(57)【要約】  気相又は液相からの選択された溶質種の吸着における、ドープされた無機吸着材料の活性を増加させる方法を開示する。この方法は、１種以上のドーパントの種類又は量又は分子径を選択すること、又はドーピングを通じてドープされた無機吸着材料の細孔構造を調整することにある。また、前記方法によって生成され、選択された溶質種に対する高い活性を示す、ドープされた無機吸着材料も開示する。改良型のドープされた無機吸着材料は、自由流体相から１種以上の選択された溶質種の吸着が必要とされる、多くの異なる分野において適切である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相又は液相から１種以上の選択された溶質種を吸着するためのドープされた無機吸着材料の吸着能を増大させる方法であって、
前記ドープされた無機吸着材料が１種以上の適切なドーパントによってドープされており、前記方法が、
前記１種以上の選択された溶質種と同一の化合物、又はそれらの誘導体、又は同一の化学クラスに属する化合物、又は同様の機能性を有する化合物の最大限の領域を含む、前記１種以上のドーパントの種類を選ぶこと、又は、
前記１種以上のドーパントの濃度増加を選ぶこと、又は、
前記１種以上のドーパントの分子径を選択すること、又は、
前記材料のドーピングを通じて、前記ドープされた無機吸着材料の細孔構造を調整すること、又は
これらの組み合わせ
のいずれかからなる、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ドープされた無機吸着材料が、少なくとも１種の前記選択された溶質種に対して、対応するドープしていない無機吸着材料（対照材料とする）の吸着能よりも高い、少なくとも８ｍｇ／ｇ、好ましくは少なくとも１０ｍｇ／ｇ、より好ましくは少なくとも１２ｍｇ／ｇの吸着能を有するか、又は、対応するドープしていない無機吸着材料（対照材料とする）の吸着能よりも高い、少なくとも３０％、好ましくは少なくとも３５％、より好ましくは少なくとも４０％の吸着能を有し、前記吸着能が本明細書に記載の吸着能試験方法に従って測定される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
気相又は液相から１種以上の選択された溶質種を吸着するためのドープされた無機吸着材料であって、前記ドープされた無機吸着材料が１種以上の適切なドーパントによってドープされており、前記ドーパント又は前記ドーパント群の少なくとも１種が、１，０００ｐｐｍを超える、好ましくは２，０００ｐｐｍを超える、より好ましくは５，０００ｐｐｍを超える濃度を有する、ことを特徴とするドープされた無機吸着材料。
【請求項４】
前記ドーパント又は前記ドーパント群の少なくとも１種が、少なくとも０．５ｎｍ、好ましくは少なくとも０．７ｎｍ、より好ましくは少なくとも１ｎｍの最大分子径を有しており、前記分子径が、前記ドープされた無機吸着材料の合成条件において評価されることを特徴とする請求項３に記載のドープされた無機吸着材料。
【請求項５】
気相又は液相から１種以上の選択された溶質種を吸着するためのドープされた無機吸着材料であって、前記ドープされた無機吸着材料が１種以上の適切なドーパントによってドープされており、前記ドーパント又は前記ドーパント群の少なくとも１種が、少なくとも０．５ｎｍ、好ましくは少なくとも０．７ｎｍ、より好ましくは少なくとも１ｎｍの最大分子径を有しており、前記分子径が前記ドープされた無機吸着材料の合成条件において評価される、ことを特徴とするドープされた無機吸着材料。
【請求項６】
気相又は液相から１種以上の選択された溶質種を吸着する、ドープされた無機吸着材料であって、前記ドープされた無機吸着材料が１種以上の適切なドーパントによってドープされており、前記ドーパント又は前記ドーパント群の少なくとも１種が、超微粒子状の形態の金属から選択され、好ましくはコロイド状金属から選択されることを特徴とするドープされた無機吸着材料。
【請求項７】
超微粒子状の形態の前記金属が、コロイド状の金、銀、銅、白金及び白金族金属、亜鉛、カドミウム、水銀、鉛、砒素、アンチモン、マンガンから成る群から選択されるコロイド状金属であることを特徴とする請求項６に記載のドープされた無機吸着材料。
【請求項８】
前記コロイド状金属が、コロイド状の金又はコロイド状の銀であることを特徴とする請求項７に記載のドープされた無機吸着材料。
【請求項９】
超微粒子状の形態の前記金属が、１０〜１，０００ｐｐｍ、好ましくは１００〜６００ｐｐｍの濃度を有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のドープされた無機吸着材料。
【請求項１０】
気相又は液相から１種以上の選択された溶質種を吸着するためのドープされた無機吸着材料であって、前記ドープされた無機吸着材料が１種以上の適切なドーパントによってドープされており、前記ドーパント又は前記ドーパント群の少なくとも１種が有機金属化合物又は錯体から選択される、ことを特徴とするドープされた無機吸着材料。
【請求項１１】
前記有機金属化合物又は錯体が、銅フタロシアニン類及びメタロセン化合物から選択されることを特徴とする請求項１０に記載のドープされた無機吸着材料。
【請求項１２】
前記有機金属化合物又は錯体が、１０〜１，０００ｐｐｍ、好ましくは１００〜６００ｐｐｍの濃度を有しており、前記濃度が前記有機金属化合物又は錯体中の金属部分を指すことを特徴とする請求項１０又は１１のいずれかに記載のドープされた無機吸着材料。
【請求項１３】
前記有機金属化合物又は錯体が、１，０００ｐｐｍを超える、好ましくは２，０００ｐｐｍを超える、より好ましくは５，０００ｐｐｍを超える濃度を有しており、前記濃度が前記有機金属化合物又は錯体の有機部分を指すことを特徴とする請求項１０又は１１のいずれかに記載のドープされた無機吸着材料。
【請求項１４】
気相又は液相から１種以上の選択された溶質種を吸着するためのドープされた無機吸着材料であって、前記ドープされた無機吸着材料が１種以上の適切なドーパントによってドープされており、前記ドーパント又は前記ドーパント群の少なくとも１種が、弱酸と強塩基の沈殿塩から選択され、あるいは強酸と弱塩基の沈殿塩から選択されることを特徴とするドープされた無機吸着材料。
【請求項１５】
前記沈殿塩が、１重量％〜５０重量％、好ましくは５重量％〜４０重量％、より好ましくは８重量％〜３５重量％の濃度を有することを特徴とする請求項１４に記載のドープされた無機吸着材料。
【請求項１６】
気相又は液相から１種以上の選択された溶質種を吸着するためのドープされた無機吸着材料であって、前記ドープされた無機吸着材料が少なくとも２種のドーパントによってドープされており、前記少なくとも２種のドーパントが、超微粒子状の形態の金属、好ましくはコロイド状金属、弱酸と強塩基の沈殿塩、あるいは強酸と弱塩基の沈殿塩から選択されることを特徴とするドープされた無機吸着材料。
【請求項１７】
前記ドープされた無機吸着材料が、シリカ、アルミナ、シリケート類、天然及び合成アルミノシリケート類、シリカゲルを含むことを特徴とする請求項３〜１６のいずれかに記載のドープされた無機吸着材料。
【請求項１８】
前記ドープされた無機吸着材料が活性シリカを含むことを特徴とする請求項１７に記載のドープされた無機吸着材料。
【請求項１９】
気相又は液相から１種以上の選択された溶質種を吸着するためのドープされた無機吸着材料を製造する方法であって、
前記ドープされた無機吸着材料が１種以上の適切なドーパントによってドープされており、前記ドープされた無機吸着材料が選択された所定の孔径をもった細孔を有しており、前記方法が以下の工程；適切な１種以上のドーパントの存在する特定の合成条件において、前記ドープされた無機吸着材料を合成する工程であって、前記１種以上のドーパントが、前記合成条件において前記ドープされた無機吸着材料中の前記選択された所定の孔径と同様の分子径を有するように選択される工程、
前記ドープされた無機吸着材料から、前記１種以上のドーパントを少なくとも部分的に除去する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記ドーパント又は前記ドーパント群の少なくとも１種が、１５，０００ｐｐｍを超える、好ましくは１８，０００ｐｐｍを超える、より好ましくは２０，０００ｐｐｍを超える濃度を有することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
気相又は液相における産業用吸着プロセス、食品及び飲料品の処理、医薬品の処理、活性物質の送達、生体液の処理又は浄化、消費商品、臭気制御の分野における、気相又は液相から１種以上の選択された溶質種を吸着する材料としての、請求項３〜１６のいずれかに記載の、又は請求項１７〜１８に記載の方法に従って製造される、ドープされた無機吸着材料の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相又は液相から選択された種を吸着するための材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
自由流体相、すなわち気体状又は液体状材料（以後、本明細書ではそれぞれ気相又は液相と呼ぶ）からの溶質種の吸着は、多数の異なる分野において有用性が見出されている。吸着に関わる産業プロセスの例には、気相用途では、気体の脱水；大気汚染規制のための、換気システムにおける又は通気気体からの臭気の除去及び有毒気体の除去；希ガスの分離などが含まれ、液相用途では、石油留分の脱色、乾燥、又は精錬；自治体の上水からの臭気、味、及び色の除去；植物油及び動物油の脱色；飲料及び医薬品製剤の清澄化；発酵混合物からのビタミン類及び他の生成物の回収；水質汚染規制のためのプロセス廃液の浄化などが含まれる。
【０００３】
上記に列記した様々な応用例における吸着材として、当該技術分野では多くの異なる材料が使用され開示されており、通常は無機又は炭素質材料、例えば活性アルミナ；ゼオライト類、例えばゼオライトＡのような天然及び合成アルミノシリケートを含むケイ酸系吸着材；活性シリカ、シリカゲル、シリケート、炭素、炭などである。
【０００４】
当該技術分野では、前記無機吸着材料の吸着特性の向上を目的とする様々な方法が知られており、前記吸着特性には、吸着／除去の効率（以後、除去効率と呼ぶ）（一般に、吸着材料との接触前及び接触後の気相又は液相中の標的分子（溶質種に相当）の濃度減少率に相当する）、又は吸着能（すなわち飽和時に吸着材料１グラム当りに吸着される標的分子のグラム数）、又は特定の分子又は分子クラスに対する選択性、又は吸着の動力学、又はこれらの組み合わせのいずれかが含まれる。
【０００５】
このような改良は、吸着材料の表面の適切な化学的及び／又は形態学的改変を通じて得ることができる。形態学的改変の典型的な例は、その結晶構造内に適切な寸法の空隙を有するモレキュラーシーブ、例えばゼオライトを合成するために、当該技術分野において既知の様々な技術である。化学的改変の典型的な例は、炭を高温の蒸気で処理して、新しい微小多孔性構造を作り出し、その表面を酸化させることである。より一般的には、表面の化学的改変は、吸着材料の表面上に、特にある種の分子又は化学的化合物のあるクラスに対する除去効率を向上させることのできる新しい化学種を挿入する（例えば、様々な原子又は官能基、一般には基質との化学結合による）ことにある。これは、一般に標的分子（群）（吸着では溶質種（群））とより「適合性のある」、又は場合によっては特定の条件下でさらに標的分子（群）と様々な性質及び安定性の選択的化学結合を形成することもできる、吸着材料の表面を形成することによって達成される。ただし、吸着プロセスにおいては、標的分子（群）と吸着材料との間の化学反応は標準的でない。
【０００６】
有機（例えばアクリルポリマー）又は無機吸着材料の化学的改変のための独特の技術が、前記有機又は無機吸着材料の表面上及び／又は細孔内部に、ある種の標的有機分子について、いわゆる「分子インプリント」を作り出すことにある。
【０００７】
例えば、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９９／６５５２８、ＷＯ９８／５６４９８、及び米国特許第６，０５７，３７７号に開示されているように、一般に、有機又は無機吸着材料の表面上又は細孔内部のそのようなインプリントは、以下の工程：ａ）標的分子を適切な官能化モノマーの官能化された基と化学的に反応させる工程、ｂ）前記官能化モノマーをさらに有機又は無機吸着材料の分子構造と反応させる工程、ｃ）予め反応され、有機又は無機吸着材料の分子構造に化学的にグラフト化された官能化モノマーの官能化基と標的分子との間の化学結合を、適切な化学的手段によって（例えば酸化によって）破壊する工程、及び、ｃ）最後に標的分子を除去し（例えば溶媒により）、それによって前記有機又は無機吸着材料の表面上及び／又は細孔内部に、官能化された基を残留させて、好ましくは同一の標的分子の特有の認識及び吸着に役立つと言われる空間的に構成された形態にする工程を含む方法、を含む形成方法によって得られる。
【０００８】
しかしながら、有機又は無機吸着材料とそれに導入された化学種、通常は上記で説明したような官能化されたモノマーとの間の化学反応を伴う分子インプリントは、実現が複雑で多数の反応工程に関わり、また高価な原料の使用を含むものであり、例えば、従来技術による分子インプリントによって改変されたシリカが望ましい場合には、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）及び／又はケイ素有機化合物のような反応性の形態のシリコンが必要である。
【０００９】
本出願の同時係属ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９９／４０９５３では、ある種の気体又は液体化合物から発せられる臭気を除去又は低減する臭気制御材料が開示されており、その材料は、いわゆる「ドーピング」技術を用いて改変された無機吸着材料を含む。「ドーピング」は、無機吸着材料の合成の少なくとも１工程の間に、無機吸着材料に１種以上の化学種、いわゆるドーパント（群）を含むものであり、あるいは既に形成された無機吸着材料に後合成として追加されるものであり、１種以上のドーパントとドープされる無機吸着材料との間の化学反応は伴わない。前述の適用によれば、１種以上のドーパントは、吸着される気体状又は液体状化合物から、又はその誘導体から選択され、又は同一の化学クラスに属し、又は同様の機能性を有する。これは、好ましくは吸着のための標的とされるものと同様の分子によって成されるドーピングである（「ホモドーピング」）。シリカ、活性アルミナ、シリケート類、及びアルミノシリケート類のような従来の吸着材料を使用することができ、気体状又は液体状化合物は、好ましくは、脂肪酸及びそれらの誘導体、アミン類及びアンモニア及びそれらの塩、アルデヒド類及びケトン類及び有機へテロ化合物から選択される。臭気制御材料は、パンティライナー又は生理用ナプキンのような吸収性物品への組み込みに適切である。
【００１０】
ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９９／４０９５３のドープされた無機吸着材料は、揮発性の悪臭化合物の吸着に効果的に作用するが、前記ドープされた無機吸着材料、より一般には、ドーピング技術を用いて化学的及び／又は形態学的に改変され、他の用途のために調整された無機吸着材料の性能をさらに改善することが依然として必要とされている。
【００１１】
本発明によれば、ドーピング技術を用いて改変された無機吸着材料の状況で、選択された溶質種の吸着におけるドープされた無機吸着材料の性能を向上させる方法が見出された。
【００１２】
本発明によれば、ドープされた無機吸着材料の吸着能を増大させる方法が見出され、これはドープされた無機吸着材料の多数の異なる固有の特徴の識別、又はドープされた無機吸着材料の製造方法の識別、又はそれらの組み合わせと、また、ドープされた無機吸着材料の吸着性能を増大させるために前記固有の特徴にどのように作用するかについての指示との両方を含む。
【００１３】
この方法の１つの態様は、本発明のドープされた無機吸着材料のための１種以上のドーパントの種類を選ぶことを含む。本出願の前述のＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９９／４０９５３の教示に反し、１種以上のドーパントの選定には、選択された吸着される溶質種と同一の化合物、又はそれらの誘導体、又は同一の化学クラスに属する化合物、又は同様の機能性を有する化合物以外の範囲の化合物も含むべきである。
【００１４】
この方法の他の態様によれば、ドープされた無機吸着材料中に含まれる１種以上のドーパントの濃度増加は、本発明のドープされた無機吸着材料の吸着能を増大させるように選ばなければならない。本明細書で使用する時、「増加」とは、本発明のドープされた無機吸着材料中に含まれる１種以上のドーパントについての濃度を意味し、本出願の前述のＰＣＴ国際公開特許ＷＯ９９／４０９５３において示され好まれる値よりもはるかに大きい。
【００１５】
この方法のさらなる態様は、本発明のドープされた無機吸着材料の吸着能を増大させるように、１種以上のドーパントについて分子径を選択することにある。
この方法のさらなる態様は、ドーピング技術だけを用いて、選択された所定の細孔構造を有するドープされた無機吸着材料を実現するものである。
【００１６】
本発明によれば、ドープされた無機吸着材料の吸着能を増大させる方法はまた、前述で言及した態様のいずれかの組み合わせを含むこともできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従って、本発明の目的は、上記で説明したように、選択された溶質種の吸着における、ドーピング技術によって改変された無機吸着材料の効率を増大させる方法を提供することである。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、臭気制御に加え、様々な使用分野での有用性を見出すために、活性が増加した、すなわち一般に気相又は液相からの、これだけに限るものではないが揮発性の悪臭化合物を含む選択された溶質種に対する吸着能及び／又は除去効率の向上の点で活性が増加した、ドープされた無機吸着材料を提供することである。前記吸着能及び／又は除去効率の増大は、特定の溶質種に対する、すなわち通常他のものよりも特定の溶質種に選択的であるか、又は代替的に様々な種類のより多くの溶質種の広い範囲に対するものにすることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、気相又は液相から１種以上の選択された溶質種を吸着するためのドープされた無機吸着材料の吸着能を増大させる方法を提供するものであり、このドープされた無機吸着材料が１種以上の適切なドーパントによってドープされている。この方法は、
・１種以上の選択された溶質種と同一の化合物、又はその誘導体、又は同一の化学クラスに属する化合物、又は同様の機能性を有する化合物以外の範囲を含む、１種以上のドーパントの種類を選ぶこと、又は、
・１種以上のドーパントの濃度増加を選ぶこと、又は、
・１種以上のドーパントの分子径を選択すること、又は、
・材料のドーピングを通じて、ドープされた無機吸着材料の細孔構造を調整すること、又は、
・これらの組み合わせのいずれかから成る方法。
【００２０】
この方法は、選択された溶質種に対する高い吸着能を有する、ドープされた無機吸着材料を提供する。
また、この方法によって形成される、活性が増加した、ドープされた改良型無機吸着材料について言及している、添付の特許請求の範囲による本発明の異なる代替的な好ましい実施形態も開示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
１．（ドープされた無機吸着材料の全体的な特性と、その製造方法）
本発明によれば、驚いたことに、ドープされた無機吸着材料の活性を大きく改善できることが見出された。これは、次に説明するように本発明の方法を用い、様々な好ましい代替的な実施形態によって達成される。
【００２２】
化学において知られており、本明細書で意図される吸着とは、自由流体相（気相又は液相）を、結晶性、微晶性、又は非晶性構造の天然又は合成材料によって構成される、硬く耐久性のある微粒子相と接触させることに関わるものであり、この構造は、固体及び溶質の選択的な組み合わせについて接近可能なその内部の細孔表面の形態及び性質により、流体相に元々含有されている１種以上の溶質種を取り込んで保存する性質を有する。
【００２３】
吸着においては、前記溶質種は通常は分子であるが、本発明の状況では、より複雑な存在物、例えばコロイド状粒子、ミセル、並びにウイルス及びバクテリアのような生命体も含むことができる。
【００２４】
吸着は、吸着される物質（溶質）と吸着材料との間の比較的小さな引力、例えば、ファン・デル・ワールス力、又は一般に静電相互作用の程度の引力に関わるものである。より精確には、化学量論的なメカニズム及び比率に関わる、吸着される物質（溶質種）と吸着材料との間の化学反応又は化学結合、通常はＳｉ−Ｃ結合は、本発明の状況では吸着に含まれない。
【００２５】
本明細書で使用する時、ドープされた又はドープしていない無機吸着材料の「活性」は、「吸着活性」と呼ばれることもあるが、選択された溶質種の吸着における効率に相当し、自由流体相、すなわち気相又は液相からの１種以上の選択された溶質種に対する無機吸着材料の除去効率及び吸着能を含む。また、無機吸着材料の選択性、すなわち無機吸着材料が他の種の中で、ある特定の溶質種を選択的に吸着する能力は、本発明の無機吸着材料の重要な特徴である。
【００２６】
本発明の目的では、除去効率は、吸着材料によってそこから除去されるべき気相又は液相中の、選択された溶質種の初期量（又は濃度）と、一定条件における吸着材料との接触後の同一の気相又は液相中の最終量（又は濃度）とを、パーセント変化として比較することによって得られる。
【００２７】
当業者は、様々な特殊な方法を使用して、前述の一般原則に従ってこの除去効率を評価することができ、吸着が起こる条件に応じて、すなわち例えば気相から吸着するのか液相から吸着するのかに応じて、またさらに液相の性質、すなわち水性液体であるか非水性液体であるかに応じて、その方法を適切に選択し又は適合させることができる。代表的な方法が、本明細書に記載の除去効率試験方法である。
【００２８】
本明細書の目的では、無機吸着材料の「吸着能」とは、一定条件において（通常は飽和時に）無機吸着材料によって吸着される、選択された溶質種の実際の量を意味する。本発明によれば、吸着能は本明細書に記載の吸着能試験方法に従って評価される。
【００２９】
前述の方法によれば、所与のドープされた無機吸着材料の吸着能及び除去効率の両方が、一般に絶対値として評価され、またそれぞれのドープしていない対照無機吸着材料（「ドープしていない対照材料」とも呼ばれる）との比較においても評価される。
【００３０】
原則として、一般に２つの無機吸着材料間、特にドープされた無機吸着材料とそれぞれの「ドープしていない対照無機吸着材料」との間で有意な比較を実施するには、各材料の選択されたパラメータ（すなわち除去効率又は吸着能）を、同一試験方法によって同一条件下で評価しなければならない。
【００３１】
本明細書で使用する時、「ドープしていない対照材料」とは、ドーパント又はドーピングを含むことを除いて、検討しているドープされた無機吸着材料と同一プロセス条件に従って同一の原料から合成される無機吸着材料を意味する。
【００３２】
本明細書で使用する時、「ドーピング」という用語は、「ドープされた」無機吸着材料を得るために、前記無機吸着材料の合成の少なくとも１つの工程中に、無機吸着材料とも前記吸着材料を形成する原料とも化学的に異なる、ドーパントと呼ばれる１種以上の化学種を無機吸着材料中に含む、又はより一般的に言えば、適切な濃度及び形態で存在することを意味する。本発明によれば、「ドーピング」とは、１種以上のドーパントと、ドープされる無機吸着材料又は無機吸着材料を形成する原料との間の化学反応を除外することを意図している。無機吸着材料の合成プロセスの１つの工程に存在しない時には、後で前記１種以上のドーパントを後合成処理によって前記材料に導入してよい。１種以上のドーパントは、完成した、ドープされた無機吸着材料の内部に残しておいてもよく、あるいは、例えば、揮発、熱分解、洗浄、又は適切な溶媒による抽出のような、いずれかの適切な除去方法によって、部分的又は完全に除去することもできる。従って、本発明によれば、「ドープされた無機吸着材料」とは、完成した、ドープされた無機吸着材料中に１種以上のドーパントがまだ存在するかどうかという事実とは無関係に、前述で定義したドーピング技術を通じて、すなわち合成プロセス又は後合成処理の少なくとも１つの工程における１種以上のドーパントの存在を通じて、無機吸着材料が、その化学的及び／又は物理化学的及び／又は形態学的特徴を改変されていることを意味する。
【００３３】
本発明のドープされた無機吸着材料中の１種以上のドーパントの量は、乾燥状態の最終生成物（無機吸着材料）に対して計算されるドーパント自体の濃度（ｐｐｍ又は重量％）で表され、シリカ及びシリケート類を含む好ましい無機吸着材料の場合、通常は合成溶液中の二酸化ケイ素ＳｉＯ2の理論含有量に基づいて計算されたパーセンテージに相当する。
【００３４】
本発明によるドープされた無機吸着材料には、吸着されなければならない化合物、又はその誘導体、又は同一の化学クラスの化合物、又は同様の機能性を有する化合物から選択される、選択された量のドーパントによってドープされた無機吸着材料と（これを以後、「ホモドーピング」又はインプリント・ドーピングと呼ぶ）、吸着される化合物とは異なる化合物から選択されるドーパントによってドープされた無機吸着材料との両方が含まれる。後者を、以後「ヘテロドーピング」と呼ぶ。
【００３５】
本発明によるドープされた無機吸着材料について、本明細書では、主に液相から揮発性の悪臭化合物を吸着するための材料に関して記載する。ただし、本発明は、自由流動相、すなわち気相又は液相から、これだけに限るものではないが揮発性の悪臭化合物を含む広範な溶質種を吸着できる、吸着活性の増加した、ドープされた無機吸着材料を広く包含する。
【００３６】
特に、本発明によって作られるドープされた無機吸着材料は、気相又は液相から選択された溶質種を吸着することが有用であり望ましい、多数の分野における用途を見出すことができる。一例として、考えられる代替的な用途を、次に非限定的に列記する。
【００３７】
本発明のドープされた無機吸着材料は、分離、抽出、及び精製のプロセスを含む気相及び液相からの産業吸着プロセス、例えば、気体の脱水；大気汚染規制のための、換気システムにおける又は通気気体からの有毒ガスの除去；希ガスの分離；石油留分の脱色、乾燥、又は精錬、及びより一般的には産業精油；水質汚染の規制のためのプロセス廃液の浄化；自治体の上水からの、触媒又は触媒担体、臭気、味、及び色の除去；水及び他の流体の浄化；物質の天然混合物の分離；例えばインク吸収を向上させるための、紙用の添加物としての使用；例えば熱可塑性組成物のための鉱物フィラーとしての使用などにおいて使用することができる。
【００３８】
代替的な用途には、食品及び飲料品の処理、例えば、飲用水の浄化；食用の動物油及び植物油又は脂肪の精製／処理、例えば、脱色、又はコレステロールを含まない油／脂肪の生産、又は使用済み油／脂肪の再生；カフェイン抜きコーヒー；飲料の清澄化、例えば、ビール、ワイン、フルーツジュースのヘイズ制御（haziness control）など；及び、医薬品の処理、例えば、医薬品製剤の精製又は清澄化；発酵混合物からのビタミン類及び他の生成物の回収などが含まれる。
【００３９】
さらに、代替的な用途には、活性物質の送達、すなわち、香料、芳香、風味、薬剤のような、作用を提供できる物質の吸着及びその後の放出；及び、例えば（練り）歯磨き粉、チューインガムなどのような様々な物品又は製品における関連用途が含まれる。
【００４０】
代替的な用途には、生体外（in vitro）及び生体内（in vivo）の両方での生体液の処理及び浄化、例えば、透析、血液潅流、内部抗中毒（internal anti-intoxication）及び抗酵素（anti-fermentation）処理の際の処理；ウイルス及びバクテリアのような微生物の不動化；内毒素又はアレルゲンの遮断などが含まれる。
【００４１】
また、１種以上のドーパントの種類及び／又は１種以上のドーパントの濃度を適切に選ぶことによって、得られるドープされた無機吸着材料が、バクテリアを捕捉し及び／又は死滅させ、又はそれらの成長を阻害する特定の活性を示すことができ、従って抗菌又は静菌又は殺菌活性を有することもわかった。
【００４２】
また、本発明のドープされた無機吸着材料は、その特殊な吸着活性に関連した効果をもたらすために、喫煙物品用のフィルター、例えばニコチン及びチャーを遮断するシガレット；洗濯用物品、例えば洗浄時の選択的な転染防止のための洗剤などのような消費財においても使用することができる。
【００４３】
さらなる代替的な利用分野には、例えば、換気システム、室内及び車内清浄器、動物用リター、パーソナルケア及び衛生物品、口臭制御用の（練り）歯磨き粉又はチューインガムなどにおいて、生物及び無生物源から発せられる臭気が漏れるのを回避し又は最小限に抑えるための臭気制御が含まれる。臭気制御材料としての使用には、言うまでもなく、前述の他の考えられる分野の多くを包含することができる。
【００４４】
本発明によるドープされた無機吸着材料は、通常は、例えば、活性アルミナ；ゼオライト類、例えばゼオライトＡのような天然及び合成アルミノシリケート類を含むケイ酸系吸着材；活性シリカ、シリカゲル、シリケート類のような、無機材料を含む。特に好ましい材料は、活性シリカである。
【００４５】
いくつかの実施例に示されるが、非制限的な本発明の適用分野を構成する揮発性の悪臭化合物の吸着に特に関しては、前記揮発性の悪臭化合物は、様々なクラスの化合物であり、それは脂肪酸及びその誘導体；アンモニア及びアミン類及びその塩；アルコール類、アルデヒド類、及びケトン類；有機ヘテロ化合物などに広く属する。
【００４６】
脂肪酸は、例えば１〜１２個の炭素原子を含有する直鎖及び分枝鎖脂肪酸から選択される揮発性脂肪酸、例えばイソ吉草酸である。臭気性化合物の他のクラスには、アンモニア及びアンモニウム塩、及び大気圧で１７０℃までの沸点を有するアミン類、及びそれらの塩、例えばトリエチルアミンが挙げられる。
【００４７】
臭気性化合物のさらなるクラスは、アルコール類、アルデヒド類、例えばフルアルデヒド、及び大気圧で１７０℃までの沸点を有するケトン類を含む。
【００４８】
臭気性材料の別のクラスには、少なくとも１つの窒素、イオウ、又は酸素原子を含有する有機へテロ化合物、好ましくは１つ又は２つの環式環と１つ又は２つのヘテロ原子（同一でも異なるものでもよい）とを含有する複素環式化合物が挙げられる。このカテゴリー内の他の化合物には、メルカプト及びチオ化合物、及び大気圧で１７０℃までの沸点を有する、１分子当り少なくとも１つのイオウ原子を含有する他の化合物が挙げられる。
【００４９】
一般に、臭気制御の分野に特に関しては、水性の液体によって構成される液相内で吸着が起こる時には、ドープされた無機吸着材料は好ましいｐＨレベルで使用され、これを、吸着される物質、例えば悪臭性物質の極性に従って調節することができる。強酸又は強塩基性の無機吸着材料、例えば活性シリカを、それぞれ塩基性及び酸性物質に関して増加した吸着力を示すように調製できることが知られている。しかしながら、この一見高くなったように思われる吸着は真の吸着能でなく、化学反応に基づいたものであるので効果が一時的であり、すなわち反応に利用可能な過剰な酸性度又は塩基性度が中和されるまでしか維持されない。
【００５０】
例えば、本発明によるドープされた無機吸着材料が、女性衛生用の臭気制御材料として使用され、例えばパンティライナー又は生理用ナプキンに組み込まれる時には、生理液中に存在する悪臭性化合物が、酸性、塩基性、又は中性の可能性があるので、材料のｐＨを中性にすることが好ましい。
【００５１】
悪臭が明確な一定した特徴を有する、例えば尿に起因するアンモニア及びアミン類である、他の吸収性物品において使用される時には、ｐＨをこの場合には酸性のｐＨに調節して、ドーピング技術によって取り込まれたドーピング不純物及び／又は形態学的及び／又は化学的改変によってもたらされるものに対して補助的な臭気制御を提供することができる。
【００５２】
ドープされた無機吸着材料を、いずれかの都合のよい既知の方法によって調製することができる。特に、シリカ、シリカゲル、又は活性シリカを含むドープされた無機吸着材料を、可溶性アルカリシリケート類の水溶液の酸性化によるゲル化、又はコロイド状シリカの沈殿を介して合成することができ、又はケイ素有機化合物、例えばテトラエトキシシランの制御された加水分解によっても合成することができ、その際、選択された１種以上のドーパントは、合成プロセスの少なくとも１工程の間に反応溶液中に適切に導入され、又は後合成処理の間に、既に形成されている無機吸着材料に加えられる。本発明による、好ましいドープされた無機吸着材料は、一般的な非晶性構造を有する無機吸着材料、より詳細には本質的に非晶性の二酸化ケイ素によって構成される無機吸着材料を含む。
【００５３】
本発明の好ましい実施形態によれば、１種以上の選択された溶質種を吸着するための材料の吸着能を増大させる方法が見出されており、この材料が、１種以上のドーパントによってドープされた無機吸着材料、すなわち本明細書で定義したドーピングを用いて改変された無機吸着材料を含む。ドープされた無機吸着材料の吸着能を増大させる本発明の方法は、ドープされた無機吸着材料の多数の関連特徴の識別、及びドープされた無機吸着材料の製造方法の識別にあり、さらに、ドープされた無機吸着材料の吸着能を増大させるためにどのようにそれに作用すべきかについての指示にある。これらの特徴は、１種以上のドーパントの種類、濃度、及び分子径であり、これは、それ自体又は本発明のドープされた無機吸着材料の製造方法の状況のいずれかに関連する。本発明によれば、この方法は、以下の選択肢のいずれか、又はその組み合わせである。
【００５４】
第１の選択肢によれば、この方法は１種以上のドーパントの種類を選ぶことにある。驚いたことに、この選定には、吸着される１種以上の選択された溶質種と同一の化合物、又はその誘導体、又は同一の化学クラスに属する化合物、又は同様の機能性を有する化合物以外の範囲の化合物も含まれることがわかった。
【００５５】
第２の選択肢によれば、この方法は、本発明のドープされた無機吸着材料中に含まれる１種以上のドーパントの濃度増加を選ぶことにあり、「増加」とは発明の背景で説明した意味を有する。予期せず、本発明のこれら１種以上のドーパントの濃度増加の選定が、ドープされた無機吸着材料の吸着能を増大させるのに有効であることが証明された。
【００５６】
この方法の第３の選択肢は、ドープされた無機吸着材料の１種以上のドーパントの分子径を選択する方法である。
【００５７】
ドープされた無機吸着材料の吸着能を増大させることを意図した本発明の第４の選択肢は、材料の適切なドーピングを通じて、ドープされた無機吸着材料の細孔構造を調整する方法である。
【００５８】
好ましくは、本発明の方法は、この方法によって作られるドープされた無機吸着材料が、対応するドープしていない無機吸着材料（対照材料とする）の吸着能よりも高い、少なくとも８ｍｇ／ｇ、好ましくは少なくとも１０ｍｇ／ｇ、より好ましくは少なくとも１２ｍｇ／ｇの吸着能を有するか、又は、対応するドープしていない無機吸着材料（対照材料とする）の吸着能よりも高い、少なくとも３０％、好ましくは少なくとも３５％、より好ましくは少なくとも４０％になるような方法がある。本発明の方法に従って作られるドープされた無機吸着材料、及びドープしていない対照材料の両方の吸着能は、本明細書の第７章に記載の吸着能試験方法に従って測定されるべきである。
【００５９】
本発明の方法に従って作られるドープされた無機吸着材料に相当する、本発明の他のさらに好ましい代替的な実施形態について後述する。それら全てが、既知のドーピング技術の全般的な改良の状況では、合成プロセスの少なくとも１工程における、又は前記無機吸着材料の後合成処理としての、１種以上のドーパントの存在を通じた無機吸着材料の表面の化学的及び／又は物理化学的及び／又は形態学的改変のより広い意味で表されており、このドーパントは無機吸着材料とも前記吸着材が生成される原料とも化学的に異なる種であり、ここでドーピングには、「ドーピング」の定義に関して前述で説明したように、１種以上のドーパントとドープされる無機吸着材料との間の化学反応は含まない。本発明の全ての代替的な実施形態は、気相又は液相からの１種以上の選択された溶質種に対する除去効率及び／又は吸着能の増大に相当する、活性が増加した、ドープされた無機吸着材料をもたらす。この活性の増加は、特定の溶質種に対すること、通常は他の種よりも選択的にある特定の溶質種に対することであるか、又は代替的に、様々な種類のより多くの溶質種の広い範囲に対することである。従って、第１の事例では、本発明によるドープされた無機吸着材料が選択性の増加、すなわち例えば他の種よりもある特定の溶質種を選択的に吸着する能力の増加も示すことができる。
【００６０】
具体的には、本発明の代替的な実施形態は、
・１種以上のドーパントの濃度増加の選定
・１種以上のドーパントの分子径の選択
・超微粒子状の形態の金属（好ましくはコロイド状金属）によるドーピング
・有機金属化合物及び錯体によるドーピング
・沈殿塩によるドーピング
・ドーピングによる細孔の構築
のような様々なドーピング技術の適用を含んでおり、これらが単独で、又は組み合わせて適用され、それについて以下に詳細に説明する。上記に列記したドーピング技術は、前述で説明したようなホモドーピング（インプリント・ドーピング）又はヘテロドーピングのいずれかの状況にある。
【００６１】
２．（選択された濃度／分子径のドーパントによってドープされた無機吸着材料）
本発明の代替的な好ましい実施形態によれば、驚いたことに、本発明のドープされた無機吸着材料に含まれる１種以上のドーパントの濃度増加を選ぶことによって、吸着活性／除去効率が増加した材料を得られることがわかった。具体的には、ドーパント又はドーパント群の少なくとも１種が、１，０００ｐｐｍを超える、好ましくは２，０００ｐｐｍを超える、より好ましくは５，０００ｐｐｍを超える濃度でなければならない。前述で説明したように、ドーパントが必ずしも実際に最終生成物中に存在する必要はない。これら多くの量が、具体的には前述で説明したような「ホモドーピング」の状況で、すなわちそれぞれのドーパントと同一の、又はその誘導体である、又は同一の化学クラスの、又は同様の機能性を有する、吸着される溶質種／化合物に対する、除去効率の増加を示すドープされた無機吸着材料をもたらすことがわかった。
【００６２】
本発明のさらなる好ましい実施形態によれば、前述で説明したような１種以上のドーパントの選択された濃度増加の代わりに、又は好ましくはそれと組み合わせて、ドーパント又はドーパント群の少なくとも１種を好ましくは選択することができる。「分子径」とは、本発明の状況では、ドープされた無機吸着材料の合成の条件におけるドーパントの分子、又は分子の集合体の最大又は主要寸法を意味するものである。実際には、一方では化学においては既知のように、ある種の分子は、それが溶液中にあるかどうかに応じて、溶液の濃度に応じて、溶媒の性質に応じて、ｐＨや温度などのような他の多くの物理化学的パラメータに応じて、様々な寸法を有する。例えば、ある種の長い直線状分子、例えば界面活性剤又は脂肪酸のエステルなどは、溶液中にない場合にはまっすぐであり、従ってある最長寸法（その長さにほぼ一致する）を有するが、水溶液中に存在する場合には丸まり又は捻れる傾向にあり、その結果、主要寸法が小さくなる。逆に、合成条件において、例えば水溶液中では、二量体、ミセルなどのような超分子凝集体を形成する傾向にある分子もある。従って、本発明の好ましい実施形態によれば、この選択基準に関連する分子径は、合成条件に応じて変化し得るので合成条件に厳密に関連しており、ドープされた無機吸着材料の合成条件において評価することを意味する。
【００６３】
本発明のこの好ましい実施形態によれば、ドーパント又はドーパント群の少なくとも１種は、前述で定義したような、少なくとも０．５ｎｍ、好ましくは少なくとも０．７ｎｍ、より好ましくは少なくとも１ｎｍの最大分子径を有するべきであり、前記寸法はドープされた無機吸着材料の合成条件で、当該技術分野において既知のいずれかの適切な方法によって評価される。
【００６４】
ホモドーピングの場合にはドーパント分子の分子径の妥当性を、前記１種以上のドーパントを加えることによって改変される無機吸着材料の基本構造の関連寸法との比較を考えれば、いかなる理論にも拘束されずに説明することができる。一般的に言えば、ドーパントの主要寸法が、ドープしていない無機吸着材料の基本構造の関連寸法よりも大きいことが好ましく、その結果、ドーパントの分子が実際にその分子サイズ及び形状の「インプリント」を通じて無機吸着材料の表面を改変させることができる（無機吸着材料の表面を化学的及び／又は形態学的に改変させることによる）。例えば、無機吸着材料がシリカの場合（本発明ではそれが好ましい）、基本構造の関連寸法は、四面体ＳｉＯ4の側面の長さである０．３２ｎｍになる。形成条件において前述で指定した主要寸法、すなわち、少なくとも０．５ｎｍ、好ましくは少なくとも０．７ｎｍ、より好ましくは少なくとも１ｎｍの寸法を有するドーパントが、この状況では、本発明による吸着活性の増加したドープされた無機吸着材料を提供するのに特に有効であることが証明された。
【００６５】
本発明によれば、１種以上のドーパントの分子径の選択は、インプリント・ドーピング又はホモドーピングの状況で特に有効であり、ここで前記インプリント・ドーピングは前述で説明したような意味で、好ましくは１種以上のドーパントの濃度増加の選定と組み合わされる。
【００６６】
３．（特殊なクラスのドーパント（群）によってドープされた無機吸着材料）
本発明の他の代替的な好ましい実施形態によれば、吸着活性の増加を示すドープされた無機吸着材料は、無機吸着材料に含まれる１種以上のドーパントの種類を適切に選択することによって調製することができる。
【００６７】
Ａ．（コロイド状金属）
驚いたことに、本発明のドープされた無機吸着材料に含まれる前記ドーパント又はドーパント群の少なくとも１種を、超微粒子状の形態、好ましくはコロイド形態の金属の中から選択すると、得られるドープされた無機吸着材料が、特に揮発性の無機又は有機のイオウ含有化合物に対し、本発明による吸着活性の増加を示すことがわかった。これは本明細書で規定された定義によれば、１種以上のドーパントが吸着される化合物とは異なる化合物から選択されるヘテロドーピングの一例である。
【００６８】
気相中、例えば１０3ｐｐｍを超える濃度で空気中に存在する無機及び有機のイオウ含有化合物を、多数のプロセスによって有効的に除去することができる。処理が困難なことが多いのは、１〜１０2ｐｐｍ程度の濃度の有機のイオウ含有化合物（有機硫化物など）の除去であり、これが臭気制御の分野の主要な問題の１つである。イオウ含有悪臭化合物を除去するための処置は、ほとんどが物理的性質のものであり、特に、吸着、吸収、又は化学反応による除去である。この目的に適切な吸着材は、大きな活性表面積と、表面の化学的性質又は孔径及び孔容積のような他の適切な特徴とを備えなければならない。
【００６９】
本発明のこの代替的な好ましい実施形態によれば、特に揮発性のイオウ含有化合物の吸着を標的とした、ドープされた無機吸着材料には、１種以上のドーパントとして、超微粒子状の形態の１種以上の金属、好ましくは、コロイド状の金、銀、銅、白金及び白金群金属、亜鉛、カドミウム、水銀、鉛、砒素、アンチモン、及びマンガンから成る群から選択されるコロイド状金属を含むことができる。コロイド状の金又は銀が特に好ましい。
【００７０】
ドープされた無機吸着材料中に１種以上のドーパントとして含まれるコロイド状の金属又は金属群、例えば好ましくは金又は銀の濃度は、好ましくは全体で１０〜１，０００ｐｐｍ、好ましくは１００〜６００ｐｐｍの濃度に制限される。従って、本発明のこの好ましい代替的な実施形態のドープされた無機吸着材料は、容易に入手可能で安価な材料、例えばシリカであり、これらを非常に少量の選択された１種以上のドーパントで改変させて、イオウ含有化合物に対する吸着活性に極めて有効なドープされた材料をもたらすものであり、ドーパントの量が非常に少ないので、基本的な無機吸着材料のコストがほとんど増加しない。
【００７１】
また、特にドーパントとしてコロイド状の銀を含む、本発明のこの好ましい実施形態によるドープされた無機吸着材料は、バクテリアを死滅させ、及び／又はそれらの成長を阻害する、際立った能力も示した。
【００７２】
Ｂ．（有機金属化合物及び錯体）
本発明のさらなる代替的な実施形態によれば、ドープされた無機吸着材料は、無機吸着材料に１種以上のドーパントとして１種以上の有機金属化合物又は錯体をドーピングすることによって調製することができる。前記有機金属化合物及び錯体には、例えば、銅フタロシアニン類及びメタロセン化合物を含むことができる。
【００７３】
驚いたことに、この特定のクラスのドーパント群が二重の機能を示すことがわかった。実際には、分子又は錯体の金属的機能は、ヘテロドーピングの例では、揮発性の有機又は無機のイオウ含有化合物に対する吸着活性が増加した、選択された有機金属化合物又は錯体によってドープされた無機吸着材料を提供する。この状況では、本発明のこの好ましい実施形態の無機吸着材料中の、前記選択された有機金属化合物又は錯体の好ましい濃度は、超微粒子状の形態の金属から選択されたドーパント群に関して前述したのとほぼ同じであり、すなわち、１０〜１，０００ｐｐｍ、好ましくは１００〜６００ｐｐｍの範囲内であり、前記濃度は、金属含有量、すなわち有機金属化合物又は錯体の金属部分に関するものである。
【００７４】
逆に、選択された有機金属化合物又は錯体の、金属部分以外の他の分子又は錯体の部分、すなわち有機部分は、ホモドーピングの例では、分子又は錯体のこの有機部分の誘導体、又はそれと同一の化学分クラス、又はそれと同一の機能性を有する種／化合物に対する吸着活性の増加した、同じ有機金属化合物又は錯体によってドープされた無機吸着材料を提供することができる。この状況では、１種以上のドーパントとして無機吸着材料中に含まれる選択された有機金属化合物（群）又は錯体（群）のより高い濃度の状況で、好ましくは、例えば１，０００ｐｐｍを超える、好ましくは２，０００ｐｐｍを超える、より好ましくは５，０００ｐｐｍを超える濃度を選択でき、前記濃度は分子の有機部分に関して評価される。
【００７５】
Ｃ．（沈殿塩）
本発明のもう１つの代替的な好ましい実施形態によれば、本発明による吸着活性の増加したドープされた無機吸着材料を得るために、ドープされた無機吸着材料中に含まれる適切な１種以上のドーパントは、弱酸と強塩基の沈殿塩、又は代替的に強酸と弱塩基の塩から成る群の中から選択することができる。
【００７６】
驚いたことに、完成した無機吸着材料中に、本発明によるドープされた無機吸着材料中のドーパント又はドーパント群の少なくとも１種として、選択された量の１種以上の弱酸と強塩基の沈殿塩、又は強酸と弱塩基の沈殿塩を、好ましくはシリカの無機吸着材料の細孔内に、適切な濃度及び分散度を含むことで、細孔自体の内部のｐＨレベルが制御されることがわかった。このドープされた無機吸着材料の細孔内のｐＨレベルの調節は、自由流体相から酸又は塩基特性を有する溶質種の分子の濃度を低下させるのに役立ち、それが次には、特に水溶液からの酸性又は塩基性溶質種それぞれに対する吸着活性の増加を示す、本発明の代替的な好ましい実施形態による対応するドープされた無機吸着材料を提供する。いかなる理論にも拘束されずにこの反応についての考えられる説明は、酸性の特徴を有する溶質種（脂肪酸）に対して水溶液（液相）からの吸着活性の増加を示す、弱酸と強塩基の沈殿塩によるドーピングを通じて細孔内のｐＨが増加した無機吸着材料に関しては次のとおりである。水溶液の上方にある気相中の脂肪酸の濃度は、それぞれの溶液のｐＨによって決まる。例えば、酪酸の２重量％水溶液では、ｐＨが７．４から４．０まで減少すると、気相中の濃度の１０％が増加する結果となり、ｐＨが７．４から１１．０まで増加すると、気相中の濃度の約６０％が減少する結果となる。従って、塩基性の沈殿塩（すなわち弱酸及び強塩基から得られるもの）の存在によるシリカの細孔内のｐＨの局所的な増加は、気相中の脂肪酸の濃度の減少を引き起こす。
【００７７】
本発明のこの代替的な好ましい実施形態によるドープされた無機吸着材料を得るのに、ドープされた無機吸着材料中の前述で開示したような沈殿塩の好ましい濃度は、無機吸着材料の乾燥重量を基準にして、１重量％〜５０重量％、好ましくは５重量％〜４０重量％、より好ましくは８重量％〜３５重量％の範囲内である。最も好ましいのは、沈殿塩又は塩が、実際に本発明のこの好ましい実施形態の最終的なドープされた無機吸着材料中に好ましい濃度で存在する。
【００７８】
本発明のこの代替的な好ましい実施形態による、ドープされた無機吸着材料を調製するために、任意の適切な方法を使用することができる。選択された１種以上のドーパントを含むことによってドープされる出発無機吸着材料が、好ましくはシリカである場合には、これらの沈殿塩を、シリカのゲル化の際に、例えばケイ酸ナトリウムの水溶液を適切な酸によって処理する工程において、シリカとの形成及び共沈によって導入することができ、又は適切な１種以上の塩の水溶液による、既に形成されているシリカの後合成含浸によって導入することができる。
【００７９】
より詳細には、第１の方法によれば、ドープされたシリカは、例えばケイ酸ナトリウムの溶液から酢酸（ゲル化剤及びドーピング剤の両方の働きをする）によって、高い温度で、５．０〜８．０の範囲のｐＨの溶液が得られるまでシリカをゲル化させ、その後すぐに形成されたゲルを高い温度でエージングに曝し、濾過して回収することによって得ることができる。形成された沈殿塩の全ての量を完成した吸着剤シリカ中に保持される場合、ゲルを事前に洗浄せずに、例えば１９０℃で乾燥させる。そうでない場合は、シリカの内部に、例えば前述で説明したような好ましい濃度に従って、沈殿塩の所望の濃度を残すのに適切な条件及び水の量でゲルを洗浄する。代替的な方法では、既に形成されているシリカを、ドープされた無機吸着材料中の沈殿塩の最終的な濃度を好ましいものにするのに適切な濃度で、適切な塩（例えば、弱酸と強塩基の塩）の溶液で含浸させ、その後溶媒が蒸発するまで高温（１３０℃以上）で乾燥させる。
【００８０】
本発明のこの代替的な好ましい実施形態による解決策は、第１の一般方法によれば、単純かつ安価な方法によって、それを特に悪臭性脂肪酸の除去に極めて有効なドープされた無機吸着材料へと直接形成できる、容易に入手可能で非常に安価な原料（通常は、好ましくはケイ酸ナトリウム溶液）を適用するものであり、又は第２の一般方法によれば、市販のシリカを直接改変させるものであり、それを適切な沈殿塩で含浸させると、同じように吸着活性の増加した最終材料が提供されるという点で有利である。
【００８１】
４．（ドーピングによる細孔の構築）
本発明のさらなる代替的な好ましい実施形態によれば、特定のドーピング技術を用いて前記ドープされた無機吸着材料中に、最適化された細孔構造を提供することによって、ドープされた無機吸着材料の吸着活性を特定の溶質種に対して向上させることができる。
【００８２】
具体的な表面サイズ及び孔径の提供のような、無機吸着材料、例えば活性シリカの構造パラメータの具体的な調整を、既存の文献に教示されている様々な方法によって得ることができる。孔径又は平均孔径とは、本明細書では、物理化学の分野で知られている通常の意味を意図しており、任意の既知の適切な方法によっても評価することができる。本発明のこのさらなる実施形態によれば、無機吸着材料の細孔の構築を、ドーピングの条件及び１種以上のドーパントの種類を適切に選択することによって、ドーピング技術を通じて達成することができる。
【００８３】
具体的には、本発明のこの好ましい実施形態によれば、所定の構造と所定の選択された孔径の細孔とを有する、ドープされた無機吸着材料、例えばドープされた活性シリカを、選択された１種以上のドーパントの存在下で、ドープされた無機吸着材料を合成することによって得ることができ、このドーパントは、合成条件では、最終的なドープされた無機吸着材料内の所望の選択された孔径とほぼ同じ関連寸法、すなわち最大寸法を有する、分子又は超分子凝集体、例えばミセルによって構成される。本発明のこの代替的な好ましい実施形態によれば、選択された１種以上のドーパントは、形成プロセス中に、ドープされた無機吸着材料に所望の細孔構造／孔径をもたらし、その後通常は最終生成物として残留ドーパントを含有しない、ドープされた無機吸着材料から取り除かれる。当該技術分野において既知のように、ドープされた無機吸着材料の具体的な孔径を、ほぼこれと同じサイズを有する溶質種、例えば標的分子の吸着を最適化するように選択することができる。
【００８４】
本発明のこの好ましい実施形態によるドープされた無機吸着材料の合成を、前述の基準に従って選択された１種以上のドーパントが合成に加えられるのであれば、既知のいずれの調製方法によっても達成することができる。例えば、軽量有機アミン類のような小さい揮発性分子によって構成される溶質種に対する吸着活性が増加した、ドープされた無機吸着材料には、大きな表面積及び小さな孔径を特徴とする最適化された細孔構造を与えることができ、この孔径は、前記標的分子の分子径にほぼ合致するように選択される。本発明のこの好ましい実施形態によれば、これを無機吸着材料の合成プロセスに加えられる適切な１種以上のドーパントを選択することによって達成することができる。合成条件では、１種以上のドーパントは、所望の孔径とほぼ同じ関連寸法、すなわち最大寸法を有する、分子又は超分子凝集体を含むべきである。
【００８５】
好ましくは、本発明のこの好ましい実施形態による１種以上のドーパントを、最終的なドープされた無機吸着材料の乾燥量を基準にして、少なくとも１０，０００ｐｐｍ、より好ましくは少なくとも１８，０００ｐｐｍ、さらに好ましくは少なくとも２０，０００ｐｐｍの濃度で加える。さらに高い濃度、例えば５０，０００ｐｐｍまで、及びそれ以上も可能である。
【００８６】
本発明のこの好ましい実施形態は、通常は本明細書で与えられた定義によるヘテロドーピングの一例を構成しており、１種以上のドーパントが合成条件におけるその分子径に基づいて選択され、吸着される溶質種の性質とは無関係であり、従って通常それらと異なるものである。
【００８７】
５．（組み合わせ）
本発明によれば、前述の代替的な好ましい実施形態の考えられるいずれの組み合わせも可能であり、本発明の範囲内にあるものとみなされる。考えられる例が、前述の第３章に記載した様々な種類から選択される少なくとも２種の異なるドーパントを含む無機吸着材料である。前述の第４章に記載した細孔構築技術とのいずれかの組み合わせ、及び第２章に記載した１種以上のドーパントの選択された濃度及び／又は分子径とのいずれかの組み合わせもまた可能であり、本発明の範囲内にある。
【００８８】
例えば、本発明の好ましい実施形態によれば、ドープされた無機吸着材料を、超微粒子状の形態の１種以上の金属、好ましくは前述の３．Ａに開示したようなコロイド状金属によって、前述の３．Ｂに開示したような１種以上の沈殿塩と組み合わせてドープすることができる。それぞれの好ましい濃度及び特徴は、関連パラグラフに記載したのと同じである。このようなドープされた無機吸着材料は、様々なクラスの溶質種、すなわち、有機脂肪酸、イオウ含有化合物、及び有機アミン類に対する吸着活性の増加を示す。
【００８９】
６．（ドープされた無機吸着材料の他の好ましい特徴）
ドーピング技術の状況における前述の特徴に加えて、本発明の様々な代替的な好ましい実施形態によれば、本発明によるドープされた無機吸着材料に、当該技術分野において既知の様々な任意の特徴をさらに含み、ドープされた無機吸着材料自体の表面をさらに形態学的及び／又は化学的に改質させることができ、例えば、これだけに限るものではないが次のようなものがある。
【００９０】
・細孔、すなわち、孔径、孔形状、及び孔容積、及びドーピングとは異なる既知の技術を用いて達成される他の表面形態学的パラメータエンジニアリング、
・既知の技術、例えば無機吸着材料の表面上の有機基の化学的グラフト化によって達成される、特に水からの疎水性有機分子の吸着のための、ドープされた無機吸着材料の表面の化学的疎水化（chemicalhydrophobization）、
・負に帯電した分子（溶質種）の水からの吸着を低下させないための、水中のドープされた無機吸着材料の等電点の変化、例えばシリカの典型的なｐＨであるｐＨ＝２．９からより高い値への、ドープされた活性シリカの等電点の増加などである。
【００９１】
７．（試験方法）
（吸着能試験方法）
吸着能試験は、準飽和の固定条件において、無機吸着材料によって吸着される選択された溶質種の実際の量を、ｍｇ／ｇで測定することを目的としている。本明細書で、準飽和とは、無機吸着材料を、ある期間その吸着能を消耗するのに十分な量の溶質種に接触させる条件を意味し、以下で指定するような、一般的な実行時に受ける実際の吸着条件を表す。ドープされた無機吸着材料、及びそれに対応するドープしていない対照材料（前述で説明したように同様の材料によって構成され同じ合成条件で得られるが、ドーピング及びドーパントは使用しない）によって吸着されるそれぞれの量を、評価し比較する。
ドープされた無機吸着材料の吸着能を検証するには、選択された溶質種をこの方法に従って試験しなければならない。
試験を、２５℃の一定温度で実施する。
【００９２】
（液相中の吸着）
選択された溶質種をそれぞれの溶媒に溶解させた、５重量％溶液を調製する。試験用の無機吸着材料０．５ｇを溶液０．５ｍｌと混合し、密閉容器内に入れ、１５分間接触させておく。その後溶液中の溶質種の残留量と、必要ならば溶液と平衡状態にある気体中の量とを、既知の方法を用いて、例えば気体又は液体クロマトグラフィーによって測定する。無機吸着材料によって実際に吸着された量を、差分によりｍｇ／ｇで評価する。
【００９３】
選択された溶質種について、次の溶媒による液相中で試験を繰り返す。すなわち３つの異なるｐＨレベル、すなわち２±０．５、７±０．５、及び９．５±０．５の水、エタノール、ヘキサン、トルエン、塩化メチレンであり、さらに溶質種が揮発性の場合には以下で説明するような気相中で繰り返す。本明細書では、「揮発性」とは、大気圧で１７０℃までの沸点を有する溶質種を意味する。
【００９４】
試験を、試験用のドープされた無機吸着材料と、比較のためのドープしていない対照材料との両方に実施する。
言うまでもなく、選択された溶質種に応じて、例えば、選択された溶質種が溶媒に必要な濃度で溶解しない場合、又は溶媒が実際に選択された溶質種に一致する場合には、１種以上の指示された溶媒を除くことができる。この方法を実施する際に、当業者はこのことを容易に確認することができる。
【００９５】
様々な溶媒によって得られた結果、及び該当する場合には気相中の吸着で得られた結果（以下参照）を比較し、ドープしていない対照材料との最大の差異を示す結果を、選択された溶質種に対する試験用のドープされた無機吸着材料の吸着能の値としなければならない。
【００９６】
（気相中の吸着）
周囲条件（温度２５℃、大気圧、及び相対湿度５０％）の空気中で気体状の溶質種の５体積％混合物を、容積約２００ｍｌの密閉容器内に保持する。試験用の無機吸着材料０．５ｇを容器内に入れ、１５分間気相と接触させておく。その後空気中の溶質種の残留物含有量を、既知の手段、例えば気体クロマトグラフィーによって評価し、無機吸着材料中に実際に吸着された溶質種の量を差分によってｍｇ／ｇで評価する。
【００９７】
流体相中（場合に応じて、気体又は液体中）の溶質種の残留量が、流体相と試験用の無機吸着材料とを１５分間接触させた後でほぼゼロの場合、これは無機吸着材料と溶質種との間の準飽和条件に達しておらず、恐らく無機吸着材料がその吸着能を消耗せずに流体相から溶質種を完全に吸着してしまったことを示唆する可能性がある。このような場合、流体相中に溶質種の残留量が検出され、選択された既知の手段によって測定されるまで、同一の「部分的に消耗した」無機吸着材料を用いて試験を繰り返して、準飽和条件において無機吸着材料によって吸着される溶質種の全体的な量を評価する。液相中の吸着では、容器中の無機吸着材料に同じ溶液をさらに０．５ｍｌ適切に加えることによってこれを実施する。気相中の吸着では、同じ気体状溶質種のさらなる適切な量を加えて、溶質種／空気混合物中で同じ５体積％の濃度を達成する。
【００９８】
本発明によるドープされた無機吸着材料は、少なくとも１種の選択された溶質種に対して、ドープしていない対照無機吸着材料の吸着能よりも高い、少なくとも８ｍｇ／ｇ、好ましくは少なくとも１０ｍｇ／ｇ、より好ましくは少なくとも１２ｍｇ／ｇの吸着能を示さなければならない。あるいは、相対的に言えば、本発明によるドープされた無機吸着材料の吸着能は、ドープしていない対照無機吸着材料の吸着能よりも、少なくとも３０％、好ましくは少なくとも３５％、より好ましくは少なくとも４０％大きくなければならない。
【００９９】
（除去効率試験方法）
除去効率試験方法は、以下の例で説明するように、特定の溶質種に対する除去効率の点で、本発明のドープされた無機吸着材料の活性を測定することを目的としている。
【０１００】
試験された無機吸着材料０．５ｇと、特定の溶質種を含有する溶液０．５ｇとを、陶磁器製るつぼ（china crucible）内で混合し、１分間攪拌する。
試験される溶質種の種類に従い、次の量の溶質種を蒸留水に溶解させることによって、４種の溶液を調製する。
−２重量％酪酸
−５重量％トリメチルアミン
−２重量％硫化ジメチル
−５重量％ピリジン
全てシグマ・アルドリッチ社（Sigma Aldrich）から入手可能である。
シグマ・アルドリッチ社（Sigma Aldrich）から入手可能なリン酸緩衝液によって、各溶液をｐＨ７．４で緩衝させる。
【０１０１】
るつぼを総容積約３００ｃｍ3のガラス容器の底部に置き、直ちに密閉する。
ガラス容器の蓋には、取入口が１つと排出口が１つある。取入口を通じて容器内にガラス管を入れ、陶磁器製るつぼ内部の無機吸着材料及び溶液の試験されるブレンド表面の中央の上方約１０ｍｍに到達させる。
【０１０２】
この下降管を通じて、試験のための完了時間が１０〜２０分間になるように（以下参照）、窒素を２０ｍｌ／分〜５０ｍｌ／分の間で適切に選択された適切な流量で流す。前述の基準に従って一旦選択した後には、試験全体にわたって窒素の流量を一定に保つ。
【０１０３】
排出口を通って容器から抜け出る気体を、ドレーゲルベルク株式会社（Draegerwerk Aktiengesellschaft、ドイツ）から入手可能なドレーゲルチューブ（Draeger tube）に通過させ、主気体ストリーム中に混合気体又は蒸気として含有される特殊な不純物を吸着及び測定するのに使用する。
【０１０４】
容器を恒温槽に入れ、２５℃で少なくとも１０分間置いてから試験を開始し、試験を一定温度で実施するために試験の継続時間全体にわたってそこに維持する。
【０１０５】
様々な溶質種について、次のチューブを使用する。
−酪酸＝酢酸用のドレーゲルチューブ、５〜８０ｐｐｍスケール（コード６７２２１０１）
−トリメチルアミン及びピリジン＝アンモニア用のドレーゲルチューブ、５〜７０ｐｐｍ（コードＣＨ２０５０１）
−硫化ジメチル＝硫化ジメチル用のドレーゲルチューブ、１〜１５ｐｐｍ（コード６７２８４５１）
ドレーゲルチューブの色の変化が最大スケールに達したら試験を終了する。前述のように、試験で使用される窒素の実際の流量は、これが１０〜２０分間で起こるように、好ましくは２０〜５０ｍｌ／分に選択される。窒素流量を範囲全体で変化させても試験終了時間が１分未満又は３０分より長い場合には、異なるスケールのドレーゲルチューブを使用するのが望ましい。
【０１０６】
検出される溶質種の濃度がいずれにしても低く、６０分後にもドレーゲルチューブの色の変化が終了しない場合、一応その時点で試験が終了したものとみなす。
【０１０７】
並行して、陶磁器製るつぼに溶液０．５ｇしか入っておらず、無機吸着材料を含まない点だけが異なる、同様の試験を実施し、水溶液の上部の気体中の溶質種の濃度を測定する。この値を、無機吸着材料による吸着が起こる前の、溶質種の初期濃度に相当するものとみなす。
【０１０８】
試験用の無機吸着材料の除去効率は、次のように計算される。
効率（％）＝１００×（ＣP0−ＣP）／ＣP0
式中、
ＣP0＝無機吸着材料を使用しない実験における水溶液の上方の溶質種の濃度
ＣP＝無機吸着材料を使用する実験における水溶液の上方の溶質種の濃度
両方の濃度を、次式に従って計算する。
Ｃ＝Ｎ×１００×ＣＤＦ／（Ｆ×Ｔ）
式中、
Ｎ＝使用される具体的なドレーゲルチューブの説明書に与えられるパラメータ（「ストローク数」）
ＣＤＦ＝試験終了時のドレーゲルチューブ上の実際の読み値（ｐｐｍ）
Ｆ＝試験中の窒素流量（ｍｌ／分）
Ｔ＝実際の試験時間（分）
【実施例】
【０１０９】
本発明について、次の実施例を参照して説明する。実施例で述べる除去効率の値及び吸着能の値を、それぞれ、共に本明細書に記載した方法である吸着試験方法及び吸着能試験方法に従って評価した。
【０１１０】
（実施例１）
メタケイ酸ナトリウムの溶液（Ｎａ2ＳｉＯ3１５ｇを水７００ｍｌに溶解させたもの）を、８０℃で１６．３重量％の硫酸溶液によってｐＨ７．２にゲル化させることによって、ドープされた活性シリカ（シリカ１１）を調製し、酪酸１，４００ｐｐｍの存在下でゲルを形成した。最後にゲルを１９０℃で１０時間乾燥させた。酪酸に対する除去効率についてシリカ１１を試験した。その結果は、同じ条件に従って調製された、ただしドーパントを使用しない対照シリカ（ドープしていない対照材料）の除去効率７０％に比べ、９３．０％であった。シリカ１１の吸着能は１９ｍｇ／ｇで、対照材料の吸着能は１４ｍｇ／ｇであり、約３５．７％の増加であった。
【０１１１】
（実施例２）
ケイ酸ナトリウム溶液の希釈溶液（ケイ酸ナトリウム溶液２０ｍｌ（アルドリッチ（Aldrich）から入手可能）を水６８０ｍｌに溶解させたもの）を、８０℃で２９重量％の酢酸溶液によってｐＨ７．１にゲル化させることによって、ドープされた活性シリカ（シリカ３８）を調製し、トリメチルアミン２，３３０ｐｐｍの存在下でゲルを形成した。最後にゲルを１９０℃で２４時間乾燥させた。トリメチルアミンに対する除去効率及び吸着能についての結果は、９５％及び５０ｍｇ／ｇであり、ドープしていない対照材料の８１％及び４０ｍｇ／ｇに比べ、吸着能が１０ｍｇ／ｇ増加した。
【０１１２】
実施例１及び２は、共に、ドーパントの選択された好ましい濃度増加を用いる改良型インプリント・ドーピング又はホモドーピングの状況で、本発明のドープされた無機吸着材料の性能の増加を示している。
【０１１３】
（実施例３）
ドープされた活性シリカ（シリカＧ６）を以下のように調製した。ケイ酸ナトリウムの溶液３０ｍｌ（密度１．３９ｇ／ｃｍ3、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ比が３．３５、Ｎａ2Ｏの濃度８．７５重量％、ＳｉＯ2の濃度２７．５５重量％）を、蒸留水６７０ｍｌと混合し、得られた溶液を一定攪拌下で８０℃に加熱した。次にコロイド状の金の溶液５．７ｍｌ（１ｍｌ中に金３．２×１０-7グラム原子を含有）（溶液は、Ｇ．ブラウアー（Brauer）の無機化学調製ハンドブック（Handbuch der Praparativen Anorganischen Chemie）（Ｆ．エンケ出版社（F.Enke Verlag）、シュトゥットガルト、１９５４）に従って調製）を、一定攪拌下で加え、その後すぐに２９重量％酢酸溶液を加えることによってゲル化を開始させた。ｐＨ７に達した後、反応混合物を８０℃で３０分間加熱した。３０分間エージングした後、余分な液体を吸引除去することによって、ケイ酸の薄い桃色のゲルを回収し、蒸留水７００ｍｌで１回洗浄した。最後にゲルを１９０℃で１０時間乾燥させた。前述の手順に従って調製されたシリカ中のコロイド状の金の濃度は３６ｐｐｍに達した。
【０１１４】
硫化ジメチルに対する除去効率は、コロイド状の金によってドープされたシリカＧ６では、６６．９％であり、対応するドープしていない対照シリカの３７．７％に比べ、７７．４％の増加であった。
【０１１５】
（実施例４）
同じコロイド状の金の溶液を９２ｍｌ加え、最後にゲルを１９０℃で２２時間乾燥させることを除いては、実施例３で説明したのと同じ方法によって、ドープされた活性シリカ（シリカＧ８）を調製した。シリカＧ８中のコロイド状の金の濃度は５８１ｐｐｍであった。
【０１１６】
硫化ジメチルに対する除去効率は、シリカＧ８では９３．５％であり、実施例３で対照材料としたのと同じドープしていないシリカの３７．７％に比べ、１４８．０％の増加を示した。前述の２つの実施例は、ドープされたシリカのイオウ含有化合物に対する吸着活性を向上させる、コロイド状金属によるドーピングの効果を示している。すなわち、実施例４は、好ましい高濃度のドーパントによるさらに良好な増加を示している。
【０１１７】
（実施例５）
水ガラス・シリケム（Water Glass Silchem）の希釈溶液（水６７０ｍｌ中に水ガラス・シリケム３０ｍｌ）を、銅フタロシアニン２，０１０ｐｐｍの存在下で、８０℃で２９重量％の酢酸溶液によってｐＨ６．９にゲル化させることによって、ドープされたシリカ（シリカＩ６）を調製した。ゲルを１４０℃で２４時間乾燥させた。シリカＩ６の硫化ジメチルに対する除去効率は８２％を示し、ドープしていない対照シリカの４０％に比べ、１０５％の増加であった。この結果は、イオウ含有化合物に対する活性に関する、有機金属化合物の金属部分の有益な効果を示している。
【０１１８】
また、シリカＩ６をピリジンに対しても試験し、ドープしていない対照材料の値１７％に比べ、６９％の除去効率が示された。このさらなる結果は、ホモドーピングの状況における、ピリジンに対する除去効率に関するドーパント分子の有機部分の効果を明示している。
【０１１９】
（実施例６）
ドープされた活性シリカ（シリカ４２）を次のように調製した。ケイ酸ナトリウムの溶液６０ｍｌ（密度１．３９ｇ／ｃｍ3、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ比が３．３５、Ｎａ2Ｏの濃度８．７５重量％、ＳｉＯ2の濃度２７．５５重量％）を、蒸留水１，３４０ｍｌと混合し、得られた溶液を一定攪拌下で８０℃に加熱した。次いでゲル化剤及びドーパントの両方の働きをする２９重量％の酢酸溶液を加えることによってゲル化を開始させて、沈殿塩（酢酸ナトリウム）を得た。ｐＨ７に達した後、反応混合物を８０℃で３０分間加熱した。３０分間のエージング後、余分な液体を吸引除去することによって形成されたゲルを回収し、１９０℃で１２時間乾燥させた。沈殿塩の残留物含有量は、酢酸ナトリウム２５重量％であった。
酪酸に対するシリカ４２の除去効率を試験した結果は９８．８％であった。
【０１２０】
（実施例７）
形成プロセス時に直接沈殿塩によってドープされるシリカの調製、例えば実施例６に記載したような酢酸によるケイ酸ナトリウム溶液からのゲル化による調製の代わりに、既に形成されているシリカの適切な塩の水溶液による後合成含浸を介して、ドープされたシリカの３種の試料を調製した。
【０１２１】
市販のシリカＡ及びシリカＢ試料（それぞれメルク（Merck）及びグレース（Grace）からキーゼルゲル（Kieselgel）４０及びシリカゲル１２３の商品名で入手可能）、及びシリカＣ試料（実施例６と同じ条件で酢酸によるゲル化によって調製、ただしその後蒸留水１，３００ｍｌで３回完全に洗浄）を、濃度１１．６重量％の酢酸ナトリウムの溶液で含浸させた。酪酸に対するドープされた試料の除去効率と、それぞれのドープしていない対照シリカの除去効率とを、次の表に示す。これは沈殿塩によるドーピングによってもたらされた劇的な増加を示している。
【０１２２】
【表１】
2005510339.tif 000002
【０１２３】
（実施例８）
ドープされた活性シリカ（シリカＵｎｉｖ１）を次のように調製した。ケイ酸ナトリウムの溶液６０ｍｌ（密度１．３９ｇ／ｃｍ3、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ比が３．３５、Ｎａ2Ｏの濃度８．７５重量％、ＳｉＯ2の濃度２７．５５重量％）を、蒸留水１，３４０ｍｌと混合し、得られた溶液を一定攪拌下で８０℃に加熱した。次いで激しく攪拌しながらコロイド状の金の水溶液１１０ｍｌを加える。これには、１ｍｌ中にＡｕ６６μｇが含有される、すなわちＡｕ３．３×１０-7グラム原子／ｍｌである。コロイド状溶液の調製は、Ｇ．ブラウアー（Brauer）の無機化学調製ハンドブック（Handbuch der Praparativen Anorganischen Chemie）（Ｆ．エンケ出版社（F.Enke Verlag）、シュトゥットガルト、１９５４）に記載されている。その後すぐに、２９重量％の酢酸溶液を加えることによってゲル化を開始させた。ｐＨ７．１に達した後、反応混合物を８０℃で３０分間加熱した。３０分間のエージング後、余分な液体を吸引除去することによって形成されたゲルを回収し、蒸留水１，３００ｍｌで洗浄し、吸引除去して１９０℃で１１時間乾燥させた。記載した手順に従って調製されたシリカ中のコロイド状の金の含有量は３４６ｐｐｍであった。
【０１２４】
酪酸、トリメチルアミン、及び硫化ジメチルに対する、前述のシリカの除去効率を試験し、それぞれ９７．３％、９３．６％、及び９６．７％という結果を得た。この実施例は、コロイド状金属（コロイド状の金）及び沈殿塩（酢酸ナトリウム、ゲル化剤及びドーパントの両方の働きをする酢酸によって得られる）の両方によってドープしたシリカを示している。同じシリカ中の異なる種類のドーパントの組み合わせによって、広範囲の溶質種に対する除去効率の向上が可能となる。
【０１２５】
（実施例９）
これはドーピングを通じた細孔構築を用いて改変されたシリカ（シリカＴ７）の例である。ケイ酸ナトリウムの溶液６０ｍｌ（密度１．３９ｇ／ｃｍ3、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ比が３．３５、Ｎａ2Ｏの濃度８．７５重量％、ＳｉＯ2の濃度２７．５５重量％）からメソ孔質シリカを調製し、それを蒸留水１，３４０ｍｌと混合し、得られた溶液を一定攪拌下で８０℃に加熱した。ドーパントとして酪酸２３，３５０ｐｐｍを加えて適切な細孔寸法を形成した後、２９重量％酢酸水溶液を加えることによってゲル化を開始させた。ｐＨ７．０３に達した後、ゲル化を終了した。反応混合物を８０℃で３０分間加熱した。余分な液体を吸引除去することによって形成されたゲルを回収し、蒸留水３，９００ｍｌで洗浄し（水１，３００ｍｌと共に１０分間攪拌し、その後濾過を３回繰り返した）、吸引除去して１９０℃で２２時間乾燥させた。その表面積は５９０ｍ2／ｇ、細孔容積は０．５２ｃｍ3／ｇ、平均孔径は４．１ｎｍであった。
【０１２６】
トリメチルアミンに対するシリカの除去効率を評価したところ、１００％の値が示された。また、同じシリカを、酪酸及び硫化ジメチルに対する除去効率についても試験したところ、それぞれ３２％及び２０％の値が示された。これらの結果はまた、試験用のドープされたシリカが、トリメチルアミンに対し、他の２つの溶質種について達成された低い除去効率の値に比べて高い選択性をもつことを示している。
【０１２７】
（実施例１０）
これは、ドーピングを通じた細孔構築によって改変されたシリカ（シリカ２９）の他の例である。シリカは、メタケイ酸ナトリウム溶液６０ｍｌから調製され、これを蒸留水１，３４０ｍｌと混合して、得られた溶液を一定攪拌下で８０℃に加熱した。ドーパントとしてヘキサデシルメルカプタン１０，３７０ｐｐｍを加えて適切な細孔寸法を形成した後、２９重量％酢酸水溶液を加えることによってゲル化を開始させた。ｐＨ７．０３に達した後、ゲル化を終了した。反応混合物を８０℃で３０分間加熱した。余分な液体を吸引除去することによって形成されたゲルを回収し、蒸留水３，９００ｍｌで洗浄し（水１，３００ｍｌと共に１０分間攪拌し、その後濾過を３回繰り返した）、吸引除去して１９０℃で２４時間乾燥させた。その表面積は１９０ｍ2／ｇ、平均孔径は８．５ｎｍであった。
【０１２８】
酪酸に対するシリカの除去効率を評価したところ、１００％の値が示された。また、同じシリカを、トリメチルアミン及び硫化ジメチルに対する除去効率についても試験したところ、それぞれ５７％及び４７％の値が示された。また、トリメチルアミン及び硫化ジメチルに比べ、ドープされたシリカの酪酸に対する良好な選択性も明らかである。
【０１２９】
実施例９及び１０は、好ましい細孔の構築を実現するために、ドーパントの種類及び量を適切に選択することによって、除去効率の点から、特殊な溶質種に対して非常に有効なドープされたシリカが得られ、良好な選択性も示されたことを示している。
【国際調査報告】
2005510339.tif 000003
2005510339.tif 000004
2005510339.tif 000005
2005510339.tif 000006
2005510339.tif 000007