(被検ガス)を充填し、1、60、120分間放置して吸着試験を行った後、テドラバッグ中の残留被検ガス1mlをガクロマトグラフに導入して残留被検ガス濃度を測定し、上記式(1)により吸着率を算出した。
なお、ガスクロマトグラフによる測定条件は、下記のとおりである。
・キャリヤーガス:N2、50ml/min
・検出器:FPD検出器
・カラムオーブン温度:60℃
・試料気化室温度:130℃
・検出器温度:130℃
・カラム:SHIMADZU GlassColumbeββ’-OxyDiPropionNitrilを使用
<Evaluation items>
1. Amount of amino groups contained in 1 g of dry product The amount of amino groups was determined by quantifying the nitrogen content using the Kjeldahl method. The nitrogen content is determined by thermally decomposing the dried material using sulfuric acid and a decomposing agent (potassium sulfate/copper sulfate mixed powder), converting the nitrogen contained in the dried material into ammonium sulfate, and then adding an aqueous sodium hydroxide solution to this. The ammonia generated was collected in an aqueous boric acid solution and determined by titration.
2. Specific surface area Measured using "BELsorp-max" manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd. Specifically, it was measured by a constant volume gas adsorption method using nitrogen gas, and the specific surface area was determined by analysis using the BET multipoint method. In addition, in measuring the specific surface area, vacuum deaeration was performed at 105° C. for 1 hour as a pretreatment of the dried material.
3. Total pore volume Measured using "BELsorb-max" manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd. Specifically, it was measured by a constant volume gas adsorption method using nitrogen gas, and the total pore volume was determined from the maximum adsorption amount by a one-point method at the maximum relative pressure. In addition, in measuring the total pore volume, vacuum deaeration was performed at 105° C. for 1 hour as a pretreatment of the dried material.
4. Mesopore volume was measured using "BELsorb-max" manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd. Specifically, it was measured by a constant volume gas adsorption method using nitrogen gas, and the mesopore volume (integrated pore volume of pores with a diameter of 1 nm to 100 nm) was determined by pore distribution analysis using the BJH method. . In addition, in measuring the mesopore volume, vacuum deaeration was performed at 105° C. for 1 hour as a pretreatment of the dried material.
5. Content of SiO 2 Measured by gravimetric method. Specifically, the dried product is evaporated to dryness using hydrochloric acid and perchloric acid, the residue is filtered through a filter paper and thoroughly washed with water, and then the residue is placed in a magnetic crucible together with the filter paper and heated to burn and carbonize. Then, it was ignited at 950° C., and the mass after cooling was measured to determine the SiO 2 content (% by weight).
Note that the above molar ratio is a value obtained by dividing the value obtained by converting the content of SiO 2 into molar terms by the value obtained by converting the content of M m O n into molar terms. Here, the content of M m O n was determined by a chelate titration method. Specifically, hydrochloric acid is added to the dried material and dissolved by heating, the residue is filtered through filter paper and thoroughly washed with water, the washing liquid and filtrate are combined, this is diluted with ion-exchanged water, and then chelate titration is performed. The metal salt concentration was measured using a method to determine the M m O n content.
6. Gas adsorption capacity (adsorption rate)
(1) Acetaldehyde A 1L Tedra bag (GL Science, "Smart Bag PA") containing 30mg of dry matter was filled with 100ppm acetaldehyde gas (test gas) and left for 1, 60, and 120 minutes for adsorption tests. After performing this, 1 ml of the residual test gas in the Tedra bag was introduced into a Gachromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, "GC-2014") to measure the concentration of the residual test gas. The adsorption rate was calculated using the following formula (1).
Adsorption rate = {(Test gas concentration before adsorption test−Test gas concentration after adsorption test)/Test gas concentration before adsorption test}×100...Formula (1)
Note that the measurement conditions using the gas chromatograph are as follows.
・Carrier gas: N 2 , 50ml/min
・Detector: FID detector ・Column oven temperature: 130℃
・Sample vaporization chamber temperature: 200℃
・Detector temperature: 200℃
・Column: Using SHIMADZU GlassColum FFAP+H3PO4 (2) Trimethylamine A 1L Tedra bag containing 30mg of dry matter was filled with 200ppm trimethylamine gas (test gas) and left for 1, 60, and 120 minutes to conduct an adsorption test. Thereafter, 1 ml of the residual test gas in the Tedra bag was introduced into a gas chromatograph to measure the concentration of the residual test gas, and the adsorption rate was calculated using the above formula (1).
Note that the measurement conditions using the gas chromatograph are as follows.
・Carrier gas: N 2 , 50ml/min
・Detector: FID detector ・Column oven temperature: 80℃
・Sample vaporization chamber temperature: 130℃
・Detector temperature: 130℃
Karam: SHIMADZU GLASSCOLUM DIGLYCEROL + TETRAEHYLENENENTAMINE + KOH (3) 1L Tedora bag containing 30 mg of ammonia dramatic, full of 200 ppm ammonia gas (applied gas). , 60, 120 minutes left and performed an adsorption test Thereafter, the concentration of the residual test gas in the Tedra bag was measured using a gas detection tube (manufactured by Gastech, "3La"), and the adsorption rate was calculated using the above formula (1).
(4) Acetic acid A 1L Tedra bag containing 30 mg of dry matter was filled with 100 ppm of acetic acid gas (test gas), and left to stand for 1, 60, and 120 minutes to conduct an adsorption test. 1 ml of the gas was introduced into the gas chromatograph, the residual test gas concentration was measured, and the adsorption rate was calculated using the above formula (1).
Note that the measurement conditions using the gas chromatograph are as follows.
・Carrier gas: N2 , 60ml/min
・Detector: FID detector ・Column oven temperature: 150℃
・Sample vaporization chamber temperature: 200℃
・Detector temperature: 200℃
・Column: Use SHIMADZU GlassColum FFAP+H3PO4 (5) Hydrogen sulfide A 1L Tedra bag containing 30mg of dry matter was filled with 100ppm hydrogen sulfide gas (test gas), and left to stand for 1, 60, and 120 minutes to conduct an adsorption test. After that, 1 ml of the residual test gas in the Tedra bag was introduced into the gas chromatograph, the concentration of the residual test gas was measured, and the adsorption rate was calculated using the above formula (1).
Note that the measurement conditions using the gas chromatograph are as follows.
・Carrier gas: N 2 , 50ml/min
・Detector: FPD detector ・Column oven temperature: 60℃
・Sample vaporization chamber temperature: 130℃
・Detector temperature: 130℃
・Column: Use SHIMADZU GlassColumbeββ'-OxyDiPropionNitril
アミノ基量が増加するにつれ、アセトアルデヒドガスに対する吸着能が高い傾向にあるといえる。また、メソ細孔容積/全細孔容積の値が1に近いほどアセトアルデヒドガスに対する吸着能が高い傾向にあるといえる。 It can be said that as the amount of amino groups increases, the adsorption ability for acetaldehyde gas tends to increase. Furthermore, it can be said that the closer the value of mesopore volume/total pore volume is to 1, the higher the adsorption ability for acetaldehyde gas tends to be.
各実施例において、各種ガスに対する吸着能が確認できる。金属ケイ酸塩を担体とすることで、各種ガス(所望のガス)に対する吸着能を高め得るといえる。 In each example, the adsorption ability for various gases can be confirmed. It can be said that by using a metal silicate as a carrier, the adsorption ability for various gases (desired gases) can be enhanced.
<FE-SEM観察>
実施例3、比較例3、実施例4および比較例4について、電界放出型走査電子顕微鏡(日本電子株式会社製の「JSM-7600F」)による観察(2000倍)を行った。
実施例3の観察結果を図1Aに、比較例3の観察結果を図2に、実施例4の観察結果を図3Aに、比較例4の観察結果を図4に示す。
<FE-SEM observation>
Example 3, Comparative Example 3, Example 4, and Comparative Example 4 were observed using a field emission scanning electron microscope (JSM-7600F manufactured by JEOL Ltd.) (2000x magnification).
The observation results of Example 3 are shown in FIG. 1A, the observation results of Comparative Example 3 are shown in FIG. 2, the observation results of Example 4 are shown in FIG. 3A, and the observation results of Comparative Example 4 are shown in FIG.
図1Aおよび図3Aから、スプレー乾燥を行った実施例3および実施例4では、球状の粒子が得られることが確認できる。 From FIG. 1A and FIG. 3A, it can be confirmed that spherical particles are obtained in Examples 3 and 4 in which spray drying was performed.
<安息角>
実施例3、比較例3、実施例4および比較例4について、吊下・電磁振動式安息角測定器(筒井理化学器機株式会社製、「TYPE AOR-14」)を用い、注入法にて安息角を測定した。
測定結果を表4にまとめる。
<Angle of repose>
For Example 3, Comparative Example 3, Example 4, and Comparative Example 4, the angle of repose measurement was carried out by the injection method using a hanging/electromagnetic vibration type angle of repose measuring device (manufactured by Tsutsui Rikagaku Kiki Co., Ltd., "TYPE AOR-14"). The angle was measured.
The measurement results are summarized in Table 4.
<細孔分布測定>
実施例3および実施例4について、マイクロトラック・ベル株式会社の「BELsorb-max」による測定を行った。具体的には、窒素ガスを用いた定容量式ガス吸着法で測定し、BJH法による解析で微分細孔容積分布(dV/dD)を求めた。
実施例3の測定結果を図1Bに、実施例4の測定結果を図3Bに示す。
<Pore distribution measurement>
Examples 3 and 4 were measured using "BELsorb-max" manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd. Specifically, it was measured by a constant volume gas adsorption method using nitrogen gas, and the differential pore volume distribution (dV/dD) was determined by analysis using the BJH method.
The measurement results of Example 3 are shown in FIG. 1B, and the measurement results of Example 4 are shown in FIG. 3B.
いずれも、細孔径が10nm以下の範囲内にピークを有することが確認できる。 It can be confirmed that all of them have a peak within the range of pore diameters of 10 nm or less.
本発明のガス吸着剤は、任意の適切な用途の消臭剤、脱臭剤として用いられ得る。例えば、空気清浄機用フィルター、自動車等の内装材、壁紙、シート製品、各種繊維、塗料、樹脂成形品に用いられ得る。
The gas adsorbent of the present invention can be used as a deodorant or deodorizer for any appropriate purpose. For example, it can be used for air purifier filters, interior materials for automobiles, wallpaper, sheet products, various fibers, paints, and resin molded products.
Claims (12)
1gに含まれる前記アミノ基量が3mmol以下であり、
SiO 2 の含有量が35重量%以上75重量%以下であり、
BET比表面積が200m 2 /g以上であり、メソ細孔容積が0.35cm 3 /g以上である、
ガス吸着剤。 It is composed of a porous body containing a metal silicate, and has an amino group supported on the porous body,
The amount of the amino group contained in 1 g is 3 mmol or less,
The content of SiO 2 is 35% by weight or more and 75% by weight or less,
The BET specific surface area is 200 m 2 /g or more, and the mesopore volume is 0.35 cm 3 /g or more .
Gas adsorbent.
前記第1の液を乾燥すること、を含む、
請求項1から8のいずれかに記載のガス吸着剤の製造方法。 obtaining a first liquid containing a reaction product of a precursor of the porous body containing the metal silicate and an amino group-containing compound, and
drying the first liquid;
A method for producing a gas adsorbent according to any one of claims 1 to 8 .
ガス吸着方法。 Contacting the gas adsorbent according to any one of claims 1 to 8 with a gas,
Gas adsorption method.
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