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Scientific Reports volume 6、記事番号: 22813 (2016) この記事を引用

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メトリクスの詳細

一連のジアミノシラン官能化シリコアルミノリン酸モレキュラーシーブ (SAPO-37) をその場合成によって調製し、官能化 SAPO-37 から構造指向剤 (SDA)/テンプレートを選択的に除去するための新しい方法を開発しました。 ＳＤＡの除去は、ＦＴ−ＩＲ、ＴＧＡ、１３Ｃ ＭＡＳ−ＮＭＲおよび元素分析により明らかであった。 開発された方法は、微多孔性モレキュラーシーブ、すなわち SAPO-37 からのテンプレートの除去に効率的であることが判明し、SAPO-5、SAPO-40 などの他の微多孔性モレキュラーシーブにも適用できます。 テンプレートの粉末 XRD パターン- 除去されたサンプルは、高度に結晶性の SAPO-37 相を示しました。 アルゲントメトリー滴定により、表面に露出したジアミン官能基の 90% 以上が触媒用途に利用できることが明らかになりました。 得られた物質は、アニリンによるエポキシドの開環によりβ-アミノアルコールを生成する有望な活性を示した。

チャネルおよびフレームワーク内に有機官能基を備えたゼオライトおよびゼオライト状微多孔性モレキュラーシーブの合成では、組み込まれた官能基の性質に応じて、そのテクスチャーおよび触媒特性を調整できます1、2、3、4、5、6、7、 8、9、10、11。 一般に、有機官能基は、オルガノシラン前駆体を使用したその場での共縮合または合成後の官能化によってモレキュラーシーブ材料の表面に導入されています。 無機骨格に有機官能基をその場で導入すると、疎水性環境、吸着能力などのユニークな特性を備えた有機-無機ハイブリッド材料が得られます。ハイブリッド材料は水熱条件で合成され、有機基が細孔内にペンダントとしてぶら下がっています。またはフレームワークの内部または外部表面で部分的に置換されています12、13、14、15。 合成後のグラフト法は、CO2 捕捉 16,17,18 や塩基触媒反応 19,20,21,22,23,24 などのさまざまな用途に適用されるメソポーラス材料について広く研究されています。 メソポーラスモレキュラーシーブベースの材料は有望な用途を示していますが、安定性が低く、壁の非晶質特性により商業用途は限られています25。 合成後の方法では、モレキュラーシーブ材料の表面に官能基を共有結合で固定し、表面の機能性を高めますが、官能基の分布を制御するのは難しく、その結果、表面上およびチャネル内の官能基の不均一な配置が生じます26。

12員環の細孔開口部と大きなソーダライトケージを備えた3次元細孔構造を有するフォージャサイト（FAU）タイプの微多孔性モレキュラーシーブは、原油産業において商業的に重要です（変換率約40％）27。 微多孔性モレキュラーシーブに有機官能基をさらに導入すると、有機活性基を備えた新しい種類の形状選択性触媒が得られるでしょう。 有機基を有する三次元骨格材料は、メチル官能基を有するアルミノリン酸モレキュラーシーブのその場水熱合成によって、Maeda et al.1 によって初めて報告されました。 アルミノリン酸塩材料は、酸性度を調整するためにさまざまな金属イオンを組み込むことができる柔軟なフレームワークにより重要です 28,29。 その後、異なる官能基を含む一連のモレキュラーシーブが合成され、炭化水素の収着やその他のいくつかの用途に重要であることが証明されました1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,19。 、20、21、22、23。 微多孔質モレキュラーシーブ材料の場合、共縮合法は、オルガノシランを骨格 24 に収容することによって官能基の高負荷を促進したり、結晶成長の乱れにより歪んだ生成物を完成させたりすることができます。 特に、シリコアルミノホスフェート (SAPO) ベースの材料については、機能化に関する報告は限られています 7、15、16、17、18。 この点で、フォージャサイト型ゼオライトが石油化学プロセスに計り知れない可能性を示したことが強調されます。 類似のフォージャサイト型シリコアルミノリン酸塩 (SAPO-37) には、水酸化テトラメチルアンモニウム (TMAOH) の除去および水への曝露中に構造が崩壊することが知られているため、限界があります。 制御された方法でその場水熱合成を使用して、フォージャサイト型シリコアルミノリン酸塩 (SAPO) モレキュラーシーブにアミン官能基を導入することは興味深いでしょう。