(57)【要約】【課題】空気浄化材料として利用した場合に空気中に含まれる揮発性有機化合物（例えばアセトアルデヒド）等の反応分子に対して十分に高度な浄化性能を有することが可能な酸化鉄多孔体を提供すること。【解決手段】酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなり、  前記一次粒子の平均粒子径が２〜８ｎｍであり、  前記凝集体の細孔の中心細孔直径が２〜１０ｎｍであり、  前記酸化鉄が、Ｘ線回折パターンにおいて結晶の（１１０）面に由来するピークと結晶の（３００）面に由来するピークの２本のピークを示す２ラインフェリハイドライト相を有しており、  前記酸化鉄の全結晶相に対する前記２ラインフェリハイドライト相の含有比率が４０質量％以上であり、且つ、  ケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物の総量が０．１質量％以下であること、を特徴とする酸化鉄多孔体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなり、
前記一次粒子の平均粒子径が２〜８ｎｍであり、
前記凝集体の細孔の中心細孔直径が２〜１０ｎｍであり、
前記酸化鉄が、Ｘ線回折パターンにおいて結晶の（１１０）面に由来するピークと結晶の（３００）面に由来するピークの２本のピークを示す２ラインフェリハイドライト相を有しており、
前記酸化鉄の全結晶相に対する前記２ラインフェリハイドライト相の含有比率が４０質量％以上であり、且つ、
ケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物の総量が０．１質量％以下であること、
を特徴とする酸化鉄多孔体。
【請求項２】
前記凝集体の細孔容積が０．２５〜０．４５ｃｍ３／ｇであることを特徴とする請求項１に記載の酸化鉄多孔体。
【請求項３】
前記凝集体の比表面積が１４０〜３５０ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化鉄多孔体。
【請求項４】
遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）を更に含有することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の酸化鉄多孔体。
【請求項５】
前記遷移金属がマンガン、セリウム、銀、ジルコニウム、イットリウム及びガリウムの中から選択される少なくとも１種の元素であることを特徴とする請求項４に記載の酸化鉄多孔体。
【請求項６】
請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の酸化鉄多孔体を備えることを特徴とする空気浄化材料。
【請求項７】
アルコール中に、親水性基としてのエトキシ基の個数が２〜２００であり且つ疎水性基としてのアルキル基の炭素数が６〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルからなる界面活性剤と、鉄塩とを添加して反応液を得る工程と、
前記反応液中に塩基を添加して前記反応液のｐＨを４．５〜１３に調整することにより、前記反応液中において前記界面活性剤の周囲に水酸化鉄を析出させて、前記界面活性剤と前記水酸化鉄との複合体を得る工程と、
前記複合体を含有する前記反応液を密閉容器内に導入して２０〜１２５℃の温度条件で加熱熟成する工程と、
前記加熱熟成後の前記反応液から前記複合体を取り出した後、前記複合体を極性溶媒により洗浄して前記複合体から界面活性剤を除去することにより、水酸化鉄の一次粒子の凝集した水酸化鉄多孔体を得る工程と、
前記水酸化鉄多孔体を乾燥させた後に２００〜４５０℃の温度条件で焼成することにより、請求項１に記載の酸化鉄多孔体を得る工程と、
を含むことを特徴とする酸化鉄多孔体の製造方法。
【請求項８】
前記界面活性剤の添加量が前記アルコールの総量に対して０．０２〜５０質量％であることを特徴とする請求項７に記載の酸化鉄多孔体の製造方法。
【請求項９】
前記塩基が、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、アルキル炭酸塩、アルキル炭酸水素塩、アルキルアミン、アルコキシド及び水酸化テトラアルキルアンモニウムからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項７又は８に記載の酸化鉄多孔体の製造方法。
【請求項１０】
前記反応液を得る工程において、前記アルコール中に遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を更に添加することを特徴とする請求項７〜９のうちのいずれか一項に記載の酸化鉄多孔体の製造方法。
【請求項１１】
前記遷移金属がマンガン、セリウム、銀、ジルコニウム、イットリウム及びガリウムの中から選択される少なくとも１種の元素であることを特徴とする請求項１０に記載の酸化鉄多孔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化鉄多孔体、それを用いた空気浄化材料並びに酸化鉄多孔体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
広角Ｘ線パターンにおいて、ｄ値が２．６オングストロームの位置のピーク（結晶の（１１０）面に由来するピーク）と、ｄ値が１．５オングストロームの位置のピーク（結晶の（３００）面に由来するピーク）との２本のブロードなピークを有する２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄は、その表面に八面体のＦｅ３＋イオン種以外に正しい配位の少ない四面体のＦｅ３＋イオンが存在するという特性を有しており、様々な分野への応用が期待されている。
【０００３】
このような２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄の製造方法としては、例えば、１９９８年に発行されたChemical  Reviewのvol.９８の２５４９頁〜２５８６頁に記載の“Occurrence  and  Constitution  of  Natural  and  Synthetic  Ferrihydrite，  a  Widespread  Iron  Oxyhydroxide”（非特許文献１）においては、鉄塩を含有する溶液に塩基を導入して沈殿物を形成せしめた後に沈殿物をろ過して乾燥することにより２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄を得る方法が開示されている。また、非特許文献１においては、２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄を、有機不純物、ヒ素、マンガン、銅、亜鉛及びその他の有毒な元素を吸着する廃水処理等の分野に利用することが記載されている。
【０００４】
また、特開２００５−２８８８４３９号公報（特許文献１）においては、Ｆｅ（ＩＩＩ）塩類（例えばＦｅＣｌ３、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＦｅＣｌＳＯ４、Ｆｅ（ＮＯ３）３）と、アルカリ性溶液（ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＮＨ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｃａ（ＯＨ）２）との反応（Ｆｅ３＋＋３ＯＨ−→Ｆｅ（ＯＨ）３）を利用して、Ｆｅ（ＯＨ）３を定量的に沈殿させた後に濾過、洗浄を行った後に乾燥してフェリハイドライトを得る方法が開示されており、得られたフェリハイドライトを排ガス中の望ましくない成分である硫化水素、メルカプタン、ＳＯｘ、ＮＯｘの吸着させるために利用することが記載されている。
【０００５】
また、特開２００７−５０９８３２号公報（特許文献２）においては、鉄（ＩＩＩ）の硝酸塩（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を水中でＮａＯＨによって沈殿させた後、１０５℃のオーブンで１４時間加熱してフェリハイドライト及びゲーサイトを生成し、これを水により洗浄し、濾過した後、真空状態の下で６０℃で乾燥することにより、メソ多孔性の酸化鉄を得る方法が開示されており、かかる酸化鉄をＮＯ、ＳＯ２等の除去触媒として利用することや、有機化学種、バクテリア、重金属及びその他の汚染物質を含む水のろ過剤として利用することが開示されている。
【０００６】
更に、２００８年に発行されたJournal  of  American  Chemical  Societyのvol.130の２８０頁〜２８７頁に記載の“Synthesis  and  magnetic  investigations  of  ordered  mesoporous  two−line  ferrihydrite”（非特許文献２）においては、テンプレートとしてメソポーラスシリカ（二次元のヘキサゴナルのメソポーラスシリカＳＢＡ−１５あるいは三次元キュービックのメソポーラスシリカＫＩＴ−６）を用い、エタノール中で鉄（ＩＩＩ）の硝酸塩（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）をテンプレートともに撹拌した後、エタノールを蒸発させ、２００℃で６時間焼成した後、得られた固形分を、エタノール中に鉄（ＩＩＩ）の硝酸塩（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）を含有する溶液中に添加し、撹拌し、再度エタノールを蒸発させて、得られた固形物を２００℃で６時間焼成して多孔体前駆体を得た後、ＮａＯＨを用いて多孔体前駆体からテンプレートとしてのメソポーラスシリカを除去することにより、２ラインフェリハイドライトを有し且つメソ多孔性の構造を有する酸化鉄多孔体を得る方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２８８８４３９号公報
【特許文献２】特開２００７−５０９８３２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Chemical  Review，“Occurrence  and  Constitution  of  Natural  and  Synthetic  Ferrihydrite，  a  Widespread  Iron  Oxyhydroxide”，vol.９８，１９９８年発行，２５４９頁〜２５８６頁
【非特許文献２】Harun  Tuysuz  et  al.，Journal  of  American  Chemical  Society，“Synthesis  and  magnetic  investigations  of  ordered  mesoporous  two−line  ferrihydrite”，vol.１３０，２００８年発行，２８０頁〜２８７頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１〜２及び非特許文献１〜２に記載のような従来の酸化鉄の製造方法を利用して得られる酸化鉄は、空気浄化材料として利用した場合に、揮発性有機化合物（ＶＯＣ：例えばアセトアルデヒド）等の反応分子を浄化する性能が必ずしも十分なものとはならなかった。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、空気浄化材料として利用した場合に空気中に含まれる揮発性有機化合物（例えばアセトアルデヒド）等の反応分子に対して十分に高度な浄化性能を有することが可能な酸化鉄多孔体、その酸化鉄多孔体を用いた空気浄化材料、並びに、その酸化鉄多孔体を簡便な工程で効率よく製造することが可能な酸化鉄多孔体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、先ず、上記従来技術（特許文献１〜２及び非特許文献１〜２）について検討した。先ず、上記特許文献１及び非特許文献１に記載のような従来の酸化鉄の製造方法においては、メソ多孔性構造を有する多孔体を得ることができず、酸化鉄の構造により空気浄化材料として利用した場合に十分に高度な浄化性能を得ることができないことが分かった。次に、上記特許文献２について検討したところ、かかる文献に記載のような従来の酸化鉄の製造方法においては、メソ多孔性の酸化鉄多孔体が得られるものの、このような酸化鉄多孔体は一次粒子が非常に高い濡れ性によって不規則に凝集した構造を有し、その細孔が粒子間の空間として形成されるものと推察され、細孔の均一性が低く、中心細孔直径は３５ｎｍ程度のものとなり、更には、その細孔容積も０．０９〜０．１８ｃｃ／ｇ程度の極めて低い値となる。また、このような酸化鉄多孔体は、その多孔体を構成する一次粒子のサイズを十分に小さなものとすることができず、その一次粒子の平均粒子径は８ｎｍ超となり、十分に小さな粒子が凝集した構造とすることもできなかった。そして、このような特許文献２に記載のような酸化鉄多孔体を空気浄化材料として利用した場合には、空気中の揮発性有機化合物を細孔内に十分に拡散させることができず、必ずしも十分な浄化性能が得られないことが分かった。なお、このような特許文献２に記載のような酸化鉄多孔体を２００℃以上の温度で焼成した場合には、メソ多孔質構造のないものとなってしまう。次いで、非特許文献２について検討したところ、かかる文献に記載のような従来の酸化鉄の製造方法においては、メソ多孔性の酸化鉄多孔体が得られるものの、製造時にテンプレートとして用いたメソポーラスシリカに由来したケイ素の酸化物（二酸化ケイ素）が２重量％以上は含有されてしまうこと、更には、テンプレートを除去する際に用いたＮａＯＨに由来したＮａにより得られる酸化鉄多孔体の表面の不飽和配位サイトが被毒されてしまうことが分かった。そして、このような非特許文献２に記載のような酸化鉄多孔体においては、酸化鉄多孔体中に含有される不純物（二酸化ケイ素等）に由来して、空気浄化材料として利用した場合に必ずしも十分な揮発性有機化合物の除去性能が得られないことが分かった。なお、このような非特許文献２に記載のような従来の酸化鉄多孔体においては、二酸化ケイ素が含まれない場合には２ラインフェリハイドライト相が十分に形成されず、主にヘマタイトが形成されてしまう。また、このような非特許文献２に記載のような従来の酸化鉄の製造方法は、非常に煩雑な工程を得る必要があるばかりかコストの点でも必ずしも十分なものではない。
【００１２】
次に、本発明者らは、上述のような検討結果に基づき、上記目的を達成すべく更に鋭意研究を重ねた結果、酸化鉄多孔体を、酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなるものとし、前記一次粒子の平均粒子径を２〜８ｎｍとし、前記凝集体の細孔の中心細孔直径を２〜１０ｎｍとし、前記酸化鉄中の２ラインフェリハイドライト相の含有比率を４０質量％以上とし且つケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物の総量を０．１質量％以下とすることにより、驚くべきことに、その酸化鉄多孔体を空気浄化材料として利用した場合に空気中に含まれる揮発性有機化合物（例えばアセトアルデヒド）等の反応分子に対して十分に高度な浄化性能が得られることを見出して本発明を完成するに至った。更に、本発明者らは、アルコール中にエトキシ基（親水性基）の個数が２〜２００であり且つアルキル基（疎水性基）の炭素数が６〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルからなる界面活性剤と鉄塩とを添加して反応液を調製し、その後、その反応液中に塩基を添加し、前記反応液のｐＨを４．５〜１３に調整して前記界面活性剤と前記水酸化鉄との複合体を形成させた後、前記複合体を含有する前記反応液を密閉容器内に導入して２０〜１２５℃の温度条件で加熱熟成し、その加熱熟成後の前記反応液から前記複合体を取り出し、前記複合体を極性溶媒により洗浄することにより、前記複合体から界面活性剤を除去して水酸化鉄の一次粒子の凝集した水酸化鉄多孔体を製造し、その水酸化鉄多孔体を乾燥させた後に２００〜４５０℃の温度条件で焼成することにより、前記酸化鉄多孔体を効率よく製造することが可能となることを見出して本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明の酸化鉄多孔体は、酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなり、
前記一次粒子の平均粒子径が２〜８ｎｍであり、
前記凝集体の細孔の中心細孔直径が２〜１０ｎｍであり、
前記酸化鉄が、Ｘ線回折パターンにおいて結晶の（１１０）面に由来するピークと結晶の（３００）面に由来するピークの２本のピークを示す２ラインフェリハイドライト相を有しており、
前記酸化鉄の全結晶相に対する前記２ラインフェリハイドライト相の含有比率が４０質量％以上であり、且つ、
ケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物の総量が０．１質量％以下であること、
を特徴とするものである。
【００１４】
上記本発明の酸化鉄多孔体においては、前記凝集体の細孔容積が０．２５〜０．４５ｃｍ３／ｇであることが好ましい。
【００１５】
また、上記本発明の酸化鉄多孔体においては、前記凝集体の比表面積が１４０〜３５０ｍ２／ｇであることが好ましい。
【００１６】
さらに、上記本発明の酸化鉄多孔体においては、遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）を更に含有することが好ましく、かかる遷移金属がマンガン、セリウム、銀、ジルコニウム、イットリウム及びガリウムの中から選択される少なくとも１種の元素であることがより好ましい。
【００１７】
本発明の空気浄化材料は、上記本発明の酸化鉄多孔体を備えることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の酸化鉄多孔体の製造方法は、アルコール中に、親水性基としてのエトキシ基の個数が２〜２００であり且つ疎水性基としてのアルキル基の炭素数が６〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルからなる界面活性剤と、鉄塩とを添加して反応液を得る工程と、
前記反応液中に塩基を添加して前記反応液のｐＨを４．５〜１３に調整することにより、前記反応液中において前記界面活性剤の周囲に水酸化鉄を析出させて、前記界面活性剤と前記水酸化鉄との複合体を得る工程と、
前記複合体を含有する前記反応液を密閉容器内に導入して２０〜１２５℃の温度条件で加熱熟成する工程と、
前記加熱熟成後の前記反応液から前記複合体を取り出した後、前記複合体を極性溶媒により洗浄して前記複合体から界面活性剤を除去することにより、水酸化鉄の一次粒子の凝集した水酸化鉄多孔体を得る工程と、
前記水酸化鉄多孔体を乾燥させた後に２００〜４５０℃の温度条件で焼成することにより、上記本発明の酸化鉄多孔体を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
【００１９】
また、上記本発明の酸化鉄多孔体の製造方法においては、前記界面活性剤の添加量が前記アルコールの総量に対して０．０２〜５０質量％であることが好ましい。
【００２０】
また、上記本発明の酸化鉄多孔体の製造方法においては、前記塩基が、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、アルキル炭酸塩、アルキル炭酸水素塩、アルキルアミン、アルコキシド及び水酸化テトラアルキルアンモニウムからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００２１】
さらに、上記本発明の酸化鉄多孔体の製造方法においては、前記反応液を得る工程において、前記アルコール中に遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を更に添加することが好ましく、前記遷移金属がマンガン、セリウム、銀、ジルコニウム、イットリウム及びガリウムの中から選択される少なくとも１種の元素であることがより好ましい。
【００２２】
なお、本発明の酸化鉄多孔体、それを用いた空気浄化材料及び酸化鉄多孔体の製造方法によって上記目的が達成される理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、本発明の酸化鉄多孔体は、平均粒子径が２〜８ｎｍの酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなり、また、その酸化鉄において前記２ラインフェリハイドライト相の含有比率は４０質量％以上である。このように、本発明の酸化鉄多孔体は、微細な粒子が凝集した構造となっている。このような平均粒子径が２〜８ｎｍという微細なナノ粒子（一次粒子）と、そのナノ粒子の凝集によりメソ細孔が形成された多孔質構造を有する多孔体（二次粒子）との組合せは、これにより空気浄化材料として利用した場合の働きが二重機能的となるため、アセトアルデヒド等の揮発性有機化合物に対する吸着性能や触媒反応活性の向上に非常に効果的である。すなわち、先ず、本発明の酸化鉄多孔体においては、平均粒子径が２〜８ｎｍという微細なナノ粒子（一次粒子）により非常に高度な比表面積が確保され、吸着及び触媒機能の活性サイトとして機能するフェリハイドライトの表面の不飽和配位サイトを十分に多く存在させることが可能となる。また、本発明の酸化鉄多孔体においては、ナノ粒子に特有の高い比表面積と、その粒子の凝集により形成される多くの粒界域（結晶粒子同士の境界面）とにより、凝集体の内部において電荷移動が容易となるため、２ラインフェリハイドライトの表面の不飽和配位サイト上で吸着、触媒反応が同調して起こり、多量の有害なガスを迅速に除去することが可能である。また、このようなナノ粒子（一次粒子）の凝集した凝集体（二次粒子）においては、中心細孔直径が２〜１０ｎｍの細孔が形成されているため、細孔内に入って来るゲスト分子に対して拡散障害の少ないスペースが提供され、空気中の揮発性有機化合物等を細孔内に十分に拡散させることが可能である。このように、本発明においては、酸化鉄多孔体中のメソ細孔の存在により、揮発性有機化合物等の反応分子を大量に吸着する多数の表面の吸着サイトが提供されるだけでなく、触媒作用において極めて重要な細孔内への反応分子の拡散障害も十分に抑制される。そのため、本発明の酸化鉄多孔体においては、酸化鉄多孔体の細孔内に入って来る反応分子を、十分に分散させて吸着でき、吸着除去性能が非常に高度なものとなる。これにより、本発明の酸化鉄多孔体は、空気浄化材料として利用した場合に揮発性有機化合物（例えばアセトアルデヒド）等に対して十分に高度な浄化性能を示すものと本発明者らは推察する。
【００２３】
また、本発明の酸化鉄多孔体の製造方法においては、先ず、界面活性剤をテンプレートとして用いて、アルコール中において界面活性剤の周囲に水酸化鉄を析出させる。このようにして水酸化鉄が析出されると、水酸化鉄とテンプレート中の親水性基とが相互作用して水素結合が形成され、水酸化鉄と界面活性剤との複合体が形成される。そのため、本発明においては、水酸化鉄を析出させることで、界面活性剤の周囲を水酸化鉄の析出粒子が覆うような構造が生成される。また、本発明においては、溶媒としてアルコールを用いているため、溶媒により水酸化鉄とテンプレートとの水素結合相互作用の形成が阻害されることが十分に抑制される。一方、従来の水酸化鉄を析出沈殿させる方法において一般的に用いられる水を溶媒として用いた場合には、析出沈殿した水酸化鉄（その種類は主に水酸化第二鉄（Ｆｅ(ＯＨ)３）とオキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ））は、その強い水素結合能のためにＨ２Ｏ分子を強く吸着する傾向にある。そのため、溶媒として水を用いた場合には、水分子が析出沈殿した水酸化鉄の外圏に水素結合を通して強く吸着される。このようにして水酸化鉄の外圏に強く吸着した水分子は、水酸化鉄とテンプレートとの相互作用を阻害する。そのため、溶媒に水を用いた場合には、テンプレートとの複合体は形成すること自体が困難であり、析出沈殿で生成された水酸化鉄のナノ粒子は凝集した塊となる。そして、溶媒に水を用いた場合に、得られた凝集体に対してテンプレート除去あるいは非常に低温での焼成を行った場合には、結晶性の高い酸化鉄、あるいは、メソ多孔質構造のないオキシ水酸化鉄が形成される。このように、本発明においては、水分子と比較して水酸化鉄に対する水素結合能が低いアルコールを溶媒として用いているため、溶媒に起因して水酸化鉄とテンプレートとの間の水素結合の形成が阻害されることは十分に抑制され、効率よく水酸化鉄と界面活性剤との複合体が形成され、形成されたナノ粒子が安定し、不均一な凝集が起こることがない。そのため、このようにして得られる複合体から界面活性剤を除去すると、その界面活性剤の形状に由来した非常に均一なメソ細孔（いわゆるシングルポア分布を持つメソ細孔）が形成された水酸化鉄多孔体が得られる。また、このような界面活性剤は、直接的な共有結合と比較すると弱い水素結合相互作用により結合されているため、水のような極性の溶媒を用いて洗浄することで、前記複合体から容易に除去される。更に、このようにして極性溶媒により洗浄して界面活性剤を除去して細孔を形成することで、より高い表面積を得ることも可能となる。また、このようにして得られたナノ粒子が凝集した凝集体（水酸化鉄多孔体）は少なくとも最高４５０℃まで焼成してもメソ細孔構造が保持されるものとなる。そのため、本発明においては、このようにして水酸化鉄多孔体を得た後に、その水酸化鉄多孔体を乾燥し、焼成することができる。そして、このようにして水酸化鉄多孔体を焼成することにより、細孔構造等を維持しながら酸化鉄の２ラインフェリハイドライト相を形成できるとともに、酸化鉄の一次粒子は平均粒子径が２〜８ｎｍという十分に微細なナノ粒子となる。更に、このようにして焼成することにより、得られる酸化���は十分に脱水された状態のものとなると推察される。すなわち、通常、２ラインフェリハイドライト相が形成された酸化鉄は、一般に分子式：５Ｆｅ２Ｏ３・９Ｈ２Ｏ（全体の約１７質量％が水分子である。）で表せられる（例えば、Chemical  Review，vol.98，1998年発行，2549頁〜2586頁を参照）。しかしながら、本発明においては、上述のように焼成工程を経て２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄が得られているため、焼成時に酸化鉄に水和している水分子が蒸発除去され、２ラインフェリハイドライト相を形成しつつもその酸化鉄が十分に乾燥された状態のものとなる。そのため、得られる酸化鉄に水和する水分子の量は大気中に含まれる水の量に由来することとなり、その水分子の含有量はほぼ５質量％以下程度になるものと推察される。そして、このようにして脱水された酸化鉄の２ラインフェリハイドライト相においては、水が配位していた表面サイトに揮発性有機化合物等の反応分子を吸着させることが可能であり、より多くの吸着活性サイトが得られるものと推察される。また、このような本発明の酸化鉄多孔体の製造方法によれば、基本的に、製造過程においてケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物が形成されるような原料を用いることがなく、かかる酸化物からなる不純物が酸化鉄中に含有されることがないため、得られる酸化鉄多孔体においては、ケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物に起因して触媒活性が低下することがない。また、このような本発明の酸化鉄多孔体の製造方法は、再現性の高い簡単な合成法でありながら、鉄塩として安価な無機鉄塩を利用できるとともにテンプレートに用いてる界面活性剤も入手が容易であり、従来の酸化鉄多孔体の製造方法と比較して作業性やコスト面においても十分に優位性が高い方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、空気浄化材料として利用した場合に空気中に含まれる揮発性有機化合物（例えばアセトアルデヒド）等の反応分子に対して十分に高度な浄化性能を有することが可能な酸化鉄多孔体、その酸化鉄多孔体を用いた空気浄化材料、並びに、その酸化鉄多孔体を簡便な工程で効率よく製造することが可能な酸化鉄多孔体の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１で得られた酸化鉄多孔体の低角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図２】実施例１で得られた酸化鉄多孔体及び焼成前の粉末の広角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図３】実施例１で得られた酸化鉄多孔体の窒素吸着・脱着等温線を示すグラフである。
【図４】実施例１で得られた酸化鉄多孔体の細孔径分布曲線である。
【図５】実施例１で得られた酸化鉄多孔体の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図６】実施例６で得られた酸化鉄多孔体の低角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図７】実施例６で得られた酸化鉄多孔体の広角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図８】図７に示すＸ線回折パターンのスケールを変更して示すグラフである。
【図９】実施例６で得られた酸化鉄多孔体の窒素吸着・脱着等温線を示すグラフである。
【図１０】実施例６で得られた酸化鉄多孔体の細孔径分布曲線である。
【図１１】実施例７で得られた酸化鉄多孔体の低角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図１２】実施例７で得られた酸化鉄多孔体の広角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図１３】実施例７で得られた酸化鉄多孔体の窒素吸着・脱着等温線を示すグラフである。
【図１４】実施例７で得られた酸化鉄多孔体の細孔径分布曲線である。
【図１５】比較例１で得られた酸化鉄の低角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図１６】比較例１で得られた酸化鉄の広角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図１７】比較例１で得られた酸化鉄の窒素吸着・脱着等温線を示すグラフである。
【図１８】比較例１で得られた酸化鉄の細孔径分布曲線である。
【図１９】比較例２で得られた酸化鉄の低角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図２０】比較例２で得られた酸化鉄の広角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図２１】比較例２で得られた酸化鉄の窒素吸着・脱着等温線を示すグラフである。
【図２２】比較例２で得られた酸化鉄の細孔径分布曲線である。
【図２３】比較例３で得られた酸化鉄の低角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図２４】比較例３で得られた酸化鉄の広角域のＸ線回折パターンを示すグラフである。
【図２５】比較例３で得られた酸化鉄の窒素吸着・脱着等温線を示すグラフである。
【図２６】比較例３で得られた酸化鉄の細孔径分布曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００２７】
先ず、本発明の酸化鉄多孔体について説明する。すなわち、本発明の酸化鉄多孔体は、酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなり、
前記一次粒子の平均粒子径が２〜８ｎｍであり、
前記凝集体の細孔の中心細孔直径が２〜１０ｎｍであり、
前記酸化鉄が、Ｘ線回折パターンにおいて結晶の（１１０）面に由来するピークと結晶の（３００）面に由来するピークの２本のピークを示す２ラインフェリハイドライト相を有しており、
前記酸化鉄の全結晶相に対する前記２ラインフェリハイドライト相の含有比率が４０質量％以上であり、且つ、
ケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物の含有量が０．１質量％以下であること、
を特徴とするものである。
【００２８】
このように、本発明の酸化鉄多孔体は酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体の構造を有するものである。このような酸化鉄の一次粒子は、平均粒子径が２〜８ｎｍのものである。このような一次粒子の平均粒子径が前記下限未満では酸化鉄多孔体の調製が困難となり、他方、前記上限を超えると、比表面積が低下して、酸化鉄表面に存在する正しい配位の少ない四面体のＦｅ３＋イオンに由来する触媒の活性サイト（不飽和配位サイト）の量が不十分となり、空気浄化材料として利用した場合に十分に高度な浄化性能が得られなくなる。また、このような一次粒子の平均粒子径としては、調製の容易さや目的とする細孔構造を得るという観点から、２〜６ｎｍであることがより好ましい。なお、ここにいう「粒子径」は、粒子が球形で無い場合には、原則として、その粒子の最小直径と最大直径との平均値をいう。また、「一次粒子の平均粒子径」は、Ｘ線回析（ＸＲＤ）による測定を行い、シェラーの式：
Ｄ＝０．９λ／βｃｏｓθ
（式中、Ｄは粒子径を示し、λは使用Ｘ線波長を示し、βは試料の回折線幅を示し、θは
回折角を示す）
を計算することにより求める。このような一次粒子の粒子径を確認する際におけるＸ線回折測定の方法としては、測定装置として理学電機社製の商品名「ＲＩＮＴ２１００」を用いて、スキャンステップ０．０１°、発散及び散乱スリット１／２ｄｅｇ、受光スリット０．１５ｍｍ、ＣｕＫα線、４０ｋＶ、３０ｍＡ、スキャンス速度２θ＝４°／ｍｉｎの条件で測定する方法を採用する。また、結晶の（１１０）面に由来するピーク（２θ＝３５°付近）の回折線幅より粒子径を算出する。なお、このような粒子径の大きさは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察により確認することもできる。
【００２９】
また、このような酸化鉄の一次粒子の凝集体（酸化鉄多孔体）は、細孔の中心細孔直径が２〜１０ｎｍのものである。このような中心細孔直径が前記範囲にあると、空気浄化材料として利用した場合に反応分子が細孔内を容易に拡散するため、凝集体の外表面の活性サイトばかりか細孔内部の活性サイトにおいても反応分子の分解反応が容易に進行し、浄化性能が十分に向上される。ここで、このような中心細孔直径が上記下限未満になると反応分子が細孔内部に十分な速度で拡散されず、オゾン分解性能が低下する。他方、上記上限を超えると比表面積が低下して触媒活性が低下し、空気浄化性能が低下する。また、このような観点から、前記担体の中心細孔直径は２〜８ｎｍであることがより好ましく、３〜６ｎｍであることが更に好ましい。
【００３０】
なお、ここにいう「中心細孔直径」とは、細孔容積（Ｖｐ）を細孔半径（Ｒｐ）で微分した値（ｄ（Ｖｐ）／ｄ（Ｒｐ））を細孔半径（Ｒｐ）に対してプロットした曲線（細孔径分布曲線）の最大ピークにおける細孔半径を２倍した値である。なお、細孔径分布曲線は、次に述べる方法により求めることができる。すなわち、先ず、前記凝集体を液体窒素温度（−１９６℃）に冷却して窒素ガスを導入し、定容量法あるいは重量法によりその吸着量を求め、次いで、導入する窒素ガスの圧力を徐々に増加させ、各平衡圧に対する窒素ガスの吸着量をプロットし、吸着等温線を得る。そして、前記吸着等温線を用い、Ｃｒａｎｓｔｏｎ−Ｉｎｋｌａｙ法、Ｐｏｌｌｉｍｏｒｅ−Ｈｅａｌ法、ＢＪＨ法等の計算法を採用することにより、細孔径分布曲線を求めることができる。
【００３１】
また、このような凝集体においては、窒素吸着・脱着等温線に、相対圧力（Ｐ／Ｐ０）が０．４〜１の間で、ＩＵＰＡＣで規定されているIV型のヒステリシスループが確認されるものであることが好ましい。このようなＩＵＰＡＣで規定されているIV型のヒステリシスループにより、凝集体がメソ細孔構造を有するものであることを確認できる。
【００３２】
さらに、このような凝集体に形成されている細孔は、一次粒子が凝集されて形成される２次細孔である。このように細孔が２次細孔として形成されているため、かかる凝集体においては、細孔径、比表面積及び細孔容積が十分に増大され、反応分子を細孔内に拡散させる際に拡散抵抗が非常に小さくなり、反応分子が速やかに細孔内部に拡散する。そのため、細孔内部で、より多くの反応分子の吸着及び分解反応を引き起こすことが可能であり、空気浄化材料として利用した場合に十分に高度な性能が得られる。更に、本発明の酸化鉄多孔体は一次粒子が凝集された凝集体の構造をとるため、細孔構造が３次元細孔構造となり、より多くの細孔が形成されるとともに比表面積が増大されて、空気浄化材料として利用した際に浄化活性がより高度なものとなる。
【００３３】
このような凝集体に形成されている細孔は、前記細孔径分布曲線における中心細孔直径の±４０％（より好ましくは±３０％）の範囲に全細孔容積の６０％（より好ましくは７５％）以上が含まれるという条件を満たすものであることが好ましい。このような条件を満たす場合、その凝集体は細孔の直径が非常に均一な凝集体であるといえる。そして、このように均一な細孔を有する凝集体においては、吸着の活性サイト（不飽和配位サイト）がより多く存在することとなる。なお、本発明の酸化鉄多孔体が、後述する本発明の酸化鉄多孔体の製造方法を利用して得られたものである場合には、細孔がテンプレートとしての界面活性剤に由来して形成されるため、上述のような条件を満たすものとなる。
【００３４】
また、このような凝集体の細孔容積としては、０．２５〜０．４５ｃｍ３／ｇであることが好ましく、０．２５〜０．４１ｃｍ３／ｇであることがより好ましく、０．３〜０．４１ｃｍ３／ｇであることが更に好ましい。このような凝集体の細孔容量が前記下限未満になると、細孔内へ反応基質を十分な速度で拡散させることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、反応基質の吸着性能が低下し、反応効率が低下する傾向にある。このような凝集体の細孔容積としては、凝集体を液体窒素温度（−１９６℃）に冷却して窒素ガスを導入し、定容量法あるいは重量法によりその飽和吸着量を求めて、その飽和吸着量から容積換算することにより求められる値を採用する。
【００３５】
また、このような凝集体の比表面積としては、１４０〜３５０ｃｍ２／ｇであることが好ましく、１５０〜３２５ｍ２／ｇであることがより好ましい。このような比表面積が前記下限未満では、酸化鉄多孔体中の不飽和サイトの量が十分なものとならず、空気浄化材料として利用した場合に十分な浄化性能が得られなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとメソ細孔構造だけでなくマイクロ細孔も形成される傾向にある。このような凝集体の比表面積は、前記吸着等温線からＢＥＴ等温吸着式を用いてＢＥＴ比表面積として算出する。
【００３６】
また、このような凝集体（二次粒子）の粒子径は、６００ｎｍ以下であることが好ましい。このような凝集体（二次粒子）の粒子径が前記上限を超えると、粒子表面から粒子内部へのガスの拡散が遅くなり、空気浄化性能が低下してしまう傾向にある。なお、このような凝集体（二次粒子）の粒子径は、透過型電子顕微鏡により測定することができる。
【００３７】
さらに、このような凝集体においては、Ｘ線回折（ＸＲＤ）パターンにおいて２θが０．５°〜３°の間に１本のピークが認められる。
【００３８】
さらに、このような凝集体を形成する前記酸化鉄は、Ｘ線回折パターンにおいて結晶の（１１０）面に由来するピーク（ｄ値が２．６オングストロームの位置におけるピーク）と、結晶の（３００）面に由来するピーク（ｄ値が２．６オングストロームの位置におけるピーク）の２本のピークを有する２ラインフェリハイドライト相の存在が確認されるものである。すなわち、「結晶の（１１０）面に由来するピーク」はＸ線回折パターンにおける２θが３５．１°の位置のピークをいい、「結晶の（３００）面に由来するピーク」はＸ線回折パターンにおける２θが６０．４°の位置のピークをいい、このようなＸ線回折パターンにおける結晶の（１１０）面に由来するピークと結晶の（３００）面に由来するピークとの２本のピークにより、酸化鉄中に２ラインフェリハイドライト相の存在することが確認できる。なお、このような酸化鉄中の２ラインフェリハイドライト相の存在を確認する際のＸ線回折測定の方法としては、測定装置として理学電機社製の商品名「ＲＩＮＴ２１００」を用いて、走査範囲１０°〜８０°、スキャンステップ０．０１°、発散及び散乱スリット１／２ｄｅｇ、受光スリット０．１５ｍｍ、ＣｕＫα線、４０ｋＶ、３０ｍＡ、スキャン速度２θ＝４°／ｍｉｎの条件で測定する方法を採用する。また、ここにいう「ピーク」とは、ベースラインからピークトップまでの高さが１００ｃｐｓ以上のものをいう。
【００３９】
また、このような凝集体においては、酸化鉄の全結晶相に対する２ラインフェリハイドライト相の含有比率が４０質量％以上である。このような２ラインフェリハイドライト相の含有比率が４０質量％未満では、一次粒子の粒子径が８ｎｍより大きくなってしまい（１５ｎｍ以上となる傾向にある。）、２ラインフェリハイドライト相に由来する活性サイト（不飽和配位サイト）の量が十分なものとならず、空気浄化材料として利用した場合に、十分な浄化性能が得られなくなる。また、このような２ラインフェリハイドライト相の含有比率としては、４０〜１００質量％であることがより好ましく、８０〜１００質量％であることがより好ましい。なお、前記上限を超える酸化鉄は、その製造が困難である傾向にある。また、本発明において「酸化鉄の全結晶相に対する２ラインフェリハイドライト相の含有比率」は、以下のようにして求める。すなわち、先ず、測定装置としてＢｒｕｋｅｒ社製の商品名「Ｄ８  Ａｄｖａｎｃｅ」を用い、走査範囲１５°〜１４５°、スキャンステップ０．０５°／ステップ、発散スリット０．３°、ＣｏＫα線、ＣｏＫβ線除去用のＦｅフィルタを使用、４０ｋＶ、３５ｍＡ、スキャンスピード３°／ｍｉｎの条件で、ＣｏＫαのＸ線回折パターンを測定する。次に、Ｒｉｅｔａｎ−２０００のソフトを用いて、前記ＣｏＫαのＸ線回折パターンにおける各ピークの結晶相を同定し、そのピーク面積をそれぞれ求めた後、各結晶相のピーク面積の総和（全面積）に対する２ラインフェリハイドライト相のピーク面積の比率を算出する。そして、このようにして算出される２ラインフェリハイドライト相のピーク面積の比率の値を、そのまま２ラインフェリハイドライト相の含有比率として採用する。なお、ここにいうＣｏＫαのＸ線回折パターンの「ピーク」とは、ベースラインからピークトップまでの高さが１００ｃｐｓ以上のものをいう。
【００４０】
また、本発明の酸化鉄多孔体は、ケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物の総量（含有量の合計）が０．１質量％以下である。このような不純物の総量が前記上限を超えると、空気浄化材料に使用した場合に十分な性能を得ることができないばかりか、フェリハイドライト相の耐熱性が低下する。なお、このような不純物としての上記元素の酸化物としては、例えば、二酸化ケイ素等が挙げられる。更に、このような不純物の含有量の測定方法としては、高周波プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰＳ）により元素分析する方法を採用することができる。
【００４１】
また、本発明の酸化鉄多孔体においては、ＴＧ／ＤＴＡ（示差熱熱重量同時測定装置：リガク社製の商品名「Ｔｈｅｒｍｏ  ｐｌｕｓ  ＴＧ８１２０」）を利用し、約１３ｍｇの試料を用いて、試料を１００℃から３００℃まで加熱して試料の重量変化を測定し、前記加熱前後の重量変化率を算出することにより得られる含水量が５質量％以下であることが好ましい。このような含水量の凝集体（酸化鉄多孔体）により、より高度な空気浄化活性が得られる傾向にある。なお、このような含水量の酸化鉄多孔体は、後述のような焼成工程を実施する本発明の酸化鉄多孔体の製造方法を利用することにより、容易に製造することができる。
【００４２】
また、本発明の酸化鉄多孔体においては、遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）を更に含有することが好ましい。このように、遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）を含有することにより、調製時における焼成工程において、フェリハイドライト粒子の凝集と粒子サイズの肥大化を防ぎ、フェリハイドライト単独の場合と比べて比表面積を増大させることが可能となるため、空気浄化材料として利用した場合に、より高度な浄化性能が得られる傾向にある。なお、このように、酸化鉄多孔体中に遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）が含有される場合において、その遷移金属の形態は特に制限されず、例えば、前記遷移金属の原子が酸化鉄の一次粒子中の鉄原子と同形置換することにより酸化鉄の一次粒子の骨格を形成するようにして酸化鉄多孔体に含有されていてもよく、あるいは、酸化鉄の一次粒子の表面に前記遷移金属の酸化物として分散されることにより酸化鉄多孔体に含有されていてもよい。
【００４３】
また、このような遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）としては、空気浄化性能向上の観点から、マンガン、セリウム、銀、ジルコニウム、イットリウム、ガリウムが好ましく、マンガン、セリウムがより好ましく、マンガンが特に好ましい。なお、このような遷移金属は、酸化鉄多孔体に１種を単独であるいは２種以上を組み合わせて含有させてもよい。
【００４４】
このように、本発明の酸化鉄多孔体に遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）を更に含有する場合、酸化鉄多孔体中の前記遷移金属の含有量は、鉄の全量に対するモル比（［遷移金属］／［鉄］）で０．０１〜２であることが好ましく、０．２〜１であることがより好ましい。このような鉄と前記遷移金属とのモル比が前記下限未満では、前記遷移金属を含有していない酸化鉄多孔体の空気浄化性能と比較して、得られる酸化鉄多孔体の空気浄化性能の十分な向上が見込めなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えても空気浄化性能の更なる向上はなく、資源利用並びに製造コスト面でマイナスとなる傾向にある。なお、このような遷移金属の含有量の測定方法としては、高周波プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰＳ）により元素分析する方法を採用することができる。
【００４５】
このような本発明の酸化鉄多孔体は、吸着物質や反応基質を細孔内に速やかに拡散することができ、吸収材、触媒、触媒担体等として好適に利用でき、特に、空気中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の有害物質を除去するような空気浄化材料に好適に利用することができる。
【００４６】
次に、本発明の酸化鉄多孔体を製造する方法として好適に採用することが可能な、本発明の酸化鉄多孔体の製造方法について説明する。
【００４７】
本発明の酸化鉄多孔体の製造方法は、アルコール中に、親水性基としてのエトキシ基の個数が２〜２００であり且つ疎水性基としてのアルキル基の炭素数が６〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルからなる界面活性剤と、鉄塩とを添加して反応液を得る工程（第１工程）と、
前記反応液中に塩基を添加して前記反応液のｐＨを４．５〜１３に調整することにより、前記反応液中において前記界面活性剤の周囲に水酸化鉄を析出させて、前記界面活性剤と前記水酸化鉄との複合体を得る工程（第２工程）と、
前記複合体を含有する前記反応液を密閉容器内に導入して２０〜１２５℃の温度条件で加熱熟成する工程（第３工程）と、
前記加熱熟成後の前記反応液から前記複合体を取り出した後、前記複合体を極性溶媒により洗浄して前記複合体から界面活性剤を除去することにより、水酸化鉄の一次粒子の凝集した水酸化鉄多孔体を得る工程（第４工程）と、
前記水酸化鉄多孔体を乾燥させた後に２００〜４５０℃の温度条件で焼成することにより、上記本発明の酸化鉄多孔体を得る工程（第５工程）と、
を含むことを特徴とする方法である。以下、第１〜第５工程を分けて説明する。
【００４８】
（第１工程）
第１工程は、アルコール中に、親水性基としてのエトキシ基の個数が２〜２００であり且つ疎水性基としてのアルキル基の炭素数が６〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルからなる界面活性剤と、鉄塩とを添加して反応液を得る工程である。
【００４９】
このようなアルコールは、前記反応液において溶媒として用いられるものである。本発明においては、反応液中の溶媒にアルコールを用いることにより、後述の第２工程において水酸化鉄を析出させる際に、界面活性剤と水酸化鉄が水素結合により複合化されることを阻害することがなく、界面活性剤と水酸化鉄との複合体をより効率よく製造することを可能とする。このようなアルコールとしては、前記複合体をより効率よく製造することが可能となるという観点から、炭素数が２〜６（より好ましくは２〜４）のアルキルアルコール、３〜６（より好ましくは３〜４）のアルケンアルコールが好ましく、中でも、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、アリルアルコール、２−プロパノール、ブタノールが特に好ましい。このようなアルコールは１種を単独であるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５０】
また、前記界面活性剤は、親水性基としてのエトキシ基の個数が２〜２００であり且つ疎水性基としてのアルキル基の炭素数が６〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルである。このようなポリオキシエチレンアルキルエーテルに含まれるエトキシ基の個数が前記下限未満では、メソ細孔構造が得られなくなり、他方、前記上限を超えると、２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄が得られなくなる。また、このようなポリオキシエチレンアルキルエーテルに含まれるエトキシ基の個数としては、同様の観点から、２〜１００個であることがより好ましい。また、ポリオキシエチレンアルキルエーテルに含まれるアルキル基の炭素数が前記下限未満では、メソ細孔構造が得られなくなり、他方、前記上限を超えると、２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄が得られなくなる。このようなアルキル基の炭素数としては、同様の観点から、１２〜１８であることがより好ましい。
【００５１】
このような界面活性剤としては、エトキシ基の個数が２〜２００であり且つアルキル基の炭素数が６〜２０であるポリオキシエチレンアルキルエーテルであればよく、特に制限されず、市販の界面活性剤を用いてもよい。このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレン（２０）セチルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ５８」：エトキシ基の数が２０であり且つアルキル基の中の炭素原子の数は１６である。）、ポリオキシエチレン（４）ラウリルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ３０」）、ポリオキシエチレン（２３）ラウリルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ３５」）、ポリオキシエチレン（２）セチルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ５２」）、ポリオキシエチレン（１０）セチルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ５６」）、ポリオキシエチレン（２）ステアリルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ７２」）、ポリオキシエチレン（１０）ステアリルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ７６」）、ポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ７８」）、ポリオキシエチレン（２）オレイルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ９２」）、ポリオキシエチレン（１０）オレイルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ９７」、ポリオキシエチレン（２０）オレイルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ９８」）、ポリオキシエチレン（１００）ステアリルエーテル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ７００」）等が挙げられる。
【００５２】
また、前記鉄塩としては、三価の鉄の塩が用いられる。このような鉄塩の種類としては、硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ３）３）、ハロゲン化鉄（例えば、臭化鉄（ＦｅＢｒ３）、塩化鉄（ＦｅＣｌ３））及び有機鉄（例えば、酢酸鉄（ＩＩＩ）、シュウ酸鉄（ＩＩＩ）、鉄（ＩＩＩ）アルコキシド（鉄エトキシド、鉄イソプロポキシド、鉄ブトキシド等））等が挙げられる。このような鉄塩の中でもより均一な細孔を有する凝集体を形成することが可能となるという観点から、塩化鉄（ＦｅＣｌ３）及び硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ３）３）が好ましく、硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ３）３）が特に好ましい。なお、鉄塩の種類を適宜変更することで、最終的に得られる酸化物中の２ラインフェリハイドライト相の含有比率を変更することが可能である。例えば、用いるアルコールや界面活性剤の種類や量等によっても異なるものではあるが、鉄塩としてＦｅＣｌ３・９Ｈ２Ｏを用いた場合には、２ラインフェリハイドライト相とともにα−Ｆｅ２Ｏ３及びγ−Ｆｅ２Ｏ３を含む酸化鉄が得られる傾向にあり、鉄塩としてＦｅ（ＮＯ３）３を用いた場合には、ほぼ１００質量％の２ラインフェリハイドライト相からなる酸化鉄が得られる傾向にある。
【００５３】
また、前記反応液は、前記アルコール中に前記界面活性剤及び前記鉄塩を添加することにより得られるものである。このような反応液を調製する方法としては特に制限されず、例えば、アルコール中に前記界面活性剤を添加し、撹拌して混合液を得た後に、その混合液中に鉄塩を添加し、撹拌することにより反応液を得る方法を採用してもよく、全ての成分を同時に混合して撹拌することにより反応液を得る方法を採用してもよい。なお、反応液の調製の際には、前記アルコール中に前記界面活性剤及び前記鉄塩がより均一に混合（分散）されるように、アルコール中に各成分を導入した後に十分に撹拌することが好ましい。また、このようにして反応液を調製する際の温度条件としては特に制限されず、２０〜４０℃とすることが好ましく、室温程度であることがより好ましい。
【００５４】
さらに、前記反応液に添加する前記界面活性剤の量としては、前記アルコールの総量に対して０．０２〜５０質量％とすることが好ましく、１〜５０質量％とすることがより好ましく、５〜４５質量％とすることが特に好ましい。このような界面活性剤の含有量が前記下限未満では、界面活性剤が鉄塩中に十分に導入されず、細孔の形成が不完全となり、更には、不均一な細孔構造となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、界面活性剤が完全に溶解しない傾向にある。
【００５５】
また、前記反応液に添加する鉄塩の量としては、前記界面活性剤に対するモル比（［鉄塩］／［界面活性剤］）が０．３〜６０となる量であることが好ましく、１〜５５となる量であることがより好ましい。このような鉄塩の添加量が前記下限未満では鉄塩に対する界面活性剤の量が過度に多くなり、未反応の界面活性剤の量が増大することから、一部にミクロポアが形成されて均一なメソ細孔を有する酸化鉄多孔体が得られなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、鉄塩に対する界面活性剤の量が過度に少なくなり、界面活性剤が鉄塩中に十分に導入されず、粒子が不均一となる傾向にある。
【００５６】
また、前記反応液中のアルコールの量としては、前記反応液中の鉄塩０．０１〜０．０６モルに対して５０〜３００ｍｌとなるようにすることが好ましい。このようなアルコールの量が前記下限未満では、鉄塩と界面活性剤とが十分に分散せず、２ラインフェリハイドライトではなくゲーサイト（geothite：針鉄鉱）が形成されてしまう傾向にあり、他方、前記上限を超えると、界面活性剤が鉄塩中に十分に導入されず、細孔が不均一となる傾向にある。
【００５７】
また、前記反応液には遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を更に添加してもよい。すなわち、本発明においては、前記アルコール中に前記界面活性剤及び前記鉄塩とともに遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を更に添加してもよい。このように遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を含有させた場合には、得られる酸化鉄多孔体中に前記遷移金属を含有させることが可能となる。
【００５８】
このような遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩としては特に制限されないが、前記遷移金属の硝酸塩（硝酸マンガン、硝酸セリウム等）やハロゲン化物、有機塩（例えば、酢酸塩、シュウ酸塩、アルコキシド）等が挙げられる。また、このような遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）としては、空気浄化性能向上の観点から、マンガン、セリウム、銀、ジルコニウム、イットリウム、ガリウムが好ましく、マンガン、セリウムがより好ましく、マンガンが特に好ましい。なお、このような遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩は、酸化鉄多孔体に１種を単独であるいは２種以上を組み合わせて含有させてもよい。
【００５９】
また、このように反応液中に遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を含有させる場合においても反応液を調製する方法は特に制限されず、例えば、アルコール中に前記界面活性剤を添加し、撹拌して混合液を得た後に、その混合液中に鉄塩を添加し、更に、遷移金属の塩を添加して撹拌することにより反応液を得る方法を採用してもよく、全ての成分を同時に混合して撹拌することにより反応液を得る方法を採用してもよい。また、このように反応液中に遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を含有させる場合においても、前記反応液に添加する前記界面活性剤の量は、前記アルコールの総量に対して０．０２〜５０質量％とすることが好ましく、１〜５０質量％とすることがより好ましく、５〜４５質量％とすることが特に好ましい。
【００６０】
また、前記反応液中に遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を含有させる場合、前記反応液に添加する前記鉄塩と前記遷移金属の塩の総量は、前記界面活性剤に対するモル比（（［鉄塩］＋［遷移金属の塩］）／［界面活性剤］）が０．３〜６０となる量であることが好ましく、１〜５５となる量であることがより好ましい。このような鉄塩と前記遷移金属の塩との総量が前記下限未満では、前記鉄塩と前記遷移金属の塩の総量に対する前記界面活性剤の量が過度に多くなり、未反応の界面活性剤の量が増大することから、一部にミクロポアが形成されて均一なメソ細孔を有する酸化鉄多孔体が得られなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、前記鉄塩と前記遷移金属の塩の総量に対する前記界面活性剤の量が過度に少なくなり、界面活性剤が鉄塩中に十分に導入されず、粒子が不均一となる傾向にある。
【００６１】
また、反応液中に遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を含有させる場合においては、前記遷移金属の塩の量は、反応液中の前記鉄塩に対するモル比（［遷移金属の塩］／［鉄塩］）が０．０１〜２となる量であることが好ましく、０．２〜１となる量であることがより好ましい。このような遷移金属の塩の添加量が前記下限未満では、前記遷移金属を含有していない酸化鉄多孔体の空気浄化性能と比較して、得られる酸化鉄多孔体の空気浄化性能の十分な向上が見込めなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えても得られる酸化鉄多孔体の空気浄化性能の更なる向上はなく、資源利用並びに製造コスト面でマイナスとなる傾向にある。
【００６２】
また、反応液中に遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を含有させる場合においては、前記反応液中のアルコールの量としては、前記反応液中の前記鉄塩及び前記遷移金属の塩の総モル数０．０１〜０．０６モルに対して、５０〜３００ｍｌとなるようにすることが好ましい。このようなアルコールの量が前記下限未満では、前記鉄塩と、前記遷移金属の塩と、前記界面活性剤とが十分に分散せず、２ラインフェリハイドライトではなくゲーサイト（geothite：針鉄鉱）が形成されてしまう傾向にあり、他方、前記上限を超えると、界面活性剤が鉄塩中に十分に導入されず、細孔が不均一となる傾向にある。
【００６３】
（第２工程）
第２工程は、前記反応液中に塩基を添加して前記反応液のｐＨを４．５〜１３に調整することにより、前記反応液中において前記界面活性剤の周囲に水酸化鉄を析出させて、前記界面活性剤と前記水酸化鉄との複合体を得る工程である。
【００６４】
このような塩基としては、前記反応液のｐＨを４．５〜１３に調整することが可能なものであればよく、特に制限されないが、ｐＨをより効率よく１０以上とすることが可能であることから、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、アルキル炭酸塩、アルキル炭酸水素塩、アルキルアミン、アルコキシド、水酸化テトラアルキルアンモニウムが好ましく、中でも、洗浄工程や焼成工程において未反応物やその塩基に由来する副生成物（例えばＮＨ４ＮＯ３）の除去を容易に行うことが可能であるという観点から、金属を含まない塩基を用いることがより好ましく、アンモニアを用いることが更に好ましい。また、このような塩基は水溶液として用いてもよい。なお、このような塩基は１種を単独であるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、このような塩基を反応液中に添加する方法は特に制限されず、例えば、前記塩基の水溶液を前記反応液中に滴下することにより添加する方法を採用してもよい。なお、このようにして水溶液を用いる場合には、水により複合体の形成が阻害されることを十分に防止するため、水の含有量をより少量とすることが好ましく、水溶液中の水の量が２０質量％未満となるようにすることがより好ましい。
【００６５】
また、このようにして用いる塩基の量は、塩基に由来して形成される副生成物（例えば、ＮａＮＯ３、ＮＨ４ＮＯ３）の量をより減少させるという観点から、塩基の使用量自体もより少量とすることが好ましく、鉄塩に由来する陰イオンに対して塩基に由来する陽イオンが１〜１．２当量となる量とすることがより好ましい。
【００６６】
また、第２工程においては、前記塩基を添加することにより前記反応液のｐＨを４．５〜１３に調整する。このように反応液のｐＨを調整することにより水酸化鉄を析出させることが可能となる。このようなｐＨの値が４．５未満では水酸化鉄を十分に沈殿させることが困難であり、他方、前記上限を超えると、２ラインフェリハイドライトではなくゲーサイト（geothite：針鉄鉱）が一部に形成されてしまうとなる傾向にある。また、このようにして調整する前記反応液のｐＨの値としては、より効率よく水酸化鉄を析出させるという観点から、５〜１３とすることがより好ましい。また、後述の焼成工程において、より高温での焼成（より好ましくは３００℃以上の焼成）が可能となるという観点からは、前記反応液のｐＨの値を７．５〜１０．５に調整することがより好ましい。このようにして塩基を添加するときの反応液の温度としては、１０〜８０℃とすることが好ましく、２０〜４０℃とすることがより好ましく、室温程度が特に好ましい。
【００６７】
また、第二工程においては、前記反応液中において前記界面活性剤の周囲に水酸化鉄を析出させて、前記界面活性剤と前記水酸化鉄との複合体を得る。なお、このような複合体は以下のようにして形成されるものと推察される。すなわち、第二工程において、反応液中で水酸化鉄を析出させると、その水酸化鉄と、周囲に存在する界面活性剤の親水基との間に相互作用が働いて水素結合が形成され、水素結合により界面活性剤の周囲に水酸化鉄が結合する複合体が形成される。ここで、水と比較して極性の少ないアルコールからなる溶媒中において水酸化鉄を析出沈殿させることにより、その水酸化鉄の種類が主にオキシ水酸化鉄（Ｆｅ５ＨＯ８４Ｈ２Ｏを含む）となり、平均粒子径が２〜８ｎｍのオキシ水酸化鉄の一次粒子が形成されるものと推察される。そして、水酸化鉄の析出を進行させると、水酸化鉄（オキシ水酸化鉄）の一次粒子が水素結合相互作用によって界面活性剤の周囲を覆うようにして凝集（集合）し、水酸化鉄が水素結合相互作用によって安定化されて凝集した複合体が得られるものと推察される。
【００６８】
なお、前記反応液が遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を含有するものである場合においては、このような複合体は前記遷移金属を含有するものとなる。なお、このようにして複合体中に含有される前記遷移金属の形態は特に制限されず、例えば、前記遷移金属の原子が水酸化鉄の一次粒子中の鉄原子と同形置換することにより水酸化鉄の一次粒子の骨格を形成するようにして前記複合体中に含有されていてもよく、あるいは、水酸化鉄の一次粒子の表面に前記遷移金属の水酸化物として分散されることにより複合体中に含有されていてもよい。
【００６９】
（第３工程）
前記複合体を含有する前記反応液を密閉容器内に導入して２０〜１２５℃の温度条件で加熱熟成する。
【００７０】
このように、第二工程により複合体を形成せしめた後においては、その複合体を含有する反応液は密閉容器内において加熱される。このようにして前記複合体を含有する反応液を密閉容器内で加熱熟成することにより、十分に水酸化鉄を析出させることが可能となり、水酸化鉄（オキシ水酸化鉄）の一次粒子がより均一に且つより緻密に集合した複合体（前記反応液が遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を含有するものである場合においては前記遷移金属を含んだものとなる。）が形成され、最終的な目的物である２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄多孔体の収率を向上させることが可能となる。
【００７１】
このような密閉容器内における反応液の加熱熟成の際の加熱温度は２０〜１２５℃である。このような加熱温度が前記下限未満ではエージングが起こり難くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、混合液中のミセル構造がこわれてしまい、２ラインフェリハイドライト相ではなく、他の結晶相（例えば、ヘマタイト、６ラインフェリハイドライト）が形成される傾向にある。このような加熱温度としては、同様の観点からより高い効果が得られることから３５〜１２０℃であることが好ましく、４０〜１１０℃であることがより好ましい。
【００７２】
また、このような密閉容器内における加熱熟成の際の加熱熟成時間としては、１時間以上であることが好ましく、１時間以上６日間以下であることがより好ましい。このような加熱時間が前記下限未満では、エージング（熟成）が不十分となり、２ラインフェリハイドライトの微粒子と界面活性剤（テンプレート）とにより形成されるミセル構造（凝集体の構造）が不安定となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると２ラインフェリハイドライトが６ラインフェリハイドライトやゲーサイト（geothite）に一部に変化してしまう傾向にある。なお、このような反応液を密閉容器内に導入する際の密閉容器内のガス雰囲気としては、エージングを進行させる上で酸素が必要であるという観点から大気とすることが好ましい。また、このような密閉容器内での加熱の際の圧力条件としては特に制限されないが、溶媒の飛散防止や、形成されたミセル構造を保つといった観点から、密閉容器内での自然加圧下で行われることが好ましい。
【００７３】
（第４工程）
第４工程は、前記加熱熟成後の前記反応液から前記複合体を取り出した後、前記複合体を極性溶媒により洗浄して前記複合体から界面活性剤を除去することにより、水酸化鉄の一次粒子の凝集した水酸化鉄多孔体を得る工程である。
【００７４】
このようにして加熱後の前記反応液から前記複合体を取り出す方法は特に制限されず、公知のろ過の方法を採用することができる。そして、第４工程においては、このようにして反応液中から取り出した前記複合体を極性溶媒により洗浄して前記複合体から界面活性剤を除去する。このような極性溶媒としては特に制限されず、水、ジメチルスルホキシド、スルホラン、Ｎ−メチルピロリドン等が挙げられ、中でも、十分に界面活性剤を除去することが可能であり且つ安価であるという観点から、水が特に好ましい。
【００７５】
なお、このような極性溶媒による洗浄により、以下のようにして前記複合体から界面活性剤が除去される。すなわち、複合体中に含まれる水酸化鉄中のオキシ水酸化物種（ＦｅＯ−を含む。）は、前記界面活性剤の親水性基（Ｃ２Ｈ５Ｏ）の先頭グループ（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）と比較的弱い水素結合を形成している。そのため、洗浄工程において極性溶媒を使用することにより、極性溶媒の強い水素結合能により、鉄のオキシ水酸化物種（ＦｅＯ−）とテンプレートの親水性先頭（ＲＯＨ）のグループの間の比較的弱い水素結合相互作用を簡単に壊すことができ、これにより前記複合体から界面活性剤を容易に除去することができる。また、このような洗浄工程において、副生成物として生成された他の塩類（例えば、ＮａＮＯ３、ＮＨ４ＮＯ３等）も併せて除去することも可能である。なお、ＮＨ４ＮＯ３等は後述の焼成工程においても除去することが可能であるが、金属を含むＮａＮＯ３等は焼成により除去することは困難であるため、塩基として金属を含むものを使用した場合には、多量の極性溶媒を用いて十分に洗浄を行うことが好ましい。
【００７６】
また、このような洗浄工程は、洗浄後に得られる水酸化鉄の一次粒子の凝集した水酸化鉄多孔体において、前記水酸化鉄多孔体の総量に対して界面活性剤の含有量が２０質量％未満になるように洗浄することが好ましい。このような界面活性剤の含有量が前記上限を超えると、その後の工程で望ましい材料が得られ難く、最終工程の焼成後にγ−Ｆｅ２Ｏ３が形成されてしまう傾向にある。また、このような洗浄状態を達成するために、用いる極性溶媒の種類やその使用量等は適宜変更すればよい。
【００７７】
なお、このような洗浄工程により得られる多孔体においては、前記界面活性剤が導入されていた位置に細孔が形成されており、その細孔の形状（細孔径や細孔容量等）が界面活性剤の形状に由来したものとなるため、非常に均一な細孔を有するものとなる。また、前記第２工程において用いる反応液が遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を含有するものである場合においては、得られる水酸化鉄多孔体は前記遷移金属を含有するものとなる。
【００７８】
また、このようにして得られた水酸化鉄多孔体を、第５工程を実施する前に、細孔内に残存している界面活性剤に由来する炭素成分等の有機化合物系不純物を除去するという観点から、アルコール中に再度含有させて撹拌することが好ましい。また、このような撹拌の際の時間としては６〜２４時間であることが好ましい。このような撹拌時間が前記下限未満では炭素成分等の有機化合物系不純物の除去が不十分となる傾向にあり、他方、前記上限を超えても炭素成分等の有機化合物系不純物の除去効果は変わらない傾向にある。また、このようなアルコールは、前記反応液の溶媒に利用したアルコールと同様のものを使用できる。
【００７９】
なお、このようにして得られる水酸化鉄多孔体は、Ｘ線回折パターンにおいて結晶の（１１０）面に由来するピーク（ｄ値が２．６オングストロームの位置におけるピーク）と、結晶の（３００）面に由来するピーク（ｄ値が２．６オングストロームの位置におけるピーク）の２本のピークが確認される水酸化鉄（式：Ｆｅ５ＨＯ８４Ｈ２Ｏで表されるオキシ水酸化鉄）を含有するものとなる。また、このようなＸ線回折パターンは、上述の酸化鉄中の２ラインフェリハイドライト相の存在を確認する際のＸ線回折測定の方法と同様の方法を採用して測定できる。
【００８０】
（第５工程）
第５工程は、前記水酸化鉄多孔体を乾燥させた後に２００〜４５０℃の温度条件で焼成することにより、上記本発明の酸化鉄多孔体を得る工程である。
【００８１】
このような水酸化鉄多孔体を乾燥させる方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、常温で放置する方法、熱風を吹き付けて乾燥させる方法等適宜採用することができる。
【００８２】
また、前記水酸化鉄多孔体を焼成する際の焼成温度条件は２００℃〜４５０℃である。このような焼成温度が前記下限未満では、界面活性剤に由来する炭素成分等の有機化合物系不純物を十分に除去することができなくなり、他方、前記上限を超えると、得られる酸化鉄中の２ラインフェリハイドライト相の含有比率が４０質量％未満のものとなってしまう。また、同様の観点から、前記焼成温度としては、２５０℃〜４５０℃とすることがより好ましく、３００〜４００℃とすることが特に好ましい。
【００８３】
また、このような焼成工程における焼成時間としては１〜６時間とすることが好ましく、２〜３時間とすることがより好ましい。このような焼成時間が前記下限未満では、界面活性剤に由来する炭素成分等の有機化合物系不純物を十分に除去することができなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、メソ細孔構造の２ラインフェリハイドライトの一部からα−Ｆｅ２Ｏ３が形成されたり、得られる粒子の粒子径が大きくなる傾向にある。
【００８４】
なお、このような焼成工程を、例えば、上記非特許文献２に記載のような従来の２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄多孔体の製造方法において実施した場合には、得られる酸化鉄における２ラインフェリハイドライト相の含有量を４０質量％以上とすることができない。これに対して、本発明においては、焼成に用いる前記水酸化鉄多孔体が、微細な水酸化鉄の一次粒子が凝集した構造を有するものであることから、上述のような焼成工程を施した後においても、得られる酸化鉄における２ラインフェリハイドライト相の含有量を４０質量％以上とすることが可能となっている。
【００８５】
このようにして第１工程〜第５工程を実施することにより、酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなり、前記一次粒子の平均粒子径が２〜８ｎｍであり、前記凝集体の細孔の中心細孔直径が２〜１０ｎｍであり、前記酸化鉄が前記２ラインフェリハイドライト相を有しており、前記酸化鉄の全結晶相に対する前記２ラインフェリハイドライト相の含有比率が４０質量％以上であり且つケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物の総量が０．１質量％以下である上記本発明の酸化鉄多孔体を得ることができる。なお、このような本発明の酸化鉄多孔体の製造方法を利用した場合には、上記本発明の酸化鉄多孔体として好適なものとして説明したもの（例えば上述のような数値範囲の細孔容積や比表面積を有するもの、前記反応液が遷移金属（亜鉛及びチタンを除く）の塩を含有するものである場合においては前記遷移金属を含有するもの）を得ることが可能であり、例えば、細孔が上記界面活性剤に由来して形成されるものであるため、得られる多孔体の中心細孔直径を２〜１０ｎｍとすることが可能なばかりか、得られる多孔体を、窒素吸着・脱着等温線において相対圧力（Ｐ／Ｐ０）が０．４〜１の間でＩＵＰＡＣで規定されているＩＶ型のヒステリシスループが確認されるものとすることも可能である。また、このような本発明の酸化鉄多孔体の製造方法を利用した場合には、酸化鉄多孔体が焼成工程を経て得られていることから、得られる酸化鉄多孔体の含水量を極めて低くすることができ、上述のようなＴＧ−ＤＴＡ分析を行った場合に、含水量が５質量％以下となるような酸化鉄多孔体を得ることも可能である。なお、このようにして得られた酸化鉄多孔体の形状は特に制限されないが、例えば、粉砕等して粉末状にしてもよいし、各種形状（例えばペレット状）に成型してもよい。また、焼成前の段階において（第４工程において得られた水酸化鉄多孔体の状態において）、予め粉砕等して粉末状にしておいてもよい。
【００８６】
以上、本発明の酸化鉄多孔体及び本発明の酸化鉄多孔体の製造方法について説明したが、以下、空気浄化材料について説明する。
【００８７】
本発明の空気浄化材料は、上記本発明の酸化鉄多孔体を備えることを特徴とするものである。このような空気浄化材料は、上記本発明の酸化鉄多孔体を備えており、その酸化鉄多孔体の細孔内に吸着物質や反応基質を速やかに拡散することができるため、空気中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の有害物質を速やかに除去することやＣＯを速やかに酸化することが可能である。
【００８８】
このような本発明の空気浄化材料においては、上記本発明の酸化鉄多孔体そのものが空気浄化材料を構成していてもよく、或いは、上記本発明の酸化鉄多孔体を他の基材に担持せしめて、本発明の空気浄化材料として構成させてもよい。また、本発明の空気浄化材料においては、上記本発明の酸化鉄多孔体に貴金属等の触媒微粒子を担持せしめたものを用いてもよい。また、このような本発明の空気浄化材料の形状は、特に限定されず、例えばペレット状に成型してもよく、ハニカム状や波板状の基材等に担持してもよい。
【実施例】
【００８９】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００９０】
（実施例１）
先ず、３００ｍｌの１−プロパノール中に３４．０４ｇのポリオキシエチレン（２０）セチルエーテル（界面活性剤：Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ５８」）を添加し、混合して、１−プロパノール中に１２．４２質量％の界面活性剤が含有された混合液を得た。次に、前記混合液中にＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏを添加し、２時間撹拌して、反応液を得た。なお、前記混合液中へのＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏの添加量は、得られる反応液中でのＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏと界面活性剤とのモル比（［Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ］：［界面活性剤］）が０．０６：０．０３となるようにした。次いで、前記反応液を撹拌しながら、２８質量％のアンモニア水溶液を前記反応液に対して滴下し、前記反応液のｐＨを７．５に調整し、更に３時間攪拌して、反応液中に沈殿物を析出せしめた。次いで、前記沈殿物の析出した反応液を容量が１Ｌの密閉型の容器に投入した後、その容器をオーブン内に導入して、前記容器内での自然加圧条件下、５０℃の温度条件で３日間加熱熟成した。次に、前記加熱熟成後の前記反応液の中から沈殿物を濾過して取り出した後、その沈殿物を２．５Ｌの蒸留水で洗浄し、乾燥させた。このようにして乾燥させた沈殿物をめのう乳鉢中で粉砕して、粉末を得た。その後、前記粉末３ｇを１００ｍｌのエタノール中に添加し、２４時間攪拌した。次に、前記エタノール中から前記粉末をろ過により取り出し、乾燥させた後、３００℃の温度条件で３時間焼成して、酸化鉄多孔体を得た。なお、このような酸化鉄多孔体においては、その製造方法からケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物の総量が０質量％であることは明らかである。
【００９１】
＜ＸＲＤ測定＞
実施例１で得られた酸化鉄多孔体のＸ線回折パターンを、Ｘ線回折装置（（株）リガク製、型番「ＲＩＮＴ２１００」）を用い、走査範囲０．５°〜５°の低角域においてはスキャン速度毎分１°、スキャンステップ０．０１°、発散及び散乱スリット１／６ｄｅｇ、受光スリット０．１５ｍｍ、ＣｕＫα線、４０ｋＶ、３０ｍＡの条件で測定し、走査範囲１０°〜８０°の広角域においてはスキャン速度毎分４°、スキャンステップ０．０１°、発散及び散乱スリット１／２ｄｅｇ、受光スリット０．１５ｍｍ、ＣｕＫα線、４０ｋＶ、３０ｍＡの条件で測定した。また、実施例１で得られた焼成前の粉末についても同様にして広角域のＸ線回折パターンを測定した。実施例１で得られた酸化鉄多孔体の低角域のＸ線回折パターンを図１に示し、実施例１で得られた酸化鉄多孔体及び焼成前の粉末の広角域のＸ線回折パターンを図２に示す。
【００９２】
図１に示す低角のＸＲＤパターンからも明らかなように、２θが０．５°〜３°の範囲にピークが見られ、メソ細孔構造を有することが確認された。また、図２に示すＸＲＤ測定データに基いて２θが３３．１°付近の位置におけるピークからシェラーの式により酸化鉄の一次粒子の平均粒子径を求めたところ、一次粒子の平均粒子径は２．０ｎｍであることが確認された。更に、図２に示す結果から、実施例１で得られた酸化鉄多孔体においては、結晶の（１１０）面に由来するピークと結晶の（３００）面に由来するピークの２本のピークを示す２ラインフェリハイドライト相を含有することが確認された。また、図２に示すＸＲＤ測定データから、焼成前と焼成後とにおいて、十分に２ラインフェリハイドライト相が維持されていることが確認された。
【００９３】
〈２ラインフェリハイドライト相の含有比率の測定〉
実施例１で得られた酸化鉄多孔体のＣｏＫαのＸ線回折パターンを、測定装置としてＢｒｕｋｅｒ社製の商品名「Ｄ８  Ａｄｖａｎｃｅ」を用い、走査範囲１５°〜１４５°、スキャンステップ０．０５°／ステップ、発散スリット０．３°、ＣｏＫα線、ＣｏＫβ線除去用のＦｅフィルタを使用、４０ｋＶ、３５ｍＡ、スキャンスピード３°／ｍｉｎの条件で測定し、得られたＣｏＫαのＸ線回折パターンに基づいて、Ｒｉｅｔａｎ−２０００のソフトを用いて各ピークの結晶相を同定し、ピーク面積をそれぞれ求めた後、各結晶相のピーク面積の総和（全面積）に対する２ラインフェリハイドライト相のピーク面積の比率を算出して、２ラインフェリハイドライト相の含有比率を求めた。このような測定の結果、２ラインフェリハイドライト相の含有比率は全酸化鉄の結晶中に１００質量％であることが確認された。
【００９４】
〈細孔径分布曲線の測定〉
実施例１で得られた酸化鉄多孔体に対して、ガス吸着法細孔分布測定装置（日本ベル株式会社製、型番「ＢＥＬＳＯＲＰ１８」）を用いて窒素吸着・脱着等温線を測定し、ＢＪＨ（Ｂａｒｒｅｔｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ）法により細孔径分布曲線を求めた。得られた窒素吸着・脱着等温線を図３に示し、細孔径分布曲線を図４に示す。なお、図４中のｒｐは細孔の半径を示し、Ｖｐは細孔容積を示す。
【００９５】
このような図３及び図４に示す測定データに基いて中心細孔直径、比表面積、細孔容積をそれぞれ求めたところ、中心細孔直径が４．８ｎｍであり、比表面積が１８９ｍ２／ｇであり、細孔容積０．３７ｃｍ３／ｇであることが確認された。また、図３及び図４に示す測定データに基いて２次粒子の粒子径を求めたところ、２０ｎｍ〜６００nmの粒子であることが分かった。また、図４に示す結果から、中心細孔直径の±３０％の範囲に全細孔容積の７０％以上が含まれていることから、非常に均一な細孔径を有するものであることが確認された。また、図３に示す窒素吸着・脱着等温線からも明らかなように、相対圧Ｐ／Ｐ０の値が０．４〜１．０の範囲にある位置でＩＵＰＡＣで規定されるIV型のヒステリシス曲線を示すことが確認され、酸化鉄多孔体がメソ細孔構造を有することが確認された。
【００９６】
＜透過型電子顕微鏡による測定＞
実施例１で得られた酸化鉄多孔体を透過型電子顕微鏡（日本電子株式会社製の商品名「ＪＥＭ２００ＣＸ」）により観察した。得られた透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を図５に示す。
【００９７】
図５に示す結果からも明らかなように、前記酸化鉄多孔体は、酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなるものあり、これにより２次細孔が形成されていることが確認された。また、このような図５に示すＴＥＭ写真からは、実施例１で得られた酸化鉄多孔体が２〜６ｎｍ程度の酸化鉄の一次粒子の凝集体であることが確認できる。
【００９８】
＜ＴＧ／ＤＴＡ分析＞
実施例１で得られた酸化鉄多孔体を１３．０７１ｍｇ用い、ＴＧ／ＤＴＡ（示差熱熱重量同時測定装置：リガク社製の商品名「Ｔｈｅｒｍｏ  ｐｌｕｓ  ＴＧ８１２０」）により、酸化鉄多孔体を１００℃から３００℃まで加熱して重量変化を測定し、前記加熱前後の重量変化率を算出することにより、酸化鉄多孔体の含水量を測定した。このような測定の結果、実施例１で得られた酸化鉄多孔体の含水量は２．８質量％であった。
【００９９】
（実施例２〜５）
焼成時の温度条件を、それぞれ、２５０℃（実施例２）、３５０℃（実施例３）、４００℃（実施例４）、４５０℃（実施例５）に変更した以外は、実施例１と同様にして酸化鉄多孔体を得た。
【０１００】
実施例２〜５で得られた酸化鉄多孔体に対して、実施例１と同様にＸＲＤ測定、細孔径分布曲線の測定、透過型電子顕微鏡による測定及びＴＧ／ＤＴＡ分析を行った。このような測定の結果、実施例２〜５で得られた酸化鉄多孔体においては、いずれも、広角域のＸＲＤパターンにおいて結晶の（１１０）面に由来するピークと結晶の（３００）面に由来するピークの２本のピークが確認され、２ラインフェリハイドライト相を含有することが確認された。また、実施例２〜５で得られた酸化鉄多孔体においては、いずれも、低角域のＸＲＤパターンにおいて２θが０．５°〜３°の範囲にピークが確認されるとともに、窒素吸着・脱着等温線において相対圧Ｐ／Ｐ０の値が０．４〜１．０の範囲にある位置で、ＩＵＰＡＣで規定されるIV型のヒステリシス曲線が確認され、酸化鉄多孔体がメソ細孔構造を有することが確認された。また、透過型電子顕微鏡による測定の結果、実施例２〜５で得られた酸化鉄多孔体は、いずれも、酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなるものであり、これにより２次細孔が形成されていることが確認された。また、このような測定により求めた一次粒子の平均粒子径、２ラインフェリハイドライト相の含有比率、中心細孔直径、細孔容積、比表面積の結果を表１に示す。なお、ＴＧ／ＤＴＡ分析の結果、実施例２〜５で得られた酸化鉄多孔体は、いずれも含水量は５質量％以下であった。
【０１０１】
【表１】
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【０１０２】
（実施例６）
先ず、３００ｍｌの１−プロパノール中に４６．７ｇのポリオキシエチレン（１００）ステアリルエーテル（界面活性剤：Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ７００」、エチレン基の個数が１００個、アルキル基の炭素数は１８）を添加し、混合して、１−プロパノール中に１６．３質量％の界面活性剤が含有された混合液を得た。次に、前記混合液中にＦｅＣｌ３・９Ｈ２Ｏを添加し、２時間撹拌して、反応液を得た。なお、前記混合液中へのＦｅＣｌ３・９Ｈ２Ｏの添加量は、得られる反応液中でのＦｅＣｌ３・９Ｈ２Ｏと界面活性剤とのモル比（［ＦｅＣｌ３・９Ｈ２Ｏ］：［界面活性剤］）が０．０６：０．０３となるようにした。次いで、前記反応液を撹拌しながら、２８質量％のアンモニア水溶液を前記反応液に対して滴下して前記反応液のｐＨを７．５に調整し、更に３時間攪拌して、反応液中に沈殿物を析出せしめた。次いで、前記沈殿物の析出した反応液を容量が１Ｌの密閉型の容器に投入した後、その容器をオーブン内に導入して、前記容器内での自然加圧条件下、５０℃の温度条件で３日間加熱熟成した。次に、前記加熱後の前記反応液の中から沈殿物を濾過して取り出した後、その沈殿物を２．５Ｌの蒸留水で洗浄し、乾燥させた。このようにして乾燥させた沈殿物をめのう乳鉢中で粉砕して、粉末を得た。その後、前記粉末３ｇを１００ｍｌのエタノール中に添加し、２４時間攪拌した。次に、前記エタノール中から前記粉末をろ過により取り出し、乾燥させた後、３００℃の温度条件で３時間焼成して、酸化鉄多孔体を得た。なお、このような酸化鉄多孔体においては、その製造方法から、ケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物の総量は０質量％であることは明らかである。
【０１０３】
実施例６で得られた酸化鉄多孔体に対して、実施例１と同様にＸＲＤ測定、２ラインフェリハイドライト相の含有比率の測定、細孔径分布曲線の測定、透過型電子顕微鏡による測定及びＴＧ／ＤＴＡ分析を行った。このような測定の結果として、実施例６で得られた酸化鉄多孔体の低角域のＸ線回折パターンを図６に示し、実施例６で得られた酸化鉄多孔体の広角域のＸ線回折パターンを図７に示す。また、図７の広角域のＸ線回折パターンの２θを異なるスケールで記載し且つα−Ｆｅ２Ｏ３とγ−Ｆｅ２Ｏ３が示すＸ線回折パターンを参照線として記載したＸ線回折パターンを図８に示し、窒素吸着・脱着等温線を図９に示し、細孔径分布曲線を図１０に示す。
【０１０４】
図６に示す低角のＸＲＤパターンからも明らかなように、２θが０．５°〜３°の範囲にピークが見られ、メソ細孔構造を有することが確認された。また、図７に示す結果に基づいて、２θが３３．１°付近の位置におけるピークからシェラーの式により酸化鉄の一次粒子の平均粒子径を求めたところ、一次粒子の平均粒子径は３．１ｎｍであることが確認された。さらに、図７〜８に示す結果から、実施例６で得られた酸化鉄多孔体においては、ＸＲＤパターンにおいて結晶の（１１０）面に由来するピークと結晶の（３００）面に由来するピークの２本のピークを有する２ラインフェリハイドライト相を含有すること、及び、α−Ｆｅ２Ｏ３とγ−Ｆｅ２Ｏ３とを含有することが確認された。また、実施例６で得られた酸化鉄多孔体についての２ラインフェリハイドライト相の含有比率の測定結果から、２ラインフェリハイドライト相の含有比率は全酸化鉄の結晶中に９０質量％であり、残りがα−Ｆｅ２Ｏ３とγ−Ｆｅ２Ｏ３であることが確認された。また、窒素吸着・脱着等温線（図９）及び細孔径分布曲線（図１０）のデータから、中心細孔直径が５．６ｎｍであり、細孔容積が０．２７ｃｍ３／ｇであり、比表面積が１６２ｍ２／ｇであり、且つ、２次粒子径が１００〜６００ｎｍの範囲にあることが確認されるとともに、中心細孔直径の±４０％の範囲に全細孔容積の７０％以上が含まれていることが確認され、非常に均一な細孔径を有するものであることが分かった。また、窒素吸着・脱着等温線において相対圧Ｐ／Ｐ０の値が０．４〜１．０の範囲にある位置でＩＵＰＡＣで規定されるＩＶ型のヒステリシス曲線が確認され、酸化鉄多孔体がメソ細孔構造を有することが確認された。更に、透過型電子顕微鏡による測定の結果、実施例６で得られた酸化鉄多孔体は、酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなるものあり、これにより２次細孔が形成されていることが確認された。また、ＴＧ／ＤＴＡ分析の結果、実施例６で得られた酸化鉄多孔体は、含水量が７．７質量％以下であった。
【０１０５】
（実施例７）
反応液を得る工程において混合液中にＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏのみを添加する代わりに、混合液中にＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２ＯとＭｎ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏとを添加し、反応液中のＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２ＯとＭｎ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏと界面活性剤とのモル比（［ＦｅＣｌ３・９Ｈ２Ｏ］：［Ｍｎ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ］：［界面活性剤］）が０．０４：０．０２：０．０３となるようにした以外は、実施例１と同様にして、酸化鉄多孔体を得た。
【０１０６】
このようにして調製された酸化鉄多孔体においては、その製造方法から、ケイ素、アルミニウム、スズ、亜鉛及びチタンの酸化物からなる不純物の総量が０質量％であることは明らかである。また、このようにして調製された酸化鉄多孔体は、その製造方法からマンガン（Ｍｎ）を含有するものとなることが分かる。なお、このような酸化鉄多孔体を用いて高周波プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰＳ）により元素分析を行ったところ、マンガン（Ｍｎ）の含有量は、鉄の総量に対するモル比（［Ｍｎ］：［Ｆｅ］）が０．５０８：１となる量であった。
【０１０７】
また、このようにして実施例７で得られた酸化鉄多孔体に対して、実施例１と同様にＸＲＤ測定、２ラインフェリハイドライト相の含有比率の測定、細孔径分布曲線の測定、透過型電子顕微鏡による測定及びＴＧ／ＤＴＡ分析を行った。このような測定の結果として、実施例７で得られた酸化鉄多孔体の低角域のＸ線回折パターンを図１１に示し、実施例７で得られた酸化鉄多孔体の広角域のＸ線回折パターンを図１２に示す。また、窒素吸着・脱着等温線を図１３に示し、細孔径分布曲線を図１４に示す。
【０１０８】
図１１に示す低角のＸＲＤパターンからも明らかなように、２θが０．５°〜３°の範囲にピークが見られ、メソ細孔構造を有することが確認された。また、図１２に示す結果に基づいて、２θが３３．１°付近の位置におけるピークからシェラーの式により酸化鉄の一次粒子の平均粒子径を求めたところ、一次粒子の平均粒子径は２．０ｎｍであることが確認された。さらに、ＸＲＤ測定の結果から、実施例７で得られた酸化鉄多孔体においては、ＸＲＤパターンにおいて結晶の（１１０）面に由来するピークと結晶の（３００）面に由来するピークの２本のピークを有する２ラインフェリハイドライト相を含有することが確認された。また、実施例７で得られた酸化鉄多孔体について、ＸＲＤ測定の結果に基づいて２ラインフェリハイドライト相の含有比率を求めたところ、２ラインフェリハイドライト相の含有比率は全酸化鉄の結晶中に１００質量％であることが確認された。また、窒素吸着・脱着等温線（図１３）及び細孔径分布曲線（図１４）のデータから、中心細孔直径は４．８ｎｍであり、細孔容積が０．４１ｃｍ３／ｇであり、比表面積が２９１ｍ２／ｇであり、中心細孔直径の±４０％の範囲に全細孔容積の７１％以上が含まれていることが確認され、非常に均一な細孔径を有するものであることが分かった。また、窒素吸着・脱着等温線において相対圧Ｐ／Ｐ０の値が０．４〜１．０の範囲にある位置でＩＵＰＡＣで規定されるＩＶ型のヒステリシス曲線が確認され、酸化鉄多孔体がメソ細孔構造を有することが確認された。更に、透過型電子顕微鏡及び高分解能透過電子顕微鏡による測定の結果、実施例７で得られた酸化鉄多孔体は、酸化鉄の一次粒子が凝集した凝集体からなるものあり、これにより２次細孔が形成されていることが確認されるとともに、主な一次粒子の粒子径は４〜６ｎｍの範囲内にあり、２次粒子径が２０〜３００ｎｍの範囲にあることが分かった。また、ＴＧ／ＤＴＡ分析の結果、実施例７で得られた酸化鉄多孔体は、含水量が２．８質量％以下であった。
【０１０９】
（比較例１）
特開２００５−２８８４３９号公報に記載されている方法に沿って、フェリハイドライト相を有する酸化鉄を調製した。すなわち、先ず、Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ（０．０６モル：２４．２４ｇ）を３００ｍｌの蒸留水に溶解させた後、２時間攪拌して鉄塩の溶液を得た。次に、前記鉄塩の溶液を撹拌しながら、前記鉄塩の溶液に対して１ＭのＮａＯＨ水溶液をｐＨが７．５となるまで２ｍＬ／分のスピードで滴下し、更に１時間攪拌した。その後、前記溶液中に析出した沈殿物をろ過し、蒸留水で洗浄した後、７５℃の温度条件で１２時間乾燥して、比較のための酸化鉄を得た。
【０１１０】
比較例１で得られた酸化鉄に対して、実施例１と同様にＸＲＤ測定、２ラインフェリハイドライト相の含有比率の測定及び細孔径分布曲線の測定を行った。このような測定の結果として、比較例１で得られた酸化鉄の低角域のＸ線回折パターンを図１５を示し、比較例１で得られた酸化鉄の広角域のＸ線回折パターンを図１６に示し、窒素吸着・脱着等温線を図１７に示し、細孔径分布曲線を図１８に示す。
【０１１１】
図１６に示す広角域のＸ線回折パターンに基づいて、２θが３３．１°付近の位置におけるピークからシェラーの式により酸化鉄の一次粒子の平均粒子径を求めたところ、一次粒子の平均粒子径は１．７ｎｍであることが確認された。また、図１６から、比較例１で得られた酸化鉄においては２ラインフェリハイドライト相を有することが確認された。更に、２ラインフェリハイドライト相の含有比率は１００質量％であることが確認された。しかしながら、比較例１で得られた酸化鉄においては、図１５に示す低角域のＸＲＤパターンにおいて、メソ多孔質を示すピークが確認されず、更に、窒素吸着・脱着等温線（図１７）において、ヒステリシスが確認されず、ＢＪＨによる細孔分布曲線（図１８）においてもメソ細孔分布が確認されなかった。このように、比較例１で得られた酸化鉄はメソ細孔構造を有するものとはならなかった。更に、このようにして得られた酸化鉄は、図１７及び図１８に示すデータから、比表面積が２２６ｍ２／ｇであり、細孔容積０．１３ｃｍ３／ｇであることが確認された。
【０１１２】
（比較例２）
２００８年に発行されたJournal  of  American  Chemical  Societyのvol.130の２８０頁〜２８７頁の“Synthesis  and  magnetic  investigations  of  ordered  mesoporous  two−line  ferrihydrite”に記載された方法に沿って、フェリハイドライト相を有する酸化鉄を調製した。すなわち、先ず、２０ｍＬのエタノール中に０．８ＭのＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏを溶解して得られた混合液に、２ｇのＫＩＴ−６（シリカ）を添加して、室温（２５℃）で１時間攪拌して第一の反応液を得た。次に、前記第一の反応液中のエタノールを５０℃の温度条件で蒸発させた後、２００℃で６時間焼成して固形物を得た。次いで、その固形物を、２０ｍＬのエタノール中に０．８ＭのＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏを溶解して得られた混合液中に添加し、室温（２５℃）で１時間攪拌して第二の反応液を得た。その後、前記第二の反応液中のエタノールを５０℃の温度条件で蒸発させた後、２００℃で６時間焼成し、ＫＩＴ−６（シリカ）と酸化鉄との複合体を得た。なお、この複合体中の酸化鉄の含有量は５０質量％であった。次に、複合体中に存在するＫＩＴ−６（シリカ）をＮａＯＨ水溶液（複合体中の酸化鉄５ｇにつき２ＭのＮａＯＨ水溶液が１５０ｍｌとなるような量を使用）中に浸漬して除去した後、得られた酸化鉄を水２Ｌ中に添加して洗浄し、ろ過する工程を、そのろ液のｐＨが７になるまで数回繰り返した後（水のトータル使用量２Ｌ）、ろ過し、５０℃で乾燥させて、比較のための酸化鉄を得た。
【０１１３】
このようにして比較例２で得られた酸化鉄に対して、実施例１と同様にＸＲＤ測定、２ラインフェリハイドライト相の含有比率の測定及び細孔径分布曲線の測定を行った。このような測定の結果として、比較例２で得られた酸化鉄の低角域のＸ線回折パターンを図１９を示し、比較例２で得られた酸化鉄の広角域のＸ線回折パターンを図２０に示し、窒素吸着・脱着等温線を図２１に示し、細孔径分布曲線を図２２に示す。
【０１１４】
図２０に示す広角域のＸＲＤパターンから、シェラーの式により酸化鉄の一次粒子の平均粒子径を求めたところ、一次粒子の平均粒子径は２．７ｎｍであることが確認された。また、図２０から、比較例２で得られた酸化鉄においては２ラインフェリハイドライト相を有することが確認された。更に、２ラインフェリハイドライト相の含有比率が１００質量％であることが確認された。更に、図１９に示す低角域のＸＲＤパターンにおいて２θが０．５°〜３°にピークが確認されるとともに、窒素吸着・脱着等温線（図２１）において相対圧Ｐ／Ｐ０の値が０．４〜１．０の範囲にある位置でＩＵＰＡＣで規定されるIV型のヒステリシス曲線が確認され、比較例２で得られた酸化鉄がメソ細孔構造を有する多孔体であることが確認された。また、窒素吸着・脱着等温線（図２１）及びＢＪＨによる細孔分布曲線（図２２）のデータから、中心細孔直径が３．８ｎｍであり、比表面積が１７７ｍ２／ｇであり、細孔容積０．３３ｃｍ３／ｇであることが確認された。なお、このような比較例２で得られた酸化鉄の多孔体においては、細孔のテンプレートとしてＫＩＴ−６（シリカ）を用いており、高周波プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰＳ）により元素分析することにより測定される、酸化鉄の総量中のシリカ（二酸化ケイ素：酸性酸化物）の含有量が１．５質量％であることが確認された。
【０１１５】
（比較例３）
焼成時の温度条件を３００℃から５００℃に変更した以外は、実施例１と同様にして、比較のための酸化鉄を得た。
【０１１６】
このようにして比較例３で得られた酸化鉄に対して、実施例１と同様にＸＲＤ測定、２ラインフェリハイドライト相の含有比率の測定及び細孔径分布曲線の測定を行った。このような測定の結果として、比較例３で得られた酸化鉄の低角域のＸ線回折パターンを図２３に示し、比較例３で得られた酸化鉄の広角域のＸ線回折パターンを図２４に示し、窒素吸着・脱着等温線を図２５に示し、細孔径分布曲線を図２６に示す。
【０１１７】
図２４に示すＸＲＤパターンの結果に基づいて、２θが３３．１°付近の位置におけるピークからシェラーの式により酸化鉄の一次粒子の平均粒子径を求めたところ、酸化鉄の一次粒子の平均粒子径は１７．３ｎｍであることが確認された。また、図２４から、比較例３で得られた酸化鉄はα−Ｆｅ２Ｏ３を含有することが確認された。更に、２ラインフェリハイドライト相の含有比率の測定結果から、α−Ｆｅ２Ｏ３の含有比率が１００質量％であることが確認された。また、図２３に示す低角域のＸＲＤパターンにおいて２θが０．５°〜３°の位置にピークが確認されるとともに、窒素吸着・脱着等温線（図２５）において相対圧Ｐ／Ｐ０の値が０．４〜１．０の範囲にある位置でＩＵＰＡＣで規定されるIV型のヒステリシス曲線が確認され、比較例３で得られた酸化鉄がメソ細孔構造を有する多孔体であることが確認された。また、窒素吸着・脱着等温線（図２５）及びＢＪＨによる細孔分布曲線（図２６）のデータから、中心細孔直径が７．２ｎｍであり、比表面積が９７ｍ２／ｇであり、細孔容積０．３０ｃｍ３／ｇであることが確認された。
【０１１８】
（比較例４）
３００ｍｌの１−プロパノール中に３４．０４ｇのポリオキシエチレン（２０）セチルエーテル（界面活性剤：Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ５８」）を添加し、混合して、１−プロパノール中に１２．４２質量％の界面活性剤が含有された混合液を得た。次に、前記混合液中にＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏを添加し、２時間撹拌して、反応液を得た。なお、前記混合液中へのＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏの添加量は、得られる反応液中でのＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏと界面活性剤とのモル比（［Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ］：［界面活性剤］）が０．０６：０．０３となるようにした。次いで、前記反応液を撹拌しながら、４６質量％のＫＯＨ水溶液を前記反応液に対して滴下し、前記反応液のｐＨを７．５に調整し、更に３時間攪拌して、反応液中に沈殿物を析出せしめた。次いで、前記沈殿物の析出した反応液を容量が１Ｌの密閉型の容器に投入した後、その容器をオーブン内に導入して、前記容器内での自然加圧条件下、５０℃の温度条件で３日間加熱熟成した。次に、前記加熱熟成後の前記反応液の中か沈殿物を濾過して取り出した後、その沈殿物を２．５Ｌの蒸留水で洗浄し、乾燥させた。このようにして乾燥させた沈殿物をめのう乳鉢中で粉砕して、粉末を得た。その後、前記粉末３ｇを１００ｍｌのエタノール中に添加し、２４時間攪拌した。次に、前記エタノール中から前記粉末をろ過により取り出し、乾燥させた後、４７５℃の温度条件で３時間焼成して、酸化鉄多孔体を得た。
【０１１９】
このようにして比較例４で得られた酸化鉄多孔体に対して、実施例１と同様にＸＲＤ測定、２ラインフェリハイドライト相の含有比率の測定及び細孔径分布曲線の測定を行った。このような測定結果から、比較例４で得られた酸化鉄の一次粒子の平均粒子径は８．５ｎｍであることが確認された。また、比較例４で得られた酸化鉄においては、２ラインフェリハイドライト相の含有比率が９０質量％であり、残りがα−Ｆｅ２Ｏ３及びγ−Ｆｅ２Ｏ３であることが確認された。また、低角域のＸＲＤパターンにおいて２θが０．５°〜３°にピークが確認されるとともに、窒素吸着・脱着等温線において相対圧Ｐ／Ｐ０の値が０．４〜１．０の範囲にある位置でＩＵＰＡＣで規定されるIV型のヒステリシス曲線が確認され、比較例４で得られた酸化鉄多孔体がメソ細孔構造を有する多孔体であることが確認された。更に、窒素吸着・脱着等温線及びＢＪＨによる細孔分布曲線のデータから、中心細孔直径が６．２ｎｍであり、比表面積が１５３ｍ２／ｇであり、細孔容積０．３３ｃｍ３／ｇであることが確認された。
【０１２０】
（比較例５）
２００ｍｌの１−プロパノール中に３４．０４ｇのポリオキシエチレン（２０）セチルエーテル（界面活性剤：Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製の商品名「Ｂｒｉｊ  ５８」）を添加し、混合して、１−プロパノール中に１７．５４質量％の界面活性剤が含有された混合液を得た。次に、前記混合液中にＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏを添加し、２時間撹拌して、反応液を得た。なお、前記混合液中へのＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏの添加量は、得られる反応液中でのＦｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏと界面活性剤とのモル比（［Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ］：［界面活性剤］）が０．０６：０．０３となるようにした。次いで、前記反応液を撹拌しながら、２８質量％のＮＨ３水溶液を前記反応液に対して滴下し、前記反応液のｐＨを７．５に調整し、更に３時間攪拌して、反応液中に沈殿物を析出せしめた。次いで、前記沈殿物の析出した反応液を容量が１Ｌの密閉型の容器に投入した後、その容器をオーブン内に導入して、前記容器内での自然加圧条件下、５０℃の温度条件で３日間加熱熟成した。次に、前記加熱熟成後の前記反応液の中か沈殿物を濾過して取り出した後、その沈殿物を２．５Ｌの蒸留水で洗浄し、乾燥させた。このようにして乾燥させた沈殿物をめのう乳鉢中で粉砕して、粉末を得た。その後、前記粉末３ｇを１００ｍｌのエタノール中に添加し、２４時間攪拌した。次に、前記エタノール中から前記粉末をろ過により取り出し、乾燥させた後、４７５℃の温度条件で３時間焼成して、酸化鉄多孔体を得た。
【０１２１】
このようにして比較例５で得られた酸化鉄多孔体に対して、実施例１と同様にＸＲＤ測定、２ラインフェリハイドライト相の含有比率の測定及び細孔径分布曲線の測定を行った。このような測定結果から、比較例５で得られた酸化鉄の一次粒子の平均粒子径は７．０ｎｍであることが確認された。また、比較例５で得られた酸化鉄においては、２ラインフェリハイドライト相の含有比率が６５質量％であり、残りがα−Ｆｅ２Ｏ３であることが確認された。また、低角域のＸＲＤパターンにおいて２θが０．５°〜３°にピークが確認されるとともに、窒素吸着・脱着等温線において相対圧Ｐ／Ｐ０の値が０．４〜１．０の範囲にある位置でＩＵＰＡＣで規定されるIV型のヒステリシス曲線が確認され、比較例５で得られた酸化鉄多孔体がメソ細孔構造を有する多孔体であることが確認された。更に、窒素吸着・脱着等温線及びＢＪＨによる細孔分布曲線のデータから、中心細孔直径が１０．２ｎｍであり、比表面積が１４５ｍ２／ｇであり、細孔容積０．３０ｃｍ３／ｇであることが確認された。
【０１２２】
［空気浄化性能の評価］
実施例１及び実施例６〜７で得られた酸化鉄多孔体と比較例１〜５で得られた酸化鉄とを、それぞれ０．１ｇ試料として用い、空気浄化性能の測定を行った。すなわち、先ず、ガス容器（５Ｌ）中に、試料（０．１ｇ）を導入した後、前記ガス容器中のガス雰囲気を３１．６７ｐｐｍのアセトアルデヒドと２０容量％の酸素と窒素（バランス）とからなるガス雰囲気とした。そして、室温（２５℃）で３時間経過した後のガス容器内のガス中のアセトアルデヒド濃度をガスクロマトグラフ（島津ＧＣ−１４Ｂ）によって測定した。また、試料を導入していないガス容器（５Ｌ）に対しても、同様にガス雰囲気を３１．６７ｐｐｍのアセトアルデヒドと２０容量％の酸素と窒素（バランス）とからなるガス雰囲気とし、室温（２５℃）で３時間経過した後のガス容器内のガス中のアセトアルデヒド濃度を測定した。そして、下記式：
［除去率（％）］＝（１―［試料を導入したガス容器中のアセトアルデヒド濃度］／［試料を導入しなかったガス容器中のアセトアルデヒド濃度］）×１００
により、反応前、１時間後、３時間後、５時間後、２４時間後のアセトアルデヒドの除去率を求めた。結果を表２に示す。
【０１２３】
【表２】
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【０１２４】
表２に示す結果からも明らかなように、本発明の酸化鉄多孔体（実施例１及び実施例６〜７）においては、十分に高度なアセトアルデヒドの除去性能が得られており、空気浄化材料にしようした際に、十分に高度な性能を示すことが確認された。一方、比較のための酸化鉄（比較例１〜５）においては、いずれもアセトアルデヒドの除去性能が十分なものとはならなかった。このような結果から、２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄のメソ多孔体であっても不純物（二酸化ケイ素）が１．５質量％含有された場合（比較例２）にはアセトアルデヒドの除去性能が十分とならないことが分かった。また、２ラインフェリハイドライト相を有する酸化鉄のメソ多孔体であっても、一次粒子の平均粒子径が８ｎｍを超えている場合（比較例４）や中心細孔直径が１０ｎｍを超えている場合（比較例５）においてもアセトアルデヒドの除去性能が十分とならないことが分かった。
【０１２５】
さらに、表２に示す結果からも明らかなように、実施例７で得られた遷移金属を含有する酸化鉄多孔体においては、反応開始から１時間後に、アセトアルデヒドの除去率が１００％となることが確認された。このような結果から、本発明の酸化鉄多孔体においては、遷移金属を含有させることによって、より高度なアセトアルデヒドの除去性能が得られることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
以上説明したように、本発明によれば、空気浄化材料として利用した場合に空気中に含まれる揮発性有機化合物（例えばアセトアルデヒド）等の反応分子に対して十分に高度な浄化性能を有することが可能な酸化鉄多孔体、その酸化鉄多孔体を用いた空気浄化材料、並びに、その酸化鉄多孔体を簡便な工程で効率よく製造することが可能な酸化鉄多孔体の製造方法を提供することが可能となる。このような本発明の酸化鉄多孔体は、吸着物質や反応基質を細孔内に速やかに拡散させることができるため、吸収材、触媒、触媒担体等として好適に利用でき、空気浄化材料に特に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図４】
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【図５】
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【図１０】
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【図１８】
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【図２２】
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【図２６】
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