アニオン性界面活性剤を用いたメソポーラスシリカ材料の合成 Synthesis of Mesoporous Silica Materials by Using Anionic Surfactants as Template

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抄録

メソポーラスシリカの合成法として,カチオン性界面活性剤,非イオン性界面活性剤あるいは長鎖アルキルアミンを用いて,これらの分子とシリカ種との協奏的相互作用,自己組織化によりメソ構造を形成するルートが確立されている。しかしながら,アニオン性界面活性剤を用いた合成ルートは報告されていなかった。塩基性条件下において,負に帯電した界面活性剤頭部と同じく負に帯電したシリカ種をいかに相互作用させるかという観点から研究を進めてきた結果,世界で初めてアニオン性界面活性剤を用いたメソポーラスシリカ"AMS"(Anionic surfactant templated mesoporous silica)の合成に成功した。一級アミンである3-アミノプロピルトリメトキシシラン,あるいは第四級アンモニウム塩である<i>N</i>-トリメトキシシリルプロピル-<i>N</i>,<i>N</i>,<i>N</i>-トリメチルアンモニウムクロライドと一般的なシリカ源であるオルトケイ酸テトラエチルの混合物をシリカ源として使用し,塩基性下で合成することが成功の鍵であった。また,キラルなα炭素を有するアミノ酸系アニオン性界面活性剤を用いることで,メソ構造は2d-hexagonalであるが,らせん状にねじれた形態を示し,内部にキラルなメソ細孔を有するシリカの合成に成功した。本稿では,AMSの合成戦略ならびに合成機構,AMSの多様なメソ構造,アミノ基含有AMS,キラルな細孔を有するAMS等について解説する。

Mesoporous materials have attracted a great deal of attention because of their controllable structures and compositions, which make them suitable for a wide range of applications in catalysis, environmental clean-up, and development of advanced materials. Various mesoporous materials can be synthesized based on the self-assembly of surfactants and inorganic precursors. We previously demonstrated a novel templating route for preparing mesoporous silicas based on the self-assembly of anionic surfactants and inorganic precursors in the presence of aminosilane or quaternized aminosilane as a co-structure-directing agent (CSDA). We continue to investigate the resultant novel mesoporous materials called anionic surfactant mesoporous silica (AMS). The latest AMS series is a novel bicontinuous cubic <i>Pn</i>3<i>m</i> mesoporous silica (AMS-10). We have also found that the assynthesized AMS is transformed into amino-functionalized mesoporous silica, by removal of only the surfactant by extraction, with potential uses as high-performance catalysts and adsorbents. Furthermore, the use of a chiral anionic surfactant derived from the amino acid, <i>N</i>-myristoyl-L-alanine sodium salt, provides chiral mesoporous silica. Such anionic surfactant templating routes will provide a new family of mesoporous materials as well as information on the structural behavior of anionic surfactants. This review describes the preparation, properties, and potential applications of anionic surfactant templated mesoporous silicas.

収録刊行物

  • Journal of the Japan Petroleum Institute  

    Journal of the Japan Petroleum Institute 50(6), 299-311, 2007-11-01 

    The Japan Petroleum Institute

参考文献:  78件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10021125368
  • NII書誌ID(NCID)
    AA11590615
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    REV
  • ISSN
    13468804
  • NDL 記事登録ID
    9253893
  • NDL 雑誌分類
    ZP29(科学技術--化学・化学工業--燃料--石油)
  • NDL 請求記号
    Z17-177
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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