(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）シリル化３，３’−（２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロパン−１，３−ジイル）ビス（１−メチル−１Ｈ−イミダゾール−３−イウム）ビス（（トリフルオロメチル）スルホニル）−アミドを含む、イオン性液体が共にグラフト化されたメソポーラスシリカまたはメソポーラスアルミノシリケートを含む、シリケート組成物と、（２）少なくとも２つの成分を有する混合物とを、前記少なくとも２つの成分が互いに実質的に分離するような条件下で、接触させることを含む、分離のためのプロセス。
【請求項２】
前記イオン性液体が、Ａｇ＋を含む銀塩、Ｃｕ＋を含む銅塩、およびそれらの組み合わせから選択される塩をさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記メソポーラスシリカ組成物が膜を形成する、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記成分が、極性ガス、非極性ガス、アルカン、およびオレフィンから選択される、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項５】
ガス分離、電子装置、薬物および芳香放出、ガス検知、重金属除去、浄水、ならびにそれらの組み合わせから選択される用途において使用される、請求項１、２、３、または４に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本発明は、２０１２年１０月１日に出願された米国仮出願第６１／７０８，２１９号の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、分離に有用なメソポーラスシリカ材料の分野に関する。より具体的には、特定の分離に特に有用である、イオン性液体が共にグラフト化されたメソポーラスシリカに関する。
【０００３】
メソポーラス材料は、研究者には長年にわたって知られており、様々な用途で使用される。一般的に、これらの材料は、２〜５０ナノメートル（ｎｍ）の一般範囲の平均直径を有する細孔を含む構造によって特徴付けられる、無機固体材料である。これらの細孔は、一定の直径を伴い均一であり得るか、または様々な直径を伴い不均一であり得る。ポーラス構造は、細孔に進入可能である分子種のための吸着容量を伴う大きい内部表面積を提供する。細孔は、固体材料の本質的に全容積を貫通し得るので、材料の構造の全体的な構成次第で、本質的に二次元または三次元（すなわち、チャネル）であり得る。
【０００４】
メソポーラス材料は、非結晶質または結晶質であり得る。メソポーラス材料の例としては、合成または天然結晶質純シリケートまたはアルミノシリケートが挙げられる。そのようなものはまた、骨格が、共有酸素原子によって、角で互いに結合する［（Ａｌ，Ｓｉ）４］四面体の三次元網目構造に基づく、「骨格アルミノシリケート」と称され得る。シリコンの代わりにアルミニウムを代用すると、電荷不均衡が生じ、追加の陽イオンの組み込みが必要となる。
【０００５】
メソポーラスシリカは、中国特許公開第ＣＮ１０１７７３８５２号（２０１０年７月１４日）に示されるものなど、酢酸塩対イオンを含むイオン性液体触媒を首尾よく支持することができるとして示されてきた。その刊行物は、メソポーラスシリカの表面に官能性をもたせ、続いて、イミダゾリウム種と反応させることを記載する。このように調製された触媒は、アセチレン方法において酢酸ビニルを調製するために使用される。
【０００６】
しかしながら、特定の用途におけるかかるメソポーラス、または潜在的メソポーラス、シリカ材料の成功裏の適用にもかかわらず、これらの材料のうちのいくつかは、所定の媒体においての分散、拡散抵抗、分離作業における選択性、吸着物質および／もしくは反応物質との接触、ならびに／または特定の産業の流れでのそれらの使用における他の困難に関する望ましい性能に満たないことに悩まされている。上記を考慮して、１つ以上のこれらの問題を減少または除去するために新しいシリカ系メソポーラス材料を開発することが望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
一態様において、本発明は、シリル化３，３’−（２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロパン−１，３−ジイル）ビス（１−メチル−１Ｈ−イミダゾール−３−イウム）ビス（（トリフルオロメチル）スルホニル）−アミドを含むイオン性液体が共にグラフト化されたメソポーラスシリカを含む、メソポーラスシリカ組成物である。
【０００８】
別の態様において、本発明は、（１）イオン性液体が共にグラフト化されたメソポーラスシリカと、（２）成分として極性ガスおよび非極性ガスを有する第１の混合物、ならびに成分としてオレフィンおよびパラフィンを有する第２の混合物から選択される混合物とを、第１の混合物が選択される場合には、極性ガスおよび非極性ガスが実質的に互いから分離されるような、ならびに第２の混合物が選択される場合には、オレフィンおよびパラフィンが実質的に互いから分離されるような条件下で、接触させることを含む、分離のためのプロセスである。好ましい実施形態において、イオン性液体は、シリル化３，３’−（２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロパン−１，３−ジイル）ビス（１−メチル−１Ｈ−イミダゾール−３−イウム）ビス（（トリフルオロメチル）スルホニル）−アミドを含む。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一態様は、メソポーラスシリカ、好ましくは三次元細孔系を有するメソポーラスシリカの、出発材料としての使用である。そのようなものは、組成において完全にシリケートであり得るか、またはメソポーラスシリカが技術的にアルミノシリケートであるような量の、六面体結合アルミナを含み得る。本明細書の目的のため、そのようなものは、少ない割合のアルミナ、すなわち、１０００を超えるＳｉ：Ａｌモル比、の含有に関わらず、全体として、「メソポーラスシリカ」と称されるものとする。代替的な実施形態において、かかるものはまた、より少ない量（１重量パーセント、ｗｔ％未満）のホウ素、リン、または他の金属を添加され得る。この記載内の好適な材料の例は、型Ｘ、３Ａ、４Ａ、および５、ＭＣＭ−２２からＭＣＭ−４１、およびＭＣＭ−４８、ＳＢＡ−１、ＳＢＡ−１５、およびＳＢＡ−１６、ならびにそれらの組み合わせの群内のものなどの合成メソポーラスシリカを、含むが、これらに限定されない。本明細書の上記に列挙された具体的に例示されるゼオライトの等級は、全て、０．３ｎｍ〜０．８ｎｍの範囲として一般的に考えられる平均細孔直径、および０．５マイクロメートル（μｍ）未満〜１６μｍの範囲、および特定の実施形態においては、２μｍ〜１６μｍの範囲として一般的に考えられる全体平均細孔直径を有する。かかる等級は、ある特定の実施形態において好ましい。ＭＣＭ−２２からＭＣＭ−４１、ＭＣＭ−４８、ＳＢＡ−１５、ＳＢＡ−１、またはＳＢＡ−１６を、特に、本発明で用いると決定した場合には、そのようなものは、有利に、市販のものとして、形態および水和状態の両方に関して、使用され得る。例えば、吸着水を除去するための以前の処理または活性化は、通常、本発明に必要ではないが、そのようなことは、本発明の組成物の調製の一部として実施され得、または、所望の場合、市販の出発材料に応じて既に実施されていてもよい。有利には、選択されるメソポーラスシリカ（または複数シリカ）は、粉末（すなわち、微粒子）形態で使用される。
【００１０】
好適なメソポーラスシリカが市販されていないか、さもなければ、市販の材料が本発明での使用のために選択されない場合、そのようなものは、有機構造指向テンプレートおよびシリカ源を含む出発材料から調製され得る。好適な構造指向テンプレートの非限定例は、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムとも称される）、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム水和物、ｐ−トルエンスルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ビス−スルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、およびそれらの組み合わせを含む。好適なシリカ源は、非限定例において、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、ヒュームドシリカ、シリカゲル、二酸化シリコン、ＬＵＤＯＸ（商標）ＡＭ−３０コロイドシリカ（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから市販の懸濁シリカ溶液）、ナトリウムシリケート、ポリケイ酸、他の水溶性シリカおよびシリケート、ならびにそれらの組み合わせから選択され得る。
【００１１】
一般的に、メソポーラスシリカは、構造指向テンプレートおよびシリカ源と、好ましくは、溶液中で、しかし、任意選択で、促進剤の存在下において、時間、温度、および／または圧力に関する好適な条件下で接触させることによって調製され得る。かかる促進剤は、一非限定実施形態において、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、または硝酸セシウム（ＣｓＮＯ３）などの別のアルカリ金属硝酸塩であり得、およびテンプレート対シリカ源のモル比が、望ましくは、様々な実施形態において、０．１〜１０、および好ましくは０．１〜２．０の範囲であり得る。時間は、望ましくは、０．５時間（ｈ）〜２００時間、および好ましくは１０時間〜１５０時間の範囲であり得、温度は、望ましくは、２０摂氏度（℃）〜３００℃、および好ましくは５０℃〜１４０℃の範囲であり、圧力は、望ましくは、１標準大気（ａｔｍ）（約１０１．３キロパスカル、ｋＰａ）〜１５ａｔｍ（約１５１９．９ｋＰａ）、および好ましくは２ａｔｍ（約２０２．７ｋＰａ）〜５ａｔｍ（約５０６．６ｋＰａ）の範囲であり得る。より好ましくは、時間は、１０時間〜１２０時間、温度は、５０℃〜１４０℃、および圧力は、２ａｔｍ（約２０２．７ｋＰａ）〜５ａｔｍ（約５０６．６ｋＰａ）の範囲であり得る。形成プロセスの間の接触の撹拌または他の手段の混合が望ましい。好適なメソポーラスシリカの調製の後、例えば、濾過および洗浄、および特に、３００℃〜７００℃、好ましくは４００℃〜６００℃の範囲の温度での、蒸気を伴うまたは伴わない、か焼などのさらなる精製ステップが、有機テンプレートおよび／またはいかなる不純物をも除去し、所望のメソポーラスシリカを獲得および／または活性化するために使用され得る。用語が本明細書で使用される場合、用語「活性化」は、調製されたメソポーラスシリカの究極有効性を増加することを意味する。
【００１２】
それは、選択されるメソポーラスシリカが、それと共にグラフト化されたイオン性液体を有し、グラフト生成物が、本明細書では、メソポーラスシリカ組成物と称される本発明の特徴となる特性である。用語「グラフト」および「グラフト化」は、本明細書で使用される場合、メソポーラスシリカおよびイオン性液体の間の共有結合の存在を指す。イオン性液体は、例えば、分離などの用途における、特に望ましい実施形態において極性ガス／非極性ガスおよびオレフィン／パラフィン混合物の分離における、効率および選択性に関するメソポーラスシリカの特性を修飾する働きをする。これらの、ならびに、他の操作のための性能は、メソポーラスシリカおよびイオン性液体の化学的および物理的特性、ならびにイオン性液体およびメソポーラスシリカのグラフトが実施される条件によって最終的に決まるであろう。しかしながら、一般的に、イオン性液体は、メソポーラスシリカ組成物が使用される場合に、メソポーラスシリカのみによって与えられる、またはメソポーラスシリカのみに起因するものを超える官能性をプロセスまたはシステムに与える働きをする。言い換えると、分離の間の触媒活性に使用可能である化学基の種類の数の増加および／または代替は、メソポーラスシリカのみの寸法および形状の選択性に、最初に起因する移送機構を向上することができる。
【００１３】
好ましい一実施形態において、選択されるイオン性液体は、イミダゾリウム陽イオン官能性を有する。別の実施形態において、選択されるイオン性液体は、陰イオンを含む多重共鳴（すなわち、弱配位性）塩、例えば、非限定例において、テトラフルオロホウ酸塩（ＢＦ４−）、ヘキサフルオロリン酸塩（ＰＦ６−）、ジシアナミド（ｄｃａ−）、スルホン酸塩（ＲＳＯ３−、Ｒが、脂肪族または芳香族炭化水素、例えば、メチル、エチル、プロピル、フェニル、トリル、などである）、トリフレート（ＯＴｆ−）、ビス（トリフルオロ−メタンスルホンイミド）（Ｔｆ２−）、または同様のものである。これらの弱配位性材料の利点は、それらは、例えば、ＣＯ２を他のガスから分離することを向上させるイミダゾリウムなどの非局在化陽イオンと組み合わせるときに、室温で、通常溶解することである。１つの特に有用なイミダゾリウム陽イオン含有イオン性液体は、式１として指定される実験式を有するとして示され得るシリル化３，３’−（２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロパン−１，３−ジイル）ビス（１−メチル−１Ｈ−イミダゾール−３−イウム）ビス（（トリフルオロメチル）スルホニル）−アミド）である。
【００１４】
【化１】
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【００１５】
式中、Ｒ１が、ＨまたはＳｉ（ＯＲ３）３であり、Ｒ２が、ＨまたはＳｉ（ＯＲ３）３であり、Ｒ３が、−（ＣＨ２）ｎＣＨ３またはＣ６Ｈ６であり、Ｒ４がＨ、−（ＣＨ２）ｎＣＨ３、またはＣ６Ｈ６であり、Ｒ５がＨ、−（ＣＨ２）ｎＣＨ３、またはＣ６Ｈ６であり、Ｎが０〜２０である。この材料の構造は、代替的には、本明細書下記の式２によって例証され得る。
【００１６】
【化２】
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【００１７】
イミダゾリウム官能性は、熱安定性に起因し得、このシリル化分子が、概して、グラフト化生成物の収着能力および選択性を向上し得ることに注目すべきである。他の実施形態において望ましい可能性のある、イオン性液体によって与えられるとおりの追加のまたは代替的な官能性は、非限定例において、メチル、アミノ、またはアミンを含む。特に、式１の材料は、ヒドロキシル官能基（Ｒ１がＨであるＯＲ１、またはＲ２がＨであるＯＲ２）を含み得、ヒドロキシル官能基の存在は、化合物のシリル化を容易にし得、それが、同様に、メソポーラスシリカの表面上へのイオン性液体のグラフトを容易にさせ得る。シリル化は、非限定例において、好適なシラン材料、例えば、塩化トリメチルシリルまたはビス（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミドの存在下で、選択されるイオン性液体の還流などの方法によって実施され得る。
【００１８】
一般的に、本発明の三次元細孔を有する最終メソポーラスシリカ坦持イオン性液体の調製は、任意の効果的な手段によってなされ得る。例えば、Ｋｒｅｓｇｅ，Ｃ．Ｔ．；Ｌｅｏｎｏｗｉｃｚ，Ｍ．Ｅ．；Ｒｏｔｈ，Ｗ．Ｊ．；Ｖａｒｔｕｌｉ，Ｊ．Ｃ．；Ｂｅｃｋ，Ｊ．Ｓ．；Ｎａｔｕｒｅ，３５９，７１０，（１９９２）を参照。例えば、一非限定実施形態において、選択されるメソポーラスシリカおよび選択されるイオン性液体は、撹拌物と望ましく接触され得、好適な増加温度で、一定期間還流され得る。これは、イオン性液体のメソポーラスシリカへのグラフトを確実にするのを補助するであろう。例えば、特定の非限定実施形態において、還流を伴うまたは伴わない撹拌は、イオン性液体対シリカのモル比が、化学量論〜化学量論を超える、例えば、５〜１０倍の過剰のイオン性液体の範囲である条件下で、実施され得る。温度は、好都合には、０℃〜２４０℃、望ましくは２０℃〜１００℃、より望ましくは５０℃〜１００℃、ある特定の実施形態において、５０℃〜６０℃の範囲であり得ると同時に、時間は、好都合には、０．５時間〜４０時間、望ましくは０．５時間〜２４時間、および最も好ましくは１０時間〜２４時間の範囲であり得る。圧力の変更が、反応時間を変更するために、用いられ得、かかる圧力は、好ましくは１ａｔｍ（約１０１．３ｋＰａ）〜５００ａｔｍ（約５０６６２．５ｋＰａ）の範囲である。特に、高圧の使用は、好都合に、反応時間を減少し得る。イオン性液体が、最終的に、選択されるメソポーラスシリカへのグラフトの所望の水準に到達するという最終結果となる条件で、他の方法が、代替的に、使用され得る。非限定であるが特定の実施形態において、その水準は、シリカの重量に基づき、望ましくは１重量パーセント（ｗｔ％）〜１００重量％、好ましくは５重量％〜９０重量％、およびより好ましくは５重量％〜５５重量％の範囲であり得る。
【００１９】
所定のイオン性液体が、実際に所定のメソポーラスシリカとグラフト化されたという確認が、共有結合または結合の存在を判定するために当該技術分野において慣例的に使用される方法および方法論によって得られ得る。重量減少を判定するために、例えば、Ｘ線回折（ＸＲＤ）、固体核磁気共鳴（ＮＭＲ）推測、フーリエ伝達赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）、および窒素における熱重量分析（ＴＧＡ）、有機物中で単に洗浄することが、この試みにおいて有用であり得る。
【００２０】
イオン性液体が、一旦メソポーラスシリカと結合し、メソポーラスシリカ組成物を形成すると、特定の実施形態において、例えば第ＷＯ２０１１０３７８２０号に開示されるなどのパイ結合親和性（ｐｈｉｌｌｉｃ）塩でそれを含浸させることによって生成物の官能性をさらに修飾することが望ましい可能性がある。かかる塩は、非限定実施形態において、銀（Ａｇ＋）、銅（Ｃｕ＋）などの陽イオンを含み得る。パラジウム（Ｐｄ０）またはプラチナ（Ｐ０）などの他のパイ結合親和性金属は、代替的に選択され得る。このさらなる修飾は、メソポーラスシリカ組成物を、例えば、銀および／または銅塩溶液と次に接触させることによって達成され得、銀および／または銅塩溶液は、好ましくは、最大約２０重量％の水溶液における濃度である。この手順は、イオン性液体中における塩のイオン交換を生じさせ、当業者によく知られる方法を表す。例えば、第ＷＯ２０１１０３７８２０号も参照。これらの塩の１つ以上を使用する含浸は、パラフィンなどのパイ結合のないガスからのそれらの分離における、オレフィンなどのパイ結合含有ガスへのイオン性液体グラフト化メソポーラスシリカの選択性を向上する働きをし得、一方、同時に、パイ結合親和性塩の膜の浸透側面への移送によって引き起こされる時間と共に起こる選択性の損失を減少させる。選択性のこの進行性損失は、塩保有相、すなわち、イオン性液体の相対不動性に起因する。
【００２１】
イオン性液体グラフト化メソポーラスシリカ材料、すなわち、メソポーラスシリカ組成物は、様々な用途において使用され得る。例えば、極性ガス／非極性ガス分離およびオレフィン／パラフィン分離（例えば、ＣＯ２／アルカン、エチレン／エタン、など）などの分離が、メソポーラスシリカ担体材料が固体であるので、例えば、固定床で使用するのに適するという要因のため、効果的に実施され得る。一般的に、極性ガスおよび非極性ガスどちらかの混合物、ならびに／またはオレフィンおよびパラフィンの混合物が、互いに分離され得るこれらのような用途において、条件が、かかるそれぞれの分離が実質的な水準に達成されるのを確実にするのに適することが望ましい。用語が本明細書で使用される場合、「実質的な」および「実質的に」は、かかる分離が、合計混合物に基づいて、少なくとも９０重量パーセント（ｗｔ％）の水準で完了される、すなわち、所定の２つの成分の組み合わせ（極性ガス／非極性ガスまたはオレフィン／パラフィン）における、少なくとも約９０重量％の主な成分それぞれが、もう一方から首尾よく分離されることを意味する。より望ましくは、その水準は、少なくとも９５重量％、最も望ましくは少なくとも９９重量％である。圧力スイング吸着もまた、効果的に達成され得る。さらに他の実施形態において、本発明の材料は、代替的には、膜内に作製され得、熱および／もしくは伝導管理のための電子装置、ならびにガス分離、薬物および芳香放出用途、ガス検知、重金属除去、浄水、ならびにそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない様々な移送関連用途のために使用され得る。
【実施例】
【００２２】
実施例１（比較）
メソポーラスシリカの合成
１０ミリリットル（ｍＬ）のＴＥＯＳを、５０ｍＬの脱イオン水と混合し、その混合物を、３０８ケルビン度（Ｋ、約３５℃）で、６０分（ｍｉｎ）間、激しく（ｒｐｍを追加）撹拌する。次に、０．９０２４グラム（ｇ）の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を、その混合物に添加し、続いて、０．３８３５ｇの硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）を促進剤として添加する。３０８Ｋ（約３５℃）で、さらに６０分激しく撹拌した後、１０．６９ｇの臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ、代替的には、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムと称される）を、その混合物に添加し、３６８Ｋ（約９５℃）で６０分間撹拌し続ける。最後に、その混合物を高圧滅菌器内で、静的条件下で、３９８Ｋ（約１２５℃）で２４時間（ｈ）、加熱する。その結果生じた生成物を濾過し、蒸留水で洗浄し、３７３Ｋ（約１００℃）で乾燥させる。有機テンプレートを、５Ｋ／分（ｍｉｎ、５℃／分）の加熱速度で、８２３Ｋのか焼によって除去する。合成したままの（ａｓ−ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ）およびか焼した材料のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンは、ＭＣＭ−４８型構造を示す。
【００２３】
ジヒドロキシイオン性液体モノマーの合成
サイドアームを有する１００ｍＬ単一首丸底フラスコは、撹拌子を備え、熱線銃を使用して火力乾燥させ、続いて、真空下で冷却する。真空をアルゴンと共に解放した後、フラスコを、５ｇの１−メチルイミダゾール（６０ｍｍｏｌ）、５ｇの２，２−ビス（ブロモメチル）−１，３−プロパンジオール（２０ｍｍｏｌ）、および１０ｍＬのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶媒で満たす。内容物を、３０〜４０分間窒素で洗浄し、続いて、内容物を、１５〜１６時間の範囲の期間、３２３Ｋ（約５０℃）まで加熱する。固体臭化イミダゾリウム塩が、反応が進むにつれＤＭＦ溶液から緩徐に沈殿することがわかる。最終的に、フラスコを室温まで冷却し、白色固体生成物を、濾過によって、溶媒から分離する。固体を、さらに３０ｍＬの無水ジクロロメタン（ＤＣＭ）で４回洗浄する。ｒｏｔａ−ｖａｐｏｒによる溶媒痕跡の除去は、約７ｇの臭化イミダゾリウム塩（８４％収率）を生じさせる。次の臭化物交換を、臭化イミダゾリウム（１５ｍＬ）の水溶液と１４ｇのリチウムビス（トリフルオロメタン）スルホンイミド（４８ミリモル、ｍｍｏｌ）を混合することによって、達成する。水不溶性、粘着性透明液体が、リチウム塩を添加した直後に、フラスコの底で見られる。その混合物を、交換の完成のためにさらに２〜３時間、室温で、さらに撹拌する。最後に、生成物を水相から分離し、高真空下で乾燥させ、約１２ｇのイオン性液体（７０％収率）を提供する。
【００２４】
イオン性液体モノマーのシリル化
サイドアームを有する１００ｍＬ単一首丸底フラスコは、撹拌子を備え、熱線銃を使用して火力乾燥させ、続いて、真空下で冷却する。真空をアルゴンと共に解放した後、フラスコを２ｇ（２．４ｍｍｏｌ）のイオン性液体で満たし、真空下で乾燥させ、溶解した水のいかなる痕跡をも除去する。そのフラスコをグローブボックスに移動し、約５ｍＬの乾燥アセトニトリルに溶解し、続いて、１ｇのビス（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミドシリル化剤（３．８ｍｍｏｌ）を添加する。フラスコをグローブボックスから取り出し、その内容物を２２３〜２２８Ｋ（約−５０℃〜約−４５℃）で５〜６時間還流する。最終的に、ｒｏｔａ−ｖａｐｏｒによって溶媒および過剰なシリル化剤を除去し、約２．６ｇのシリル化イオン性液体を提供する。そのシリル化イオン性液体を、ＬＣ−質量分光分析（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｍａｋｅ  Ｆｏｃｕｓ  ＧＣ  ＤＳＱ  ＩＩ  ＭＳ）、および１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ  Ｖａｒｉａｎ、ジメチルスルホキシド−ｄ６（ＤＭＳＯ−ｄ６）を溶媒として使用）によって特徴付ける。生成物をシリル化イオン性液体と称する。
【００２５】
シリル化イオン性液体を使用するか焼メソポーラスシリカのグラフト／修飾
本明細書上記に記載のシリル化イオン性液体を、０．２５ｇのか焼ＭＣＭ−４８を１５ｍＬのクロロホルム（Ａｌｄｒｉｃｈから、乾燥、９９．８％純度）および０．７２ｇのシリル化イオン性液体で還流することによって、ＭＣＭ−４８の表面上へグラフト化する。その混合物を撹拌し、３３４Ｋ（約６１℃）で２４時間還流する。イオン性液体官能化ＭＣＭ−４８を、次に、クロロホルム（エタノールを代替的に使用してもよい）で繰り返し洗浄し、３５３Ｋ（約８０℃）で８時間乾燥させる。イオン性液体グラフト化シリカを、Ｘ線回折（ＸＲＤ）、Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）表面積測定、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、フーリエ伝達赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）、および窒素における熱重量分析（ＴＧＡ）を使用することによって特徴付ける。全てのサンプルのＸＲＤパターンを、ＰＡＮａｎａｌｙｔｉｃａｌ、銅（Ｃｕ）放射線源を使用するＸ’ｐｅｒｔ  ＰＲＯ  Ｘ線回折計上に記録する。Ｎ２等温線を、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  ＡＳＡＰ２０１０を使用することによって、実施する。形態および結晶子粒径を、Ｌｅｉｃａ４４０ＳＥＭを使用して判定する。ＦＴＩＲスペクトルを、ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ（ＩＣＣ）（ＤＲＩＦＴＳ−カップ実験）を使用して収集する。ＴＧＡ判定を、ＴＡ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ型式ＱＡ５００を使用して実施する。表１は、メソポーラス担体上への様々な充填のシリル化イオン性液体を列挙し、表２は、シリル化イオン性液体のグラフト後のメソポーラス担体の表面積および細孔容積の変化を提供する。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
【表２】
0005867889.tif 000005
【００２８】
実施例２
ＣＯ２の吸着
実施例１のイオン性液体グラフト化メソポーラス組成物上の二酸化炭素の収着測定を、２９７Ｋ（約２４℃）で、１９〜７６０ミリメートルの水銀（ｍｍＨｇ、トル）の圧力から得たＢＥＴ測定値を使用して実施する。２９７Ｋ（約２４℃）および７６０ｍｍＨｇでの２５ｍＬ／ｇの二酸化炭素収着能を示す。二酸化炭素を使用して、観察されたＢＥＴ表面積は、４０オングストローム（Å）の細孔寸法を伴い４５ｍ２／ｇである。二酸化炭素等温線は、二酸化炭素のグラフト化メソポーラスシリカ組成物との弱から中程度の相互作用を示し、それは膜分離プロセスにおいて本発明の材料を使用する場合に有益である。
【００２９】
実施例３
エチレンおよびエタンの分離
エチレンおよびエタンの５０／５０重量％の混合は、実施例１のメソポーラスシリカ組成物が詰まった固定床上のプロセスであり、オレフィン（エチレン）をパラフィン（エタン）から分離する。