[发明专利]金属纳米粒子的PCP复合体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有金属纳米粒子和PCP(Porous Coordination Polymer；多孔性配位高分子)的复合体以及它的制造方法。

背景技术

为了使参与催化反应的气体被PCP捕获，使其确实地反应，实现高效率、高选择性的反应，具有在纳米催化剂表面被覆了PCP的结构的PCP复合催化剂的开发是不可或缺的。

非专利文献1在预先制造PCP后将金属纳米粒子复合化，由此具有金属纳米粒子附着在PCP的外部的构造，金属纳米粒子和PCP的复合效果有限。

非专利文献2在氧化铁的存在下使金属离子(Al、Cu)和配位基(bpdc、btc)作用而形成金属离子和配位基的复合体，但是该复合体被用于药物的缓释制剂等用途，氧化铁利用它的磁性而使用磁铁送达目标位置，只是在氧化铁纳米粒子的部分表面与PCP一体化，氧化铁粒子不存在于PCP的内部。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Eur.J.Inorg.Chem.,2010,3701-3714

非专利文献2：ChemComm,2011,47,3075-3077

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供金属纳米粒子和PCP相互作用的复合体。

用于解决课题的手段

本发明提供以下的复合体及其制造方法。

项1.复合体，其是在多孔性配位高分子(PCP)的内部包含金属纳米粒子的复合体，其中，上述PCP由金属离子和有机配位基构成。

项2.根据项1或2所述的复合体，其中，上述金属纳米粒子是贵金属纳米粒子。

项3.根据项1所述的复合体，其中，从表面至金属纳米粒子的PCP层的平均厚度为1～200nm。

项4.根据项1～3中任一项所述的复合体，其中，上述PCP由金属离子和具有羧基的配位基和能由环内氮原子进行配位的含氮芳香族化合物构成。

项5.根据项1～4中任一项所述的复合体，其中，上述金属纳米粒子是选自金、铂、钯、镍、钴、锰、铬、银、铜、铁、钌、铑、锌、它们的合金或氧化物的至少1种催化剂。

项6.根据项1～5中任一项所述的复合体，其中，上述复合体的尺寸是1～500nm。

项7.根据项1～6中任一项所述的复合体，其中，上述金属纳米粒子的50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上或95%以上能够与通过上述PCP层的气体状反应物接触。

项8.项1～7中任一项所述的复合体作为催化剂的用途。

项9.化合物的制造方法，其中，使项1～7中任一项所述的复合体的金属纳米粒子与被上述PCP吸附的气体反应而生成化合物。

项10.根据项9所述的制造方法，其中，上述气体是氢气和氮气，金属纳米粒子是铁系催化剂，生成物是氨。

项11.根据项1～7中任一项所述的复合体的制造方法，其中，在金属纳米粒子及溶剂的存在下，将金属离子和多元羧酸配位基和/或含氮杂环配位基混合。

发明效果

本发明的PCP由金属离子和与其配位的有机配位基构成，通过组合金属离子和有机配位基的种类，获得有无限种可能的物质多样性。与沸石、活性炭等吸附材料相比，分子设计的自由度极高，具有作为大量且稳定地储藏气体分子的吸附材料的性质。进而，因为PCP能够选择性且高浓度地将气体引入它的微孔内部，所以就多孔性配位高分子(PCP)复合催化剂而言，能够成为凌驾于现有纳米材料的、高效率、高选择性优异的催化剂材料。

根据本发明，能够得到在PCP的内部包含金属纳米粒子的芯·壳型PCP复合粒子。

另外，因为气体被选择性地吸附在PCP部分，与金属催化剂反应，所以能够实现选择性催化反应。