説明

メソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物

【課題】 細孔の均一性が良好で高表面積を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物やメソポーラスナイトライド化合物を提供することである。
【解決手段】 メソポーラス酸化物(a)を、トリオルガノシラン単位、モノオキシジオルガノシラン単位、ジオキシオルガノシラン単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の変性剤化合物(b)を用いて変性処理することによって得られる変性メソポーラス酸化物(A)を、含窒素化合物存在下で加熱処理することによって得られるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、細孔の均一性が良好で高表面積を有する結晶性の高いメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
メソポーラス化合物とはナノサイズの細孔を有する材料である。メソポーラス化合物は、その特徴である細孔の均一性や高い表面積から、種々の物理化学的な機能を持つ材料として期待されている。これらメソポ−ラス化合物の中で、非シリカ系のメソポーラス酸化物、特にメソポーラス遷移金属酸化物は表面積の大きな反応選択制を有する光触媒材料として注目されている。
しかし、上記メソポーラス遷移金属酸化物を光触媒として利用する場合、吸収できる光が紫外光に限られており、太陽光や蛍光灯光などを効率的に利用することができないという問題があった。
一方、近年、遷移金属を含むオキシナイトライド化合物やナイトライド化合物が、優れた可視光応答型光触媒として作用することが報告されている(特許文献1、2)。これら遷移金属を含むオキシナイトライド化合物やナイトライド化合物は、メソポーラス遷移金属酸化物を窒素含有化合物、好ましくはアンモニアの存在下で300℃以上の高温で加熱処理することにより得られるが、メソポーラス遷移金属酸化物をこの様な条件で加熱処理すると細孔構造の崩壊が起こるという問題があった。
すなわち、優れた可視光応答型光触媒として期待される細孔構造を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物やメソポーラスナイトライド化合物を製造する技術が切望されていた。
【0003】
【特許文献1】特開2002−066333号公報
【特許文献2】特開2002−233769号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の課題は、メソポーラスオキシナイトライド化合物やメソポーラスナイトライド化合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下の1.〜6.記載の発明(以下、発明1〜6という。)である。
1.式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の変性剤化合物(b)を用いてメソポーラス酸化物(a)を変性処理して得られる変性メソポーラス酸化物(A)を、含窒素化合物存在下で加熱処理することによって得られるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
3 Si− ・・・(1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。)
−(R2 SiO)− ・・・(2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
【0006】
【化1】

(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
2. 含窒素化合物がアンモニアであることを特徴とする発明1のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
3. 該変性剤化合物(b)が、式(4)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)であることを特徴とする発明1または2のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
x y SiO(4-x-y)/2 ・・・(4)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、0<x<4、0<y<4及び(x+y)≦4である。)
【0007】
4.該Si−H基含有ケイ素化合物(b1)が、式(5)で表されるモノSi−H基含有化合物、式(6)で表される両末端Si−H基含有化合物、式(7)で表されるHシリコーン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種のSi−H基含有ケイ素化合物であることを特徴とする発明3のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
【0008】
【化2】

( 式中、R1 は各々独立して直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、もしくは式(8)で表されるシロキシ基から選ばれた1種以上からなる基を表す。
−O−(R2 SiO)n −SiR3 ・・・(8)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、nは整数であり、0≦n≦1000である。))
H−(R1 2 SiO)m −SiR1 2 −H ・・・(6)
(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。mは整数であり、0≦m≦1000である。)
(R1 HSiO)a (R1 2 SiO)b (R1 3 SiO1 / 2 c ・・・(7)(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数であり、(a+b)≦10000であり、そしてcは0又は2である。但し、(a+b)が2以上の整数であり且つc=0の場合、該Hシリコーン化合物は環状シリコーン化合物であり、c=2の場合、該Hシリコーン化合物は鎖状シリコーン化合物である。)
【0009】
5.Pt、Rh、Ru、Ir、Cu、Sn、Ni、Fe、W、Coよりなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属及び/又は該遷移金属の酸化物が坦持されてなる発明1〜4のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である
6.光触媒活性を有することを特徴とする発明1〜5のいずれかのメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物である。
【発明の効果】
【0010】
本発明により、可視光に対する光触媒活性が非常に大きく、細孔構造を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物は、メソポーラス酸化物(a)を後述する少なくとも1種の変性剤化合物(b)を用いて変性処理して得られた変性メソポーラス酸化物(A)を、含窒素化合物存在下で加熱処理することを特徴とする。
本発明によって得られるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物は、可視光に対する光触媒活性が非常に大きく、環境浄化や防汚、防曇等の分野へ応用が可能な可視光応答型光触媒として非常に有用である。
ここで光触媒活性とは、光照射によって酸化、還元反応を起こすことを言う。これらの光触媒活性は、例えば光照射時における色素等の有機物の分解性を測定することにより判定することができる。光触媒活性を有する表面は、優れた汚染有機物質の分解活性や耐汚染性を発現する。また、可視光に対する光触媒活性とは、少なくとも400〜800nmの可視光照射下での上記光触媒活性を意味する。
【0012】
本発明において変性とは、後述する少なくとも1種の変性剤化合物(b)を、メソポーラス酸化物(a)の表面(細孔表面及び粒子表面)に固定化することを意味する。上記の変性剤化合物のメソポーラス酸化物(a)表面への固定化は、ファン・デル・ワールス力(物理吸着)、クーロン力または化学結合によるものである。特に、化学結合を利用した変性は、変性剤化合物(b)とメソポーラス酸化物(a)との相互作用が強く、変性剤化合物がメソポーラス酸化物(a)の表面に強固に固定化されるので好ましい。
本発明において好適に使用できるメソポーラス酸化物(a)は、公知の方法、例えば有機溶媒に界面活性剤を溶解した溶液に、酸化物の前駆体を加えて溶解させ、該酸化物の前駆体を加水分解して高分子量化および自己組織化したゾル溶液とし、前記ゾル溶液から組織の安定化したゲルを得た後、該ゲルを好ましくは酸素が存在する雰囲気中において、好ましくは300℃〜700℃で焼成することにより得ることができる。
【0013】
ここで、上記有機溶媒としては、例えばイソプロパノール、ブタノール、エタノール、メタノール、ヘキサノール、エチレングリコール、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化合物類、ジメチルスルホキシド、ニトロベンゼン等やこれらの2種以上の混合物が挙げられる。これらの中で、界面活性剤及び金属酸化物の前駆体の溶解性からアルコール類が特に好ましい。
【0014】
また、メソポーラス酸化物(a)を得るのに好適に使用できる上記界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤及びイオン性界面活性剤のいずれを用いても良いが、メソポーラス酸化物の細孔分布制御や界面活性剤の除去回収性の点などから非イオン性界面活性剤が好適に使用される。
上記の非イオン性界面活性剤としては特に制限がなく、エーテル型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型のものを用いることができるが、メソポーラス酸化物合成時の構造安定性の点から、エーテル型、含窒素型のものが好ましい。エーテル型の非イオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、単一鎖長ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン2級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエテール、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。含窒素型の非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどが挙げられる。更に具体的に旭電化工業株式会社の非イオン性界面活性剤で例を挙げると、アデカプルロニック(L・p・Fシリーズ)、アデカプルロニック(TRシリーズ)、アデカトール(SOシリーズ)、アデカトール(LOシリーズ)、アデカトール(NP・OPL・OA・LA・SP・PCシリーズ)、アデカPEGシリーズ等を挙げることができる。
【0015】
また、上記イオン性界面活性剤としては、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロリド、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムブロミド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルピリジニウムクロリド、ヘキサデシルピリジニウムブロミド、メシチレンなどが挙げられる。また、カルボキシベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリヌウムベタイン等の両性界面活性剤も挙げることができる。
【0016】
本発明において、メソポーラス酸化物(a)を得るのに好適に使用できる酸化物の前駆体としては、金属及び/又はSiの塩やアルコキシド、キレート化合物等やそれらの混合物を挙げることができる。ここで、酸化物の前駆体として金属を含有するものを選択すると、生成するメソポーラス酸化物(a)は種々の触媒作用等が発現できるため好ましい。該金属としては特に制限はないが遷移金属を好適に用いることができる。本発明に最も好適に用いる事ができる酸化物の前駆体としては、Ti、Ta、Nb、Zr、W、Mg、Al、La、Ga、Ge、In等のハロゲン化物及び/又はアルコキシドや各種錯化合物を挙げる事ができる。
上述したメソポーラス酸化物(a)の形状は任意のものであることができるが、1次粒子径が1nm〜100μmの粒子であることが好ましい。また、細孔の大きさは0.1〜100nm、好ましくは1〜50nmである。
【0017】
本発明に用いられる少なくとも1種の変性剤化合物(b)は、式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる。
3 Si− ・・・(1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、水素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す)
−(R2 SiO)− ・・・(2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
【0018】
【化3】

(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
【0019】
本発明において、メソポーラス酸化物(a)の変性剤化合物(b)による変性処理は、水及び/又は有機溶媒の存在、あるいは非存在下において、前述したメソポーラス酸化物(a)と、同じく前述した変性剤化合物(b)を好ましくは質量比(a)/(b)=0.0001〜10000、より好ましくは(a)/(b)=0.001〜1000の割合で混合し、好ましくは0〜300℃、より好ましくは10〜150℃にて加熱することにより得ることができる。この際、変性剤化合物(b)の状態は液体、気体、固体、水及び/又は有機溶媒に溶解または分散した状態のいずれであっても良い。また、変性処理後に未反応の変性剤化合物(b)は、必要に応じ、蒸留や濾過、抽出等によって除去することもできる。 本発明の上記変性処理に於いて、メソポーラス酸化物(a)と変性剤化合物(b)の比が0.0001より小さいと、反応しない変性剤化合物(b)が多くなり変性処理が非効率となり好ましくない。また、メソポーラス酸化物(a)と変性剤化合物(b)の比が10000より大きくなると、変性処理による効果が十分に発現できないので好ましくない。
【0020】
ここで上記変性処理を行う場合、好ましく使用できる有機溶媒としては、例えばトルエンやキシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類、エチレングリコール、ブチルセロソルブ、イソプロパノール、n−ブタノール、エタノール、メタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化合物類、ジメチルスルホキシド、ニトロベンゼン等やこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
本発明の変性メソポーラス酸化物(A)を得るのに使用される上記変性剤化合物(b)としては、例えばSi−H基、加水分解性シリル基(アルコキシシリル基、ヒドロキシシリル基、ハロゲン化シリル基、アセトキシシリル基、アミノキシシリル基等)、エポキシ基、アセトアセチル基、チオール基、酸無水物基等のメソポーラス酸化物(a)と反応性を有するケイ素化合物等を挙げることができる。
【0021】
また、上記変性剤化合物(b)の他の例としては、例えばメソポーラス酸化物(a)とファン・デル・ワールス力、クーロン力等により相互作用する構造、例えばポリオキシアルキレン基、スルホン酸基、カルボキシル基等を有するケイ素化合物等を挙げることができる。
本発明において、上記変性剤化合物(b)として、式(4)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)を用いると、非常に効率よくメソポーラス酸化物(a)表面を変性することができるため好ましい。
x y SiO(4-x-y)/2 ・・・(4)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、0<x<4、0<y<4及び(x+y)≦4である。)
【0022】
本発明において、上述したメソポーラス酸化物(a)の上記式(4)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)による変性処理は、水及び/又は有機溶媒の存在、あるいは非存在下において、化合物(a)と該Si−H基含有ケイ素化合物(b1)を好ましくは質量比(a)/(b1)=0.0001〜10000、より好ましくは(a)/(b1)=0.001〜1000の割合で、好ましくは0〜200℃にて混合することにより実施できる。この際の混合は、液相、気相、固相のいずれの状態であっても良い。また、上記変性処理による化合物(a)とSi−H基含有ケイ素化合物(b1)との反応は、反応に伴って発生する水素ガス量を測定することにより定量することができる。
【0023】
本発明において、上記メソポーラス酸化物(a)のSi−H基含有ケイ素化合物(b1)による変性処理は、Si−H基に対する脱水素縮合触媒を使用して好ましくは0〜150℃で実施することもできる。
この場合、あらかじめ光還元法等の方法で脱水素縮合触媒をメソポーラス酸化物(a)に固定し、上記Si−H基含有ケイ素化合物(b1)で変性処理しても良いし、脱水素縮合触媒の存在下に上記Si−H基含有化合物ケイ素(b1)でメソポーラス酸化物(a)を変性処理しても良い。
ここでSi−H基に対する脱水素縮合触媒とは、Si−H基とメソポーラス酸化物(a)の表面に存在する水酸基、さらには水等との脱水素縮合反応を加速する物質を意味し、該脱水素縮合触媒を使用することにより温和な条件でメソポーラス酸化物(a)の表面を変性することが可能となる。
該脱水素縮合触媒としては、例えば白金族触媒、すなわちルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金の単体及びその化合物や、銀、鉄、銅、コバルト、ニッケル、錫等の単体及びその化合物が挙げられる。これらの中で白金族触媒が好ましく、白金の単体及びその化合物が特に好ましい。
【0024】
ここで、上記白金の化合物としては、例えば塩化白金(II)、テトラクロロ白金酸(II)、塩化白金(IV)、ヘキサクロロ白金酸(IV)、ヘキサクロロ白金(IV)アンモニウム、ヘキサクロロ白金(IV)カリウム、水酸化白金(II)、二酸化白金(IV)、ジクロロ−ジシクロペンタジエニル−白金(II)、白金−ビニルシロキサン錯体、白金−ホスフィン錯体、白金−オレフィン錯体等を使用することができる。
また、本発明に好適に使用できるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)としては、例えば式(5)で表されるモノSi−H基含有化合物、式(6)で表される両末端Si−H基含有化合物、式(7)で表されるHシリコーン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種のSi−H基含有ケイ素化合物を挙げることができる。
【0025】
【化4】

( 式中、R1 は各々独立して直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、もしくは式(8)で表されるシロキシ基から選ばれた1種以上からなる基を表す。
−O−(R2 SiO)n −SiR3 ・・・(8)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、nは整数であり、0≦n≦1000である。))
H−(R1 2 SiO)m −SiR1 2 −H ・・・(6)
(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。mは整数であり、0≦m≦1000である。)
(R1 HSiO)a (R1 2 SiO)b (R1 3 SiO1 / 2 c ・・・(7)(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数であり、(a+b)≦10000であり、そしてcは0又は2である。但し、(a+b)が2以上の整数であり且つc=0の場合、該Hシリコーン化合物は環状シリコーン化合物であり、c=2の場合、該Hシリコーン化合物は鎖状シリコーン化合物である。)
【0026】
本発明において、上記式(5)で表されるモノSi−H基含有化合物の具体例としては、例えばビス(トリメチルシロキシ)メチルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)エチルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)n−プロピルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)i−プロピルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)n−ブチルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)n−ヘキシルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)シクロヘキシルシラン、ビス(トリメチルシロキシ)フェニルシラン、ビス(トリエチルシロキシ)メチルシラン、ビス(トリエチルシロキシ)エチルシラン、トリス(トリメチルシロキシ)シラン、トリス(トリエチルシロキシ)シラン、ペンタメチルジシロキサン、1,1,1,3,3,5,5−ヘプタメチルトリシロキサン、1,1,1,3,3,5,5,6,6−ノナメチルテトラシロキサン、トリメチルシラン、エチルジメチルシラン、メチルジエチルシラン、トリエチルシラン、フェニルジメチルシラン、ジフェニルメチルシラン、シクロヘキシルジメチルシラン、t−ブチルジメチルシラン、ジ−t−ブチルメチルシラン、n−オクタデシルジメチルシラン、トリ−n−プロピルシラン、トリ−i−プロピルシラン、トリ−i−ブチルシラン、トリ−n−ヘキシルシラン、トリフェニルシラン、アリルジメチルシラン、1−アリル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、クロロメチルジメチルシラン、7−オクテニルジメチルシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、フェニルメチルメトキシシラン、ジフェニルメトキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリス(イソプロポキシ)シラン等を挙げることができる。
【0027】
これらのモノSi−H基含有化合物の中で、メソポーラス酸化物(a)の変性処理時におけるSi−H基の反応性(脱水素縮合反応)の良さから、ビス(トリメチルシロキシ)メチルシラン、トリス(トリメチルシロキシ)シラン、ペンタメチルジシロキサン等の分子中にシロキシ基を有するものや、ジメチルメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、ジフェニルメトキシシラン、トリエトキシシラン等の分子中にアルコキシ基を有するものが好ましい。上記分子中にシロキシ基を有するモノSi−H基含有化合物は、メソポーラス酸化物(a)の表面との反応選択性に優れるため、特に好ましい。
【0028】
本発明において、上記式(6)で表される両末端Si−H基含有化合物の具体例としては、例えば1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルテトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリジメチルシロキサン類や、1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタエチルテトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリジエチルシロキサン類や、1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサフェニルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタフェニルテトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリジフェニルシロキサン類や、1,3−ジフェニル−1,3−ジメチル−ジシロキサン、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリフェニル−トリシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラフェニル−テトラシロキサン等の数平均分子量50000以下のH末端ポリフェニルメチルシロキサン類や、ジメチルシラン、エチルメチルシラン、ジエチルシラン、フェニルメチルシラン、ジフェニルシラン、シクロヘキシルメチルシラン、t−ブチルメチルシラン、ジ−t−ブチルシラン、n−オクタデシルメチルシラン、アリルメチルシラン等を例示することができる。
本発明に用いる上記式(6)で表される両末端Si−H基含有化合物としては、メソポーラス酸化物(a)の変性処理時におけるSi−H基の反応性(脱水素縮合反応)の良さから、好ましくは数平均分子量が10000以下、より好ましくは2000以下、さらに好ましくは1000以下の両末端Si−H基含有化合物が好適に使用できる。
【0029】
本発明に用いることができる上記式(7)で表されるHシリコーン化合物としては、変性処理時におけるメソポーラス酸化物(a)の凝集防止の点より、数平均分子量が、好ましくは10000以下、より好ましくは5000以下、さらに好ましくは2000以下のHシリコーン化合物が好適に使用できる。
本発明によって得られた上記変性メソポーラス酸化物(A)は、加熱時、特に結晶化熱処理時における細孔構造の安定性(構造熱安定性)が向上したメソポーラス酸化物である。
本発明の変性メソポーラス酸化物(A)は、構造熱安定性に優れるため、含窒素化合物存在下で加熱処理することによってメソポーラス酸化物(a)の細孔構造を高度に維持したメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物を得る事ができる。
上記含窒素化合物としては、アンモニア、アンモニウム塩、ヒドラジン、窒素、金属窒化物、金属アミド、金属アンミン錯体等が好適に例示される。これらの中で、アンモニアは還元剤と窒素化試薬として効率的に働くため、本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物を得るのに最も適している。
【0030】
また、上記変性メソポーラス酸化物(A)の含窒素化合物存在下で加熱処理は、300〜2000℃、好ましくは400〜1500℃において、好ましくは1分以上、更に好ましくは1〜100時間保持することによって実施できる。該加熱処理によって、変性メソポーラス酸化物(A)は最初にメソポーラスオキシナイトライド化合物に変化し、処理時間を長くするにつれてメソポーラスオキシナイトライド化合物及びメソポーラスナイトライド化合物の混合物、次いでメソポーラスナイトライド化合物と変化する。
上記メソポーラスオキシナイトライド化合物の例としては、TaON、NbON、WONやLi2 LaTa2 6 N、LaTiO2 N、Lav Caw TiO2 N(v+w=3)、Lav Caw TaO2 N(v+w=3)、LaTaON2 、CaTaO2 N、SrTaO2 N、BaTaO2 N、CaNbO2 N、CaWO2 N、SrWO2 N等の一般式AMOx y (A=アルカリ金属、アルカリ土類金属、IIIB族金属;M=Ta、Nb、Ti、Zr、W;x+y=3)で表される化合物を挙げることができる。
また、上記メソポーラスナイトライド化合物の例としては、Ta3 5 、TiN、Zr3 2 、NbN、W2 N、WN2 、W2 3 等を挙げることができる。
【0031】
本発明において、変性メソポーラス酸化物(A)を含窒素化合物存在下で加熱処理する前に溶媒で洗浄すると、未反応の変性剤化合物(b)が完全に除去できるため生成するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の細孔径が変性前のメソポーラス酸化物(a)の状態をより高度に維持でき、高表面積となるため好ましい。該溶媒としては、メソポーラス酸化物(a)を変性剤化合物(b)で変性処理する際に好適に使用できる、上述した水及び/または有機溶媒を例示する事ができる。
本発明において、上記メソポーラス酸化物の細孔構造維持は変性処理前後および含窒素化合物存在下での加熱処理前後における窒素吸着等温線の測定やTEM観察等によって評価する事ができる。
【0032】
本発明において、得られるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物は、0〜200℃、好ましくは室温〜150℃での酸またはアルカリ処理、またはそれらの組み合わせ処理により変性前のメソポーラス酸化物(a)の細孔径の状態をより高度に維持することができる。
上記酸としては、例えば塩酸等のハロゲン化水素、硫酸、硝酸、トリクロル酢酸等のカルボン酸、p−トルエンスルホン酸等を挙げる事をできる。
また、上記アルカリとしては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、ナトリウムメチラート等のナトリウムアルコキシド、カリウムメチラート等のカリウムアルコキシド等を挙げる事ができる。
上記メソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の酸またはアルカリ処理は、水及び/または親水性の溶媒(アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、ジメチルスルホキシド等)中で実施することが好ましい。
【0033】
本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物において、半導体特性を有するものはバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光を照射することにより親水性及び/又は光触媒活性、さらには光電変換機能を示す。ここで、上記半導体特性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物のバンドギャップエネルギーは、好ましくは1.2〜5.0eV、より好ましくは1.2〜3.0eV、更に好ましくは1.5〜2.8eVである。バンドギャップエネルギーが、1.2eVより小さいと光照射による酸化、還元反応を起こす能力が非常に弱く好ましくない。バンドギャップエネルギーが5.0eVより大きいと、正孔と電子を生成させるのに必要な光のエネルギーが非常に大きくなるため好ましくない。また、バンドギャップエネルギーが3.0eVより小さい場合は可視光(約400nm以上の波長の光)の照射により親水性及び/又は光触媒活性、さらには光電変換機能を示すことが可能となるため好ましい。
また、光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物は、Pt、Rh、Ru、Ir、Cu、Sn、Ni、Fe、W、Coよりなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属及び/又は該遷移金属の酸化物を担持することにより光触媒活性が向上させることが可能である。これら遷移金属及び/又は該遷移金属の酸化物の担持方法としては、例えば担持する遷移金属及び/又は該遷移金属の酸化物の前駆体をメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物に共存させて加熱する方法(焼成法)や光を照射する方法(光電着法)、及びそれらの組み合わせ等を挙げる事ができる。
【0034】
本発明において、上記バンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光の光源としては、太陽光や室内照明灯等の一般住宅環境下で得られる光の他、ブラックライト、キセノンランプ、水銀灯、LED等の光が利用できる。
本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物であって、有機物分解等の光触媒活性を有するものは、抗菌、防汚、防臭、NOx分解等の様々な機能を発現し、大気、水等の環境浄化等の用途に使用することができるため非常に好ましい。
本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物であって、光照射により20℃における水との接触角が60゜以下(好ましくは10゜以下)となった親水性のもの(親水性膜、及び該親水性膜で被覆された基材等)は、鏡やガラスの曇りを防止する防曇技術、さらには建築外装等に対する防汚技術や帯電防止技術等への応用が可能である。
【0035】
本発明の光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の防汚技術分野への応用例としては、例えば建材、建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、住宅等建築設備、特に便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバー、台所用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇等、また、乗物の外装および塗装、用途によってはその内装にも使用でき、車両用照明灯のカバー、窓ガラス、計器、表示盤等透明性が要求される部材での使用に効果があり、また、機械装置や物品の外装、防塵カバーおよび塗装、表示機器、そのカバー、交通標識、各種表示装置、広告塔等の表示物、道路用、鉄道用等の遮音壁、橋梁、ガードレールの外装および塗装、トンネル内装および塗装、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カバー等外部で使用される電子、電気機器の外装部、特に透明部材、ビニールハウス、温室等の外装、特に透明部材、また、室内にあっても汚染のおそれのある環境、たとえば医療用や体育用の施設、装置等の用途を挙げることができる。
【0036】
本発明の光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の防曇技術分野への応用例としては、例えば鏡(車両用後方確認ミラー、浴室用鏡、洗面所用鏡、歯科用鏡、道路鏡等)、レンズ(眼鏡レンズ、光学レンズ、照明用レンズ、半導体用レンズ、複写機用レンズ、車両用後方確認カメラレンズ等)、プリズム、建物や環視塔の窓ガラス、乗物の窓ガラス(自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、ロープウェイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船等)、乗物の風防ガラス(自動車、オートバイ、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、スノーモービル、ロープウェイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船等)、防護用ゴーグル、スポーツ用ゴーグル、防護用マスクのシールド、スポーツ用マスクのシールド、ヘルメットのシールド、冷凍食品陳列ケースのガラス、保温食品の陳列ケースのガラス、計測機器のカバー、車両用後方確認カメラレンズのカバー、レーザー歯科治療器等の集束レンズ、車間距離センサー等のレーザー光検知用センサーのカバー、赤外線センサーのカバー、カメラ用フィルター等の用途を挙げることができる。
【0037】
本発明の光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の帯電防止技術分野への応用例としては、例えばブラウン管、磁気記録メディア、光記録メディア、光磁気記録メディア、オーディオテープ、ビデオテープ、アナログレコード、家庭用電気製品のハウジングや部品や外装および塗装、OA機器製品のハウジングや部品や外装および塗装、建材、建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の外装および塗装、機械装置や物品の外装、防塵カバーおよび塗装等の用途を挙げることができる。
【0038】
本発明の光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物の抗菌、防カビ技術分野への応用例としては、例えば建材、建物外装、建物内装、窓枠、構造部材、住宅等建築設備、特に便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバー、台所用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇、食器棚、飾り棚、浴室や洗面所の壁、天井、ドアノブ、さらには医療用や公共施設等、例えば病院内の部材、救急車の各種部材あるいは食品・医薬品工場、学校・体育館・駅などの公共施設、公衆浴場、公衆トイレ、旅館、ホテル、その他における衛生管理のために、壁面、床面や天井面、各所の什器、備品、ドアノブなどの用途を挙げることができる。特に、院内感染防止方法として病院内の部材に広範囲に用いることが可能である。該病院内の部材としては、例えば病室、診察室、廊下、階段、エレベーター、待合室、洗面所等、不特定多数のものが接触する場所における床、壁、天井、手すり、ドア把手、水道蛇口、各種診療機器等が挙げられる。また、病院内に限らず、救急車や食品保管室、食品調理室等の衛生を必要とする場所の各種部材に対しても効果的に抗菌性や防カビ性を付与することができる。
【0039】
本発明によって提供される光触媒活性を有するメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物であって、光照射により20℃における水との接触角が70゜以上(好ましくは90゜以上)となった疎水性のもの(疎水性の成形体や疎水性膜、及び該疎水性膜で被覆された基材等)は、防滴性や水切れ性の付与、水系汚れの付着防止や流水洗浄性を利用した防汚技術、さらには着氷雪防止技術等への応用が可能であり、窓ガラス、風防ガラス、鏡、レンズ、ゴーグル、カバー、碍子、建材、建物外装、建物内装、構造部材、乗物の外装及び塗装、機械装置や物品の外装、各種表示装置、照明装置、住宅設備、食器、台所用品、家庭用電気製品、屋根材、アンテナ、送電線、氷雪滑走具等の用途に使用することができる。
【0040】
本発明によって提供されるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物であって光電変換機能を有するものは、太陽エネルギーの電力変換等の機能を発現することが可能であり、(湿式)太陽電池等に用いる光半導体電極等の用途に使用することができる。 また、本発明によって提供される、光照射によって水との濡れ性が変化(疎水性から親水性への変化、あるいは親水性から疎水性への変化)するものは、オフセット印刷用原版等への応用に対し非常に有用である。
【実施例】
【0041】
以下の実施例、参考例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
実施例、参考例及び比較例中において、各種の物性は下記の方法で測定した。1.X線回折(XRD)
X線回折(XRD)はRINT−2100(Rigaku(株)製)を用いて測定した。
2.窒素吸着等温線
窒素吸着等温線はSA3100(Coulter 社製)を用いて測定した。窒素吸着量(Y軸/容積(mL/g))の急激に増加する相対圧(P/P0)(X軸)領域と細孔径とが対応する。立ち上がりの程度は細孔容積と関連する。
3.TEM観察
TEM観察は、JEM2010F(JEOL(株)製)を用い、加速電圧200kVで実施した。
・装置:日立製HF2000型
4.赤外線吸収スペクトル
赤外線吸収スペクトルは、FT/IR−410(日本分光(株)製)を用い、デュラサンプラーIR(エス.ティ.ジャパン(株))で拡散反射スペクトルとして測定した。
【0042】
5.光触媒活性
メチレンブルーの0.01 mmol/lの水溶液10gにサンプル0.01gを添加し、蛍光灯を1日間照射した後、メチレンブルーの分解の程度(退色の程度に基づき、目視で評価)に基づき、光触媒の活性を以下の4段階で評価した。 なおこのときの光強度は、トプコン製UVR−2型紫外線強度計を用いて測定した紫外線強度(受光部として、上記UD−36型受光部を使用)が2〜3μW/cm2 、同紫外線強度計を用いて測定した可視光強度{受光部として、トプコン製UD−40型受光部(波長370〜490nmの光に対応)を使用}が75〜80μW/cm2 であった。
◎:メチレンブルーの青色が消失し、透明になる。
○:メチレンブルーの青色がわずかに残る。
△:メチレンブルーの青色が、試験前に比べて薄くなる。
×:メチレンブルーの青色が、試験前とほぼ同じ。
【0043】
[参考例1]
メソポーラス酸化タンタルの調製
界面活性剤として、P123〔商品名、BASF社製:(HO(CH2 CH2 O) 20 (CH2 CH(CH3 )O) 70 (CH2 CH2 O) 20 H)1gをビーカー内に仕込み、これに10gのエタノールを加え、撹拌して前記界面活性剤を溶解させた。これに五塩化タンタル2.14g(6mmol)を加え、20分間撹拌溶解させた。得られた溶液をシャーレに移し、40℃の恒温槽で7日間熟成した後、空気雰囲気下の電気炉中にて450℃で5時間焼成することにより化合物(1)を得た。
X線回折(XRD)及び窒素吸着等温線(図1の(A) )の結果より、得られた化合物(1)は、BET表面積143m2 /gのアモルファスのメソポーラス酸化タンタルであることがわかった。また、TEM観察の結果、メソポーラス酸化タンタルは2次元ヘキサゴナル構造であることが確認できた。
【0044】
[参考例2]
変性メソポーラス酸化タンタルの調製
還流冷却器、温度計および撹拌装置を有する反応器に参考例1で合成したメソポーラス酸化タンタル0.8gを添加し70℃に昇温した。これに4.0gのビス(トリメチルシロキシ)メチルシランを70℃にて撹拌下に約5分かけて添加し、さらに70℃で5時間撹拌を続けた。ビス(トリメチルシロキシ)メチルシランの反応に伴い生成した水素ガス量は23℃において11.3mlであった。続いて、反応液から未反応のビス(トリメチルシロキシ)メチルシランを減圧加熱除去し、さらにテトラヒドロフラン(THF)100mlで洗浄して吸引濾過することにより、変性メソポーラス酸化タンタルを得た。得られた変性メソポーラス酸化タンタルの赤外線吸収スペクトルを測定したところ、Si−CH3基の吸収(1271cm- 1 )が観測された。
【0045】
[実施例1]
参考例2で得た変性メソポーラス酸化タンタル0.2gを、流速1dm3 /分のアンモニア気流中下、昇温速度1℃/分で850℃まで昇温した後、この温度で20時間保ち、その後He気流中下で室温まで急冷して化合物(2)を得た。 X線回折(XRD)及び窒素吸着等温線(図1の(B) )の結果より、得られた化合物(2)は、BET表面積90m2 /gの結晶性の良好なメソポーラスタンタルオキシナイトライド(TaON)であることがわかった。また、TEM観察の結果、メソポーラスTaONは2次元ヘキサゴナル構造であることが確認できた。
また、得られたメソポーラスTaONの光触媒活性評価を実施したところ、良好な結果(○)であった。
【0046】
[実施例2]
実施例1で得たメソポーラスTaONの0.1gに0.1質量%のRu3 (CO) 12 を含有するテトラヒドロフラン溶液1gを添加して1時間攪拌した後、テトラヒドロフランを蒸発除去し、さらに大気中400℃で3時間加熱することによりRuO2 を担持したメソポーラスTaONを得た。
得られたRuO2 担持メソポーラスTaONの光触媒活性評価を実施したところ、非常に良好な結果(◎)であった。
[実施例3]
参考例2で得た変性メソポーラス酸化タンタル0.2gを、流速1dm3 /分のアンモニア気流中下、昇温速度10℃/分で850℃まで昇温した後、この温度で30時間保ち、その後He気流中下で室温まで急冷して化合物(3)を得た。
X線回折(XRD)及び窒素吸着等温線(図1の(C) )の結果より、得られた化合物(3)は、BET表面積90m2 /gの結晶性の良好なメソポーラスタンタルナイトライド(Ta3 5 )であることがわかった。また、TEM観察の結果、メソポーラスTa3 5 は2次元ヘキサゴナル構造であることが確認できた。
また、得られたメソポーラスTa3 5 の光触媒活性評価を実施したところ、良好な結果(○)であった。
【0047】
[比較例1]
参考例2で得た変性メソポーラス酸化タンタルの代わりに、参考例1で得たメソポーラス酸化タンタル0.2gを用いて実施例1と同様の操作を行う事により化合物(4)を得た。
X線回折(XRD)及び窒素吸着等温線(図1の(D) )の結果より、得られた化合物(4)は、細孔構造が崩壊した結晶性タンタルオキシナイトライド(TaON)粉体であることが確認できた。
得られたTaONの光触媒活性評価を実施したところ、実施例1で得たメソポーラスTaONに劣る結果(△)であった。
[比較例2]
参考例2で得た変性メソポーラス酸化タンタル0.2gを、空気中において昇温速度1℃/分で850℃まで昇温した後、この温度で20時間保ち、その後室温まで急冷して化合物(5)を得た。
X線回折(XRD)及び窒素吸着等温線(図1の(E) )の結果より、得られた化合物(5)は、BET表面積86m2 /gの結晶性の良好なメソポーラス酸化タンタル(Ta2 5 )であることがわかった。また、TEM観察の結果、メソポーラスTa2 5 は2次元ヘキサゴナル構造であることが確認できた。
得られたメソポーラスTa2 5 の光触媒活性評価を実施したところ、非常に悪い結果(×〜△)であった。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物は、種々の物理化学的な機能を持つ細孔の均一性が良好で高表面積を有する材料であり、例えば種々の触媒として、また例えば極めて優れた吸着能を有する無機高分子として利用する事ができる。
さらに、本発明のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物であって、有機物分解等の光触媒活性を有するものは、抗菌、防汚、防臭、NOx分解等の様々な機能を発現し、大気、水等の環境浄化等の用途に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】参考例1、実施例1、実施例3、比較例1、比較例2の窒素吸着等温線の測定結果である。
【符号の説明】
【0050】
(A) 参考例1の窒素吸着等温線
(B) 実施例1の窒素吸着等温線
(C) 実施例3の窒素吸着等温線
(D) 比較例1の窒素吸着等温線
(E) 比較例2の窒素吸着等温線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する化合物類よりなる群から選ばれる少なくとも1種の変性剤化合物(b)を用いてメソポーラス酸化物(a)を変性処理して得られる変性メソポーラス酸化物(A)を、含窒素化合物存在下で加熱処理することによって得られるメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。
3 Si− ・・・(1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。)
−(R2 SiO)− ・・・(2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
【化1】

(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
【請求項2】
含窒素化合物がアンモニアであることを特徴とする請求項1に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。
【請求項3】
該変性剤化合物(b)が、式(4)で表されるSi−H基含有ケイ素化合物(b1)であることを特徴とする請求項1または2に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。
x y SiO(4-x-y)/2 ・・・(4)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、0<x<4、0<y<4及び(x+y)≦4である。)
【請求項4】
該Si−H基含有ケイ素化合物(b1)が、式(5)で表されるモノSi−H基含有化合物、式(6)で表される両末端Si−H基含有化合物、式(7)で表されるHシリコーン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種のSi−H基含有ケイ素化合物であることを特徴とする請求項3に記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。
【化2】

( 式中、R1 は各々独立して直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のフルオロアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、もしくは式(8)で表されるシロキシ基から選ばれた1種以上からなる基を表す。
−O−(R2 SiO)n −SiR3 ・・・(8)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。また、nは整数であり、0≦n≦1000である。))
H−(R1 2 SiO)m −SiR1 2 −H ・・・(6)
(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。mは整数であり、0≦m≦1000である。)
(R1 HSiO)a (R1 2 SiO)b (R1 3 SiO1 / 2 c ・・・(7)(式中、R1 は式(5)で定義した通りである。aは1以上の整数であり、bは0又は1以上の整数であり、(a+b)≦10000であり、そしてcは0又は2である。但し、(a+b)が2以上の整数であり且つc=0の場合、該Hシリコーン化合物は環状シリコーン化合物であり、c=2の場合、該Hシリコーン化合物は鎖状シリコーン化合物である。)
【請求項5】
Pt、Rh、Ru、Ir、Cu、Sn、Ni、Fe、W、Coよりなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属及び/又は該遷移金属の酸化物が坦持されてなる請求項1〜4のいずれかに記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。
【請求項6】
光触媒活性を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のメソポーラスオキシナイトライド化合物及び/またはメソポーラスナイトライド化合物。

【図1】
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【公開番号】特開2006−69804(P2006−69804A)
【公開日】平成18年3月16日(2006.3.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−251198(P2004−251198)
【出願日】平成16年8月31日(2004.8.31)
【出願人】(303046314)旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Fターム(参考)】