多孔性金属錯体及びその製造方法
【課題】アルミニウムイオンを含む多孔性金属錯体であって、十分な水素吸蔵能を有する多孔性金属錯体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】多孔性金属錯体は、アルミニウムイオンと下記式（１）、（２）で例示される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有する。
【解決手段】多孔性金属錯体は、アルミニウムイオンと下記式（１）、（２）で例示される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多孔性金属錯体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、新しい多孔質材料として多孔性金属錯体が注目されている（例えば、下記非特許文献１を参照。）。多孔性金属錯体は金属錯体分子が集積することによって細孔構造が形成された構造体であり、集積型金属錯体とも呼ばれている（例えば、下記非特許文献２を参照。）。多孔性金属錯体によれば、ゼオライトや活性炭などの多孔質材料と比較して、より均一なミクロ孔を設計、制御できると考えられている。
【非特許文献１】「新版 錯体化学−基礎と最新の展開」、基礎錯体工学研究会、講談社、２００２年発行
【非特許文献２】「集積型金属錯体−クリスタルエンジニアリングからフロンティアオービタルエンジニアリングへ」、北川進、講談社、２００１年発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これまでに報告されている多孔性金属錯体の多くは金属イオンとして亜鉛イオンや銅イオンといった遷移金属イオンを用いたものである。一方、典型金属イオンであるアルミニウムイオンを用いた多孔性金属錯体は、遷移金属を用いた場合に比べて報告例がほとんどなく、また、その合成法も未だ確立されていない。
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、アルミニウムイオンを含む多孔性金属錯体であって、十分な水素吸蔵能を有する多孔性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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、アルミニウムイオン（Ａｌ３＋、以下同じ。）と下記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有することを特徴とする多孔性金属錯体を提供する。
【化１】
【化２】
【化３】
【０００６】
本発明の多孔性金属錯体においては、１グラム当たりの細孔容積が約０．１ｃｍ３以上であり、温度３０３K、水素圧力１０ＭＰａの雰囲気下での水素吸蔵量が０．１重量％以上であることが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、アルミニウムイオンと、上記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸とを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド及び水から選ばれる１種又は２種以上の溶媒に加えて反応液を調製する工程と、該反応液を１００℃以上に加熱し、アルミニウムイオンと上記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有する多孔性金属錯体を得る工程と、を備えることを特徴とする多孔性金属錯体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アルミニウムイオンを含む多孔性金属錯体であって、常温で十分な水素吸蔵能を有する多孔性金属錯体及びその製造方法が提供される。特に、本発明の多孔性金属錯体は、常温（例えば３０３Ｋ）での水素吸蔵能に優れるものであり、水素吸蔵材料として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
本発明の多孔性金属錯体は、アルミニウムイオンと上記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体（以下、「本発明にかかる金属錯体」ともいう。）を含み、該金属錯体の複数が集積することによって形成された細孔構造を有する。
【００１１】
本発明の多孔性金属錯体において、配位子は上記式（１）〜（３）のいずれでもよいが、低温（例えば７７Ｋ）での水素吸蔵能と常温（例えば３０３Ｋ）での水素吸蔵能とを両立できる点から、上記式（１）又は（２）で表される芳香族カルボン酸が好ましく、常温での水素吸蔵能の点からは式（２）で表される芳香族カルボン酸が特に好ましい。
【００１２】
また、本発明にかかる金属錯体の集積によって形成される細孔構造は、配位子である芳香族カルボン酸の種類に応じて所定の構造をとることができる。例えば、配位子が式（２）で表される芳香族カルボン酸である場合には、Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．ＳＯＣ．２００５，１２７，１２７８８−１２７８９．に報告されている多孔性金属錯体［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］と同様の構造、すなわち［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］のＴｂをＡｌに置き換えた構造をとることができる。参考のため、単結晶Ｘ線構造解析による［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］の結晶構造を図１に示す。
【００１３】
また、本発明の多孔性金属錯体においては、常温での水素吸蔵能の点から、１グラム当たりの細孔容積が０．１ｃｍ３以上であることが好ましく、０．２ｃｍ３以上であることがより好ましい。
【００１４】
本発明の多孔性金属錯体は、常温で十分な水素吸蔵能を有するものであり、水素吸蔵材料として有用である。温度３０３K、水素圧力１０ＭＰａの雰囲気下での水素吸蔵量は、０．１重量％以上であることが好ましく、０．２重量％以上であることがより好ましい。
【００１５】
次に、本発明の多孔性金属錯体の製造方法について詳述する。
【００１６】
本発明の多孔性金属錯体の製造方法（以下、便宜的に「第１の製造方法」という。）は、アルミニウムイオンと、上記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸と、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド及び水から選ばれる１種又は２種以上の溶媒と、を含有する反応液を調製する工程（以下、便宜的に「第１の工程」という。）と、上記反応液を１００℃以上に加熱し、アルミニウムイオンと下記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有する多孔性金属錯体を得る工程（以下、便宜的に「第２の工程」という。）と、を備える。
【００１７】
アルミニウムイオンの原料としては、市販されているアルミニウム塩の大抵を適用することができるが、例えば硝酸アルミニウム９水和物が好適である。反応液中のアルミニウムイオンの濃度は、好ましくは０．４〜２．０ｍｏｌ／Ｌである。
【００１８】
一方、上記式（１）〜（３）で表される芳香族カルボン酸は、市販品を用いてもよいが、以下のようにして合成することができる。
【００１９】
例えば、式（２）で表される芳香族カルボン酸の合成方法としては以下の方法が挙げられる。先ず、４−ブロモアセトフェノン、硫酸及び二硫酸カリウムを混合し、その混合物を１５０〜２００℃で１６〜３２時間攪拌する。撹拌後、混合物にエタノールを加えて５〜１２時間加熱還流させ、還流後室温まで自然冷却する。冷却後に反応液中に沈殿物が生じるのでこれを濾取し、水を加えて更に０．５〜３．０時間加熱還流させる。還流後、反応液を室温まで自然冷却し、生じた沈殿物を濾取し、エタノールで洗浄して１，３，５−トリス（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼンを得る。次いで、アルゴンガス雰囲気下、１，３，５−トリス（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼンとテトラヒドロフランとの溶液を−７８〜−６０℃に冷却し、ブチルリチウムｎ−ヘキサン溶液を滴下して０．５〜３．０時間反応させる。その後、−６５℃〜−６０℃でＣＯ２ガスを１時間バブリングさせ、反応混合物に１Ｎ−塩酸３．０を滴下し、析出した沈殿物を濾取して式（２）で表される芳香族カルボン酸の粗生成物を得る。粗生成物をテトラヒドロフラン、次いでヘキサンで洗浄し、減圧下で乾燥させることにより、式（２）で表される芳香族カルボン酸が得られる。
【００２０】
また、式（３）で表される芳香族カルボン酸の合成方法としては以下の方法が挙げられる。先ず、４−メトキシカルボニルフェニルボロン酸、トリ−（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼン、フッ化セシウム、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム及び１，２−ジメトキシエタンの混合物を、窒素雰囲気下で４８〜７２時間加熱還流させる。還流後、ロータリーエバポレーターで反応混合物を濃縮し、水を加え、クロロホルムで抽出し、飽和食塩水で洗浄する。クロロホルム溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに通して溶液を濃縮し、１，４−ジオキサンを用いて再結晶を行うことによって１，３，５−トリス（ｐ−（４−メトキシカルボニル）ビフェニル）ベンゼンを得る。得られた１，３，５−トリス（ｐ−（４−メトキシカルボニル）ビフェニル）ベンゼンを水酸化ナトリウム、水／メタノール混合溶媒と混合し、その混合物を２〜４時間加熱還流させる。還流後、ｐＨが１になるまで濃塩酸を加えて白色沈殿を得る。この白色沈殿を濾取し、水／メタノール及びクロロホルムで洗浄し、乾燥させることによって、式（３）で表される芳香族カルボン酸が得られる。
【００２１】
反応液中の式（１）〜（３）で表される芳香族カルボン酸の濃度は、好ましくは０．４〜２．０ｍｏｌ／Ｌである。
【００２２】
また、溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド及び水から選ばれる１種又は２種以上が用いられる。これらの中でも、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド又はＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミドのいずれかを単独で用いるか、あるいはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド／水混合溶媒又はＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミド／水混合溶媒を用いることが好ましい。
【００２３】
また、上記第２の工程における反応温度は、上記の通り１００℃以上であることが好ましく、１３０℃〜１８０℃であることがより好ましい。反応温度が１００℃未満であると、目的の多孔性金属錯体が生成しにくい傾向にある。また、反応温度が１８０℃を超えると、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド等の溶媒が分解しやすくなる。
【００２４】
また、上記第２の工程における反応時間は反応温度等の条件によっても異なるが、長時間であるほど好ましく、例えば５時間以上であることが好ましい。
【００２５】
上記の第２の工程において、反応液の加熱は空気雰囲気中で行うことができるが、反応容器としてはオートクレーブ等の密閉型反応容器を用いることが好ましい。なお、フラスコ等を用いて開放系で反応液の加熱を行っても多孔性金属錯体は生成するが、密閉型反応容器を用いる場合に比べて収率が低くなる傾向にある。
【００２６】
生成した本発明の多孔性金属錯体は、反応液から濾取し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド等の溶媒で洗浄することができる。
【００２７】
また、本発明の多孔性金属錯体は、アルミニウムイオンと、上記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸と、水、エタノール、メタノール、テトラヒドロフラン及び水／テトラヒドロフラン混合溶媒から選ばれる溶媒とを含む反応液を、塩基性条件下で撹拌する方法（以下、便宜的に「第２の製造方法」という。）によっても製造することができる。かかる第２の製造方法は、反応液の加熱を必要とせず、例えば室温で行うことができる。
【００２８】
上記第２の製造方法に用いる溶媒としては、水、エタノール、メタノール、テトラヒドロフラン及び水／テトラヒドロフラン混合溶媒を用いることができるが、中でもエタノールが最も好ましい。
【００２９】
また、上記第２の製造方法において、反応液を塩基性にする試薬としては、市販されている無機水酸化物塩、無機炭酸塩の大抵を本発明に適用でき、その他トリエチルアミンなどのアルキルアミンも適用できる。これら塩基性試薬の中でも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエチルアミンが経験上最も好ましい。試薬の使用量は、反応液のｐＨが７．５〜１２．０となるように調整することが好ましい。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３１】
［実施例１］
（式（２）で表される芳香族カルボン酸の合成）
４−ブロモアセトフェノン（シグマアルドリッチ製）０．８ｋｇ、硫酸（４０ｍｌ）および２硫酸カリウム１．２ｋｇからなる混合物を１８０℃にて１８時間攪拌した。撹拌後、混合物にエタノール３．０Ｌを加えて７時間加熱還流させ、還流後室温まで自然冷却させたところ、沈殿物が生じたのでこれを濾取した。濾取した沈殿物に水３．０Ｌを加えて１時間加熱還流させた後、反応液を室温まで自然冷却し、エタノール０．５Ｌで洗浄し、１，３，５−トリス（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼン０．５８ｋｇを得た。
【００３２】
アルゴンガス雰囲気下、１，３，５−トリス（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼン０．５８ｋｇおよびテトラヒドロフラン７．２Ｌからなる溶液を−６５℃まで冷却した。−６５℃〜−６０℃で１．６ｍｏｌ／Ｌブチルリチウムｎ−ヘキサン溶液（和光純薬工業製）２．１Ｌを滴下した。−６５℃で１時間反応させた後、−６５℃〜−６０℃でＣＯ２ガスを１時間バブリングさせた。この反応混合物に１Ｎ−塩酸２．５Ｌを滴下し、析出した沈殿物を濾取して式（２）で表される芳香族カルボン酸の粗生成物０．４０ｇを得た。粗生成物をテトラヒドロフラン、次いでヘキサンで洗浄し、減圧下で乾燥させ、式（２）で表される芳香族カルボン酸０．２９ｇを得た。
【００３３】
（多孔性金属錯体の合成）
上記の操作を複数回繰り返した後、得られた式（２）で表される芳香族カルボン酸１．０ｇを、硝酸アルミニウム９水和物０．８６ｇおよびＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミド（５０ｍＬ）と共にポリテトラフルオロエチレン製のるつぼ（フロン工業（株）製）に入れ、るつぼをステンレスジャケットで密封した。ステンレスジャケットを１５０℃に温度調整したオイルバスに２４時間浸した後、室温まで冷却させ、反応液中に生じた白色沈殿を濾取することにより、多孔性金属錯体１．４ｇを得た。
【００３４】
実施例１の多孔性金属錯体についてＸ線回折（ＸＲＤ）及び熱重量分析（ＴＧ）を行った。得られたＸＲＤチャートを図２に、ＴＧチャートを図３に、それぞれ示す。また、図２には［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］のＸ線回折パターンを併せて示す。図２に示したように、実施例１の多孔性金属錯体と［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］とは回折パターンがほぼ一致していた。このことから、実施例１の多孔性金属錯体は、図１に示した［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］と同様の構造、すなわち［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］のＴｂをＡｌに置き換えた構造をとっていることが示唆された。また、ＴＧにおける重量減少より、実施例１の多孔性金属錯体の組成は［Ａｌ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］・３ＤＥＦ（ＤＥＦはＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミドを表す。）であることが示唆された。なお、［Ａｌ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］・３ＤＥＦにおける３ＤＥＦについては、２５０℃にて１０時間真空乾燥させることにより容易に除去されるものであり、この実験事実は図３に示すＴＧチャートからも支持される。
【００３５】
また、実施例１の多孔性金属錯体について、温度７７Ｋにおける窒素吸着量及び細孔容積の測定を行った。これらの測定には日本ベル（株）製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍａｘを用い、多孔性金属錯体の入ったサンプル管部分を液体窒素に浸した状態で測定を行った。得られた吸着等温線を図４に示す。また、実施例１の多孔性金属錯体１グラム当たりの細孔容積は１．１１ｃｍ３であった。
【００３６】
また、実施例１の多孔性金属錯体について、温度７７Ｋ又は３０３Ｋにおける水素吸蔵量を測定した。水素吸蔵量は（株）レスカ製水素吸蔵量測定装置を用い、多孔性金属錯体の入ったサンプル管部分を液体窒素又は３０３Ｋの水槽に浸した状態で測定を行った。７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図５に、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図６に、それぞれ示す。実施例１の多孔性金属錯体の場合、温度７７Ｋ、水素圧力０．１ＭＰａでの水素吸蔵量は１．７６重量％であり、温度３０３Ｋ、水素圧力１０ＭＰａでの水素吸蔵量は０．６０重量％であった。
【００３７】
［実施例２］
（多孔性金属錯体の合成）
式（１）で表される芳香族カルボン酸（ビフェニルジカルボン酸、東京化成工業製）０．５５ｇを、硝酸アルミニウム９水和物０．８６ｇ及びＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミド５０ｍＬと共にポリテトラフルオロエチレン製のるつぼ（フロン工業（株）製）に入れ、るつぼをステンレスジャケットで密封した。ステンレスジャケットを１５０℃に温度調整したオイルバスに２４時間浸した後、室温まで冷却させ、反応液中に生じた白色沈殿を濾取することにより、多孔性金属錯体１．６ｇを得た。
【００３８】
このようにして得られた実施例２の多孔性金属錯体について、実施例１と同様にして、Ｘ線回折及び熱重量分析、温度７７Ｋにおける窒素吸着量及び細孔容積の測定、並びに温度７７Ｋ又は３０３Ｋにおける水素吸蔵量の測定を行った。ＸＲＤチャートを図７に、ＴＧチャートを図８に、吸着等温線を図９に、７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図１０に、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図１１に、それぞれ示す。実施例２の多孔性金属錯体１グラム当たりの細孔容積は０．７７ｃｍ３であった。また、実施例２の多孔性金属錯体の場合、温度７７Ｋ、水素圧力０．１ＭＰａでの水素吸蔵量は２．２７重量％であり、温度３０３Ｋ、水素圧力１０ＭＰａでの水素吸蔵量は０．５９重量％であった。
【００３９】
［実施例３］
（式（３）で表される芳香族カルボン酸の合成）
４−メトキシカルボニルフェニルボロン酸（東京化成工業製）１０ｇ、トリ−（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼン（シグマアルドリッチ社製）１０ｇ、フッ化セシウム（シグマアルドリッチ社製）１５ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（和光純薬工業製）０．８３ｇ及び１，２−ジメトキシエタン５００ｍＬの混合物を、窒素雰囲気下で２５時間加熱還流させた。還流後、ロータリーエバポレーターで反応混合物を濃縮し、水２５０ｍＬを加え、クロロホルム４５０ｍＬで抽出し、飽和食塩水１００ｍＬで洗浄した。クロロホルム溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに通した後、溶液を濃縮し、１，４−ジオキサンを用いて再結晶を行い１，３，５−トリス（ｐ−（４−メトキシカルボニル）ビフェニル）ベンゼン８．５ｇを得た。
【００４０】
次に、得られた１，３，５−トリス（ｐ−（４−メトキシカルボニル）ビフェニル）ベンゼン７．６ｇを、水酸化ナトリウム（和光純薬工業製）４．３ｇ及び水／メタノール（ｖ：ｖ＝１：１）２００ｍＬと混合し、その混合液を１５時間加熱還流させた。還流後、ｐＨが１になるまで濃塩酸を加えると白色沈殿が生じた。白色沈殿を濾取して水／メタノール（ｖ：ｖ＝１：１）６０ｍＬ及びクロロホルム２０ｍＬで洗浄し、乾燥させて、式（３）で表される芳香族カルボン酸６．３ｇを得た。
【００４１】
（多孔性金属錯体の合成）
このようにして得られた式（３）で表される芳香族カルボン酸１．５ｇを、硝酸アルミニウム９水和物０．８６ｇ及びＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミド５０ｍＬと共にをのポリテトラフルオロエチレン製のるつぼ（フロン工業（株）製）に入れ、るつぼをステンレスジャケットで密封した。ステンレスジャケットを１５０℃に温度調整したオイルバスに２４時間浸した後、室温まで冷却させ、反応液中に生じた白色沈殿を濾取することにより、多孔性金属錯体１．８ｇを得た。
【００４２】
このようにして得られた実施例３の多孔性金属錯体について、実施例１と同様にして、Ｘ線回折及び熱重量分析、温度７７Ｋにおける窒素吸着量及び細孔容積の測定、並びに温度７７Ｋ又は３０３Ｋにおける水素吸蔵量の測定を行った。ＸＲＤチャートを図１２に、ＴＧチャートを図１３に、吸着等温線を図１４に、７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図１５に、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図１６に、それぞれ示す。実施例３の多孔性金属錯体１グラム当たりの細孔容積は０．９０ｃｍ３であった。また、実施例３の多孔性金属錯体の場合、温度７７Ｋ、水素圧力０．１ＭＰａでの水素吸蔵量は１．２５重量％、温度３０３Ｋ、水素圧力１０ＭＰａでの水素吸蔵量は０．３９重量％であった。
【００４３】
［比較例１］
（多孔性金属錯体の合成）
式（１）で表される芳香族カルボン酸（ビフェニルジカルボン酸、東京化成工業製）０．５５ｇに代えてテレフタル酸（ベンゼン−１，４−ジカルボン酸）０．３８ｇを用いたこと以外は実施例２と同様にして、多孔性金属錯体を合成した。
【００４４】
このようにして得られた比較例１の多孔性金属錯体について、実施例１と同様にして、温度７７Ｋにおける窒素吸着量及び細孔容積の測定、並びに温度３０３Ｋにおける水素吸蔵量の測定を行った。吸着等温線を図１７に、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図１８に、それぞれ示す。比較例１の多孔性金属錯体１グラム当たりの細孔容積は０．５２ｃｍ３であった。また、比較例１の多孔性金属錯体の場合、温度３０３Ｋ、水素圧力１０ＭＰａでの水素吸蔵量は０．３７重量％であった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】単結晶Ｘ線構造解析による［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］の結晶構造を示す図である。
【図２】実施例１で得られた多孔性金属錯体及び［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］のＸ線回折パターンを示すＸＲＤチャートである。
【図３】実施例１で得られた多孔性金属錯体のＴＧチャートである。
【図４】実施例１で得られた多孔性金属錯体の吸着等温線を示すグラフである。
【図５】実施例１で得られた多孔性金属錯体について測定された、７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図６】実施例１で得られた多孔性金属錯体について測定された、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図７】実施例２で得られた多孔性金属錯体のＸ線回折パターンを示すＸＲＤチャートである。
【図８】実施例２で得られた多孔性金属錯体のＴＧチャートである。
【図９】実施例２で得られた多孔性金属錯体の吸着等温線を示すグラフである。
【図１０】実施例２で得られた多孔性金属錯体について測定された、７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図１１】実施例２で得られた多孔性金属錯体について測定された、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図１２】実施例３で得られた多孔性金属錯体のＸ線回折パターンを示すＸＲＤチャートである。
【図１３】実施例３で得られた多孔性金属錯体のＴＧチャートである。
【図１４】実施例３で得られた多孔性金属錯体の吸着等温線を示すグラフである。
【図１５】実施例３で得られた多孔性金属錯体について測定された、７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図１６】実施例３で得られた多孔性金属錯体について測定された、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図１７】比較例１で得られた多孔性金属錯体の吸着等温線を示すグラフである。
【図１８】比較例１で得られた多孔性金属錯体について測定された、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は多孔性金属錯体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、新しい多孔質材料として多孔性金属錯体が注目されている（例えば、下記非特許文献１を参照。）。多孔性金属錯体は金属錯体分子が集積することによって細孔構造が形成された構造体であり、集積型金属錯体とも呼ばれている（例えば、下記非特許文献２を参照。）。多孔性金属錯体によれば、ゼオライトや活性炭などの多孔質材料と比較して、より均一なミクロ孔を設計、制御できると考えられている。
【非特許文献１】「新版 錯体化学−基礎と最新の展開」、基礎錯体工学研究会、講談社、２００２年発行
【非特許文献２】「集積型金属錯体−クリスタルエンジニアリングからフロンティアオービタルエンジニアリングへ」、北川進、講談社、２００１年発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これまでに報告されている多孔性金属錯体の多くは金属イオンとして亜鉛イオンや銅イオンといった遷移金属イオンを用いたものである。一方、典型金属イオンであるアルミニウムイオンを用いた多孔性金属錯体は、遷移金属を用いた場合に比べて報告例がほとんどなく、また、その合成法も未だ確立されていない。
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、アルミニウムイオンを含む多孔性金属錯体であって、十分な水素吸蔵能を有する多孔性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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、アルミニウムイオン（Ａｌ３＋、以下同じ。）と下記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有することを特徴とする多孔性金属錯体を提供する。
【化１】
【化２】
【化３】
【０００６】
本発明の多孔性金属錯体においては、１グラム当たりの細孔容積が約０．１ｃｍ３以上であり、温度３０３K、水素圧力１０ＭＰａの雰囲気下での水素吸蔵量が０．１重量％以上であることが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、アルミニウムイオンと、上記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸とを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド及び水から選ばれる１種又は２種以上の溶媒に加えて反応液を調製する工程と、該反応液を１００℃以上に加熱し、アルミニウムイオンと上記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有する多孔性金属錯体を得る工程と、を備えることを特徴とする多孔性金属錯体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アルミニウムイオンを含む多孔性金属錯体であって、常温で十分な水素吸蔵能を有する多孔性金属錯体及びその製造方法が提供される。特に、本発明の多孔性金属錯体は、常温（例えば３０３Ｋ）での水素吸蔵能に優れるものであり、水素吸蔵材料として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
本発明の多孔性金属錯体は、アルミニウムイオンと上記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体（以下、「本発明にかかる金属錯体」ともいう。）を含み、該金属錯体の複数が集積することによって形成された細孔構造を有する。
【００１１】
本発明の多孔性金属錯体において、配位子は上記式（１）〜（３）のいずれでもよいが、低温（例えば７７Ｋ）での水素吸蔵能と常温（例えば３０３Ｋ）での水素吸蔵能とを両立できる点から、上記式（１）又は（２）で表される芳香族カルボン酸が好ましく、常温での水素吸蔵能の点からは式（２）で表される芳香族カルボン酸が特に好ましい。
【００１２】
また、本発明にかかる金属錯体の集積によって形成される細孔構造は、配位子である芳香族カルボン酸の種類に応じて所定の構造をとることができる。例えば、配位子が式（２）で表される芳香族カルボン酸である場合には、Ｊ．ＡＭ．ＣＨＥＭ．ＳＯＣ．２００５，１２７，１２７８８−１２７８９．に報告されている多孔性金属錯体［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］と同様の構造、すなわち［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］のＴｂをＡｌに置き換えた構造をとることができる。参考のため、単結晶Ｘ線構造解析による［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］の結晶構造を図１に示す。
【００１３】
また、本発明の多孔性金属錯体においては、常温での水素吸蔵能の点から、１グラム当たりの細孔容積が０．１ｃｍ３以上であることが好ましく、０．２ｃｍ３以上であることがより好ましい。
【００１４】
本発明の多孔性金属錯体は、常温で十分な水素吸蔵能を有するものであり、水素吸蔵材料として有用である。温度３０３K、水素圧力１０ＭＰａの雰囲気下での水素吸蔵量は、０．１重量％以上であることが好ましく、０．２重量％以上であることがより好ましい。
【００１５】
次に、本発明の多孔性金属錯体の製造方法について詳述する。
【００１６】
本発明の多孔性金属錯体の製造方法（以下、便宜的に「第１の製造方法」という。）は、アルミニウムイオンと、上記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸と、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド及び水から選ばれる１種又は２種以上の溶媒と、を含有する反応液を調製する工程（以下、便宜的に「第１の工程」という。）と、上記反応液を１００℃以上に加熱し、アルミニウムイオンと下記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有する多孔性金属錯体を得る工程（以下、便宜的に「第２の工程」という。）と、を備える。
【００１７】
アルミニウムイオンの原料としては、市販されているアルミニウム塩の大抵を適用することができるが、例えば硝酸アルミニウム９水和物が好適である。反応液中のアルミニウムイオンの濃度は、好ましくは０．４〜２．０ｍｏｌ／Ｌである。
【００１８】
一方、上記式（１）〜（３）で表される芳香族カルボン酸は、市販品を用いてもよいが、以下のようにして合成することができる。
【００１９】
例えば、式（２）で表される芳香族カルボン酸の合成方法としては以下の方法が挙げられる。先ず、４−ブロモアセトフェノン、硫酸及び二硫酸カリウムを混合し、その混合物を１５０〜２００℃で１６〜３２時間攪拌する。撹拌後、混合物にエタノールを加えて５〜１２時間加熱還流させ、還流後室温まで自然冷却する。冷却後に反応液中に沈殿物が生じるのでこれを濾取し、水を加えて更に０．５〜３．０時間加熱還流させる。還流後、反応液を室温まで自然冷却し、生じた沈殿物を濾取し、エタノールで洗浄して１，３，５−トリス（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼンを得る。次いで、アルゴンガス雰囲気下、１，３，５−トリス（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼンとテトラヒドロフランとの溶液を−７８〜−６０℃に冷却し、ブチルリチウムｎ−ヘキサン溶液を滴下して０．５〜３．０時間反応させる。その後、−６５℃〜−６０℃でＣＯ２ガスを１時間バブリングさせ、反応混合物に１Ｎ−塩酸３．０を滴下し、析出した沈殿物を濾取して式（２）で表される芳香族カルボン酸の粗生成物を得る。粗生成物をテトラヒドロフラン、次いでヘキサンで洗浄し、減圧下で乾燥させることにより、式（２）で表される芳香族カルボン酸が得られる。
【００２０】
また、式（３）で表される芳香族カルボン酸の合成方法としては以下の方法が挙げられる。先ず、４−メトキシカルボニルフェニルボロン酸、トリ−（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼン、フッ化セシウム、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム及び１，２−ジメトキシエタンの混合物を、窒素雰囲気下で４８〜７２時間加熱還流させる。還流後、ロータリーエバポレーターで反応混合物を濃縮し、水を加え、クロロホルムで抽出し、飽和食塩水で洗浄する。クロロホルム溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに通して溶液を濃縮し、１，４−ジオキサンを用いて再結晶を行うことによって１，３，５−トリス（ｐ−（４−メトキシカルボニル）ビフェニル）ベンゼンを得る。得られた１，３，５−トリス（ｐ−（４−メトキシカルボニル）ビフェニル）ベンゼンを水酸化ナトリウム、水／メタノール混合溶媒と混合し、その混合物を２〜４時間加熱還流させる。還流後、ｐＨが１になるまで濃塩酸を加えて白色沈殿を得る。この白色沈殿を濾取し、水／メタノール及びクロロホルムで洗浄し、乾燥させることによって、式（３）で表される芳香族カルボン酸が得られる。
【００２１】
反応液中の式（１）〜（３）で表される芳香族カルボン酸の濃度は、好ましくは０．４〜２．０ｍｏｌ／Ｌである。
【００２２】
また、溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド及び水から選ばれる１種又は２種以上が用いられる。これらの中でも、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド又はＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミドのいずれかを単独で用いるか、あるいはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド／水混合溶媒又はＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミド／水混合溶媒を用いることが好ましい。
【００２３】
また、上記第２の工程における反応温度は、上記の通り１００℃以上であることが好ましく、１３０℃〜１８０℃であることがより好ましい。反応温度が１００℃未満であると、目的の多孔性金属錯体が生成しにくい傾向にある。また、反応温度が１８０℃を超えると、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド等の溶媒が分解しやすくなる。
【００２４】
また、上記第２の工程における反応時間は反応温度等の条件によっても異なるが、長時間であるほど好ましく、例えば５時間以上であることが好ましい。
【００２５】
上記の第２の工程において、反応液の加熱は空気雰囲気中で行うことができるが、反応容器としてはオートクレーブ等の密閉型反応容器を用いることが好ましい。なお、フラスコ等を用いて開放系で反応液の加熱を行っても多孔性金属錯体は生成するが、密閉型反応容器を用いる場合に比べて収率が低くなる傾向にある。
【００２６】
生成した本発明の多孔性金属錯体は、反応液から濾取し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド等の溶媒で洗浄することができる。
【００２７】
また、本発明の多孔性金属錯体は、アルミニウムイオンと、上記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸と、水、エタノール、メタノール、テトラヒドロフラン及び水／テトラヒドロフラン混合溶媒から選ばれる溶媒とを含む反応液を、塩基性条件下で撹拌する方法（以下、便宜的に「第２の製造方法」という。）によっても製造することができる。かかる第２の製造方法は、反応液の加熱を必要とせず、例えば室温で行うことができる。
【００２８】
上記第２の製造方法に用いる溶媒としては、水、エタノール、メタノール、テトラヒドロフラン及び水／テトラヒドロフラン混合溶媒を用いることができるが、中でもエタノールが最も好ましい。
【００２９】
また、上記第２の製造方法において、反応液を塩基性にする試薬としては、市販されている無機水酸化物塩、無機炭酸塩の大抵を本発明に適用でき、その他トリエチルアミンなどのアルキルアミンも適用できる。これら塩基性試薬の中でも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエチルアミンが経験上最も好ましい。試薬の使用量は、反応液のｐＨが７．５〜１２．０となるように調整することが好ましい。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３１】
［実施例１］
（式（２）で表される芳香族カルボン酸の合成）
４−ブロモアセトフェノン（シグマアルドリッチ製）０．８ｋｇ、硫酸（４０ｍｌ）および２硫酸カリウム１．２ｋｇからなる混合物を１８０℃にて１８時間攪拌した。撹拌後、混合物にエタノール３．０Ｌを加えて７時間加熱還流させ、還流後室温まで自然冷却させたところ、沈殿物が生じたのでこれを濾取した。濾取した沈殿物に水３．０Ｌを加えて１時間加熱還流させた後、反応液を室温まで自然冷却し、エタノール０．５Ｌで洗浄し、１，３，５−トリス（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼン０．５８ｋｇを得た。
【００３２】
アルゴンガス雰囲気下、１，３，５−トリス（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼン０．５８ｋｇおよびテトラヒドロフラン７．２Ｌからなる溶液を−６５℃まで冷却した。−６５℃〜−６０℃で１．６ｍｏｌ／Ｌブチルリチウムｎ−ヘキサン溶液（和光純薬工業製）２．１Ｌを滴下した。−６５℃で１時間反応させた後、−６５℃〜−６０℃でＣＯ２ガスを１時間バブリングさせた。この反応混合物に１Ｎ−塩酸２．５Ｌを滴下し、析出した沈殿物を濾取して式（２）で表される芳香族カルボン酸の粗生成物０．４０ｇを得た。粗生成物をテトラヒドロフラン、次いでヘキサンで洗浄し、減圧下で乾燥させ、式（２）で表される芳香族カルボン酸０．２９ｇを得た。
【００３３】
（多孔性金属錯体の合成）
上記の操作を複数回繰り返した後、得られた式（２）で表される芳香族カルボン酸１．０ｇを、硝酸アルミニウム９水和物０．８６ｇおよびＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミド（５０ｍＬ）と共にポリテトラフルオロエチレン製のるつぼ（フロン工業（株）製）に入れ、るつぼをステンレスジャケットで密封した。ステンレスジャケットを１５０℃に温度調整したオイルバスに２４時間浸した後、室温まで冷却させ、反応液中に生じた白色沈殿を濾取することにより、多孔性金属錯体１．４ｇを得た。
【００３４】
実施例１の多孔性金属錯体についてＸ線回折（ＸＲＤ）及び熱重量分析（ＴＧ）を行った。得られたＸＲＤチャートを図２に、ＴＧチャートを図３に、それぞれ示す。また、図２には［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］のＸ線回折パターンを併せて示す。図２に示したように、実施例１の多孔性金属錯体と［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］とは回折パターンがほぼ一致していた。このことから、実施例１の多孔性金属錯体は、図１に示した［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］と同様の構造、すなわち［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］のＴｂをＡｌに置き換えた構造をとっていることが示唆された。また、ＴＧにおける重量減少より、実施例１の多孔性金属錯体の組成は［Ａｌ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］・３ＤＥＦ（ＤＥＦはＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミドを表す。）であることが示唆された。なお、［Ａｌ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］・３ＤＥＦにおける３ＤＥＦについては、２５０℃にて１０時間真空乾燥させることにより容易に除去されるものであり、この実験事実は図３に示すＴＧチャートからも支持される。
【００３５】
また、実施例１の多孔性金属錯体について、温度７７Ｋにおける窒素吸着量及び細孔容積の測定を行った。これらの測定には日本ベル（株）製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍａｘを用い、多孔性金属錯体の入ったサンプル管部分を液体窒素に浸した状態で測定を行った。得られた吸着等温線を図４に示す。また、実施例１の多孔性金属錯体１グラム当たりの細孔容積は１．１１ｃｍ３であった。
【００３６】
また、実施例１の多孔性金属錯体について、温度７７Ｋ又は３０３Ｋにおける水素吸蔵量を測定した。水素吸蔵量は（株）レスカ製水素吸蔵量測定装置を用い、多孔性金属錯体の入ったサンプル管部分を液体窒素又は３０３Ｋの水槽に浸した状態で測定を行った。７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図５に、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図６に、それぞれ示す。実施例１の多孔性金属錯体の場合、温度７７Ｋ、水素圧力０．１ＭＰａでの水素吸蔵量は１．７６重量％であり、温度３０３Ｋ、水素圧力１０ＭＰａでの水素吸蔵量は０．６０重量％であった。
【００３７】
［実施例２］
（多孔性金属錯体の合成）
式（１）で表される芳香族カルボン酸（ビフェニルジカルボン酸、東京化成工業製）０．５５ｇを、硝酸アルミニウム９水和物０．８６ｇ及びＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミド５０ｍＬと共にポリテトラフルオロエチレン製のるつぼ（フロン工業（株）製）に入れ、るつぼをステンレスジャケットで密封した。ステンレスジャケットを１５０℃に温度調整したオイルバスに２４時間浸した後、室温まで冷却させ、反応液中に生じた白色沈殿を濾取することにより、多孔性金属錯体１．６ｇを得た。
【００３８】
このようにして得られた実施例２の多孔性金属錯体について、実施例１と同様にして、Ｘ線回折及び熱重量分析、温度７７Ｋにおける窒素吸着量及び細孔容積の測定、並びに温度７７Ｋ又は３０３Ｋにおける水素吸蔵量の測定を行った。ＸＲＤチャートを図７に、ＴＧチャートを図８に、吸着等温線を図９に、７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図１０に、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図１１に、それぞれ示す。実施例２の多孔性金属錯体１グラム当たりの細孔容積は０．７７ｃｍ３であった。また、実施例２の多孔性金属錯体の場合、温度７７Ｋ、水素圧力０．１ＭＰａでの水素吸蔵量は２．２７重量％であり、温度３０３Ｋ、水素圧力１０ＭＰａでの水素吸蔵量は０．５９重量％であった。
【００３９】
［実施例３］
（式（３）で表される芳香族カルボン酸の合成）
４−メトキシカルボニルフェニルボロン酸（東京化成工業製）１０ｇ、トリ−（ｐ−ブロモフェニル）ベンゼン（シグマアルドリッチ社製）１０ｇ、フッ化セシウム（シグマアルドリッチ社製）１５ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（和光純薬工業製）０．８３ｇ及び１，２−ジメトキシエタン５００ｍＬの混合物を、窒素雰囲気下で２５時間加熱還流させた。還流後、ロータリーエバポレーターで反応混合物を濃縮し、水２５０ｍＬを加え、クロロホルム４５０ｍＬで抽出し、飽和食塩水１００ｍＬで洗浄した。クロロホルム溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに通した後、溶液を濃縮し、１，４−ジオキサンを用いて再結晶を行い１，３，５−トリス（ｐ−（４−メトキシカルボニル）ビフェニル）ベンゼン８．５ｇを得た。
【００４０】
次に、得られた１，３，５−トリス（ｐ−（４−メトキシカルボニル）ビフェニル）ベンゼン７．６ｇを、水酸化ナトリウム（和光純薬工業製）４．３ｇ及び水／メタノール（ｖ：ｖ＝１：１）２００ｍＬと混合し、その混合液を１５時間加熱還流させた。還流後、ｐＨが１になるまで濃塩酸を加えると白色沈殿が生じた。白色沈殿を濾取して水／メタノール（ｖ：ｖ＝１：１）６０ｍＬ及びクロロホルム２０ｍＬで洗浄し、乾燥させて、式（３）で表される芳香族カルボン酸６．３ｇを得た。
【００４１】
（多孔性金属錯体の合成）
このようにして得られた式（３）で表される芳香族カルボン酸１．５ｇを、硝酸アルミニウム９水和物０．８６ｇ及びＮ，Ｎ−ジエチルホルムアミド５０ｍＬと共にをのポリテトラフルオロエチレン製のるつぼ（フロン工業（株）製）に入れ、るつぼをステンレスジャケットで密封した。ステンレスジャケットを１５０℃に温度調整したオイルバスに２４時間浸した後、室温まで冷却させ、反応液中に生じた白色沈殿を濾取することにより、多孔性金属錯体１．８ｇを得た。
【００４２】
このようにして得られた実施例３の多孔性金属錯体について、実施例１と同様にして、Ｘ線回折及び熱重量分析、温度７７Ｋにおける窒素吸着量及び細孔容積の測定、並びに温度７７Ｋ又は３０３Ｋにおける水素吸蔵量の測定を行った。ＸＲＤチャートを図１２に、ＴＧチャートを図１３に、吸着等温線を図１４に、７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図１５に、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図１６に、それぞれ示す。実施例３の多孔性金属錯体１グラム当たりの細孔容積は０．９０ｃｍ３であった。また、実施例３の多孔性金属錯体の場合、温度７７Ｋ、水素圧力０．１ＭＰａでの水素吸蔵量は１．２５重量％、温度３０３Ｋ、水素圧力１０ＭＰａでの水素吸蔵量は０．３９重量％であった。
【００４３】
［比較例１］
（多孔性金属錯体の合成）
式（１）で表される芳香族カルボン酸（ビフェニルジカルボン酸、東京化成工業製）０．５５ｇに代えてテレフタル酸（ベンゼン−１，４−ジカルボン酸）０．３８ｇを用いたこと以外は実施例２と同様にして、多孔性金属錯体を合成した。
【００４４】
このようにして得られた比較例１の多孔性金属錯体について、実施例１と同様にして、温度７７Ｋにおける窒素吸着量及び細孔容積の測定、並びに温度３０３Ｋにおける水素吸蔵量の測定を行った。吸着等温線を図１７に、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を図１８に、それぞれ示す。比較例１の多孔性金属錯体１グラム当たりの細孔容積は０．５２ｃｍ３であった。また、比較例１の多孔性金属錯体の場合、温度３０３Ｋ、水素圧力１０ＭＰａでの水素吸蔵量は０．３７重量％であった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】単結晶Ｘ線構造解析による［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］の結晶構造を示す図である。
【図２】実施例１で得られた多孔性金属錯体及び［Ｔｂ（Ｃ２７Ｈ１５Ｏ６）］のＸ線回折パターンを示すＸＲＤチャートである。
【図３】実施例１で得られた多孔性金属錯体のＴＧチャートである。
【図４】実施例１で得られた多孔性金属錯体の吸着等温線を示すグラフである。
【図５】実施例１で得られた多孔性金属錯体について測定された、７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図６】実施例１で得られた多孔性金属錯体について測定された、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図７】実施例２で得られた多孔性金属錯体のＸ線回折パターンを示すＸＲＤチャートである。
【図８】実施例２で得られた多孔性金属錯体のＴＧチャートである。
【図９】実施例２で得られた多孔性金属錯体の吸着等温線を示すグラフである。
【図１０】実施例２で得られた多孔性金属錯体について測定された、７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図１１】実施例２で得られた多孔性金属錯体について測定された、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図１２】実施例３で得られた多孔性金属錯体のＸ線回折パターンを示すＸＲＤチャートである。
【図１３】実施例３で得られた多孔性金属錯体のＴＧチャートである。
【図１４】実施例３で得られた多孔性金属錯体の吸着等温線を示すグラフである。
【図１５】実施例３で得られた多孔性金属錯体について測定された、７７Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図１６】実施例３で得られた多孔性金属錯体について測定された、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【図１７】比較例１で得られた多孔性金属錯体の吸着等温線を示すグラフである。
【図１８】比較例１で得られた多孔性金属錯体について測定された、３０３Ｋにおける平衡圧力と水素吸蔵量との関係を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムイオンと下記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有することを特徴とする多孔性金属錯体。
【化１】
【化２】
【化３】
【請求項２】
１グラム当たりの細孔容積が０．１ｃｍ３以上であり、温度３０３K、水素圧力１０ＭＰａの雰囲気下での水素吸蔵量が０．１重量％以上であることを特徴とする多孔性金属錯体。
【請求項３】
アルミニウムイオンと、下記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸と、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド及び水から選ばれる１種又は２種以上の溶媒と、を含有する反応液を調製する工程と、
前記反応液を１００℃以上に加熱し、アルミニウムイオンと下記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有する多孔性金属錯体を得る工程と、
を備えることを特徴とする多孔性金属錯体の製造方法。
【化４】
【化５】
【化６】
【請求項１】
アルミニウムイオンと下記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有することを特徴とする多孔性金属錯体。
【化１】
【化２】
【化３】
【請求項２】
１グラム当たりの細孔容積が０．１ｃｍ３以上であり、温度３０３K、水素圧力１０ＭＰａの雰囲気下での水素吸蔵量が０．１重量％以上であることを特徴とする多孔性金属錯体。
【請求項３】
アルミニウムイオンと、下記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸と、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド及び水から選ばれる１種又は２種以上の溶媒と、を含有する反応液を調製する工程と、
前記反応液を１００℃以上に加熱し、アルミニウムイオンと下記式（１）〜（３）のいずれかで表される芳香族カルボン酸との配位結合によって構成される金属錯体を含み、該金属錯体の複数が集積して形成された細孔構造を有する多孔性金属錯体を得る工程と、
を備えることを特徴とする多孔性金属錯体の製造方法。
【化４】
【化５】
【化６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１】
【公開番号】特開２００９−９６７２２（Ｐ２００９−９６７２２Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６６９４１（Ｐ２００７−２６６９４１）
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【出願人】（５０４１３２２７２）国立大学法人京都大学 (1,269)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【出願人】（５０４１３２２７２）国立大学法人京都大学 (1,269)
【Ｆターム（参考）】
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