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JP6674624B2 - Method for producing porous silica, and porous silica and deodorant - Google Patents

Method for producing porous silica, and porous silica and deodorant Download PDF

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JP6674624B2 JP2016009948A JP2016009948A JP6674624B2 JP 6674624 B2 JP6674624 B2 JP 6674624B2 JP 2016009948 A JP2016009948 A JP 2016009948A JP 2016009948 A JP2016009948 A JP 2016009948A JP 6674624 B2 JP6674624 B2 JP 6674624B2
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Description

本発明は、多孔質シリカ、それを含む消臭剤、及び多孔質シリカの製造方法に関する。   The present invention relates to porous silica, a deodorant containing the same, and a method for producing porous silica.

金属含有多孔質シリカに関して、多くの研究が報告されている。たとえば、李賢英、上原雅人、榎本尚也、北條純一等の「J. Ceram. Soc. Japan, 109, [10], 818-822 (2001)」には、(1)塩酸を添加したポリオキシエチレン[23]ラウリルエーテル水溶液にテトラエトキシシランとテトラエトキシチタンを滴下することによって、シリカとチタンを含有する多孔質体が生成すること、および
(2)メソポーラスシリカと硝酸亜鉛を混合した後に焼成することで酸化亜鉛を含有する多孔質体が生成すること
が記載されている。
また、特開平4−313348号公報には、有機金属化合物の有機溶液に担体を浸漬して有機化合物を担体に担持し、担持した有機金属化合物を対応する金属又は金属酸化物に変換することを特徴とする、触媒の製造方法が記載されている。
さらに、特開2002−187712号公報には、水混和性有機溶媒、アルキルアミンおよびケイ酸エステルあるいはケイ酸エステルと水混和性有機溶媒に可溶な金属塩との組み合わせを含む混合液に、攪拌下に水あるいは酸性水溶液を添加し、生成するシリカ−アルキルアミン複合生成物を球状粒子に成長させ、球状粒子中のアルキルアミンを除去することを特徴とする球状多孔質シリカ及至シリカ金属複合体粒子の製造方法が記載されている。また、当該公報には、球状多孔質シリカ及至シリカ金属複合体粒子がメソ細孔内に悪臭物質を吸着することができるため、消臭剤としての機能を有することも記載されている。
Many studies have been reported on metal-containing porous silica. For example, "J. Ceram. Soc. Japan, 109, [10], 818-822 (2001)" by Li Ken, Masato Uehara, Naoya Enomoto, Junichi Hojo, etc. (1) Polyoxyethylene with the addition of hydrochloric acid [23] Dropping tetraethoxysilane and tetraethoxytitanium into an aqueous solution of lauryl ether to produce a porous body containing silica and titanium, and (2) firing after mixing mesoporous silica and zinc nitrate Describes that a porous body containing zinc oxide is produced.
JP-A-4-313348 discloses that a carrier is immersed in an organic solution of an organometallic compound, the organic compound is carried on the carrier, and the carried organometallic compound is converted into a corresponding metal or metal oxide. A method for producing a catalyst, which is a feature, is described.
Further, JP-A-2002-187712 discloses that a water-miscible organic solvent, an alkylamine and a silicate or a mixed solution containing a combination of a silicate and a metal salt soluble in a water-miscible organic solvent are stirred. Water or an acidic aqueous solution is added underneath, the resulting silica-alkylamine composite product is grown into spherical particles, and the alkylamine in the spherical particles is removed, and spherical porous silica and silica-metal composite particles Is described. The publication also describes that spherical porous silica and silica-metal composite particles can adsorb malodorous substances in mesopores and thus have a function as a deodorant.

特開平4−313348号公報JP-A-4-313348 特開2002−187712号公報JP 2002-187712 A

Xianying Li et al., J. Ceram. Soc. Japan, 109, [10], 818-822(2001)Xianying Li et al., J. Ceram. Soc. Japan, 109, [10], 818-822 (2001)

多孔質シリカは、シリカ表面のシラノール基によって、アンモニアなどの塩基性臭気、酢酸等の酸性臭気、及びアセトアルデヒド系臭気などを吸着することが知られている。しかしながら、本発明者らの知見によれば、塩基性臭気及び酸性臭気はシリカに強力に吸着される一方、アセトアルデヒド系臭気は、比較的吸着されにくい。
そこで、本発明の課題は、アセトアルデヒド系臭気に対する高い消臭力を有する、多孔質シリカ、消臭剤、及び多孔質シリカの製造方法を提供することにある。
It is known that porous silica adsorbs basic odors such as ammonia, acidic odors such as acetic acid, and acetaldehyde-based odors by silanol groups on the silica surface. However, according to the findings of the present inventors, while a basic odor and an acidic odor are strongly adsorbed on silica, an acetaldehyde odor is relatively hardly adsorbed.
Therefore, an object of the present invention is to provide a porous silica, a deodorant, and a method for producing porous silica, which have high deodorizing power against acetaldehyde-based odor.

本発明は、界面活性剤、金属塩、及びを配位子成分を水溶液中で混合し、金属塩の金属と配位子成分とからなる水に不溶性の錯体を含有するミセルを生成させる工程と、、ミセルを生成させる工程の後に、水溶液にシリカ源を添加する工程と、シリカ源を添加する工程の後に、水溶液に塩基性水溶液を添加する工程と、塩基性水溶液を添加する工程の後に、ミセルを回収する工程と、回収したミセルを焼成し、多孔質シリカを得る工程とを含む、多孔質シリカの製造方法を提供する。
また、本発明は、1次細孔が形成された1次粒子を含むシリカ粒子と、シリカ粒子に担持されたコバルト含有粒子とを含む多孔質シリカであって、コバルト含有粒子の粒子径が、20nm未満であり、多孔質シリカ中のコバルト含有量が0.5wt%以上であり、コバルト粒子率が、70%以上である、多孔質シリカを提供する。
また、本発明は、前記多孔質シリカを含む消臭剤を提供する。
The present invention provides a step of mixing a surfactant, a metal salt, and a ligand component in an aqueous solution to form micelles containing a water-insoluble complex composed of a metal of a metal salt and a ligand component. After the step of generating micelles, a step of adding a silica source to the aqueous solution, and a step of adding the silica source, a step of adding a basic aqueous solution to the aqueous solution, and a step of adding the basic aqueous solution, Provided is a method for producing porous silica, comprising a step of collecting micelles and a step of baking the collected micelles to obtain porous silica.
Further, the present invention is a porous silica containing silica particles including primary particles having primary pores formed thereon, and cobalt-containing particles supported on the silica particles, wherein the particle diameter of the cobalt-containing particles is: A porous silica having a cobalt content of less than 20 nm, a cobalt content of 0.5 wt% or more in the porous silica, and a cobalt particle ratio of 70% or more.
The present invention also provides a deodorant containing the porous silica.

本発明によれば、アセトアルデヒド系臭気に対する高い消臭力を有する、多孔質シリカ、消臭剤、及び多孔質シリカの製造方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a porous silica, a deodorant, and a method for producing porous silica, which have high deodorizing power against acetaldehyde odor.

図1は、実施例1の多孔質シリカのTEM画像を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a TEM image of the porous silica of Example 1. 図2は、実施例2の多孔質シリカのTEM画像を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a TEM image of the porous silica of Example 2. 図3は、比較例1の多孔質シリカのTEM画像を示す図である。FIG. 3 is a view showing a TEM image of the porous silica of Comparative Example 1. 図4は、比較例2の多孔質シリカのTEM画像を示す図である。FIG. 4 is a view showing a TEM image of the porous silica of Comparative Example 2. 図5は、比較例4の多孔質シリカのTEM画像を示す図である。FIG. 5 is a view showing a TEM image of the porous silica of Comparative Example 4. 図6は、実施例1における前駆体のTG-DTA測定結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing TG-DTA measurement results of the precursor in Example 1. 図7は、比較例1における前駆体のTG-DTA測定結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing TG-DTA measurement results of the precursor in Comparative Example 1. 図8は、実施例1における粒度分布測定結果を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the results of the particle size distribution measurement in Example 1. 図9は、実施例3における粒度分布測定結果を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the results of the particle size distribution measurement in Example 3.

1.多孔質シリカ
本発明の多孔質シリカは、1次細孔が形成された1次粒子を含むシリカ粒子と、シリカ粒子に担持された金属含有粒子とを含む多孔質シリカである。
1. Porous Silica The porous silica of the present invention is a porous silica containing silica particles including primary particles having primary pores formed therein, and metal-containing particles supported on the silica particles.

シリカ粒子は、その表面に形成されるシラノール基によって、アンモニアなどの塩基性臭気、酢酸等の酸性臭気、及びアセトアルデヒド系臭気などを吸着する機能を有している。シリカ粒子の1次粒子に形成された1次細孔は、一般的には1から20nmの細孔径を有していると考えられる。また、シリカ粒子は、好ましくは、1次粒子同士の結合による粒子間隙からなる2次細孔を有している。粗大な二次細孔の存在により、内側に存在する一次細孔まで気体が急速に拡散する効果が期待でき、これが消臭容量と消臭速度の増加につながるためである。   Silica particles have a function of adsorbing basic odors such as ammonia, acidic odors such as acetic acid, and acetaldehyde-based odors by silanol groups formed on the surface thereof. The primary pores formed in the primary silica particles are generally considered to have a pore diameter of 1 to 20 nm. Further, the silica particles preferably have secondary pores formed of particle gaps due to the bonding between the primary particles. Due to the existence of the coarse secondary pores, an effect of rapidly diffusing the gas to the primary pores present inside can be expected, which leads to an increase in the deodorizing capacity and the deodorizing speed.

金属含有粒子は、アセトアルデヒド系臭気を酸化分解するために、多孔質シリカに担持されている。金属含有粒子をシリカ粒子に担持させることによって、シリカ単独では吸着しきれなかったアセトアルデヒド臭気を、金属含有粒子により酸化分解させることができ、消臭能力を高めることができる。尚、アセトアルデヒドの酸化分解により生じた酢酸は、シリカ粒子の表面に存在するシラノール基により吸着され、脱臭される。   The metal-containing particles are supported on porous silica to oxidize and decompose acetaldehyde-based odor. By supporting the metal-containing particles on the silica particles, the acetaldehyde odor that could not be completely absorbed by silica alone can be oxidatively decomposed by the metal-containing particles, and the deodorizing ability can be enhanced. In addition, acetic acid generated by oxidative decomposition of acetaldehyde is adsorbed and deodorized by silanol groups present on the surface of the silica particles.

金属含有粒子の金属としては、例えば、亜鉛、銀、銅、マンガン及びコバルトからなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられ、好ましくはコバルトである。
金属含有粒子は、20nm未満の粒子径を有しており、好ましくは15nm未満、より好ましくは10nm未満の粒子径を有している。金属含有粒子の粒子径が小さいと、触媒効率が高まるため、消臭性能を高めることができる。また、有色の金属含有粒子をシリカ粒子に担持させた場合、金属含有粒子による着色により、多孔質シリカの外観が損なわれる場合がある。金属含有粒子の粒子径が小さければ、金属含有粒子が有色であったとしても、多孔質シリカの着色を目立たなくすることができ、外観が損なわれない。
具体的には、本発明によれば、多孔質シリカの明度L*を50以上、好ましくは60以上とすることができる。明度が大きいと、本多孔質シリカを樹脂などに混練して用いる場合の着色を少なくすることができ、また顔料を混合することで好みの色に着色が可能になる。また、本発明によれば、多孔質シリカの彩度を17以下、好ましくは15以下にすることができる。
Examples of the metal of the metal-containing particles include at least one selected from the group consisting of zinc, silver, copper, manganese, and cobalt, and preferably cobalt.
The metal-containing particles have a particle size of less than 20 nm, preferably less than 15 nm, more preferably less than 10 nm. When the particle diameter of the metal-containing particles is small, the catalyst efficiency is increased, so that the deodorizing performance can be enhanced. Further, when colored metal-containing particles are supported on silica particles, the appearance of the porous silica may be impaired by coloring with the metal-containing particles. When the particle diameter of the metal-containing particles is small, even if the metal-containing particles are colored, the coloring of the porous silica can be made inconspicuous, and the appearance is not impaired.
Specifically, according to the present invention, the lightness L * of the porous silica can be 50 or more, preferably 60 or more. When the lightness is large, coloring when the present porous silica is kneaded with a resin or the like can be reduced, and by mixing a pigment, coloring can be performed to a desired color. Further, according to the present invention, the chroma of the porous silica can be 17 or less, preferably 15 or less.

多孔質シリカ中の金属含有量は、0.5wt%以上であり、0.6wt%以上であることが好ましい。
また、多孔質シリカの金属粒子率は、70%以上であり、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。ここで、本明細書において「金属粒子率」とは、多孔質シリカ中に含まれる金属の全質量に対する、シリカにドープされること無く担持された金属の質量の割合を指す。また、「ドープ」されるとは、金属がシリカのSiO4骨格内にSi元素と置換する形で組み込まれている状態を言う。
本発明者の知見によれば、金属がアセトアルデヒドの酸化分解作用を発揮するためには、金属が、シリカの骨格内に取り込まれることなく、粒子状態で担持されていることが重要である。多孔質シリカ中の金属含有量を0.5wt%以上とし、且つ、金属粒子率を70%以上とすることにより、アセトアルデヒドの消臭能力に寄与しない形態で存在する金属の含有量を減らすことができ、消臭剤としての能力を向上させることができる。
The metal content in the porous silica is 0.5 wt% or more, and preferably 0.6 wt% or more.
The metal particle ratio of the porous silica is 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more. Here, in the present specification, the “metal particle ratio” refers to the ratio of the mass of the metal supported without being doped to the silica to the total mass of the metal contained in the porous silica. The term “doped” refers to a state in which a metal is incorporated in the SiO 4 skeleton of silica in such a manner as to replace a Si element.
According to the findings of the present inventors, it is important that the metal is supported in a particle state without being taken into the skeleton of the silica in order for the metal to exert the oxidative decomposition action of acetaldehyde. By setting the metal content in the porous silica to 0.5 wt% or more and the metal particle ratio to 70% or more, it is possible to reduce the content of the metal present in a form that does not contribute to the deodorizing ability of acetaldehyde. Thus, the ability as a deodorant can be improved.

また、本発明の多孔質シリカにおいては、比表面積が500m2/g以上であることが好ましく、より好ましくは1000m2/g以上である。アンモニア、酢酸、アセトアルデヒドなどの臭気は、シリカ表面のシラノール基によって化学吸着することが知られているが、単位面積あたりのシラノール基数はほぼ一定であるため、単位重量あたりの消臭力を向上させるためには、比表面積を大きくする必要がある。 Further, in the porous silica of the present invention, the specific surface area is preferably at least 500 m 2 / g, more preferably at least 1000 m 2 / g. Odors such as ammonia, acetic acid, and acetaldehyde are known to be chemically adsorbed by silanol groups on the silica surface, but since the number of silanol groups per unit area is almost constant, the deodorizing power per unit weight is improved. Therefore, it is necessary to increase the specific surface area.

本発明の多孔質シリカは、樹脂と混合して使用することができる。本発明の多孔質シリカは、シリカと金属含有物質から形成されているため耐熱性が高い。前記樹脂としては、溶融成形が可能な熱可塑性樹脂であれば従来公知のものをすべて使用でき、例えば低−、中−、又は高−密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、線状超低密度ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポリブテン−1、エチレン−ブテン−1共重合体、プロピレン−ブテン−1共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン−1共重合体等のオレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタエート等のポリエステル樹脂;ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6,10等のポリアミド樹脂;ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。前記樹脂としては、特にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルを用いることが好適である。   The porous silica of the present invention can be used by mixing with a resin. The porous silica of the present invention has high heat resistance because it is formed from silica and a metal-containing substance. As the resin, any conventionally known thermoplastic resin can be used as long as it is a melt-moldable thermoplastic resin. For example, low-, medium-, or high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, linear ultra-low-density polyethylene , Isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, propylene-ethylene copolymer, polybutene-1, ethylene-butene-1 copolymer, propylene-butene-1 copolymer, ethylene-propylene-butene-1 copolymer And the like. Polyolefin resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate; polyamide resins such as nylon 6, nylon 6,6, and nylon 6,10; polycarbonate resins. It is particularly preferable to use polyethylene, polypropylene, or polyester as the resin.

本発明の消臭剤は前記多孔質シリカを含む。前記多孔質シリカと多孔質無機酸化物を混合して用いても構わない。多孔質無機酸化物としては、アルミニウム及び/又はケイ素酸化物であるゼオライトやシリカゲルやアルミナやセピオライトや球状シリカ、パーライト、活性炭(鉱物系活性炭など)などがある。前記ゼオライトは、合成ゼオライトであってもよく、天然ゼオライト(ホージャサイトなど)であってもよい。多孔質無機酸化物は、前記多孔質シリカの耐熱性が350℃以上であり、前記多孔質シリカの優れた耐熱性を損なわないように同温度域の耐熱性を有するものが好ましい。   The deodorant of the present invention contains the porous silica. The porous silica and the porous inorganic oxide may be mixed and used. Examples of the porous inorganic oxide include zeolite, silica gel, alumina, sepiolite, spherical silica, perlite, activated carbon (such as mineral activated carbon), which are aluminum and / or silicon oxide. The zeolite may be a synthetic zeolite or a natural zeolite (such as faujasite). The porous inorganic oxide preferably has heat resistance of the porous silica of 350 ° C. or higher and has heat resistance in the same temperature range so as not to impair the excellent heat resistance of the porous silica.

2.多孔質シリカの製造方法
本発明では、上述した多孔質シリカを得るための製造方法についても工夫がされている。以下に説明する製造方法によれば、金属含有粒子の粒子径が小さく、且つ、高い金属粒子率を有する多孔質シリカを得ることができる。
具体的には、本発明の製造方法は、
(A)界面活性剤、金属塩及び配位子成分を水溶液中で混合し、金属塩の金属に配位子成分が配位した水に不溶性の錯体を含むミセルを生成させる工程、
(B)ミセルを生成させる工程の後に、水溶液にシリカ源を添加する工程、
(C)シリカ源を添加する工程の後に、水溶液に塩基性水溶液を添加する工程、
(D)塩基性水溶液を添加する工程の後に、ミセルを回収する工程、及び
(E)回収したミセルを焼成し、多孔質シリカを得る工程、
を含んでいる。
以下に、各工程について詳細に説明する。
2. Method for Producing Porous Silica In the present invention, a method for producing the above-described porous silica is also devised. According to the production method described below, it is possible to obtain porous silica having a small metal-containing particle diameter and a high metal particle ratio.
Specifically, the production method of the present invention comprises:
(A) a step of mixing a surfactant, a metal salt and a ligand component in an aqueous solution to form a micelle containing a water-insoluble complex in which the ligand component is coordinated to the metal of the metal salt;
(B) a step of adding a silica source to the aqueous solution after the step of generating micelles;
(C) a step of adding a basic aqueous solution to the aqueous solution after the step of adding the silica source,
(D) a step of collecting the micelles after the step of adding the basic aqueous solution, and (E) a step of firing the collected micelles to obtain porous silica,
Contains.
Hereinafter, each step will be described in detail.

(A)界面活性剤、金属塩、配位子成分の混合
まず、界面活性剤及び金属塩を水溶液中で混合し、ミセルを生成させる。界面活性剤と金属塩を混合することにより、金属塩を含むミセルが生成される。例えば、室温以上200℃以下で、金属塩と界面活性剤を水中で30分以上24時間以下で攪拌混合することにより、ミセルを形成することができる。水溶液は、水以外にエタノール、トルエンなどの有機溶媒を含んでいてもよい。
(A) Mixing of Surfactant, Metal Salt, and Ligand Component First, a surfactant and a metal salt are mixed in an aqueous solution to generate micelles. By mixing the surfactant and the metal salt, micelles containing the metal salt are produced. For example, micelles can be formed by stirring and mixing a metal salt and a surfactant in water at room temperature to 200 ° C. for 30 minutes to 24 hours. The aqueous solution may contain an organic solvent such as ethanol and toluene in addition to water.

界面活性剤は、好ましくは中性又は陽イオン性のものであり、より好ましくはアルキルアンモニウム塩である。アルキルアンモニウム塩は、炭素数が8以上のものであればよいが、工業的な入手の容易さを鑑みると、炭素数が12から18のものがより好ましい。アルキルアンモニウム塩としては、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ジテトラデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ジドデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジテトラデシルジメチルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。これらの界面活性剤は、単独で用いてもよく、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。水溶液中の界面活性剤の濃度は、好ましくは50〜400mmol/L、より好ましくは50〜150mmol/Lである。界面活性剤は、水中でミセルをつくり、その表面に後工程でシリカ源を静電気的に集積させる分子鋳型として機能する。界面活性剤は、最終的には焼成により消失して1次細孔を形成する。   The surfactant is preferably neutral or cationic, more preferably an alkyl ammonium salt. The alkylammonium salt may have at least 8 carbon atoms, but preferably has 12 to 18 carbon atoms in view of industrial availability. Examples of the alkyl ammonium salt include hexadecyltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium bromide, stearyltrimethylammonium bromide, cetyltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium bromide, octadecyltrimethylammonium bromide, dodecyltrimethylammonium chloride, octadecyltrimethylammonium Chloride, didodecyldimethylammonium bromide, ditetradecyldimethylammonium bromide, didodecyldimethylammonium chloride, ditetradecyldimethylammonium chloride and the like. These surfactants may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the surfactant in the aqueous solution is preferably 50 to 400 mmol / L, more preferably 50 to 150 mmol / L. The surfactant functions as a molecular template that forms micelles in water and electrostatically accumulates a silica source on the surface in a later step. The surfactant eventually disappears upon firing to form primary pores.

金属塩は、金属の供給源となる物質である。金属塩としては、例えば脂肪酸金属塩及び金属塩化物等を用いることができ、好ましくは脂肪酸金属塩である。脂肪酸金属塩は、好ましくは炭素原子数が8〜24、好ましくは8〜18、より好ましくは12〜18の脂肪酸金属塩である。脂肪酸金属塩としては、特に限定されるものではないが、例えば、オクタン酸塩、ラウリン酸塩、ステアリン酸塩などが挙げられ、好ましくはステアリン酸塩である。これらの脂肪酸金属塩は、単独で用いてもよく、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。水溶液中の脂肪酸金属塩の濃度は、界面活性剤濃度よりも薄くすることが好ましく、0.2〜5mmol/Lがより好ましい。
尚、水溶液中の金属塩の濃度や、金属塩の種類(脂肪酸金属塩を用いる場合の炭素鎖など)をコントロールすることにより、最終的に得られる多孔質粒子中の金属粒子の粒子径をコントロールすることもできる。
A metal salt is a substance that serves as a metal source. As the metal salt, for example, a fatty acid metal salt and a metal chloride can be used, and a fatty acid metal salt is preferable. The fatty acid metal salt is preferably a fatty acid metal salt having 8 to 24 carbon atoms, preferably 8 to 18 carbon atoms, and more preferably 12 to 18 carbon atoms. The fatty acid metal salt is not particularly limited, but includes, for example, octanoate, laurate, stearate and the like, and preferably stearate. These fatty acid metal salts may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the fatty acid metal salt in the aqueous solution is preferably lower than the concentration of the surfactant, and more preferably 0.2 to 5 mmol / L.
By controlling the concentration of the metal salt in the aqueous solution and the type of the metal salt (such as a carbon chain when a fatty acid metal salt is used), the particle size of the metal particles in the finally obtained porous particles can be controlled. You can also.

続いて、水溶液に配位子成分を添加することにより、金属塩の金属に配位子成分が配位した、水に不溶性の錯体を形成させる。配位子成分を添加しない場合、形成されたミセルでは、金属塩に含まれる金属の多くは、ミセルの表面の近傍に存在していると考えられる。あるいは、金属塩が塩化コバルト等の可溶性の塩である場合には、金属はミセルにほとんど取り込まれていないと考えられる。これに対して、配位子成分の添加によって水に不溶性の錯体を形成させると、形成された錯体が、疎水環境であるミセルの内部に取り込まれやすくなる。すなわち、ミセルの表面近傍に存在していた金属を、ミセルの内部に移動させることができる。
また、金属塩がステアリン酸コバルト等の疎水性の塩である場合、配位子成分を添加することにより、ミセルの粒子径を小さくすることができ、その結果、最終的に得られる多孔質シリカ中に含まれる金属含有粒子の粒子径も小さくすることができる。
Subsequently, by adding the ligand component to the aqueous solution, a water-insoluble complex in which the ligand component coordinates to the metal of the metal salt is formed. When the ligand component is not added, in the formed micelle, it is considered that most of the metal contained in the metal salt exists near the surface of the micelle. Alternatively, when the metal salt is a soluble salt such as cobalt chloride, the metal is considered to be hardly incorporated into the micelle. On the other hand, if a water-insoluble complex is formed by the addition of a ligand component, the formed complex is likely to be taken into micelles, which is a hydrophobic environment. That is, the metal existing near the surface of the micelle can be moved to the inside of the micelle.
When the metal salt is a hydrophobic salt such as cobalt stearate, the particle size of the micelle can be reduced by adding a ligand component, and as a result, the porous silica finally obtained is obtained. The particle diameter of the metal-containing particles contained therein can also be reduced.

水に不溶性の錯体を形成するためには、例えば、配位子成分の添加後、室温以上200℃以下で、30分以上24時間以下で攪拌混合すればよい。   In order to form a water-insoluble complex, for example, after addition of the ligand component, stirring and mixing may be performed at room temperature to 200 ° C. for 30 minutes to 24 hours.

配位子成分としては、金属と水に不溶性の錯体を形成する化合物であれば特に限定されるものではないが、例えば、8−キノリノール構造を有する化合物が好ましく用いられる。8−キノリノール構造を有する化合物としては、例えば、8−キノリノール(オキシンともいう)、及び5−(オクチルオキシメチル)−8−キノリノールなどが挙げられる。   The ligand component is not particularly limited as long as it is a compound which forms a complex insoluble in water with a metal. For example, a compound having an 8-quinolinol structure is preferably used. Examples of the compound having an 8-quinolinol structure include 8-quinolinol (also referred to as oxine), 5- (octyloxymethyl) -8-quinolinol, and the like.

配位子成分としては、金属にその配位子成分が配位した不溶性の錯体の錯生成定数が、金属塩の錯生成定数よりも大きい物質を用いることが好ましい。不溶性の錯体の錯生成定数が、金属塩の錯生成定数よりも大きければ、金属に配位子成分が配位しやすくなり、不溶性の錯体の生成を促進できる。その結果、ミセル内部に取り込まれる錯体の量を増やすことができる。
例えば、化学便覧 基礎編 改訂5版、丸善(2004)によれば、オキシンコバルト(8−キノリノールとコバルトとの錯体)の錯生成定数の対数β1は、11.52、β2は22.82である。コバルトと5−(オクチルオキシメチル)−8−キノリノールとの錯体の錯生成定数の数値については、5−(オクチルオキシメチル)−8−キノリノールが8−キノリノールの5位にアルキル基がついた構造であり、アルキル基が配位基としては作用しない位置にあるため、金属キレートの安定性には本質的な影響を及ぼさないことから、8−キノリノールと同等の数値であると考えられる。なお、コバルトと酢酸との錯生成定数の対数β1は、0.60である。また、ステアリン酸コバルトの錯生成定数の対数β1については、配位基がカルボキシル基であることから、酢酸と同等程度と考えられる。 錯生成定数は、測定によって求めることができる。平衡状態において錯体濃度[MLn (a-nb)+]と、遊離状態の金属イオン濃度[Ma+]および配位子の濃度[Lb-]を測定し、以下の式から求めることができる。
Ma++nLb-→MLn (a-nb)+
βn=[MLn (a-nb)+]/[Ma+][Lb-]n
なお、金属イオンおよび配位子の全濃度は測定系において一定に保持されているため、錯体と遊離配位子あるいは錯体と遊離金属イオンの濃度はそれぞれ従属的関係にあり、3つの変数のうち2つを濃度として、あるいは濃度に比例する物理的量(光の吸収、電気伝導率、旋光度など)として測定すればよい。
As the ligand component, it is preferable to use a substance in which the complex formation constant of the insoluble complex in which the ligand component is coordinated to the metal is larger than the complex formation constant of the metal salt. When the complex formation constant of the insoluble complex is larger than the complex formation constant of the metal salt, the ligand component is easily coordinated with the metal, and the formation of the insoluble complex can be promoted. As a result, the amount of the complex taken into the micelle can be increased.
For example, according to the Chemical Handbook, Basic Edition, 5th revised edition, Maruzen (2004), the logarithm β1 of the complex formation constant of oxine cobalt (complex of 8-quinolinol and cobalt) is 11.52, and β2 is 22.82. . Regarding the numerical value of the complexation constant of the complex of cobalt and 5- (octyloxymethyl) -8-quinolinol, 5- (octyloxymethyl) -8-quinolinol has a structure in which an alkyl group is attached to the 5-position of 8-quinolinol. Since the alkyl group does not act as a coordinating group and does not substantially affect the stability of the metal chelate, it is considered that the value is equivalent to that of 8-quinolinol. The logarithm β1 of the complexation constant between cobalt and acetic acid is 0.60. Further, the logarithm β1 of the complex formation constant of cobalt stearate is considered to be about the same as that of acetic acid because the coordinating group is a carboxyl group. The complexation constant can be determined by measurement. In the equilibrium state, the complex concentration [ML n (a-nb) + ], the free metal ion concentration [M a + ], and the ligand concentration [L b- ] are measured, and can be obtained from the following formula. .
M a + + nL b- → ML n (a-nb) +
β n = [ML n (a-nb) + ] / [M a + ] [L b- ] n
Since the total concentration of the metal ion and the ligand is kept constant in the measurement system, the concentration of the complex and the free ligand or the concentration of the complex and the free metal ion is in a subordinate relationship, and the three variables are The two may be measured as a concentration or as a physical quantity (light absorption, electrical conductivity, optical rotation, etc.) proportional to the concentration.

配位子成分の添加量は、金属塩の金属に対して、例えば2〜5モル当量、好ましくは2〜3モル当量となる量である。   The addition amount of the ligand component is, for example, 2 to 5 molar equivalents, preferably 2 to 3 molar equivalents, relative to the metal of the metal salt.

尚、配位子成分は、界面活性剤及び/又は金属塩と同時に水溶液に添加されてもよい。但し、好ましくは、界面活性剤及び金属塩を水溶液中で混合した後に、配位子成分が添加される。   Incidentally, the ligand component may be added to the aqueous solution at the same time as the surfactant and / or the metal salt. However, preferably, after mixing the surfactant and the metal salt in the aqueous solution, the ligand component is added.

(B)シリカ源の添加
続いて、水溶液にシリカ源を添加する。シリカ源を添加することで、ミセル表面にシリカ源が集積する。
シリカ源は、好ましくはアルコキシシランである。ケイ素原子上の有機官能基は加水分解によって失われるため、合成物の構造に影響を与えない。ただし、有機官能基が嵩高いと加水分解速度が遅くなり、合成時間が長くかかってしまうので、好ましくはテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、ケイ酸ナトリウムなどが挙げられる。シリカ源は、より好ましくはテトラエトキシシランである。これらのシリカ源は、単独で用いてもよく、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。水溶液中のシリカ源の濃度は、好ましくは0.2〜1.8mol/Lであり、より好ましくは0.2〜0.9mol/Lである。シリカ源としてケイ酸ナトリウムを単独もしくは併用して用いる場合、水溶液中200℃以下で20〜2時間加熱還流する操作をする。シリカ源は、加水分解(酸性又は中性で加速)した後、後述する工程(D)で、脱水縮合反応(塩基性で加速)によって連なって、シリカの壁をつくる。
(B) Addition of silica source Subsequently, a silica source is added to the aqueous solution. By adding the silica source, the silica source accumulates on the micelle surface.
The silica source is preferably an alkoxysilane. Organic functional groups on the silicon atom are lost by hydrolysis and do not affect the structure of the composite. However, if the organic functional group is bulky, the hydrolysis rate will be slow and the synthesis time will be long. Therefore, preferred are tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, tetra-n-butoxysilane, sodium silicate and the like. The silica source is more preferably tetraethoxysilane. These silica sources may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the silica source in the aqueous solution is preferably from 0.2 to 1.8 mol / L, more preferably from 0.2 to 0.9 mol / L. When sodium silicate is used alone or in combination as a silica source, an operation of heating and refluxing at 200 ° C. or lower in an aqueous solution for 20 to 2 hours is performed. After hydrolysis (acid or neutral acceleration), the silica source is linked by a dehydration condensation reaction (basic acceleration) to form a silica wall in a step (D) described later.

(C)塩基性水溶液の添加
続いて、塩基性水溶液を添加する。塩基性水溶液の添加により、ミセルの表面に集積したシリカ源が脱水縮合し、シリカの壁を形成する。
塩基性水溶液としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、アンモニアなどの水溶液が挙げられる。塩基性水溶液は、好ましくは水酸化ナトリウム水溶液である。これらの塩基性水溶液は、単独で用いてもよく、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。塩基性水溶液は、好ましく分散液のpHが8〜14となるように、より好ましくは9〜11となるように添加する。塩基は、シリカ源の脱水縮合反応を加速させる。シリカ源が十分に加水分解した状態で、急激に溶液を塩基性にすることで、脱水縮合反応が一気に引き起される。これにより縮合部分の表面張力が上昇してシリカの壁が球状となり、さらに球体が幾重にも接合した形態となって、スピノーダル分解(相分離)が引き起こされる。化学架橋によってこれらの構造が凍結されて二次細孔が形成される。
この際、ミセルの内部に取り込まれていた錯体は加水分解しにくく、シリカの骨格内に取り込まれにくい。
(C) Addition of basic aqueous solution Subsequently, a basic aqueous solution is added. By the addition of the basic aqueous solution, the silica source accumulated on the micelle surface is dehydrated and condensed to form a silica wall.
Examples of the basic aqueous solution include aqueous solutions of sodium hydroxide, sodium carbonate, ammonia and the like. The basic aqueous solution is preferably an aqueous sodium hydroxide solution. These basic aqueous solutions may be used alone or in combination of two or more. The basic aqueous solution is added so that the pH of the dispersion is preferably 8 to 14, more preferably 9 to 11. The base accelerates the dehydration condensation reaction of the silica source. By rapidly making the solution basic while the silica source is sufficiently hydrolyzed, a dehydration condensation reaction is caused at once. As a result, the surface tension of the condensed portion increases, the silica wall becomes spherical, and the spheres are joined in multiple layers, causing spinodal decomposition (phase separation). These structures are frozen by chemical crosslinking to form secondary pores.
At this time, the complex incorporated into the micelle is hardly hydrolyzed and hardly incorporated into the silica skeleton.

(D)ミセルの回収
続いて、ミセルを前駆体として回収する。例えば、ミセルを濾過して乾燥することにより、前駆体を回収できる。ミセルの濾過は、例えば吸引ろ過で行い、ろ液のpHが7となるまで水で繰り返し洗浄する。ミセルの乾燥は、例えば乾燥機、もしくは真空乾燥機で行い、十分に乾燥する。
(E)焼成
ミセルの回収後、前駆体の焼成を行う。焼成を行うことにより、前駆体中に含まれる有機成分が除去される。すなわち、界面活性剤が除去され、細孔を有する多孔質シリカが形成される。また、前駆体の内部に取り込まれていた金属含有物質(錯体)の有機成分が除去され、金属含有粒子がシリカの細孔内に担持される。これにより、多孔質シリカが得られる。
焼成は、界面活性剤の分解温度以上で行い、好ましくは400〜600℃である。
(D) Recovery of micelles Subsequently, micelles are recovered as a precursor. For example, the precursor can be recovered by filtering and drying the micelle. The micelles are filtered, for example, by suction filtration, and washed repeatedly with water until the pH of the filtrate becomes 7. The micelles are dried by, for example, a drier or a vacuum drier, and sufficiently dried.
(E) Firing After recovering the micelles, the precursor is fired. By performing the baking, the organic components contained in the precursor are removed. That is, the surfactant is removed, and porous silica having pores is formed. Further, the organic component of the metal-containing substance (complex) taken into the precursor is removed, and the metal-containing particles are supported in the pores of the silica. Thereby, porous silica is obtained.
The firing is performed at a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the surfactant, and is preferably 400 to 600 ° C.

上述の方法によれば、配位子成分を添加することにより、金属塩由来の金属を、水に不溶な錯体に変換することができ、ミセルの内部に取り込むことができる。その結果、金属成分が界面活性剤のミセル内部に内包された状態で担持され、焼成によって界面活性剤を消失させると、金属がSiO4骨格に取り込まれること無く、金属含有粒子がシリカ多孔質体の細孔表面に優先的に分布し、金属粒子率を高めることができる。これにより、導入した金属が効果的に作用することが期待でき、消臭剤用途のみならず、触媒、分離剤、吸着剤などの他の工業用途にも利用できる。また、金属含有粒子が細孔に内包されることで、金属本来の色がシリカの白色で覆われることとなり、一般的に有色金属を導入した場合に引き起こされる明度の低下が抑制でき、消臭剤の外観に優れる。
本発明の多孔質シリカは球体が幾重にも接合した複雑な形態のため、樹脂に混練した際に細孔表面が均一に樹脂に覆われにくい。これは、不均一な粒子間隙の存在によって、迷路効果で樹脂が内部まで浸透しにくいためである。そのため、本発明の多孔質シリカを混練した樹脂成形体では、消臭剤への臭気の拡散速度が維持されやすく、樹脂混練後も消臭剤としての効果が維持されると期待できる。
According to the above-mentioned method, by adding a ligand component, a metal derived from a metal salt can be converted into a water-insoluble complex, and can be taken into the micelle. As a result, the metal component is supported in a state of being encapsulated inside the micelle of the surfactant, and when the surfactant is eliminated by firing, the metal-containing particles are not taken into the SiO 4 skeleton, and the metal-containing particles are converted into a porous silica material. Are preferentially distributed on the surface of the pores, and the metal particle ratio can be increased. Thus, the introduced metal can be expected to act effectively, and can be used not only for deodorants but also for other industrial uses such as catalysts, separators, and adsorbents. In addition, since the metal-containing particles are included in the pores, the original color of the metal is covered with the white color of silica, and the decrease in lightness generally caused when a colored metal is introduced can be suppressed, and deodorization can be achieved. Excellent appearance of agent.
Since the porous silica of the present invention has a complicated form in which spheres are bonded in multiple layers, it is difficult for the porous surface to be uniformly covered with the resin when kneaded with the resin. This is because the presence of the non-uniform particle gap makes it difficult for the resin to penetrate into the interior due to the maze effect. Therefore, in the resin molded article kneaded with the porous silica of the present invention, the diffusion rate of the odor to the deodorant is easily maintained, and it can be expected that the effect as the deodorant is maintained even after the resin kneading.

また、上述の方法によれば、配位子成分を添加することにより、ミセルの大きさを小さくすることができ、それによって最終的に得られる金属粒子の粒子径を小さくすることもできる。
また、本発明者らの知見によれば、配位子成分を添加することにより生成される錯体は、その分解温度が、金属塩の分解温度よりも低い。その結果、低い焼成温度で、短時間で、前駆体中の金属含有物質から有機物を除去することができる。
Further, according to the above-described method, by adding the ligand component, the size of the micelle can be reduced, and thereby, the particle diameter of the finally obtained metal particles can be reduced.
According to the findings of the present inventors, the complex formed by adding the ligand component has a decomposition temperature lower than the decomposition temperature of the metal salt. As a result, organic substances can be removed from the metal-containing substance in the precursor at a low firing temperature and in a short time.

(試験方法)
(比表面積)
マイクロメリティックス社製フローソーブII2300形を使用し、1点法で液体窒素温度にて測定した。
(色)
スガ試験機株式会社製SMカラーコンピューター(SM−4)を用いてL*値、a*値、b*値を測定した。明度はL*値、彩度は√(a*2+b*2)で算出した。明度は数値が大きいほど白色であることを示す。彩度は数字が小さいほど無彩色であることを示す。
(コバルト含有量)
焼成後の多孔質シリカ約50mgを精確に量りとり、4mlの塩酸で溶解した後に、水溶液中の金属濃度をThermo Scientific社製のICP−OESにて測定した。塩酸で処理することにより、多孔質シリカに含まれるコバルト成分は、シリカの骨格内に取り込まれているコバルト(シリカにドープされたコバルト)成分を含め、全て塩酸に溶解するものと考えられる。そこで、測定結果に基づき、多孔質シリカ中に存在するコバルトの全含有量を、コバルト含有量として算出した。
(コバルト粒子量)
回収(工程E)後、焼成(工程F)前のミセル(前駆体)を約0.5g量り取り、エタノール計約50mlで7回洗浄した。これにより、ミセルに含まれるコバルトのうち、シリカにドープされていない成分を除去した。洗浄操作としては、エタノール約7mlを試料に加えて5分間超音波洗浄した後、遠心分離により固形分を沈殿させ、上澄みを廃棄する操作を7回行った。次いで、固形分を真空乾燥したのち、570℃で5時間焼成し、多孔質シリカを得た。得られた試料約50mgを精確に量りとり、4mlの塩酸で溶解した後に、水溶液中の金属濃度をThermo Scientific社製のICP−OESにて測定した。測定結果に基づき、多孔質シリカ中における「シリカにドープされたコバルトの含有量」を算出した。更に、下記式により、多孔質シリカ中におけるシリカにドープされていないコバルトの含有量を、「コバルト粒子量」として算出した。
(数式1):コバルト粒子量=コバルト含有量−シリカにドープされたコバルトの含有量
(コバルト粒子率)
コバルト含有量及びコバルト粒子量の測定結果に基づき、下記式を用いて、コバルトの全質量に対する、シリカにドープされること無く担持されたコバルトの質量の割合を、「コバルト粒子率」として算出した。
(数式2):コバルト粒子率(%)=コバルト粒子量/コバルト含有量×100
尚、比較例1では、コバルトがステアリン酸コバルトの状態になっており、エタノールや水での抽出が難しく、定量できなかった。
(アセトアルデヒド消臭試験)
500mlの臭気を用意した。アセトアルデヒドの初期濃度を、14ppmもしくは750ppmとした。臭気中に、多孔質シリカ50mgを入れ、一定時間攪拌した後、ガステック製ガス検知管92Lを用いて濃度を測定し、初期濃度との比較から消臭率を算出した。尚、アセトアルデヒド濃度の初期濃度を750ppmとした条件については、同一の試料について消臭試験を2回実施し、1回目と2回目のそれぞれについて消臭率を算出した。
(TEM)
多孔質シリカをQuetol 812(エポキシ樹脂)に包埋したのち、ウルトラミクロトームで超薄切し、カーボン真空蒸着をして、JOEL社製のJEM2010を用いて200kVで測定した。
(Test method)
(Specific surface area)
It was measured at a liquid nitrogen temperature by a one-point method using Flowsorb II2300 manufactured by Micromeritics.
(color)
L * value, a * value, and b * value were measured using SM color computer (SM-4) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. Lightness was calculated as L * value, and chroma was calculated as √ (a * 2 + b * 2 ). Brightness indicates that the larger the value, the whiter the color. The smaller the saturation, the more achromatic the color.
(Cobalt content)
Approximately 50 mg of the porous silica after calcination was accurately weighed and dissolved with 4 ml of hydrochloric acid, and then the metal concentration in the aqueous solution was measured by ICP-OES manufactured by Thermo Scientific. By treating with hydrochloric acid, it is considered that all the cobalt components contained in the porous silica are dissolved in hydrochloric acid, including the cobalt component (cobalt doped into silica) incorporated in the skeleton of the silica. Therefore, based on the measurement results, the total content of cobalt present in the porous silica was calculated as the cobalt content.
(Cobalt particle amount)
After the recovery (step E), about 0.5 g of the micelle (precursor) before calcination (step F) was weighed and washed seven times with a total of about 50 ml of ethanol. As a result, of the cobalt contained in the micelles, components not doped with silica were removed. As a washing operation, an operation of adding about 7 ml of ethanol to the sample and performing ultrasonic cleaning for 5 minutes, and then sedimenting a solid content by centrifugation and discarding the supernatant was performed seven times. Next, the solid content was vacuum-dried and then calcined at 570 ° C. for 5 hours to obtain porous silica. About 50 mg of the obtained sample was accurately weighed and dissolved with 4 ml of hydrochloric acid, and then the metal concentration in the aqueous solution was measured by ICP-OES manufactured by Thermo Scientific. Based on the measurement results, the “content of cobalt doped in silica” in the porous silica was calculated. Further, the content of cobalt not doped into silica in the porous silica was calculated as “cobalt particle amount” by the following formula.
(Formula 1): Cobalt particle amount = Cobalt content−Cobalt content of silica doped (cobalt particle ratio)
Based on the measurement results of the cobalt content and the amount of cobalt particles, using the following formula, the ratio of the mass of cobalt supported without being doped to silica with respect to the total mass of cobalt was calculated as `` cobalt particle ratio ''. .
(Formula 2): Cobalt particle ratio (%) = Cobalt particle amount / Cobalt content × 100
In Comparative Example 1, the cobalt was in the state of cobalt stearate, and extraction with ethanol or water was difficult, and it could not be quantified.
(Acetaldehyde deodorization test)
500 ml of odor was prepared. The initial concentration of acetaldehyde was 14 ppm or 750 ppm. After 50 mg of porous silica was put into the odor and stirred for a certain period of time, the concentration was measured using a gas detection tube 92L made by Gastech, and the deodorization rate was calculated from the comparison with the initial concentration. Under the condition that the initial concentration of the acetaldehyde concentration was 750 ppm, the same sample was subjected to the deodorization test twice, and the deodorization rate was calculated for each of the first and second times.
(TEM)
After embedding the porous silica in Quetol 812 (epoxy resin), it was ultra-thin sliced with an ultramicrotome, vacuum-deposited with carbon, and measured at 200 kV using JOEL JEM2010.

(実施例1)
300mlビーカーに、水、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド及びステアリン酸コバルトを加えて、100℃で1時間攪拌してステアリン酸コバルトが均一に分散した水溶液を調製した。ここに、8−キノリノールを加えて100℃でさらに1時間攪拌した。室温まで冷却した後、テトラエトキシシランを添加して、均一になるまで攪拌した。次いで、水酸化ナトリウム水溶液を加え、攪拌子を1000rpmで回転させて20時間攪拌した。混合溶液のモル比は、合成物中のCo量が1wt%となり、Coに対して8−キノリノールが3モル当量となるように、テトラエトキシシラン:ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド:ステアリン酸コバルト:8−キノリノール:水:水酸化ナトリウム=1:0.225:0.0106:0.0319:125:0.225とした。得られた懸濁液から固体生成物をろ別し、80℃で真空乾燥した後、570℃で5時間焼成し、有機成分を除去した。
合成物の評価結果を表1に示す。また、消臭試験の結果を表2に示す。また、断面のTEM画像を図1に示す。また、図1に示されるように、1〜20nmの均一な一次細孔(白い点)をもつ粒子が集合した構造が得られている。また、5〜10nmの金属粒子(黒い箇所)が内包されている。なお、得られた合成物の表面は、断面のTEM画像でみられるような約5nmの金属粒子は観測されなかった。
(Example 1)
Water, hexadecyltrimethylammonium chloride and cobalt stearate were added to a 300 ml beaker, and stirred at 100 ° C. for 1 hour to prepare an aqueous solution in which cobalt stearate was uniformly dispersed. Here, 8-quinolinol was added, and the mixture was further stirred at 100 ° C. for 1 hour. After cooling to room temperature, tetraethoxysilane was added and stirred until uniform. Next, an aqueous sodium hydroxide solution was added, and the stirrer was rotated at 1000 rpm and stirred for 20 hours. The molar ratio of the mixed solution was such that tetraethoxysilane: hexadecyltrimethylammonium chloride: cobalt stearate: 8- such that the amount of Co in the synthesized product was 1 wt% and 8-quinolinol was 3 molar equivalents with respect to Co. Quinolinol: water: sodium hydroxide = 1: 0.225: 0.0106: 0.0319: 125: 0.225. The solid product was separated from the obtained suspension by filtration, vacuum-dried at 80 ° C., and calcined at 570 ° C. for 5 hours to remove organic components.
Table 1 shows the evaluation results of the synthesized products. Table 2 shows the results of the deodorizing test. FIG. 1 shows a TEM image of the cross section. Further, as shown in FIG. 1, a structure in which particles having uniform primary pores (white dots) of 1 to 20 nm are obtained. Further, metal particles (black portions) of 5 to 10 nm are included. Note that, on the surface of the obtained composite, metal particles of about 5 nm as observed in a TEM image of the cross section were not observed.

(実施例2)
8−キノリノールを5−(オクチルオキシメチル)−8−キノリノールに変えること以外は実施例1と同じ方法で合成した。混合溶液のモル比は、合成物中のCo量が1wt%となり、Coに対して5−(オクチルオキシメチル)−8−キノリノールが3モル当量となるように、テトラエトキシシラン:ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド:ステアリン酸コバルト:5−(オクチルオキシメチル)−8−キノリノール:水:水酸化ナトリウム=1:0.225:0.0106:0.0319:125:0.225とした。得られた懸濁液から固体生成物をろ別し、80℃で真空乾燥した後、570℃で5時間焼成し、有機成分を除去した。
合成物の評価結果を表1に示す。また、消臭試験の結果を表2に示す。また、断面のTEM画像を図2に示す。図2でも図1と同様の構造が確認できる。
(Example 2)
The synthesis was carried out in the same manner as in Example 1 except that 8-quinolinol was changed to 5- (octyloxymethyl) -8-quinolinol. The molar ratio of the mixed solution was such that tetraethoxysilane: hexadecyltrimethylammonium was used so that the amount of Co in the synthesized product was 1 wt% and 5- (octyloxymethyl) -8-quinolinol was 3 molar equivalents relative to Co. Chloride: cobalt stearate: 5- (octyloxymethyl) -8-quinolinol: water: sodium hydroxide = 1: 0.225: 0.0106: 0.0319: 125: 0.225. The solid product was separated from the obtained suspension by filtration, vacuum-dried at 80 ° C., and calcined at 570 ° C. for 5 hours to remove organic components.
Table 1 shows the evaluation results of the synthesized products. Table 2 shows the results of the deodorizing test. FIG. 2 shows a TEM image of the cross section. In FIG. 2, the same structure as in FIG. 1 can be confirmed.

(実施例3)
ステアリン酸コバルトを塩化コバルトに変えること以外は実施例1と同じ方法で合成した。混合溶液のモル比は、合成物中のCo量が1wt%となり、Coに対して8−キノリノールが3モル当量となるように、テトラエトキシシラン:ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド:塩化コバルト:8−キノリノール:水:水酸化ナトリウム=1:0.225:0.0106:0.0319:125:0.225とした。得られた懸濁液から固体生成物をろ別し、80℃で真空乾燥した後、570℃で5時間焼成して有機成分を除去した。
合成物の評価結果を表1に示す。また、消臭試験の結果を表2に示す。
(Example 3)
Synthesis was performed in the same manner as in Example 1 except that cobalt stearate was changed to cobalt chloride. The molar ratio of the mixed solution was such that tetraethoxysilane: hexadecyltrimethylammonium chloride: cobalt chloride: 8-quinolinol so that the amount of Co in the synthesized product was 1 wt% and the amount of 8-quinolinol was 3 molar equivalents relative to Co. : Water: sodium hydroxide = 1: 0.225: 0.0106: 0.0319: 125: 0.225. The solid product was separated from the obtained suspension by filtration, vacuum dried at 80 ° C., and calcined at 570 ° C. for 5 hours to remove organic components.
Table 1 shows the evaluation results of the synthesized products. Table 2 shows the results of the deodorizing test.

(比較例1)
300mlビーカーに、水、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド及びステアリン酸コバルトを加えて、100℃で1時間攪拌してステアリン酸コバルトが均一に分散した水溶液を調製した。室温まで冷却した後、テトラエトキシシランを添加して、均一になるまで攪拌した。次いで、水酸化ナトリウム水溶液を加え、攪拌子を1000rpmで回転させて20時間攪拌した。混合溶液のモル比は、合成物中のCo量が1wt%となるように、テトラエトキシシラン:ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド:ステアリン酸コバルト:水:水酸化ナトリウム=1:0.225:0.0106:125:0.225とした。得られた懸濁液から固体生成物をろ別し、80℃で真空乾燥した後、570℃で5時間焼成して有機成分を除去した。
合成物の評価結果を表1に示す。また、消臭試験の結果を表2に示す。また、断面のTEM画像を図3に示す。図3でも図1と同様の構造が確認できるが、粒子の量が少なく、また粒度が20nm程度と実施例1よりも大きい。
(Comparative Example 1)
Water, hexadecyltrimethylammonium chloride and cobalt stearate were added to a 300 ml beaker, and stirred at 100 ° C. for 1 hour to prepare an aqueous solution in which cobalt stearate was uniformly dispersed. After cooling to room temperature, tetraethoxysilane was added and stirred until uniform. Next, an aqueous sodium hydroxide solution was added, and the stirrer was rotated at 1000 rpm and stirred for 20 hours. The molar ratio of the mixed solution is such that tetraethoxysilane: hexadecyltrimethylammonium chloride: cobalt stearate: water: sodium hydroxide = 1: 0.225: 0.0106 so that the amount of Co in the synthesized product becomes 1 wt%. : 125: 0.225. The solid product was separated from the obtained suspension by filtration, vacuum dried at 80 ° C., and calcined at 570 ° C. for 5 hours to remove organic components.
Table 1 shows the evaluation results of the synthesized products. Table 2 shows the results of the deodorizing test. FIG. 3 shows a TEM image of the cross section. In FIG. 3, the same structure as in FIG. 1 can be confirmed, but the amount of particles is small, and the particle size is about 20 nm, which is larger than that in Example 1.

(比較例2)
ステアリン酸コバルトをオキシンコバルトに変えること以外は比較例1と同じ方法で合成した。混合溶液のモル比は、合成物中のCo量が1wt%となるように、テトラエトキシシラン:ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド:オキシンコバルト:水:水酸化ナトリウム=1:0.225:0.0106:125:0.225とした。得られた懸濁液から固体生成物をろ別し、80℃で真空乾燥した後、570℃で5時間焼成して有機成分を除去した。
合成物の評価結果を表1に示す。また、消臭試験の結果を表2に示す。なお、オキシンコバルトは、8−キノリノールのエタノール溶液と硝酸コバルト水溶液を物質量比2:1となるように調製し、50℃で10分加熱混合した後、沈殿を回収し、130℃で乾燥することで得たものを使用した。また、断面のTEM画像を図4に示す。図4でも図1と同様の構造が確認できるが、粒度が20nm程度と実施例1よりも大きい。
(Comparative Example 2)
It was synthesized in the same manner as in Comparative Example 1, except that cobalt stearate was changed to oxine cobalt. The molar ratio of the mixed solution is such that tetraethoxysilane: hexadecyltrimethylammonium chloride: oxine cobalt: water: sodium hydroxide = 1: 0.225: 0.0106: such that the amount of Co in the synthesized product becomes 1 wt%. 125: 0.225. The solid product was separated from the obtained suspension by filtration, vacuum dried at 80 ° C., and calcined at 570 ° C. for 5 hours to remove organic components.
Table 1 shows the evaluation results of the synthesized products. Table 2 shows the results of the deodorizing test. The oxine cobalt is prepared by mixing an ethanol solution of 8-quinolinol and an aqueous solution of cobalt nitrate at a mass ratio of 2: 1. After heating and mixing at 50 ° C. for 10 minutes, the precipitate is collected and dried at 130 ° C. The one obtained from the above was used. FIG. 4 shows a TEM image of the cross section. In FIG. 4, the same structure as in FIG. 1 can be confirmed, but the grain size is about 20 nm, which is larger than that in Example 1.

(比較例3)
ステアリン酸コバルトを加えないこと以外は比較例1と同じ方法により、焼成後の試料を得た。混合溶液のモル比は、テトラエトキシシラン:ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド:水:水酸化ナトリウム=1:0.225:125:0.225とした。焼成して得られた粉末のうち0.396gを50mlビーカーに分取し、170mmol/Lの硝酸コバルト水溶液0.4mlと水8mlを加え、100℃で真空乾燥後、350℃で2時間焼成した。
合成物の評価結果を表1に示す。また、消臭試験の結果を表2に示す。
(Comparative Example 3)
A fired sample was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that cobalt stearate was not added. The molar ratio of the mixed solution was tetraethoxysilane: hexadecyltrimethylammonium chloride: water: sodium hydroxide = 1: 0.225: 125: 0.225. 0.396 g of the powder obtained by calcining was collected in a 50 ml beaker, 0.4 ml of a 170 mmol / L aqueous solution of cobalt nitrate and 8 ml of water were added, dried at 100 ° C. under vacuum, and calcined at 350 ° C. for 2 hours. .
Table 1 shows the evaluation results of the synthesized products. Table 2 shows the results of the deodorizing test.

(比較例4)
特許第4614196号に記載された方法に基づいて合成した。200mlビーカーに、テトラエトキシシラン加えて攪拌子を600rpmで回転させて攪拌し、エタノールに溶解した塩化コバルトを添加した。次いで、オクチルアミンを加えて10分間攪拌した後、塩酸水溶液を加え、さらにそのまま1時間攪拌した。混合溶液のモル比はテトラエトキシシラン:オクチルアミン:エタノール:塩化コバルト:塩酸:水=1:0.34:1.18:0.0105:0.034:38とした。得られた懸濁液から固体生成物をろ別し、100℃で真空乾燥後、600℃で1時間焼成して有機成分を除去した。
合成物の評価結果を表1に示す。また、消臭試験の結果を表2に示す。また、断面のTEM画像を図5に示す。粒子は観察されなかった。
(比較例5)
ステアリン酸コバルトを塩化コバルトに変えること以外は比較例1と同じ方法で合成した。混合溶液のモル比は、合成物中のCo量が1wt%となるように、テトラエトキシシラン:ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド:塩化コバルト:水:水酸化ナトリウム=1:0.225:0.0106:125:0.225とした。合成物の評価結果を表1に示す。また、消臭試験の結果を表2に示す。
(Comparative Example 4)
It was synthesized based on the method described in Japanese Patent No. 4614196. Tetraethoxysilane was added to a 200 ml beaker, and the stirrer was rotated at 600 rpm and stirred, and cobalt chloride dissolved in ethanol was added. Next, octylamine was added, and the mixture was stirred for 10 minutes. Then, an aqueous hydrochloric acid solution was added, and the mixture was further stirred for 1 hour. The molar ratio of the mixed solution was tetraethoxysilane: octylamine: ethanol: cobalt chloride: hydrochloric acid: water = 1: 0.34: 1.18: 0.0105: 0.034: 38. The solid product was separated from the obtained suspension by filtration, vacuum-dried at 100 ° C., and calcined at 600 ° C. for 1 hour to remove organic components.
Table 1 shows the evaluation results of the synthesized products. Table 2 shows the results of the deodorizing test. FIG. 5 shows a TEM image of the cross section. No particles were observed.
(Comparative Example 5)
It was synthesized in the same manner as in Comparative Example 1 except that cobalt stearate was changed to cobalt chloride. The molar ratio of the mixed solution was such that tetraethoxysilane: hexadecyltrimethylammonium chloride: cobalt chloride: water: sodium hydroxide = 1: 0.225: 0.0106: such that the amount of Co in the synthesized product was 1 wt%. 125: 0.225. Table 1 shows the evaluation results of the synthesized products. Table 2 shows the results of the deodorizing test.

表1及び表2に示されるように、実施例1及び2は、比較例1と比較して、高いアセトアルデヒドの消臭性能を有しており、同等以上の明度を有しており、低い彩度を有していた。また、金属粒子径も小さかった。すなわち、配位子成分を添加することにより、金属粒子径が小さくなり、明度を低下させること無くアセトアルデヒドに対する消臭性能を高めることができることが、理解される。また、実施例3は、比較例5と比較して、高いアセトアルデヒドの消臭性能、同等以上の明度、及び低い彩度を有していたことからも、配位子成分の添加による効果が裏付けられた。更に、実施例3は、比較例5に比べて、コバルト粒子率が極めて高く、配位子成分の添加により、コバルトを、シリカにドープされることなく粒子状態でシリカに担持できることが判った。
また、比較例2は、実施例1乃至3と同程度のアセトアルデヒドに対する消臭性能を有していた。しかしながら、比較例2は、実施例1及び2よりも、金属粒子率が低く、金属粒子径が大きく、明度も低かった。すなわち、本発明の方法によれば、金属塩と配位子成分とを添加することにより、金属塩を使用しないで直接金属と配位子成分との錯体と界面活性剤とを混合する場合に比べて、金属粒子率を高めることができ、金属粒子径を低下させることができ、明度を向上できることが理解される。
比較例3は、焼成後に硝酸コバルト水溶液を用いてコバルトを導入しているため、コバルトはシリカにドープされることが無く、金属粒子率は100%であると考えられる。しかしながら、比較例3では、低濃度のアセトアルデヒド条件下において、消臭性能が低かった。また、金属粒子径も大きく、明度も低かった。比較例3は、金属粒子径が大きいため、触媒効率が低くなり、消臭性能も低くなったと考えられる。
比較例4は、高濃度のアセトアルデヒド条件下での消臭性能が、実施例1乃至3と比べて低かった。この理由は、比較例4は、コバルト粒子率が低く、触媒の被毒の影響を受けやすいためであると考えられる。
As shown in Tables 1 and 2, Examples 1 and 2 had higher acetaldehyde deodorizing performance, had equal or higher brightness than Comparative Example 1, and had low coloration. Had a degree. Also, the metal particle diameter was small. That is, it is understood that by adding the ligand component, the metal particle diameter is reduced, and the deodorizing performance with respect to acetaldehyde can be increased without lowering the brightness. In addition, since Example 3 had higher deodorizing performance of acetaldehyde, lightness equal to or higher than that of Comparative Example 5, and low chroma as compared with Comparative Example 5, the effect of the addition of the ligand component was supported. Was done. Furthermore, in Example 3, the cobalt particle ratio was extremely high as compared with Comparative Example 5, and it was found that by adding a ligand component, cobalt could be supported on silica in a particle state without being doped into silica.
Further, Comparative Example 2 had about the same deodorizing performance with respect to acetaldehyde as Examples 1 to 3. However, Comparative Example 2 had a lower metal particle ratio, a larger metal particle diameter, and lower brightness than Examples 1 and 2. That is, according to the method of the present invention, by adding a metal salt and a ligand component, when a complex of a metal and a ligand component is directly mixed with a surfactant without using a metal salt, In comparison, it is understood that the metal particle ratio can be increased, the metal particle diameter can be reduced, and the brightness can be improved.
In Comparative Example 3, since cobalt was introduced using an aqueous solution of cobalt nitrate after firing, cobalt was not doped into silica, and the metal particle ratio is considered to be 100%. However, in Comparative Example 3, the deodorizing performance was low under the condition of low concentration of acetaldehyde. Further, the metal particle diameter was large and the brightness was low. In Comparative Example 3, it is considered that the catalyst efficiency was lowered and the deodorizing performance was lowered because the metal particle diameter was large.
In Comparative Example 4, the deodorizing performance under high-concentration acetaldehyde conditions was lower than Examples 1 to 3. It is considered that the reason for this is that Comparative Example 4 had a low cobalt particle rate and was susceptible to catalyst poisoning.

表1
※1)ステアリン酸コバルトは水、エタノールなどに溶解しないため、抽出実験が困難であった。
※2)Co含有量=粒子量と仮定して値を算出した。
※3)TEMからは粒子の存在を確認できなかった。
Table 1
* 1) Extraction experiments were difficult because cobalt stearate did not dissolve in water, ethanol, etc.
* 2) Values were calculated assuming that the Co content = the amount of particles.
* 3) The presence of particles could not be confirmed from TEM.

表2 消臭試験結果
Table 2 Deodorization test results

(TG−DTA)
また、実施例1及び比較例1において、焼成前の試料を用いて、TG−DTA測定を行った。測定には、株式会社日立ハイテクサイエンス製のTGDTA7220を用いた。測定温度範囲は50〜600℃、昇温速度は2.5℃/分とし、空気を100ml/分で流入させながら測定した。
実施例1の結果を図6に、比較例1の結果を図7に示す。図6において、ピークA(313.8℃)は、界面活性剤の分解を示しており、ピークB(396.2℃)は、コバルトと8−キノリノールとの錯体であるオキシンコバルト(Co(ox)2)の分解を示している。一方、図7において、ピークC(311.4℃)は、界面活性剤の分解を示しており、ピークD(421.5℃)は、ステアリン酸コバルト(C18Co)の分解を示している。
すなわち、比較例1では、界面活性剤のピーク(311.4℃)に加えて、ステアリン酸コバルト(C18Co)の分解温度421.5℃にピークが見られた。これに対して、実施例1では、ステアリン酸コバルトのピークは見られず、コバルトと8−キノリノールとの錯体であるオキシンコバルト(Co(ox)2)の分解温度(311.4℃)にピークが見られた。すなわち、8−キノリノールを添加することにより、ステアリン酸コバルト由来のコバルトに、8−キノリノールが配位し、錯体を形成したことが判った。
また、この結果は、ステアリン酸コバルトが、分解温度がより低いオキシンコバルトに転換されたことを示している。このことは、実施例1では、焼成時に、より低温で前駆体中に存在するコバルト含有物質(錯体)から有機成分を除去することができることを示している。
(TG-DTA)
In Example 1 and Comparative Example 1, TG-DTA measurement was performed using the sample before firing. For the measurement, TGDTA 7220 manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation was used. The measurement was performed at a temperature range of 50 to 600 ° C. and a heating rate of 2.5 ° C./min while flowing air at 100 ml / min.
The result of Example 1 is shown in FIG. 6, and the result of Comparative Example 1 is shown in FIG. In FIG. 6, peak A (313.8 ° C.) indicates the decomposition of the surfactant, and peak B (396.2 ° C.) indicates oxine cobalt (Co (ox), which is a complex of cobalt and 8-quinolinol. 2) shows the decomposition of 2). On the other hand, in FIG. 7, peak C (311.4 ° C.) indicates the decomposition of the surfactant, and peak D (421.5 ° C.) indicates the decomposition of cobalt stearate (C18Co).
That is, in Comparative Example 1, in addition to the peak of the surfactant (311.4 ° C.), a peak was observed at a decomposition temperature of 421.5 ° C. of cobalt stearate (C18Co). On the other hand, in Example 1, the peak of cobalt stearate was not observed, and the peak was at the decomposition temperature (311.4 ° C.) of oxine cobalt (Co (ox) 2), which is a complex of cobalt and 8-quinolinol. It was observed. That is, it was found that by adding 8-quinolinol, 8-quinolinol coordinated with cobalt derived from cobalt stearate to form a complex.
The results also indicate that cobalt stearate was converted to oxine cobalt with a lower decomposition temperature. This indicates that, in Example 1, the organic component can be removed from the cobalt-containing substance (complex) present in the precursor at a lower temperature during firing.

(粒度分布測定)
続いて、配位子成分の添加による粒子径の変化について検討するため、以下の水溶液(A)〜(C)を調製し、大塚電子株式会社製のELSZ−2000を用いて、粒度分布測定を行った。分散媒(水)のRIは1.3328、粘度は0.8878、温度は25℃に設定し、石英セルを用いて測定した。
水溶液(A):ヘキサデシルアンモニウムクロリド:水=0.225:125
水溶液(B):ヘキサデシルアンモニウムクロリド:ステアリン酸コバルト:水=0.225:0.0106:125
水溶液(C):ヘキサデシルアンモニウムクロリド:ステアリン酸コバルト:水:8−キノリノール=0.225:0.0106:125:0.0319。
(Particle size distribution measurement)
Subsequently, in order to examine the change in particle size due to the addition of the ligand component, the following aqueous solutions (A) to (C) were prepared, and the particle size distribution was measured using ELSZ-2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. went. The RI of the dispersion medium (water) was set to 1.3328, the viscosity was set to 0.8878, the temperature was set to 25 ° C., and the measurement was performed using a quartz cell.
Aqueous solution (A): hexadecyl ammonium chloride: water = 0.225: 125
Aqueous solution (B): hexadecyl ammonium chloride: cobalt stearate: water = 0.225: 0.0106: 125
Aqueous solution (C): hexadecyl ammonium chloride: cobalt stearate: water: 8-quinolinol = 0.225: 0.0106: 125: 0.0319.

図8に、粒度分布測定の結果を示す。水溶液(A)のミセルの平均粒径は、1.4nmであった。水溶液(B)のミセルの平均粒径は、143.7nmであった。水溶液(C)のミセルの平均粒径は、22.6nmであった。水溶液(B)と(C)との比較から、8−キノリノールを添加することにより、ミセルの大きさが著しく低減することが確認された。このことは、8−キノリノールの添加により、ステアリン酸コバルトがオキシンコバルトに変換され、その結果、ミセルが小さくなり、最終的に得られる多孔質シリカ中の金属粒子の粒径を低減できることを示唆している。   FIG. 8 shows the results of the particle size distribution measurement. The average particle size of the micelles in the aqueous solution (A) was 1.4 nm. The average particle size of the micelles in the aqueous solution (B) was 143.7 nm. The average particle size of the micelles in the aqueous solution (C) was 22.6 nm. From the comparison between the aqueous solutions (B) and (C), it was confirmed that the size of micelles was significantly reduced by adding 8-quinolinol. This suggests that the addition of 8-quinolinol converts cobalt stearate to oxine cobalt, resulting in smaller micelles and a reduction in the particle size of the metal particles in the final porous silica. ing.

また、ステアリン酸コバルトに代えて塩化コバルトを用いて、同様に粒度分布測定を行った。具体的には、以下の水溶液(D)及び(E)を調製し、粒度分布測定を行った。
水溶液(D);ヘキサデシルアンモニウムクロリド:塩化コバルト:水=0.225:0.0106:125
水溶液(E);ヘキサデシルアンモニウムクロリド:塩化コバルト:水:8−キノリノール=0.225:0.0106:125:0.0319。
The particle size distribution was measured in the same manner using cobalt chloride instead of cobalt stearate. Specifically, the following aqueous solutions (D) and (E) were prepared, and the particle size distribution was measured.
Aqueous solution (D); hexadecyl ammonium chloride: cobalt chloride: water = 0.225: 0.0106: 125
Aqueous solution (E); hexadecyl ammonium chloride: cobalt chloride: water: 8-quinolinol = 0.225: 0.0106: 125: 0.0319.

図9に、水溶液(A)、(D)及び(E)の粒度分布測定の結果を示す。既述のように、水溶液(A)のミセルの平均粒径は、1.4nmであった。一方、水溶液(D)のミセルの平均粒径は、2.2nmであった。水溶液(E)のミセルの平均粒径は、25.3nmであった。水溶液(B)のミセルの平均粒径は、水溶液(A)とほとんど変わらない。塩化コバルトは可溶性の塩であるため、水溶液(B)において、コバルトはほとんどミセルに取り込まれてないものと思われる。これに対して、8−キノリノールを添加した水溶液(C)では、平均粒径が大きくなっている。このことは、8−キノリノールの添加により水に不溶性の錯体が形成され、コバルト成分がミセルに取り込まれ、ミセルの平均粒径が増大したものと考えられる。   FIG. 9 shows the results of the particle size distribution measurement of the aqueous solutions (A), (D) and (E). As described above, the average particle size of the micelles in the aqueous solution (A) was 1.4 nm. On the other hand, the average particle size of the micelles in the aqueous solution (D) was 2.2 nm. The average particle size of the micelles in the aqueous solution (E) was 25.3 nm. The average particle size of the micelles in the aqueous solution (B) is almost the same as that in the aqueous solution (A). Since cobalt chloride is a soluble salt, in the aqueous solution (B), it is considered that cobalt is hardly taken into micelles. On the other hand, in the aqueous solution (C) to which 8-quinolinol was added, the average particle size was large. This is presumably because the addition of 8-quinolinol formed a water-insoluble complex, incorporated the cobalt component into the micelles, and increased the average particle size of the micelles.

Claims (9)

界面活性剤、金属塩、及び配位子成分を水溶液中で混合し、前記金属塩の金属に前記配位子成分が配位した水に不溶性の錯体を含有するミセルを生成させる工程と、
前記ミセルを生成させる工程の後に、前記水溶液にシリカ源を添加する工程と、
前記シリカ源を添加する工程の後に、前記水溶液に塩基性水溶液を添加する工程と、
前記塩基性水溶液を添加する工程の後に、前記ミセルを回収する工程と、
前記回収したミセルを焼成し、多孔質シリカを得る工程と、
を含む、多孔質シリカの製造方法。
Mixing a surfactant, a metal salt, and a ligand component in an aqueous solution to form micelles containing a water-insoluble complex in which the ligand component is coordinated with the metal of the metal salt;
After the step of generating the micelles, a step of adding a silica source to the aqueous solution,
After the step of adding the silica source, a step of adding a basic aqueous solution to the aqueous solution,
Collecting the micelles after the step of adding the basic aqueous solution,
Baking the collected micelles to obtain porous silica,
A method for producing porous silica, comprising:
前記不溶性の錯体の錯生成定数が、前記金属塩の錯生成定数よりも大きい、請求項1に記載された多孔質シリカの製造方法。   The method for producing porous silica according to claim 1, wherein the complexation constant of the insoluble complex is larger than the complexation constant of the metal salt. 前記金属塩の金属が、コバルト、亜鉛、銀、銅、及びマンガンからなる群から選ばれる1種以上である、請求項1又は2項に記載された多孔質シリカの製造方法。   The method for producing porous silica according to claim 1, wherein the metal of the metal salt is at least one selected from the group consisting of cobalt, zinc, silver, copper, and manganese. 前記金属塩が、脂肪酸金属塩である、請求項1から3のいずれか1項に記載された多孔質シリカの製造方法。   The method for producing porous silica according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal salt is a fatty acid metal salt. 前記金属塩が、金属塩化物である、請求項1から4のいずれか1項に記載された多孔質シリカの製造方法。   The method for producing porous silica according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal salt is a metal chloride. 前記配位子成分が、8−キノリノール構造を有する化合物である、請求項1から5のいずれか1項に記載された多孔質シリカの製造方法。   The method for producing porous silica according to any one of claims 1 to 5, wherein the ligand component is a compound having an 8-quinolinol structure. 前記界面活性剤が、アルキルアンモニウム塩を含む、請求項1から6のいずれか1項に記載された多孔質シリカの製造方法。   The method for producing porous silica according to any one of claims 1 to 6, wherein the surfactant includes an alkyl ammonium salt. 多孔質シリカを含む、塩基性臭気、酸性臭気、またはアセトアルデヒド用消臭剤であって、
前記多孔質シリカが、1次細孔が形成された1次粒子を含むシリカ粒子と、前記シリカ粒子に担持されたコバルト含有粒子とを含
前記コバルト含有粒子の粒子径が、20nm未満であり、
前記多孔質シリカ中のコバルト含有量が0.5wt%以上であり、
前記多孔質シリカにおけるコバルト粒子率が、70%以上であ
前記多孔質シリカが、66%以上のアセトアルデヒド消臭試験(アセトアルデヒドの初期濃度14ppm、湿度50%、500mlの臭気中に消臭剤50mgを入れ30分後)における消臭率を有し、
前記多孔質シリカの明度が50以上であり、
前記シリカ粒子が、前記1次粒子同士の結合による粒子間隙からなる2次細孔を有し、
前記1次細孔は、1〜20nmの細孔径を有している、
消臭剤。
A basic odor, acidic odor, or acetaldehyde deodorant comprising porous silica,
The porous silica, seen containing silica particles comprising primary particles in which the primary pores are formed, and a cobalt-containing particles carried on the silica particles,
The particle diameter of the cobalt-containing particles is less than 20 nm,
Cobalt content of the porous silica in is not less than 0.5 wt%,
Cobalt particle ratio in the porous silica state, and are 70% or more,
The porous silica has a deodorization rate in an acetaldehyde deodorization test of 66% or more (initial concentration of acetaldehyde 14 ppm, humidity 50%, 50 ml of deodorant in 500 ml of odor and 30 minutes later),
The brightness of the porous silica is 50 or more,
The silica particles have secondary pores consisting of particle gaps due to the bonding between the primary particles,
The primary pore has a pore diameter of 1 to 20 nm,
Deodorants.
前記多孔質シリカの彩度が17以下である、請求項8に記載の消臭剤The deodorant according to claim 8, wherein the chroma of the porous silica is 17 or less.
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