光响应性储氧材料制造技术

本申请提供能够吸附氧、并且能够通过光照射而释放所吸附的氧的光响应性储氧材料。本申请的光响应性储氧材料由多个晶胞形成。各晶胞具有具备8个角及6个面的立方体的形状。各晶胞的角由锆氧簇形成。各晶胞的面由具有卟啉骨架、并且包含1个～4个羧基的配位体形成。钼离子位于各卟啉骨架的中心。多个晶胞的至少一部分是空的。分是空的。分是空的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光响应性储氧材料


[0001]本申请涉及一种光响应性储氧材料。

技术介绍

[0002]金属有机结构体是能够储藏气体的多孔性材料之一。金属有机结构体由金属离子(或金属簇)及有机配位体(ligand)构成。在金属有机结构体中，配位键形成于有机配位体及金属离子(或金属簇)之间。
[0003]与活性炭或沸石那样的以往的多孔性材料不同，如专利文献1中所示的那样，通过适当选择金属离子(或金属簇)及有机配位体，能够使金属有机结构体的细孔径及比表面积发生变化。如非专利文献1及非专利文献2中所示的那样，在利用了金属有机结构体的储氧方法中，通过利用Cr或Fe的金属离子的配位不饱和位点，氧吸附量得以提高。
[0004]专利文献2公开了利用分散于介孔二氧化硅中的包含氧钼离子的卟啉来吸附氧、以及对像这样操作而吸附了氧的卟啉照射光而释放该氧的内容。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第4937749号公报
[0008]专利文献2：日本特开2000-70650号公报
[0009]非专利文献
[0010]非专利文献1：Leslie J.Murray et.al.,“Highly-Selective and Reversible O2 Binding in Cr3(1,3,5-benzenetricarboxylate)2”,Journal of the American Chemical Society,2010,132,7856-7857
[0011]非专利文献2：Eric D.Bloch et.al.,“Selective Binding of O2over N2in a RedoxActive Metal Organic Framework with Open Iron(II)Coordination Sites”,Journal of the American Chemical Society,2011,133,14814-14822
[0012]非专利文献3：Roland A.Fischer et.al.,“Dual Site Lewis-Acid Metal-Organic Framework Catalysts for CO2 Fixation：Counteracting Effects of Node Connectivity,Defects and Linker Metalation”,ChemCatChem 2018,10,3506-3512

技术实现思路

[0013]专利技术所要解决的课题
[0014]本申请的目的在于提供一种能够吸附氧、并且能够通过光照射而释放所吸附的氧的光响应性储氧材料。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]本申请涉及一种光响应性储氧材料，其中，
[0017]上述光响应性储氧材料由多个晶胞形成，
[0018]各晶胞具有具备8个角及6个面的立方体的形状，
[0019]各晶胞的角由锆氧簇形成，
[0020]各晶胞的面由具有卟啉骨架、并且包含1个～4个羧基的配位体形成，
[0021]钼离子位于各卟啉骨架的中心，并且
[0022]多个晶胞的至少一部分是空的。
[0023]专利技术效果
[0024]本申请提供一种能够吸附氧、并且能够通过光照射而释放所吸附的氧的光响应性储氧材料。
附图说明
[0025]图1A表示形成第1实施方式的光响应性储氧材料的金属有机结构体中包含的1个晶胞10的示意图。
[0026]图1B表示图1A中所示的金属有机结构体的晶胞10的二维结构的示意图。
[0027]图1C表示图1A中所示的金属有机结构体的三维结构的示意图。
[0028]图2表示第2实施方式的储氧装置的概略图。
[0029]图3A表示在实施例1中实际合成的金属有机结构体的X射线衍射图谱。
[0030]图3B表示在比较例1中实际合成的金属有机结构体的X射线衍射图谱。
[0031]图3C表示在比较例2中实际合成的金属有机结构体的X射线衍射图谱。
[0032]图3D表示在实施例中模拟的金属有机结构体的X射线衍射图谱。
[0033]图3E表示实施例中的为了模拟而使用的金属有机结构体1中包含的1个重复单元的示意图。
[0034]图4表示在实施例1中使用的测定装置的概略图。
具体实施方式
[0035]<本申请的实施方式>
[0036]以下，参照附图的同时对本申请的实施方式进行详细说明。
[0037](第1实施方式)
[0038]图1A表示本申请的第1实施方式的光响应性储氧材料(即金属有机结构体)的晶胞的示意图。如图1A中所示的那样，第1实施方式的光响应性储氧材料由金属有机结构体形成。金属有机结构体由多个晶胞10形成。各晶胞10具有具备8个角及6个面的立方体的形状。各晶胞10的角由锆氧簇11形成。各晶胞的面由配位体12形成。配位体12具有卟啉骨架，并且包含1个～4个羧基。钼离子位于各卟啉骨架的中心。多个晶胞的至少一部分的内部是空的。
[0039]在第1实施方式的金属有机结构体中，配位键形成于钼离子及配位体12之间。若换而言之，则配位体12为在与钼离子之间形成有配位键的配位体。
[0040]图1B表示图1A中所示的金属有机结构体的晶胞10的二维单元结构13的示意图。二维单元结构13为上述的6个面中所含的1个面。在二维单元结构13中，锆氧簇11通过配位体12而被交联。交联在下文叙述。金属有机结构体具有包含多个二维单元结构13的三维结构(即晶胞10)。
[0041]图1C表示金属有机结构体的三维结构(即晶胞10)的示意图。如图1C中所示的那样，金属有机结构体的三维结构(即晶胞10)在其内部包含第一二维单元结构13a及第二二
维单元结构13b。第一二维单元结构13a及第二二维单元结构13b彼此平行。各第一二维单元结构13a及第二二维单元结构13b由4个锆氧簇11及1个配位体12构成。在各第一二维单元结构13a及第二二维单元结构13b中，4个锆氧簇11通过配位体12而被交联。
[0042]第1实施方式的金属有机结构体具有氧吸附能力。若换而言之，则对于第1实施方式的金属有机结构体而言，氧分子可选择性地吸附。再者，被吸附于第1实施方式的金属有机结构体上的氧在光的作用下，被第1实施方式的金属有机结构体所释放。
[0043](钼离子)
[0044]在与配位体之间形成有配位键的钼离子也可以是未与氧键合的钼离子。或者，在与配位体之间形成有配位键的钼离子也可以是氧钼离子。氧钼离子可以用化学式[Mo＝O]2+
来表示。钼离子的例子为4价的氧钼离子。
[0045](锆氧簇11)
[0046]锆氧簇的例子为Zr6(OH)4O4、Zr6O4(OH)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光响应性储氧材料，其中，所述光响应性储氧材料由多个晶胞形成，各晶胞具有具备8个角及6个面的立方体的形状，各晶胞的角由锆氧簇形成，各晶胞的面由具有卟啉骨架、并且包含1个～4个羧基的配位体形成，钼离子位于各卟啉骨架的中心，并且多个晶胞的至少一部分是空的。2.根据权利要求1所述的光响应性储氧材料，其中，所述钼离子为氧钼离子。3.根据权利要求1或2所述的光响应性储氧材料，其中，所述锆氧簇以Zr6(OH)4O4表示。4.根据权利要求1～3中任一项所述的光响应性储氧材料，其中，所述配位体为具有4个羧基的卟啉。5.一种储氧装置，其具备：容器、以及配置于所述容器的内部的权利要求1～4中任一项所述的光响应性储氧材料。6.一种方法，其是储藏氧分子的方法，其具备以下的工序：(a)使权利要求1～4中任一项所述的光响应性储氧材料与含有所述氧分子的气体相接触，将所述氧分子储藏到所述光响应性储氧材料的内部的工序。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述钼...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂田直弥，森田将司，荒濑秀和，松田亮太郎，堀彰宏，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：