(57)【要約】【課題】吸着水量が少ないアルミニウムケイ酸塩複合体を提供する。【解決手段】アルミニウムケイ酸塩と、アルミニウムケイ酸塩の表面に配置される炭素と、を有するアルミニウムケイ酸塩複合体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムケイ酸塩と、
アルミニウムケイ酸塩の表面に配置される炭素と、
を有するアルミニウムケイ酸塩複合体。
【請求項２】
炭素含有比率が０．１質量％〜５０質量％である請求項１記載のアルミニウムケイ酸塩複合体。
【請求項３】
ラマンスペクトル解析から得られるＲ値が０．１〜５．０である請求項１又は請求項２に記載のアルミニウムケイ酸塩複合体。
【請求項４】
アルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．１〜５００である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のアルミニウムケイ酸塩複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアルミニウムケイ酸塩複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゼオライト等のアルミニウムケイ酸塩は吸着能に優れるため、有害汚染物質吸着剤、浄水剤、悪臭除去剤等として広く用いられている。アルミニウムケイ酸塩は表面に水酸基を有するため水を吸着するという利点を有しているが、一方で、非水系溶媒又は有機溶媒に分散させることが困難であるという課題を有している。
【０００３】
そこで、非水系溶媒又は有機溶媒に分散させる方法として、アルミニウムケイ酸塩の表面を修飾する方法が挙げられる。具体的には例えば、超臨界処理により溶媒分子をアルミニウムケイ酸塩の表面に修飾する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
アルミニウムケイ酸塩の表面修飾の他の方法としては、水溶性ポリマーで表面修飾する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１６１０４８号公報
【特許文献２】特許第４１６１０４９号公報
【特許文献３】特許第４１３３５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の方法では、超臨界下で溶媒を表面に修飾するため、修飾基の種類が限定される。また装置導入のためのコストもかかる。また、特許文献３の方法の場合、水溶性ポリマーが側鎖に水酸基を有していることから、アルミニウムケイ酸塩の吸着水を低減する効果が大きくない。
本発明は吸着水量が少ないアルミニウムケイ酸塩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】
【０００７】
本発明は以下のとおりである。
［１］  アルミニウムケイ酸塩と、アルミニウムケイ酸塩の表面に配置される炭素と、を有するアルミニウムケイ酸塩複合体。
［２］  炭素含有比率が０．１質量％〜５０質量％である［１］に記載のアルミニウムケイ酸塩複合体。
［３］  ラマンスペクトル解析から得られるＲ値が０．１〜５．０である［１］又は［２］に記載のアルミニウムケイ酸塩複合体。
［４］  アルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．１〜５００である［１］〜［３］のいずれかに記載のアルミニウムケイ酸塩複合体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吸着水量が少ないアルミニウムケイ酸塩を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】製造例１及び製造例２に係るアルミニウムケイ酸塩の２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルである。
【図２】製造例１及び製造例２に係るアルミニウムケイ酸塩の２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルである。
【図３】製造例１及び製造例２に係るアルミニウムケイ酸塩の粉末Ｘ線回折スペクトルである。
【図４】製造例１に係るアルミニウムケイ酸塩の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図５】製造例２に係るアルミニウムケイ酸塩の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図６】本実施形態の一例である、管状のイモゴライトを模式的に示す図である。
【図７】本実施形態の一例である、アルミニウムケイ酸塩複合体の構成を示す概略断面図である。
【図８】本実施形態の他の例である、アルミニウムケイ酸塩複合体の構成を示す概略断面図である。
【図９】本実施形態の他の例である、アルミニウムケイ酸塩複合体の構成を示す概略断面図である。
【図１０】本実施形態の他の例である、アルミニウムケイ酸塩複合体の構成を示す概略断面図である。
【図１１】本実施形態の他の例である、アルミニウムケイ酸塩複合体の構成を示す概略断面図である。
【図１２】実施例における各試料のＸＲＤの測定結果を示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。更に本明細書において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
【００１１】
＜アルミニウムケイ酸塩複合体＞
本発明のアルミニウムケイ酸塩複合体は、アルミニウムケイ酸塩と、アルミニウムケイ酸塩の表面に配置される炭素と、を有するアルミニウムケイ酸塩複合体である。
本発明のアルミニウムケイ酸塩複合体は、上記構成とすることにより、炭素を表面に有しないアルミニウムケイ酸塩と比較して、吸着水量を低減させることができる。
【００１２】
また、本発明のアルミニウムケイ酸塩複合体におけるアルミニウムケイ酸塩は、アルミニウム（Ａｌ）とケイ素（Ｓｉ）とを含む酸化物塩である。ＳｉとＡｌとではその価数が異なるため、ＳｉとＡｌとの酸化物塩にはＯＨ基が多く存在し、これがイオン交換能を有している。これにより、アルミニウムケイ酸塩は、単位質量あたりに多くの金属イオンの吸着サイトを持ち、高比表面積で金属イオンを高選択的に吸着するという特性も併せ持つ。アルミニウムケイ酸塩複合体は、特に、リチウムイオン、ナトリウムイオン等よりも、ニッケルイオン、マンガンイオン、コバルトイオン、銅イオン、鉄イオン等の金属イオンに対して吸着しやすいという特異的な性質を示す傾向がある。本発明のアルミニウムケイ酸塩複合体は、金属イオンの吸着性及び吸着の選択性を損うことなく、吸着水量を低減させることができる。
【００１３】
上述したようなアルミニウムケイ酸塩複合体の中でも、金属イオンの吸着能及び金属イオンの選択性の点で、アルミニウムケイ酸塩複合体におけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．１〜５００であることが好ましく、元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．３〜１００であることがより好ましく、元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．３〜５０であることが更に好ましい。
【００１４】
また、アルミニウムケイ酸塩は無機酸化物であるため、熱安定性、及び溶剤中での安定性に優れている。このため、使用中に温度が上昇する用途、例えば、空気浄化フィルタ、水処理材、光吸収フィルム、電磁波シールドフィルム、半導体封止材及び電子材料においても安定して存在できる。
【００１５】
なお、アルミニウムケイ酸塩複合体が比較的低い吸着能を示すニッケルイオン、マンガンイオン、コバルトイオン、銅イオン、鉄イオン等を、本明細書では「不要な金属イオン」と称する場合がある。
【００１６】
［アルミニウムケイ酸塩］
本発明におけるアルミニウムケイ酸塩は、アルミニウムとケイ素とを含む酸化物塩である。アルミニウムとケイ素とを含む酸化物塩とすることにより、上述したイオン交換能を発揮し得る。本発明におけるアルミニウムケイ酸塩は、アルミニウムとケイ素とを含む酸化物塩であれば、特に制限はなく、他の金属元素を含むものであってもよい。本発明におけるアルミニウムケイ酸塩としては、例えば、アロフェン、カオリン、ゼオライト、サポナイト、モンモリロナイト、アタパルジャイト及びイモゴライトが挙げられる。
【００１７】
アルミニウムケイ酸塩の体積基準の平均粒子径は、最終的な所望のアルミニウムケイ酸塩複合体の大きさに合わせて、０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましく、０．５μｍ〜５０μｍであることがより好ましく、１μｍ〜３０μｍであることが更に好ましい。アルミニウムケイ酸塩の体積平均粒子径は、レーザー回折法を用いて測定される。レーザー回折法は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、株式会社島津製作所、ＳＡＬＤ３０００Ｊ）を用いて行うことができる。具体的には、アルミニウムケイ酸塩を、水等の分散媒に分散させて分散液を調製する。この分散液について、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて小径側から体積累積分布曲線を描いた場合に、累積５０％となる粒子径（Ｄ５０）を体積平均粒子径として求める。
【００１８】
アルミニウムケイ酸塩は、金属イオン吸着能が向上する観点から、ＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、２８０ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。ＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇ以上であると、単位質量あたりの不要な金属イオンの吸着量が大きくなるため効率がよく、少量のアルミニウムケイ酸塩で高い効果が得られる傾向にある。
【００１９】
アルミニウムケイ酸塩のＢＥＴ比表面積の上限値は特に制限が無いが、アルミニウムケイ酸塩中のＳｉとＡｌの一部がＳｉ−Ｏ−Ａｌという形で結合し、それが金属イオン吸着能の向上に寄与するという観点からは、ＢＥＴ比表面積は１５００ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１２００ｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、１０００ｍ２／ｇ以下であることが更に好ましい。
【００２０】
アルミニウムケイ酸塩のＢＥＴ比表面積は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８３０（２００１年）に準じて窒素吸着能から測定する。評価装置としては、窒素吸着測定装置（ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１、ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社）等を用いることができる。ＢＥＴ比表面積の測定を行う際には、試料表面及び構造中に吸着している水分がガス吸着能に影響を及ぼすと考えられることから、まず、加熱による水分除去の前処理を行う。
【００２１】
前記前処理では、０．０５ｇの測定試料を投入した測定用セルを、真空ポンプで１０Ｐａ以下に減圧した後、１１０℃で加熱し、３時間以上保持した後、減圧した状態を保ったまま常温（２５℃）まで自然冷却する。この前処理を行った後、評価温度を７７Ｋとし、評価圧力範囲を相対圧（飽和蒸気圧に対する平衡圧力）にて１未満として測定する。
【００２２】
アルミニウムケイ酸塩は、金属イオンの吸着能が向上する観点から、全細孔容積が０．１ｃｍ３／ｇ以上であることが好ましく、０．１２ｃｍ３／ｇ以上であることがより好ましく、０．１５ｃｍ３／ｇ以上であることが更に好ましい。また、全細孔容積の上限値は特に制限が無い。単位質量当たりの空気中の水分吸着量を抑える観点からは、全細孔容積は１．５ｃｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１．２ｃｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、１．０ｃｍ２／ｇ以下であることが更に好ましい。
【００２３】
アルミニウムケイ酸塩の全細孔容積は、ＢＥＴ比表面積に基づき、相対圧が０．９５以上１未満の範囲で得られたデータの中、相対圧１に最も近いガス吸着量を液体に換算して求める。
【００２４】
不要な金属イオンのイオン半径が０．０１ｎｍ〜０．１ｎｍという観点から、アルミニウムケイ酸塩の平均細孔直径は１．５ｎｍ以上であることが好ましく、２．０ｎｍ以上であることがより好ましい。平均細孔直径が前記範囲であると、不要な金属イオンが配位子を伴った状態で吸着サイトまで移動する場合でも効率よく不要な金属イオンを吸着できる。また、平均細孔直径の上限値は特に制限が無い。平均細孔直径が小さくなると、比表面積が大きくなる傾向があるため、５０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましく、５．０ｎｍ以下であることが更に好ましい。アルミニウムケイ酸塩の平均細孔直径は、ＢＥＴ比表面積及び全細孔容積に基づき、全細孔が１つの円筒形細孔で構成されていると仮定して求める。
【００２５】
（アロフェン）
本発明におけるアロフェンとは、元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．１〜１．０である非晶質のアルミニウムケイ酸塩であって、中空球の構造体を形成すると言われているアルミニウムケイ酸塩を意味する。このようなアロフェンとしては、例えば、ｎＳｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３・ｍＨ２Ｏ［ｎ＝１〜２、ｍ＝２．５〜３］で示される組成を有するものが挙げられる。
【００２６】
アロフェンにおけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．２〜１．０であることが好ましく、０．５〜１．０であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能が高まる。なお、元素モル比Ｓｉ／ＡｌはＩＣＰ発光分光分析（例えば、株式会社日立製作所、ＩＣＰ発光分析装置：Ｐ−４０１０）を用いて、常法によりＳｉ及びＡｌそれぞれの原子濃度を求めて、得られた原子濃度から算出される。以下、元素モル比の測定方法は同様である。
【００２７】
本発明におけるアロフェンは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。アロフェンの市販品としては、製品名セカード（品川化成株式会社）等が挙げられる。
【００２８】
（カオリン）
本発明におけるカオリンとは、層状構造をとるアルミニウムケイ酸塩であって、カオリナイト、ナクライト、ディッカイト、ハロイサイト、加水ハロイサイト等の１種又は２種以上から形成されるアルミニウムケイ酸塩を意味する。このようなカオリンとしては、例えば、Ａｌ２ＳｉＯ５・（Ｈ２Ｏ）４・ｎＨ２Ｏ［ｎ＝０〜５］で示される組成を有するものが挙げられる。
【００２９】
カオリンにおけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．１〜２．０であることが好ましく、０．５〜１．５であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能が高まる。
【００３０】
本発明におけるカオリンは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。カオリンの市販品としては、製品名ＡＳＰ−２００（林化成株式会社）等が挙げられる。
【００３１】
（ゼオライト）
本発明におけるゼオライトとは、アルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌが１〜５００であるアルミニウムケイ酸塩であり、塩としてアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含み、沸石とも称される物質を意味する。このようなゼオライトとしては、例えば、Ｘ２／ｎＯ・Ａｌ２Ｏ３・ｙＳｉＯ２・ｚＨ２Ｏ［Ｘ＝Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ等の金属カチオン、ｎ＝金属Ｘの原子価、ｙ＝２〜２００、ｚ＝０以上］で示される組成を有するものが挙げられる。
【００３２】
ゼオライトの元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、１〜１００であることが好ましく、１〜５０であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能が高まる。
【００３３】
本発明におけるゼオライトは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。ゼオライトの市販品としては、製品名ＳＰ＃６００（日東粉化工業株式会社）、モレキュラーシーブス４Ａ（和光純薬工業株式会社）、モレキュラーシーブス１３Ｘ（和光純薬工業株式会社）等が挙げられる。
【００３４】
（サポナイト）
本発明におけるサポナイトとは、構造中にＭｇ、Ｃａ等の金属カチオンを含むスメクタイト族（３八面体型スメクタイト）の層状粘土化合物であるアルミニウムケイ酸塩を意味する。このようなサポナイトとしては、例えば、Ｘ０．３３（Ｍｇ３）（Ａｌ０．３３Ｓｉ３．６７）Ｏ１０（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏ［Ｘ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ等の金属カチオン、ｎ＝０以上］で示される組成を有するものが挙げられる。
【００３５】
サポナイトにおけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、２〜５０であることが好ましく、５〜３０であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能が高まる。
【００３６】
本発明におけるサポナイトは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。サポナイトの市販品としては、製品名スメクトン（クニミネ工業株式会社）等が挙げられる。
【００３７】
（モンモリロナイト）
本発明におけるモンモリロナイトとは、構造中にＭｇ、Ｃａ等の金属カチオンを含むスメクタイト族（２八面体型スメクタイト）の層状粘土化合物であるアルミニウムケイ酸塩を意味する。このようなモンモリロナイトとしては、例えば、（Ｎａ、Ｃａ）０．３３（Ａｌ１．６７，Ｍｇ０．３３）ＳｉＯ４Ｏ１０（ＯＨ）２：ｎＨ２Ｏで示される組成を有するものが挙げられる。
【００３８】
モンモリロナイトにおけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、２〜５０であることが好ましく、５〜３０であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能がより高まる。
【００３９】
本発明におけるモンモリロナイトは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。モンモリロナイトの市販品としては、製品名クニピア（クニミネ工業株式会社）等が挙げられる。
【００４０】
（アタパルジャイト）
本発明におけるアタパルジャイトとは、パリゴルスカイトとも称される、繊維状の結晶構造を有するアルミニウムケイ酸塩を意味する。このようなアタパルジャイトとしては、例えば、Ｍｇ（Ａｌ０．５〜１Ｆｅ０〜０．５）Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）・４Ｈ２Ｏで示される組成を有するものが挙げられる。
【００４１】
アタパルジャイトにおけるアルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、２〜５０であることが好ましく、５〜３０であることがより好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上述したイオン交換能がより高まる。
【００４２】
本発明におけるアタパルジャイトは、合成したものであってもよく、市販品を購入して用いてもよい。アタパルジャイトの市販品としては、製品名アタゲル（林化成株式会社）等が挙げられる。
【００４３】
（イモゴライト）
本発明におけるイモゴライトとは、アルミニウム（Ａｌ）に対するケイ素（Ｓｉ）の元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．３〜１．０のアルミニウムケイ酸塩であって、上記以外のものを意味する。このようなイモゴライトは、例えば、ｎＳｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３・ｍＨ２Ｏ［ｎ＝０．６〜２．０、ｍ＝０以上］で示される組成を有するものが挙げられる。
【００４４】
金属イオンの吸着能の観点から、イモゴライトとしては、元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．３以上１．０未満であることが好ましい。この範囲の元素モル比とすることにより、イモゴライトは、マンガンイオン、ニッケルイオン、銅イオン、鉄イオン等の不要な金属イオンの吸着能により優れ、一方、リチウムイオンに対する吸着能がより低くなる傾向がある。
【００４５】
元素モル比Ｓｉ／Ａｌを０．３以上とすることにより、金属イオン吸着能の向上に寄与しないＡｌの量が過剰となることを回避しやすくなり、単位質量あたりのイオン吸着能が低下しにくくなる傾向がある。また元素モル比Ｓｉ／Ａｌを１．０未満とすることにより、金属イオン吸着能の向上に寄与しないＳｉの量が過剰となることを回避しやすくなり、単位質量あたりのイオン吸着能が低下しにくくなる傾向がある。また元素モル比Ｓｉ／Ａｌを１．０未満とすることにより、吸着する金属イオンの選択性の低下をより回避しやすくなる傾向がある。
【００４６】
イモゴライトの元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．４〜０．６であることがより好ましく、０．４５〜０．５５であることが更に好ましい。この範囲の元素モル比Ｓｉ／Ａｌとすることにより、上記傾向が更に高まる。
【００４７】
イモゴライトは、２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて３ｐｐｍ近辺にピークを有することが好ましい。２７Ａｌ−ＮＭＲ測定装置としては、例えば、ブルカー・バイオスピン株式会社、ＡＶ４００ＷＢ型を用いることができる。具体的な測定条件は以下の通りである。
【００４８】
共鳴周波数：１０４ＭＨｚ
測定方法：ＭＡＳ（シングルパルス）
ＭＡＳ回転数：１０ｋＨｚ
測定領域：５２ｋＨｚ
データポイント数：４０９６
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ（測定領域／データポイント数）：１２．７Ｈｚ
パルス幅：３．０μｓｅｃ
遅延時間：２秒
化学シフト値基準：α−アルミナを３．９４ｐｐｍ
ｗｉｎｄｏｗ関数：指数関数
Ｌｉｎｅ  Ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ係数：１０Ｈｚ
【００４９】
図１に、イモゴライトの一例として、後述の製造例１及び製造例２に係るイモゴライトの２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルを示す。
【００５０】
図１に示すように、イモゴライトは、２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、３ｐｐｍ近辺にピークを有することが好ましい。３ｐｐｍ近辺のピークは、６配位のＡｌに由来するピークであると推定される。更に、５５ｐｐｍ付近にピークが存在してもよい。５５ｐｐｍ付近のピークは、４配位のＡｌに由来するピークであると推定される。
【００５１】
イモゴライトは、金属イオン吸着能と金属イオン選択性の観点から、２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、３ｐｐｍ近辺のピークに対する５５ｐｐｍ付近のピークの面積比率（５５ｐｐｍ付近のピーク／３ｐｐｍ近辺のピーク）が、２５％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましく、１５％以下であることが更に好ましい。
またイモゴライトは、金属イオン吸着能と金属イオン選択性の観点から、２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、３ｐｐｍ近辺のピークに対する５５ｐｐｍ付近のピークの面積比率が、１％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることが更に好ましい。
【００５２】
イモゴライトは、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおいて−７８ｐｐｍ近辺及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有することが好ましい。かかる特定の２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルを示すイモゴライトであることにより、金属イオン吸着能及び金属イオン選択性がより向上する。
【００５３】
２９Ｓｉ−ＮＭＲ測定装置としては、例えば、ブルカー・バイオスピン株式会社、ＡＶ４００ＷＢ型を用いることができる。具体的な測定条件は以下の通りである。
【００５４】
共鳴周波数：７９．５ＭＨｚ
測定方法：ＭＡＳ（シングルパルス）
ＭＡＳ回転数：６ｋＨｚ
測定領域：２４ｋＨｚ
データポイント数：２０４８
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ（測定領域／データポイント数）：５．８Ｈｚ
パルス幅：４．７μｓｅｃ
遅延時間：６００秒
化学シフト値基準：ＴＭＳＰ−ｄ４（３−（トリメチルシリル）（２，２，３，３−２Ｈ４）プロピオン酸ナトリウム）を１．５２ｐｐｍ
ｗｉｎｄｏｗ関数：指数関数
Ｌｉｎｅ  Ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ係数：５０Ｈｚ
【００５５】
図２に、イモゴライトの一例として、後述の製造例１及び製造例２に係るイモゴライトの２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルを示す。
【００５６】
図２に示すように、イモゴライトは、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおいて、−７８ｐｐｍ近辺及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有することが好ましい。−７８ｐｐｍ近辺に現れるピークＡは、イモゴライト、アロフェン等の結晶構造のアルミニウムケイ酸塩に由来し、また、ＨＯ−Ｓｉ−（ＯＡｌ）３という構造に起因すると考えられる。
また−８５ｐｐｍ近辺に現れるピークＢは、粘土構造のアルミニウムケイ酸塩又は非晶質構造のアルミニウムケイ酸塩と考えられる。したがって、−７８ｐｐｍ近辺及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有するイモゴライトは、結晶構造のイモゴライトと、粘土構造又は非晶質構造のイモゴライトとの混合物又は複合体であると推定される。
【００５７】
特に、−７８ｐｐｍ近辺に現れるピークＡを有するイモゴライトは、単位質量当たりにＯＨ基が多く存在する。−７８ｐｐｍ近辺に現れるピークＡを有するイモゴライトは、イオン吸着能に優れ、イオンの吸着における選択性が顕著に高い。この結果、このイモゴライトは、マンガン等の不要な金属イオンを吸着するという特異的な性質を有する。
【００５８】
なお、イモゴライトは、層状粘土鉱物に由来する−８５ｐｐｍ近辺のピークを有さなくてもよい。ここでピークを有さないとは、−８５ｐｐｍ付近におけるベースラインからの変位がノイズレベル以下であることを意味し、具体的にはベースラインからの変位がノイズ幅の１００％以下であることを意味する。
【００５９】
イモゴライトは、金属イオン吸着能及び金属イオン選択性が向上する観点から、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおける−７８ｐｐｍ近辺のピークＡと、−８５ｐｐｍ近辺のピークＢの面積比率（ピークＢ／ピークＡ）が、０．４〜９．０であることが好ましく、１．５〜９．０であることがより好ましく、２．０〜９．０であることが更に好ましく、２．０〜７．０であることが極めて好ましく、２．０〜５．０であることが特に好ましく、２．０〜４．０であることが最も好ましい。
【００６０】
２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおける前記ピークの面積比率を求める際には、まず２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおいてベースラインを引く。図２では、−５５ｐｐｍと−１４０ｐｐｍとを結んだ直線をベースラインとする。
【００６１】
次に、−７８ｐｐｍ近辺に現れるピークと−８５ｐｐｍ近辺に現れるピークとの谷に当たる化学シフト値（図２では、−８１ｐｐｍ付近）で、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルの曲線を区切る。
【００６２】
−７８ｐｐｍ近辺のピークＡの面積は、図２においては、化学シフト軸と直交し−８１ｐｐｍを通る直線と、上記ベースラインと、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルの曲線と、に囲まれた領域の面積であり、−８５ｐｐｍ近辺のピークＢの面積は、化学シフト軸と直交し−８１ｐｐｍを通る直線と上記ベースラインと、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルの曲線と、に囲まれた領域の面積である。
なお、上記各ピークの面積は、ＮＭＲ測定装置に組み込まれた解析ソフトにより求めてもよい。
【００６３】
イモゴライトは、Ｘ線源としてＣｕＫα線を用いた粉末Ｘ線回折スペクトルにおいて２θ＝２６．９°及び４０．３°近辺にピークを有することが好ましい。また例えば、Ｘ線回折装置として株式会社リガク：Ｇｅｉｇｅｒｆｌｅｘ  ＲＡＤ−２Ｘ（製品名）を用いることができる。
【００６４】
図３に、イモゴライトの一例として、後述の製造例１及び製造例２に係るイモゴライトの粉末Ｘ線回折スペクトルを示す。
図３に示すように、イモゴライトは、粉末Ｘ線回折スペクトルにおいて、２θ＝２６．９°及び４０．３°近辺にピークを有する。２θ＝２６．９°及び４０．３°近辺のピークは、イモゴライトに由来するピークと推定される。
【００６５】
イモゴライトは、粉末Ｘ線回折スペクトルにおいて、２θ＝２０°及び３５°近辺の幅広なピークを有さなくてもよい。２θ＝２０°及び３５°近辺のピークは、低結晶性の層状の粘土鉱物のｈｋ０面の反射に起因するピークと考えられる。
ここで、２θ＝２０°及び３５°近辺のピークを有しないとは、２θ＝２０°及び３５°近辺におけるベースラインからの変位がノイズレベル以下であることを意味し、具体的にはベースラインからの変位がノイズ幅の１００％以下であることを意味する。
【００６６】
更に、製造例１に係るイモゴライトのように、イモゴライトは、２θ＝１８．８°、２０．３°、２７．８°、４０．６°及び５３．３°近辺にピークを有してもよい。２θ＝１８．８°、２０．３°、２７．８°、４０．６°及び５３．３°近辺のピークは、副生物である水酸化アルミニウムに由来するピークと推定される。なお、後述のイモゴライトの製造方法において、加熱処理時の加熱温度を１６０℃以下とすることで水酸化アルミニウムの析出をより抑えることができる。また、遠心分離による脱塩処理時のｐＨを調整することによって、水酸化アルミニウムの含有量を調整することができる。
【００６７】
また、製造例２に係るイモゴライトのように、イモゴライトは、２θ＝４．８°、９．７°及び１４．０°近辺にピークを有してもよい。更に、２θ＝１８．３°近辺にピークを有していてもよい。２θ＝４．８°、９．７°、１４．０°及び１８．３°近辺のピークは、管状のイモゴライトの単繊維が互いに沿って凝集して束状構造をとっていることに由来するピークと推定される。
【００６８】
図４及び図５に、イモゴライトの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真の一例を示す。図４に示すイモゴライトは、後述の製造例１に係るイモゴライトである。図５に示すイモゴライトは、後述の製造例２に係るイモゴライトである。
【００６９】
図４に示されるように、製造例１に係るイモゴライトには、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）において１００，０００倍で観察したときに、長さ５０ｎｍ以上の管状物が存在していない。製造例２に係るイモゴライトは、図５に示されるように、管状のいわゆるイモゴライトである。
イモゴライトには、金属イオン吸着能と金属イオン選択性の観点から、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）において１００，０００倍で観察したときに、長さ５０ｎｍ以上の管状物が存在していないことが好ましい。
【００７０】
イモゴライトの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の観察は、１００ｋＶの加速電圧で行う。また観察試料としては、後述する製造方法における第二洗浄工程（脱塩及び固体分離）前の加熱後溶液をＴＥＭ観察試料調製用の支持体上に滴下し、次いで、滴下した加熱後溶液を乾燥して薄膜としたものを用いる。なお、ＴＥＭ画像のコントラストが充分に得られない場合には、コントラストが充分に得られるように、加熱後溶液を適宜希釈したものを用いて観察試料を調製する。
【００７１】
図５に示されるような管状物は、後述のイモゴライトの製造方法において、ケイ酸イオン及びアルミニウムイオンが特定の濃度以下のときに、加熱処理を実施することで製造される。他方、図４に示されるような管状物が観察されないイモゴライトは、ケイ酸イオン及びアルミニウムイオンが特定の濃度以上のときに、加熱処理を実施することで製造される。
【００７２】
図６は、イモゴライトの一例である、管状のイモゴライトを模式的に示す図面である。図６に示すように、このイモゴライト１０は、管状物１０ａが複数（図６では３つ）集合した構造を有する。複数の管状物１０ａの間には、管状物１０ａの外壁により画定される隙間３０が形成される。イモゴライト１０は、管状物１０ａ同士により繊維構造が形成される傾向があり、管状物１０ａの筒内の内壁２０及び、複数の管状物１０ａの間の隙間３０を形成する管状物１０ａの外壁（外周面）を、金属イオンの吸着サイトとして利用できる。管状物１０ａの管部長さ方向の長さは、例えば、１ｎｍ〜１０μｍである。管状物１０ａは、例えば、円管状を呈しており、外径は、例えば、１．５ｎｍ〜３．０ｎｍであり、内径は、例えば、０．７ｎｍ〜１．４ｎｍである。
【００７３】
なお、管状のイモゴライトの繊維が透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真で観察される場合には、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおいて、ピークＢの面積が小さくなる傾向にある。
【００７４】
イモゴライトは、金属イオン吸着能が向上する観点から、ＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、２８０ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。ＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇ以上であると、単位質量あたりの不要な金属イオンの吸着量が大きくなるため効率がよく、少量のイモゴライトで高い効果が得られる傾向にある。
【００７５】
また、ＢＥＴ比表面積の上限値は特に制限が無いが、イモゴライト中のＳｉとＡｌの一部がＳｉ−Ｏ−Ａｌという形で結合し、それが金属イオン吸着能の向上に寄与するという観点からは、ＢＥＴ比表面積は１５００ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１２００ｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、１０００ｍ２／ｇ以下であることが更に好ましい。
【００７６】
イモゴライトのＢＥＴ比表面積は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８３０（２００１年）に準じて窒素吸着能から測定する。評価装置としては、窒素吸着測定装置（ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１、ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社）等を用いることができる。ＢＥＴ比表面積の測定を行う際には、試料表面及び構造中に吸着している水分がガス吸着能に影響を及ぼすと考えられることから、まず、加熱による水分除去の前処理を行う。
【００７７】
前記前処理では、０．０５ｇの測定試料を投入した測定用セルを、真空ポンプで１０Ｐａ以下に減圧した後、１１０℃で加熱し、３時間以上保持した後、減圧した状態を保ったまま常温（２５℃）まで自然冷却する。この前処理を行った後、評価温度を７７Ｋとし、評価圧力範囲を相対圧（飽和蒸気圧に対する平衡圧力）にて１未満として測定する。
【００７８】
イモゴライトは、金属イオンの吸着能が向上する観点から、全細孔容積が０．１ｃｍ３／ｇ以上であることが好ましく、０．１２ｃｍ３／ｇ以上であることがより好ましく、０．１５ｃｍ３／ｇ以上であることが更に好ましい。また、全細孔容積の上限値は特に制限が無い。単位質量当たりの空気中の水分吸着量を抑える観点からは、全細孔容積は１．５ｃｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１．２ｃｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、１．０ｃｍ２／ｇ以下であることが更に好ましい。
【００７９】
イモゴライトの全細孔容積は、ＢＥＴ比表面積に基づき、相対圧が０．９５以上１未満の範囲で得られたデータの中、相対圧１に最も近いガス吸着量を液体に換算して求める。
【００８０】
不要な金属イオンのイオン半径が０．０１ｎｍ〜０．１ｎｍという観点から、イモゴライトの平均細孔直径が、１．５ｎｍ以上であることが好ましく、２．０ｎｍ以上であることがより好ましい。平均細孔直径が前記範囲であると不要な金属イオンが配位子を伴った状態で吸着サイトまで移動する場合でも効率よく不要な金属イオンを吸着できる。また、平均細孔直径の上限値は特に制限が無い。平均細孔直径が小さくなると、比表面積が大きくなる傾向があるため、５０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましく、５．０ｎｍ以下であることが更に好ましい。イモゴライトの平均細孔直径は、ＢＥＴ比表面積及び全細孔容積に基づき、全細孔が１つの円筒形細孔で構成されていると仮定して求める。
【００８１】
本発明におけるイモゴライトは、合成してもよく、市販品を購入して用いてもよい。
イモゴライトを合成する場合、本発明におけるイモゴライトの製造方法は、ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を混合して反応生成物を得る工程と、前記反応生成物を、水性媒体中、酸の存在下で加熱処理する工程と、を有し、必要に応じてその他の工程を有することができる。得られるイモゴライトの収率、構造体形成等の観点から、少なくとも加熱処理する工程の後、好ましくは、加熱処理工程の前及び後で、脱塩及び固体分離を行う洗浄工程を有することが好ましい。
反応生成物であるイモゴライトを含む溶液から共存イオンを脱塩処理した後に、酸の存在下で加熱処理することで、金属イオン吸着能に優れるイモゴライトを効率よく製造することができる傾向にある。共存イオンとしては、ナトリウムイオン、塩化物イオン、過塩素酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン等が挙げられる。
これは、例えば、以下のように考えることができる。規則的な構造の形成を阻害する共存イオンが除去されたイモゴライトを、酸の存在下で加熱処理することで、規則的な構造を有するイモゴライトが形成される。イモゴライトが規則的な構造を有することで、金属イオンに対する親和性が向上し、効率よく金属イオンを吸着できると考えることができる。
【００８２】
イモゴライトの製造方法は、脱塩及び固体分離する工程を前記熱処理工程の前後に含むことがより好ましい。即ち、イモゴライトの好ましい製造方法の例は、（ａ）ケイ酸イオンを含む溶液及びアルミニウムイオンを含む溶液を混合して反応生成物を得る工程と、（ｂ）前記反応生成物を、脱塩及び固体分離する工程（第一洗浄工程）と、（ｃ）前記工程（ｂ）で固体分離されたものを水性媒体中、酸の存在下で加熱処理する工程（合成工程）と、（ｄ）前記工程（ｃ）で加熱処理して得られたものを、脱塩及び固体分離する工程（第二洗浄工程）と、を有し、必要に応じてその他の工程を有する方法である。以下、この好ましい製造方法に従って、イモゴライトの製造方法を説明する。
【００８３】
（ａ）反応生成物を得る工程
反応生成物を得る工程では、ケイ酸イオンを含む溶液と、アルミニウムイオンを含む溶液とを混合して、イモゴライト及び共存イオンを含む反応生成物を含有する混合溶液を得る。
【００８４】
（ａ−１）  ケイ酸イオン及びアルミニウムイオン
イモゴライトを製造する際、原料には、ケイ酸イオン及びアルミニウムイオンが必要となる。ケイ酸イオンを含む溶液（以下、「ケイ酸溶液」ともいう）を構成するケイ酸源としては、溶媒和した際にケイ酸イオンが生じるものであれば特に制限されない。ケイ酸源としては、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、アルミニウムイオンを含む溶液（以下、「アルミニウム溶液」ともいう）を構成するアルミニウム源は、溶媒和した際にアルミニウムイオンが生じるものであれば特に制限されない。アルミニウム源としては、塩化アルミニウム、過塩素酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、アルミニウムｓｅｃ−ブトキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８５】
溶媒としては、原料であるケイ酸源及びアルミニウム源と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができる。溶媒としては、具体的には、水、エタノール等を使用することができる。熱処理時における溶液中の共存イオンの低減、及び、取扱の容易さから、溶媒としては、水を用いることが好ましい。
【００８６】
（ａ−２）  混合比と溶液の濃度
これらの原料をそれぞれ溶媒に溶解させて原料溶液（ケイ酸溶液及びアルミニウム溶液）を調製した後、原料溶液を互いに混合して混合溶液を得る。このとき、特定の元素モル比Ｓｉ／Ａｌを有するイモゴライトを得るためには、混合溶液中のＳｉ及びＡｌの元素モル比Ｓｉ／Ａｌを、得られるイモゴライトにおけるＳｉ及びＡｌの元素モル比Ｓｉ／Ａｌに合わせて調整すればよく、例えば、０．３以上１．０未満となるように調整し、好ましくは０．３以上１．０未満となるように調整し、より好ましくは０．４〜０．６となるように調整し、更に好ましくは０．４５〜０．５５となるように調整する。元素モル比Ｓｉ／Ａｌを０．３以上１．０以下（好ましくは１．０未満）とすることで、所望の規則的な構造を有するイモゴライトが合成され易くなる。
【００８７】
また、原料溶液の混合の際には、アルミニウム溶液に対してケイ酸溶液を徐々に加えることが好ましい。このようにすることで、所望のイモゴライトの形成阻害要因となりうる、ケイ酸の重合を抑えることができる。
【００８８】
ケイ酸溶液のケイ素原子濃度は、特に制限されるものではない。好ましくは１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０００ｍｍｏｌ／Ｌである。
ケイ酸溶液のケイ素原子濃度が１ｍｍｏｌ／Ｌ以上であると、生産性が向上し、効率よく所望のイモゴライトを製造することができる。またケイ素原子濃度が１０００ｍｍｏｌ／Ｌ以下であると、ケイ素原子濃度に応じて生産性がより向上する。
【００８９】
アルミニウム溶液のアルミニウム原子濃度は、特に制限されるものではなく、好ましくは１００ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０００ｍｍｏｌ／Ｌである。
アルミニウム溶液のアルミニウム原子濃度が１００ｍｍｏｌ／Ｌ以上であると、生産性が向上し、効率よく所望のイモゴライトを製造することができる。またアルミニウム原子濃度が１０００ｍｍｏｌ／Ｌ以下であると、アルミニウム原子濃度に応じて生産性がより向上する。
【００９０】
（ｂ）第一洗浄工程（脱塩及び固体分離）
ケイ酸イオンを含む溶液とアルミニウムイオンを含む溶液とを混合し、得られた混合溶液に、共存イオンを含むイモゴライトを反応生成物として生成させた後、生成した共存イオンを含むイモゴライトを脱塩及び固体分離する第一洗浄工程を行う。第一洗浄工程では、混合溶液中から共存イオンの少なくとも一部を除去して混合溶液中の共存イオン濃度を低下させる。第一洗浄工程を行うことで、合成工程において所望のイモゴライトを形成し易くなる。
【００９１】
第一洗浄工程で、脱塩及び固体分離する方法は、ケイ酸源及びアルミニウム源に由来するケイ酸イオン以外のアニオン（塩化物イオン、硝酸イオン等）及びアルミニウムイオン以外のカチオン（ナトリウムイオン等）のうちの少なくとも一部を除去（脱塩）して固体分離できればよく、特に制限されるものではない。第一洗浄工程としては例えば、遠心分離を用いる方法、透析膜を用いる方法、及びイオン交換樹脂を用いる方法が挙げられる。
【００９２】
第一洗浄工程は、混合溶液中の共存イオンの濃度が所定の濃度以下になるように行うことが好ましい。ここで共存イオンの濃度としては、例えば、第一洗浄工程で得られる固体分離されたものを、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散させた場合５００ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすることができる。このような共存イオン濃度とするには、例えば、第一洗浄工程で得られる固体分離されたものを、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散させた場合に、その分散液の電気伝導率が４．０Ｓ／ｍ以下となるように洗浄を行うことが好ましく、１．０ｍＳ／ｍ〜３．０Ｓ／ｍとなるように洗浄を行うことがより好ましく、１．０ｍＳ／ｍ〜２．０Ｓ／ｍ以下となるように洗浄を行うことが更に好ましい。
分散液の電気伝導率が４．０Ｓ／ｍ以下であると、合成工程において所望のアルミニウムケイ酸塩がより形成しやすくなる傾向がある。
なお、電気伝導率は、株式会社堀場製作所：Ｆ−５５及び同社の一般的な電気伝導率セル：９３８２−１０Ｄを用いて、常温（２５℃）で測定される。
【００９３】
第一洗浄工程は、前記イモゴライトを溶媒に分散して分散物を得る工程と、前記分散物のｐＨを５〜８に調整する工程と、イモゴライトを析出させる工程とを含むことが好ましい。
例えば、第一洗浄工程を、遠心分離を用いて行う場合、以下のようにして行うことができる。分散物にアルカリ等を加えてｐＨを５〜８に調整する。ｐＨを調整した後の分散物を遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として固体分離する。固体分離されたものを溶媒に再分散させる。その際、分散物の容積を、例えば溶媒を用いて遠心分離前と同じ容積に戻すことが好ましい。再分散させた分散液を同様にして遠心分離して脱塩及び固体分離する操作を繰り返すことで、共存イオンの濃度を所定の濃度以下にすることができる。
【００９４】
第一洗浄工程においては、分散物のｐＨを例えば５〜８に調整する。分散物のｐＨは、５．５〜６．８であることが好ましく、５．８〜６．５であることがより好ましい。ｐＨ調整に用いるアルカリは特に制限されない。ｐＨ調整に用いるアルカリとしては、例えば水酸化ナトリウム及びアンモニアが好ましい。
【００９５】
遠心分離の条件は、製造規模、使用する容器の種類、使用する容器の大きさ等に応じて適宜選択される。遠心分離の条件としては、例えば、室温（２５℃）で、１２００Ｇ以上で１分間〜３０分間とすることができる。具体的には、遠心分離の条件としては、例えば、遠心分離装置として株式会社トミー精工：Ｓｕｐｒｅｍａ２３、及び同社のスタンダードロータＮＡ−１６を用いる場合、室温下、３０００ｍｉｎ−１（回転／分）（１４５０Ｇ）以上で５分間〜１０分間とすることができる。
【００９６】
第一洗浄工程における溶媒としては、原料と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができ、溶媒としては、具体的には、水、エタノール等を使用することができる。溶媒としては、加熱合成時における溶液中の共存イオンの低減、及び、取扱の容易さから、水を用いることが好ましく、純水を用いることがより好ましい。なお、繰り返し複数回の洗浄を行う際は、混合溶液のｐＨ調整を省略することが好ましい。
【００９７】
第一洗浄工程における脱塩及び固体分離の処理回数は、共存イオンの残存量に応じて適宜設定すればよい。例えば、処理回数は１回〜６回とすることができる。３回程度の洗浄を繰り返すと、共存イオンの残存量が所望のイモゴライトの合成に影響しない程度に少なくなる。
【００９８】
ｐＨ調整する際のｐＨ測定は、一般的なガラス電極を用いたｐＨメータによって測定できる。具体的には、例えば、株式会社堀場製作所製の製品名：ＭＯＤＥＬ（Ｆ−５１）を使用することができる。
【００９９】
（ｃ）合成工程
合成工程では、水性媒体中、酸の存在下で、第一洗浄工程で得られた固体分離物の熱処理を行う。
第一洗浄工程において得られた、共存イオンの濃度を低減させたイモゴライトを含む溶液（分散液）を、酸の存在下で加熱処理することで、規則的な構造を有する所望のイモゴライトを形成することができる。
【０１００】
合成工程では、第一洗浄工程で得られた固体分離物を適宜希釈して希薄溶液として合成を行ってもよく、また第一洗浄工程で得られた固体分離物を高濃度溶液として合成を行ってもよい。
合成工程を希薄溶液中で行うことで、規則的な構造が管状に伸展した構造を有するイモゴライト（以下、「第一のイモゴライト」ともいう）を得ることができる。また合成工程を高濃度溶液中で行うことで、規則的な構造に加えて粘土構造及び非晶質構造を有するイモゴライト（以下、「第二のイモゴライト」ともいう）を得ることができる。なお、第二のイモゴライトは、長さ５０ｎｍ以上の管状物に成長するのに代えて、粘土構造及び非晶質構造の形成が増大しているものと推測される。
第一及び第二のいずれのイモゴライトも特定の規則的な構造を有することにより、優れた金属イオン吸着能を示す。
【０１０１】
合成工程において第一のイモゴライトを得る場合の溶液の希釈条件としては、例えば、ケイ素原子濃度が２０ｍｍｏｌ／Ｌ以下且つアルミニウム原子濃度が６０ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすることができる。中でも金属イオン吸着能の観点から、希釈条件としては、ケイ素原子濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０ｍｍｏｌ／Ｌ且つアルミニウム原子濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜３４ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、ケイ素原子濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜２ｍｍｏｌ／Ｌ且つアルミニウム原子濃度が０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜７ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。
希釈条件として、ケイ素原子濃度を２０ｍｍｏｌ／Ｌ以下且つアルミニウム原子濃度を６０ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすることで、第一のイモゴライトを効率よく製造することができる傾向にある。
なお、第一のイモゴライトの合成では、希薄溶液で行うため反応が進みにくい場合があり、仕込み量のＳｉ／Ａｌ比と、得られるイモゴライトのＳｉ／Ａｌ比とが異なる場合がある。その場合には、所望の比率よりも原料のケイ素原子量を少な目に仕込むことによって、所望のＳｉ／Ａｌ比を有するイモゴライトが得られる傾向がある。
【０１０２】
合成工程において第二のイモゴライトを得る場合の溶液の濃度条件としては、例えば、ケイ素原子濃度が１００ｍｍｏｌ／Ｌ以上且つアルミニウム原子濃度が１００ｍｍｏｌ／Ｌ以上とすることができる。中でも金属イオン吸着能の観点から、濃度条件としては、ケイ素原子濃度が１２０ｍｍｏｌ／Ｌ〜２０００ｍｍｏｌ／Ｌ且つアルミニウム原子濃度が１２０ｍｍｏｌ／Ｌ〜２０００ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、ケイ素原子濃度が１５０ｍｍｏｌ／Ｌ〜１５００ｍｍｏｌ／Ｌ且つアルミニウム原子濃度が１５０ｍｍｏｌ／Ｌ〜１５００ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。
濃度条件として、ケイ素原子濃度を１００ｍｍｏｌ／Ｌ以上且つアルミニウム原子濃度を１００ｍｍｏｌ／Ｌ以上とすることで、第二のイモゴライトを効率よく製造することができ、更にアルミニウムケイ酸塩の生産性も向上する。
【０１０３】
なお、上記ケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度は、後述する酸性化合物を加えてｐＨを所定の範囲に調整した後の、溶液におけるケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度である。
また、ケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度は、ＩＣＰ発光分光装置（例えば、株式会社日立製作所、ＩＣＰ発光分光装置：Ｐ−４０１０）を用いて、定法により測定される。
【０１０４】
ケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度が所定の濃度となるように調整する際には、溶液に溶媒を加えてもよい。溶媒としては、原料と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができる。溶媒としては、具体的には、水、エタノール等を使用することができ、熱処理時における溶液中の共存イオンの低減、及び、取扱の容易さから、水を用いることが好ましく、純水を用いることがより好ましい。
【０１０５】
合成工程においては、熱処理の前に酸性化合物の少なくとも１種を、溶液に加える。酸性化合物を加えた後の溶液のｐＨは特に制限されない。所望のイモゴライトを効率よく得る観点から、溶液は、ｐＨが３以上７未満であることが好ましく、ｐＨが３〜５であることがより好ましい。
【０１０６】
合成工程において加える酸性化合物は特に制限されるものではなく、有機酸であっても無機酸であってもよい。中でも無機酸を用いることが好ましい。無機酸として具体的には、塩酸、過塩素酸、硝酸等を挙げることができる。後に続く熱処理時における溶液中の共存イオン種の低減を考慮すれば、使用したアルミニウム源に含まれるアニオンと同様のアニオンを生成する酸性化合物を用いることが好ましい。
【０１０７】
酸性化合物を溶液に加えた後、熱処理を行うことで、所望の構造を有するイモゴライトを得ることができる。
熱処理の温度は特に制限されない。所望のイモゴライトを効率よく得る観点から、熱処理の温度は８０℃〜１６０℃であることが好ましい。
熱処理の温度が１６０℃以下であると、ベーマイト（水酸化アルミニウム）が析出することを抑制することができる傾向がある。また熱処理の温度が８０℃以上であると、所望のアルミニウムケイ酸塩の合成速度が向上し、より効率よく所望のイモゴライトを製造できる傾向がある。
【０１０８】
熱処理の時間は特に制限されるものではない。所望の構造を有するイモゴライトをより効率的に得る場合には、熱処理の時間は、９６時間（４日）以内であることが好ましい。熱処理の時間が９６時間以下であると、より効率的に所望のイモゴライトを製造することができる。
【０１０９】
（ｄ）第二洗浄工程（脱塩及び固体分離）
合成工程において熱処理して得られた生成物は、第二洗浄工程において脱塩及び固体分離に供される。これにより優れた金属イオン吸着能を有するイモゴライトを得ることができる。これは、例えば、以下のように考えることができる。すなわち合成工程において熱処理して得られた生成物は、イモゴライトの吸着サイトが共存イオンで塞がれている場合があり、期待する程の金属イオン吸着能は得られない場合がある。そのため、合成工程で得られた生成物としてのイモゴライトから共存イオンの少なくとも一部を、脱塩及び固体分離することにより除去する第二洗浄工程を行うことにより、優れた金属イオン吸着能を有する所望のイモゴライトを得ることができると考えることができる。
【０１１０】
第二洗浄工程では、洗浄（脱塩及び固体分離）処理により、ケイ酸イオン以外のアニオン及びアルミニウムイオン以外のカチオンの少なくとも一部を除去できればよい。第二洗浄工程で適用される洗浄処理としては、合成工程前の第一洗浄工程と同様の操作であっても、異なる操作であってもよい。
第二洗浄工程は、共存イオンの濃度が所定の濃度以下になるように行うことが好ましい。ここで共存イオンの濃度としては、例えば、第二洗浄工程で得られる固体分離されたものを、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散させた場合、５００ｍｍｏｌ／Ｌ以下とすることができる。このような共存イオン濃度とするには、具体的には例えば、第二洗浄工程で得られる固体分離されたものを、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散させた場合に、その分散液の電気伝導率が４．０Ｓ／ｍ以下となるように行うことが好ましく、１．０ｍＳ／ｍ〜３．０Ｓ／ｍとなるように行うことがより好ましく、１．０ｍＳ／ｍ〜２．０Ｓ／ｍとなるように行うことが更に好ましい。
分散液の電気伝導率が４．０Ｓ／ｍ以下であると、より優れた金属イオン吸着能を有するイモゴライトが得られやすくなる傾向がある。
【０１１１】
第二洗浄工程を、遠心分離を用いて行う場合、例えば、以下のようにして行うことができる。熱処理後に得られた生成物に溶媒を添加して混合溶液を得る。混合溶液にアルカリ等を加えてｐＨを５〜１０に調整する。ｐＨを調整した混合溶液を遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として固体分離する。次いで、固体分離されたものを溶媒に再分散させる。その際、分散液の容積を、遠心分離前と同じ容積に戻すことが好ましい。再分散させた分散液を同様にして遠心分離して脱塩及び固体分離する操作を繰り返すことで、共存イオンの濃度を所定の濃度以下、例えば、３質量％以下にすることができる。
【０１１２】
第二洗浄工程においては、混合溶液のｐＨを例えば５〜１０に調整することが好ましく、８〜１０に調整することがより好ましい。ｐＨ調整に用いるアルカリは特に制限されない。ｐＨ調整に用いるアルカリとしては、好ましくは、水酸化ナトリウム及びアンモニアが挙げられる。
【０１１３】
遠心分離の条件は、例えば、製造規模、使用する容器の種類、及び使用する容器の大きさに応じて適宜選択される。遠心分離の条件としては、例えば、室温（２５℃）で、１２００Ｇ以上で１分間〜３０分間とすることができる。遠心分離の条件としては、具体的には例えば、遠心分離装置として株式会社トミー精工：Ｓｕｐｒｅｍａ２３、及び同社のスタンダードロータＮＡ−１６を用いる場合、室温下、３０００ｍｉｎ−１（回転／分）（１４５０Ｇ）以上で５分間〜１０分間とすることができる。
【０１１４】
第二洗浄工程における溶媒としては、加熱処理後の生成物と溶媒和し易いものを適宜選択して使用することができ、溶媒としては、具体的には、水、エタノール等を使用することができる。溶媒としては、共存イオンの低減、及び、取扱の容易さから、水を用いることが好ましく、純水を用いることがより好ましい。なお、繰り返し複数回の洗浄を行う際は、混合溶液のｐＨ調整を省略することが好ましい。
【０１１５】
第二洗浄工程における脱塩及び固体分離の処理回数は、共存イオンの残存量によって設定すればよい。脱塩及び固体分離の処理回数としては、１回〜６回が好ましく、３回程度がより好ましい。３回程度の洗浄を繰り返すと、イモゴライトにおける共存イオンの残存量が充分に低減される。
【０１１６】
第二洗浄工程後の分散液については、残存する共存イオンの中でも、特にイモゴライトの吸着能に影響を与える塩化物イオン及びナトリウムイオンの濃度が低減されていることが好ましい。すなわち、第二洗浄工程における洗浄後のイモゴライトは、当該イモゴライトを水に分散させて濃度４００ｍｇ／Ｌの水分散液を調製したとき、当該水分散液において塩化物イオン濃度１００ｍｇ／Ｌ以下及びナトリウムイオン濃度１００ｍｇ／Ｌ以下となることが好ましい。塩化物イオン濃度１００ｍｇ／Ｌ以下且つナトリウムイオン濃度１００ｍｇ／Ｌ以下であると、吸着能を更に向上させることができる。塩化物イオン濃度は、５０ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、１０ｍｇ／Ｌ以下が更に好ましい。ナトリウムイオン濃度は、５０ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、１０ｍｇ／Ｌ以下が更に好ましい。塩化物イオン濃度及びナトリウムイオン濃度は、洗浄工程の処理回数又はｐＨ調整に使用するアルカリの種類により調整することができる。
なお、塩化物イオン濃度及びナトリウムイオン濃度は、イオンクロマトグラフィー（例えば、日本ダイオネクス株式会社、ＤＸ−３２０及びＤＸ−１００）により通常の条件で測定される。
また、イモゴライトの分散物の濃度は、固体分離されたものを１１０℃、２４時間乾燥して得られる固体の質量を基準とする。
【０１１７】
なお、ここで述べる「第二洗浄工程後の分散液」とは、第二洗浄工程を終了した後に溶媒を加えて、第二洗浄工程を行う前の容積と同じ容積に戻した分散液を意味する。用いる溶媒は、原料と溶媒和し易いものから適宜選択して使用することができ、具体的には、水、エタノール等を使用することができる。イモゴライトにおける共存イオンの残存量の低減、及び、取扱の容易さから、水を用いることが好ましい。
【０１１８】
イモゴライトのＢＥＴ比表面積は、第二洗浄工程の処理方法（例えば、合成溶液にアルカリを加えてｐＨを５〜１０に調整し、遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として残ったイモゴライトを溶媒に再分散させ、遠心分離前の容積に戻す処理を１回又は複数回繰り返す方法）により調整することができる。
【０１１９】
またイモゴライトの全細孔容積は、第二洗浄工程の処理方法（例えば、合成溶液にアルカリを加えてｐＨを５〜１０に調整し、遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として残ったイモゴライトを溶媒に再分散させ、遠心分離前の容積に戻す処理を１回又は複数回繰り返す方法）により調整することができる。
【０１２０】
またイモゴライトの平均細孔直径は、第二洗浄工程の処理方法（例えば、合成溶液にアルカリを加えてｐＨを５〜１０に調整し、遠心分離した後、上澄み溶液を排出してゲル状沈殿物として残ったイモゴライトを溶媒に再分散させ、遠心分離前の容積に戻す処理を１回又は複数回繰り返す方法）により調整することができる。
【０１２１】
第二の洗浄工程で得られた固体分離物（イモゴライトを含む沈殿物）を熱処理して乾燥することにより、イモゴライト粉末が得られる。熱処理の温度は、３０℃〜１８０℃であることが好ましく、４０℃〜１５０℃であることがより好ましく、５０℃〜１２０℃であることが更に好ましい。
【０１２２】
［炭素被覆］
本発明に係るアルミニウムケイ酸塩複合体では、アルミニウムケイ酸塩の表面に、炭素が配置される。配置される炭素は、アルミニウムケイ酸塩複合体の表面の少なくとも一部又は全部に配置される。
【０１２３】
炭素は、アルミニウムケイ酸塩の表面に配置されていればよい。図７〜図１１は、本発明に係るアルミニウムケイ酸塩複合体の構成の例を示す概略断面図である。
図７では、炭素４０がアルミニウムケイ酸塩５０の表面全体を被覆している。図８では、炭素４０がアルミニウムケイ酸塩５０の表面全体を被覆しているが、炭素４０の厚みにばらつきがある。また、図９では、炭素４０がアルミニウムケイ酸塩５０の表面に部分的に存在し、アルミニウムケイ酸塩５０の表面には、炭素４０で覆われていない部分がある。図１０では、アルミニウムケイ酸塩５０の表面に、アルミニウムケイ酸塩５０よりも小さい粒径を有する炭素４０の粒子が存在している。図１１は、図１０の変形例であり、炭素４０の粒子形状が鱗片状となっている。なお、図７〜図１１では、アルミニウムケイ酸塩５０の形状は、模式的に球状（断面形状としては円）で表されているが、球状、ブロック状、鱗片状、断面形状が多角形の形状（角のある形状）等のいずれであってもよい。
【０１２４】
なお、アルミニウムケイ酸塩が複数の管状物により構成される場合、微視的には管状物の外壁の少なくとも一部又は全部に炭素が配置されていればよく、内壁の少なくとも一部又は全部に炭素が配置されていてもよい。
また、微細なアルミニウムケイ酸塩が集合、結合又は凝集して粒子を形成している場合、粒子表面の少なくとも一部又は全部に炭素が配置されていればよく、集合、結合又凝集によって粒子内部に細孔を有する場合、細孔内の一部又は全部に炭素が配置されていてもよい。
【０１２５】
アルミニウムケイ酸塩の内部（アルミニウムケイ酸塩が複数の管状物により構成される場合の管状物の内壁、アルミニウムケイ酸塩が集合、結合又は凝集して形成された粒子内部に細孔を有する場合の細孔内等の、アルミニウムケイ酸塩の外観に現れない部分）に炭素が配置されているか否かは、以下の方法によって確認することができる。
すなわち、アルミニウムケイ酸塩の内部の状態は、試料を熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）に埋め込み硬化して成形加工した後、機械的に研磨することでアルミニウムケイ酸塩の内部を露出させ、内部にあたる部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することで確認することができる。アルミニウムケイ酸塩の内部に炭素が配置されているか否かは、上記のＳＥＭから、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）にて確認することができる。
【０１２６】
［アルミニウムケイ酸塩複合体の特性］
アルミニウムケイ酸塩複合体における炭素含有比率は、０．１質量％〜５０質量％であることが好ましい。炭素含有比率が０．１質量％以上であれば、アルミニウムケイ酸塩複合体の吸着水量が低減する傾向があり、５０質量％以下であれば、アルミニウムケイ酸塩複合体の金属イオン吸着能をより有効に活用できる傾向がある。アルミニウムケイ酸塩複合体における炭素含有比率は、０．５質量％〜４０質量％であることがより好ましく、１質量％〜３０質量％であることが更に好ましい。
アルミニウムケイ酸塩複合体における炭素含有比率は、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定される。
【０１２７】
アルミニウムケイ酸塩複合体について励起波長５３２ｎｍのレーザーラマン分光測定により求めたプロファイルの中で、１３６０ｃｍ−１付近に現れるピークの強度をＩｄ、１５８０ｃｍ−１付近に現れるピークの強度をＩｇとし、その両ピークの強度比Ｉｄ／Ｉｇ（Ｄ／Ｇ）をＲ値とした際、そのＲ値が、０．１〜５．０であることが好ましく、０．３〜３．０であることがより好ましく、０．５〜１．５であることが更に好ましい。Ｒ値が０．１以上であると、非晶質炭素による表面被覆効果が優れる傾向があり、５．０以下であると表面被覆炭素量が過剰となるのを防ぐ傾向がある。
ここで、１３６０ｃｍ−１付近に現れるピークとは、通常、炭素の非晶質構造に対応すると同定されるピークであり、例えば、１３００ｃｍ−１〜１４００ｃｍ−１に観測されるピークを意味する。また１５８０ｃｍ−１付近に現れるピークとは、通常、炭素の結晶構造に対応すると同定されるピークであり、例えば、１５３０ｃｍ−１〜１６３０ｃｍ−１に観測されるピークを意味する。
なお、Ｒ値は、ラマンスペクトル測定装置（例えば、日本分光株式会社、ＮＳＲ−１０００型、励起波長５３２ｎｍ）を用い、測定範囲（８３０ｃｍ−１〜１９４０ｃｍ−１）全体をベースラインとして求めることができる。
【０１２８】
アルミニウムケイ酸塩複合体の体積基準の平均粒子径は、０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましく、０．５μｍ〜５０μｍであることがより好ましく、１μｍ〜３０μｍであることが更に好ましい。アルミニウムケイ酸塩複合体の体積平均粒子径が０．１μｍ以上であると、粉体のハンドリング性が向上する傾向があり、１００μｍ以下であると、アルミニウムケイ酸塩複合体を含む分散液を用いて塗膜を形成する等の場合に、均質な膜が得られる傾向がある。
アルミニウムケイ酸塩複合体の体積平均粒子径は、レーザー回折法を用いて測定される。レーザー回折法は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、株式会社島津製作所、ＳＡＬＤ３０００Ｊ）を用いて行うことができる。
具体的には、アルミニウムケイ酸塩複合体を、水等の分散媒に分散させて分散液を調製する。この分散液について、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて小径側から体積累積分布曲線を描いた場合に、累積５０％となる粒子径（Ｄ５０）を体積平均粒子径として求める。
なお、本明細書中の「体積平均粒子径」については、いずれも上記方法に従って測定した値を用いる。
【０１２９】
本発明のアルミニウムケイ酸塩複合体は、炭素を表面に有しないアルミニウムケイ酸塩と比較して吸着水量が低減したものである。アルミニウムケイ酸塩複合体の吸着水量は、表面に配置される炭素の種類及び量によって異なる。アルミニウムケイ酸塩複合体の吸着水量は、アルミニウムケイ酸塩の金属イオン吸着能をより有効に活用できるという点で、０．０００１質量％〜３０質量％であることが好ましく、０．０００１質量％〜２０質量％であることがより好ましく、０．０００２質量％〜１０質量％であることが更に好ましい。
【０１３０】
本発明における吸着水量は、アルミニウムケイ酸塩複合体を、１３０℃にて３時間真空乾燥させた後の質量と、その後に温度２０℃、湿度９０％〜９９％の条件下で２４時間静置した後の質量との質量変化を測定して求めた値とする。
【０１３１】
アルミニウムケイ酸塩複合体におけるアルミニウムケイ酸塩としては、金属イオン吸着能の観点から、イモゴライト、アロフェン、カオリン、サポナイト、ゼオライト、モンモリロナイト及びアタパルジャイトからなる群より選択された少なくとも１つであることが好ましい。
【０１３２】
上記の内でもイモゴライトとしては、金属イオン吸着能の観点から、更に元素モル比Ｓｉ／Ａｌが０．３以上１．０以下（好ましくは１．０未満）であって、且つ、以下の（１）〜（５）のいずれか１つ又はこれらの２つ以上の特性を有するものがより好ましい。
（１）  ２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて３ｐｐｍ近辺にピークを有する。
（２）  ２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおいて−７８ｐｐｍ近辺及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有する。
（３）  Ｘ線源としてＣｕＫα線を用いた粉末Ｘ線回折スペクトルにおいて２θ＝２６．９°及び４０．３°近辺にピークを有し、２θ＝２０°及び３５°近辺のピークを有しない。
（４）  ２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルにおける前記−７８ｐｐｍ近辺のピークＡに対する前記−８５ｐｐｍ近辺のピークＢの面積比率（ピークＢ／ピークＡ）が、２．０以上９．０以下である。
（５）  ＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇ以上である。
【０１３３】
［アルミニウムケイ酸塩複合体の製造方法］
アルミニウムケイ酸塩複合体の製造方法は、アルミニウムケイ酸塩を得る工程と、得られたアルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する炭素付与工程とを含み、必要に応じて他の工程を含む。
【０１３４】
（アルミニウムケイ酸塩を得る工程）
アルミニウムケイ酸塩を得る工程は、炭素を付与する対象となるアルミニウムケイ酸塩を得ることができればよく、アルミニウムケイ酸塩を準備することを含む工程であってもよく、ケイ酸源とアルミニウム源とからアルミニウムケイ酸塩を製造することを含む工程であってもよい。アルミニウムケイ酸塩を製造する方法については、各種アルミニウムケイ酸塩に関して既述した方法を適用し得る。アルミニウムケイ酸塩を準備することとしては、市販品等を入手してそのまま用いることが挙げられる。
【０１３５】
（炭素付与工程）
炭素付与工程では、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する。これにより、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素が配置される。アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する方法としては、特に制限はなく、湿式混合法、乾式混合法、化学蒸着法等の方法が挙げられる。アルミニウムケイ酸塩の表面に付与される炭素の厚みを揃えやすく、かつ反応系の制御が容易で、大気圧下での処理が可能であるという点から、湿式混合法（「湿式法」ということがある）又は乾式混合法（「気相法」ということがある）が好ましい。
【０１３６】
湿式混合法の場合は、例えば、アルミニウムケイ酸塩と、炭素源を溶媒に溶解させた溶液と、を混合し、炭素源の溶液をアルミニウムケイ酸塩表面に付着させ、必要に応じて溶媒を除去し、その後、不活性雰囲気下で熱処理することにより炭素源を炭素化させて炭素を付与することができる。なお、炭素源が溶媒に溶解しない等の場合は、炭素源を分散媒中に分散させた分散液とすることもできる。
炭素源の溶液又は分散液における炭素源の含有率は、分散のし易さの観点から０．０１質量％〜３０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることがより好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが更に好ましい。アルミニウムケイ酸塩と炭素源との混合比（アルミニウムケイ酸塩：炭素源）としては、金属イオン吸着能と、より低い吸着水量との両立の観点から、質量比で１００：１〜１００：５００であることが好ましく、１００：５〜１００：３００であることがより好ましい。
【０１３７】
乾式混合法の場合は、例えば、アルミニウムケイ酸塩と炭素源とを固体同士で混合して混合物とし、この混合物を不活性雰囲気下で熱処理することにより炭素源を炭素化させて、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与することができる。なお、アルミニウムケイ酸塩と炭素源とを混合する際、力学的エネルギーを加える処理（例えば、メカノケミカル処理）を施してもよい。
アルミニウムケイ酸塩と炭素源とを固体同士で混合する際のアルミニウムケイ酸塩と炭素源との混合比（アルミニウムケイ酸塩：炭素源）としては、金属イオン吸着能と、より低い吸着水量との両立の観点から、質量比で１００：１〜１００：５００であることが好ましく、１００：５〜１００：３００であることがより好ましい。
【０１３８】
化学蒸着法の場合は、公知の方法が適用でき、例えば、炭素源を気化させたガスを含む雰囲気中でアルミニウムケイ酸塩を熱処理することで、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与することができる。
【０１３９】
湿式混合法又は乾式混合法によってアルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する場合、前記炭素源としては、特に制限はないが、熱処理により炭素を残し得る化合物であればよく、具体的には、フェノール樹脂、スチレン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリブチラール等の高分子化合物；エチレンヘビーエンドピッチ、石炭ピッチ、石油ピッチ、コールタールピッチ、アスファルト分解ピッチ、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等を熱分解して生成するＰＶＣピッチ、ナフタレン等を超強酸存在下で重合させて作製されるナフタレンピッチ等のピッチ類；デンプン、セルロース等の多糖類；などが挙げられる。これら炭素源は、１種単独で又は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【０１４０】
化学蒸着法によって炭素を付与する場合、炭素源としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環族炭化水素等のうち、気体状又は容易に気体化可能な化合物を用いることが好ましい。具体的には、メタン、エタン、プロパン、トルエン、ベンゼン、キシレン、スチレン、ナフタレン、アントラセン等の炭化水素、クレゾール等のこれらの炭化水素の誘導体などが挙げられる。これらの炭素源は、１種単独で又は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【０１４１】
炭素源を炭素化するための熱処理温度は、炭素源が炭素化する温度であれば特に制限されず、５００℃以上であることが好ましく、６００℃以上であることがより好ましく、７００℃以上であることが更に好ましい。また、炭素を低結晶性とする観点からは、１３００℃以下であることが好ましく、１２００℃以下であることがより好ましく、１１００℃以下であることが更に好ましい。
【０１４２】
熱処理時間は、用いる炭素源の種類又はその付与量によって適宜選択され、例えば、０．１時間〜１０時間が好ましく、０．５時間〜５時間がより好ましい。
【０１４３】
なお、熱処理は、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気下で行うことが好ましい。熱処理装置は、加熱機構を有する反応装置であれば特に限定されず、連続法、回分法等での処理が可能な加熱装置などが挙げられる。具体的には、流動層反応炉、回転炉、竪型移動層反応炉、トンネル炉、バッチ炉等をその目的に応じ適宜選択することができる。
【０１４４】
熱処理により得られた熱処理物は個々の粒子が凝集している場合があるため、解砕処理することが好ましい。また、所望の平均粒子径への調整が必要な場合は更に粉砕処理を行ってもよい。
【０１４５】
また、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与する別の方法としては、例えば、アルミニウムケイ酸塩の表面に付与する炭素として、ソフトカーボン、ハードカーボン等の非晶質炭素、黒鉛などの炭素質物質を用いる方法が挙げられる。この方法によれば、図１０及び図１１に示すような、炭素４０が粒子としてアルミニウムケイ酸塩５０の表面に存在する形状のアルミニウムケイ酸塩複合体を作製することもできる。前記炭素質物質を用いる方法としては、上述した湿式混合法又は前記乾式混合法を応用することができる。
【０１４６】
湿式混合法を応用する場合は、炭素質物質の粒子と、分散媒とを混合して分散液とし、この分散液とアルミニウムケイ酸塩とを更に混合することにより、アルミニウムケイ酸塩の表面に分散液を付着させ、それを乾燥後に熱処理することで作製される。また、結着剤を用いる場合には、炭素質物質の粒子と、結着剤となる有機化合物（熱処理により炭素を残し得る化合物）と分散媒とを混合して混合物とし、この混合物とアルミニウムケイ酸塩とを更に混合することにより、アルミニウムケイ酸塩の表面に混合物を付着させ、それを乾燥後に熱処理することで、アルミニウムケイ酸塩の表面に炭素を付与することもできる。前記有機化合物としては、熱処理により炭素を残し得る化合物であれば特に制限はない。また、湿式混合法を応用する場合の熱処理条件は、前記炭素源を炭素化するための熱処理条件を適用することができる。
【０１４７】
乾式混合法を応用する場合は、炭素質物質の粒子と、アルミニウムケイ酸塩とを固体同士で混合して混合物とし、この混合物に必要に応じて力学的エネルギーを加える処理（例えば、メカノケミカル処理）を行うことで作製される。なお、乾式混合法を応用する場合においても、アルミニウムケイ酸塩中にケイ素の結晶子を生成させるために、熱処理を行うことが好ましい。乾式混合法を応用する場合の熱処理条件は、前記炭素源を炭素化するための熱処理条件を適用することができる。
【０１４８】
アルミニウムケイ酸塩を製造により得る場合には、アルミニウムケイ酸塩複合体の製造方法は、アルミニウムケイ酸塩を得る工程のいずれかの段階で炭素源を供給して、アルミニウムケイ酸塩を得る際に表面に炭素を配置させて、アルミニウムケイ酸塩複合体を得る製造方法であってもよい。この製造方法では、合成又は脱塩後のアルミニウムケイ酸塩の分散液に炭素源を供給し、得られた炭素源を含有するアルミニウムケイ酸塩分散液を、炭素源を炭素化するための熱処理に供することができる。炭素源含有分散液を熱処理することにより、表面に炭素を有するアルミニウムケイ酸塩複合体が得られる。
【０１４９】
アルミニウムケイ酸塩の分散液に炭素源を供給する場合、分散液中の炭素源の含有率は、０．００５質量％〜５質量％であることが好ましく、０．０１質量％〜３質量％であることがより好ましく、０．０５質量％〜１．５質量％であることが更に好ましい。炭素源の含有率を０．００５質量％以上とすることにより、アルミニウムケイ酸塩複合体の導電性が向上する傾向があり、５質量％以下とすることにより、アルミニウムケイ酸塩複合体の金属イオン吸着能をより有効に活用できる傾向がある。
【０１５０】
＜用途＞
本発明のアルミニウムケイ酸塩複合体は、炭素を表面に有しないアルミニウムケイ酸塩と比較して吸着水量の少ないアルミニウムケイ酸塩複合体であるので、炭素を表面に有しないアルミニウムケイ酸塩よりも非水系溶媒又は有機溶媒に分散しやすい。このため、非水系溶媒又は有機溶媒にアルミニウムケイ酸塩を分散させて用いる種々の用途に好適に用いられる。また、吸着水量が少ないため、可能な限りに少ない水分であることが求められる用途にも、本発明のアルミニウムケイ酸塩複合体は利用可能である。アルミニウムケイ酸塩複合体は、ＳｉとＡｌとによるイオン交換能と、炭素を表面に配置することによる吸着水量の低減とを共に示すので、例えば、空気浄化フィルタ、水処理材、光吸収フィルム、電磁波シールドフィルム、半導体封止材及び電子材料の一成分として好適に用いられる。
【実施例】
【０１５１】
次に、実施例により本発明を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１５２】
−アルミニウムケイ酸塩の製造１−
［製造例１］
濃度：７００ｍｍｏｌ／Ｌの塩化アルミニウム水溶液（５００ｍＬ）に、濃度：３５０ｍｍｏｌ／Ｌのオルトケイ酸ナトリウム水溶液（５００ｍＬ）を加え、３０分間攪拌した。この溶液に、濃度：１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を３３０ｍＬ加え、ｐＨを６．１に調整した。
【０１５３】
ｐＨを調整した溶液を３０分間攪拌後、遠心分離装置として株式会社トミー精工：Ｓｕｐｒｅｍａ２３及びスタンダードロータＮＡ−１６を用い、回転速度：３，０００回転／分で、５分間の遠心分離を行った。遠心分離後、上澄み溶液を排出し、ゲル状沈殿物を純水に再分散させ、遠心分離前の容積に戻した。このような遠心分離による脱塩処理を３回行った。
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散し、株式会社堀場製作所：Ｆ−５５及び電気伝導率セル：９３８２−１０Ｄを用いて、常温（２５℃）で電気伝導率を測定したところ、１．３Ｓ／ｍであった。
【０１５４】
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物に、濃度：１ｍｏｌ／Ｌの塩酸を１３５ｍＬ加えてｐＨを３．５に調整し、３０分間攪拌した。このときの溶液中のケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度を、ＩＣＰ発光分光装置（Ｐ−４０１０、株式会社日立製作所）を用いて、常法により測定したところ、ケイ素原子の濃度は２１３ｍｍｏｌ／Ｌ、アルミニウム原子の濃度は４２６ｍｍｏｌ／Ｌであった。
次に、この溶液を乾燥器に入れ、９８℃で４８時間（２日間）加熱した。
【０１５５】
加熱後の溶液（アルミニウムケイ酸塩濃度：４７ｇ／Ｌ）に、濃度：１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を１８８ｍＬ添加し、ｐＨを９．１に調整した。ｐＨの調整を行うことにより溶液中のアルミニウムケイ酸塩を凝集させ、上記と同様の遠心分離によってこの凝集体を沈殿させ、次いで上澄み液を排出した。上澄み液を排出した後の沈殿物に純水を添加して遠心分離前と同じ容積に戻すという脱塩処理を３回行った。
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように純水に分散し、株式会社堀場製作所：Ｆ−５５及び電気伝導率セル：９３８２−１０Ｄを用いて、常温（２５℃）で電気伝導率を測定したところ、０．６Ｓ／ｍであった。
【０１５６】
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、６０℃で１６時間乾燥して３０ｇの粉末を得た。この粉末を試料Ａとした。試料Ａは、後述の２７Ａｌ−ＮＭＲ、２９Ｓｉ−ＮＭＲ、ＩＣＰ発光分光分析、粉末Ｘ線回折により確認した結果、イモゴライトであることが確認できた。
【０１５７】
＜ＢＥＴ比表面積、全細孔容積、平均細孔直径＞
試料ＡのＢＥＴ比表面積、全細孔容積、及び平均細孔直径を、窒素吸着能に基づいて測定した。評価装置には、窒素吸着測定装置（ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１、ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社）を用いた。これらの測定を行う際には、後述する試料の前処理を行った後、評価温度を７７Ｋとし、評価圧力範囲を相対圧（飽和蒸気圧に対する平衡圧力）にて１未満としている。
【０１５８】
前処理として、０．０５ｇの試料Ａを投入した測定用セルに、真空ポンプで脱気及び加熱を自動制御で行った。この処理の詳細条件は、１０Ｐａ以下に減圧した後、１１０℃で加熱し、３時間以上保持した後、減圧した状態を保ったまま常温（２５℃）まで自然冷却するという設定とした。
【０１５９】
評価の結果、試料ＡのＢＥＴ比表面積は３６３ｍ２／ｇ、全細孔容積は０．２２ｃｍ３／ｇ、そして平均細孔直径は２．４ｎｍであった。
【０１６０】
＜体積平均粒子径＞
試料Ａの体積平均粒子径を以下の方法によって測定したところ、体積平均粒子径は５．０μｍであった。
測定試料（５ｍｇ）を界面活性剤（エソミンＴ／１５、ライオン株式会社）０．０１質量％水溶液中に入れ、振動攪拌機で分散した。得られた分散液をレーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ３０００Ｊ、株式会社島津製作所）の試料水槽に入れ、超音波をかけながらポンプで循環させ、レーザー回折式で測定した。測定条件は下記の通りとした。得られた粒度分布の体積累積５０％粒径（Ｄ５０％）を体積平均粒子径とした。以下、実施例において、体積平均粒子径の測定は同様にして行った。
・光源：赤色半導体レーザー（６９０ｎｍ）
・吸光度：０．１０〜０．１５
・屈折率：２．００−０．２０ｉ
【０１６１】
＜２７Ａｌ−ＮＭＲ＞
２７Ａｌ−ＮＭＲスペクトルの測定装置として、核磁気共鳴分光装置（ＡＶ４００ＷＢ型、ブルカー・バイオスピン株式会社）を用い、下記条件で測定を行った。
【０１６２】
共鳴周波数：１０４ＭＨｚ
測定方法：ＭＡＳ（シングルパルス）
ＭＡＳ回転数：１０ｋＨｚ
測定領域：５２ｋＨｚ
データポイント数：４０９６
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ（測定領域／データポイント数）：１２．７Ｈｚ
パルス幅：３．０μｓｅｃ
遅延時間：２秒
化学シフト値基準：α−アルミナを３．９４ｐｐｍ
ｗｉｎｄｏｗ関数：指数関数
Ｌｉｎｅ  Ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ係数：１０Ｈｚ
【０１６３】
図１に試料Ａの２７Ａｌ−ＮＭＲのスペクトルを示す。図１に示されるように、３ｐｐｍ近辺にピークを有していた。また、５５ｐｐｍ近辺に若干のピークが見られた。３ｐｐｍ近辺のピークに対する、５５ｐｐｍ付近のピークの面積比率（５５ｐｐｍ付近のピーク／３ｐｐｍ近辺のピーク）は、１５％であった。
【０１６４】
＜２９Ｓｉ−ＮＭＲ＞
２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定装置としては、核磁気共鳴分光装置（ＡＶ４００ＷＢ型、ブルカー・バイオスピン株式会社）を用い、下記条件で測定を行った。
【０１６５】
共鳴周波数：７９．５ＭＨｚ
測定方法：ＭＡＳ（シングルパルス）
ＭＡＳ回転数：６ｋＨｚ
測定領域：２４ｋＨｚ
データポイント数：２０４８
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ（測定領域／データポイント数）：５．８Ｈｚ
パルス幅：４．７μｓｅｃ
遅延時間：６００秒
化学シフト値基準：ＴＭＳＰ−ｄ４（３−（トリメチルシリル）（２，２，３，３−２Ｈ４）プロピオン酸ナトリウム）を１．５２ｐｐｍ
ｗｉｎｄｏｗ関数：指数関数
Ｌｉｎｅ  Ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ係数：５０Ｈｚ
【０１６６】
図２に試料Ａの２９Ｓｉ−ＮＭＲのスペクトルを示す。図２に示されるように、−７８ｐｐｍ近辺及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有していた。−７８ｐｐｍ及び−８５ｐｐｍ近辺のピークの面積を上記方法により測定した。その結果、−７８ｐｐｍのピークＡの面積を１．００としたとき、−８５ｐｐｍのピークＢの面積は２．６１であった。
【０１６７】
＜元素モル比Ｓｉ／Ａｌ＞
常法のＩＣＰ発光分光分析（ＩＣＰ発光分光装置：Ｐ−４０１０、株式会社日立製作所）から求めたＳｉ及びＡｌの元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．５であった。
【０１６８】
＜粉末Ｘ線回折＞
粉末Ｘ線回折は、株式会社リガク：Ｇｅｉｇｅｒｆｌｅｘ ＲＡＤ−２Ｘ（製品名）を用い、Ｘ線源としてＣｕＫα線を用いて行った。図３に、試料Ａの粉末Ｘ線回折のスペクトルを示す。２θ＝２６．９°近辺、そして４０．３°近辺にブロードなピークが観測された。また２θ＝１８．８°、２０．３°、２７．８°、４０．６°及び５３．３°近辺にシャープなピークが観測された。また、２θ＝２０°及び３５°近辺にはブロードなピークは観測されなかった。
【０１６９】
＜透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真観察＞
図４に、試料Ａを１００，０００倍で観察したときの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す。なお、ＴＥＭ観察は、透過型電子顕微鏡（株式会社日立ハイテクノロジーズ、Ｈ−７１００ＦＡ型）を用いて、１００ｋＶの加速電圧で行った。また、ＴＥＭ観察対象の試料Ａは以下のようにして調製した。すなわち、最終の脱塩処理工程前の、加熱後溶液（アルミニウムケイ酸塩濃度：４７ｇ／Ｌ）を純水で１０倍に希釈し、超音波照射処理を５分間行ったものをＴＥＭ観察試料調製用の支持体上に滴下し、次いで自然乾燥して薄膜とすることで調製した。
図４に示されるように、長さ５０ｎｍ以上の管状物は存在していなかった。
【０１７０】
［製造例２］
濃度：１８０ｍｍｏｌ／Ｌの塩化アルミニウム水溶液（５００ｍＬ）に、濃度：７４ｍｍｏｌ／Ｌのオルトケイ酸ナトリウム水溶液（５００ｍＬ）を加え、３０分間攪拌した。この溶液に、濃度：１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を９３ｍＬ加え、ｐＨを７．０に調整した。
【０１７１】
ｐＨを調整した溶液を３０分間攪拌後、遠心分離装置として株式会社トミー精工：Ｓｕｐｒｅｍａ２３及びスタンダードロータＮＡ−１６を用い、回転速度：３，０００回転／分で、５分間の遠心分離を行った。遠心分離後、上澄み溶液を排出し、ゲル状沈殿物を純水に再分散させ、遠心分離前と同じ容積に戻した。このような遠心分離による脱塩処理を３回行った。
【０１７２】
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように調整し、株式会社堀場製作所：Ｆ−５５及び電気伝導率セル：９３８２−１０Ｄを用いて、常温（２５℃）で電気伝導率を測定したところ、１．３Ｓ／ｍであった。
【０１７３】
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物に純水を加え、容積を１２Ｌとした。その溶液に濃度：１ｍｏｌ／Ｌの塩酸を６０ｍＬ加えてｐＨを４．０に調整し、３０分間攪拌した。このときの溶液中のケイ素原子濃度及びアルミニウム原子濃度をＩＣＰ発光分光装置：Ｐ−４０１０（株式会社日立製作所）を用いて測定したところ、ケイ素原子濃度は２ｍｍｏｌ／Ｌであり、アルミニウム原子濃度は４ｍｍｏｌ／Ｌであった。
次に、この溶液を乾燥器に入れ、９８℃で９６時間（４日間）加熱した。
【０１７４】
加熱後の溶液（アルミニウムケイ酸塩濃度：０．４ｇ／Ｌ）に、濃度：１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を６０ｍＬ添加し、ｐＨを９．０に調整した。ｐＨの調整を行うことにより溶液を凝集させ、第一洗浄工程と同様の遠心分離でこの凝集体を沈殿させることで、上澄み液を排出した。これに純水を添加して遠心分離前と同じ容積に戻すという脱塩処理を３回行った。
【０１７５】
脱塩処理３回目の上澄み排出後に得たゲル状沈殿物を、濃度が６０ｇ／Ｌとなるように調整し、株式会社堀場製作所：Ｆ−５５及び電気伝導率セル：９３８２−１０Ｄを用いて、常温（２５℃）で電気伝導率を測定したところ、０．６Ｓ／ｍであった。
【０１７６】
脱塩処理後に得たゲル状沈殿物を、６０℃で７２時間（３日間）乾燥して４．８ｇの粉末を得た。この粉末を試料Ｂとした。
【０１７７】
＜２７Ａｌ−ＮＭＲ＞
図１に試料Ｂの２７Ａｌ−ＮＭＲのスペクトルを示す。図１に示すように、３ｐｐｍ近辺にピークを有していた。また、５５ｐｐｍ近辺に若干のピークが見られた。３ｐｐｍ近辺のピークに対する、５５ｐｐｍ近辺のピークの面積比率は、４％であった。
【０１７８】
＜２９Ｓｉ−ＮＭＲ＞
図２に試料Ｂの２９Ｓｉ−ＮＭＲのスペクトルを示す。図２に示されるように、−７８ｐｐｍ及び−８５ｐｐｍ近辺にピークを有していた。−７８ｐｐｍ及び−８５ｐｐｍ近辺のピークの面積を上記方法により測定した。その結果、−７８ｐｐｍ近辺のピークＡの面積を１．００としたとき、−８５ｐｐｍ近辺のピークＢの面積は０．４４であった。
【０１７９】
＜元素モル比Ｓｉ／Ａｌ＞
常法のＩＣＰ発光分光分析（ＩＣＰ発光分光装置：Ｐ−４０１０、株式会社日立製作所）から求めたＳｉ及びＡｌの元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、０．５であった。
【０１８０】
＜粉末Ｘ線回折＞
製造例１と同様の方法で、試料Ｂの粉末Ｘ線回折を行った。図３に、試料Ｂの粉末Ｘ線回折のスペクトルを示す。２θ＝４．８°、９．７°、１４．０°、１８．３°、２７．３°及び４０．８°近辺にブロードなピークを有していた。また、２θ＝２０°及び３５°近辺にはブロードなピークは観測されなかった。
【０１８１】
＜ＢＥＴ比表面積、全細孔容積、平均細孔直径＞
製造例１と同様の方法で、ＢＥＴ比表面積、全細孔容積、及び平均細孔直径を、窒素吸着能に基づいて測定した。
評価の結果、試料ＢのＢＥＴ比表面積は３２３ｍ２／ｇ、全細孔容積は０．２２ｃｍ３／ｇ、そして平均細孔直径は２．７ｎｍとなった。
【０１８２】
＜体積平均粒子径＞
製造例１と同様の方法で、試料Ｂの体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は５．０μｍであった。
【０１８３】
＜透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真観察＞
図５に、試料Ｂを製造例１と同様の方法により１００，０００倍で観察したときの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す。図５に示されるように管状物が生成しており、管状物１０ａの管部長さ方向の長さは、１ｎｍ〜１０μｍ程度であり、外径は１．５ｎｍ〜３．０ｎｍ程度であり、内径は０．７ｎｍ〜１．４ｎｍ程度であった。
【０１８４】
［実施例１］
上記の試料Ａを用いて、アルミニウムケイ酸塩複合体としてのイモゴライト複合体Ａを以下のようにして製造した。
試料Ａとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをイモゴライト複合体Ａとした。
得られたイモゴライト複合体Ａの炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたイモゴライト複合体ＡのＲ値を、以下の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、イモゴライト複合体Ａの表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０１８５】
Ｒ値の測定には、ラマンスペクトル測定装置（日本分光株式会社、ＮＳＲ−１０００型）を用い、得られたスペクトルは下記範囲をベースラインとした。測定条件は、下記の通りとした。
・レーザー波長：５３２ｎｍ
・照射強度：１．５ｍＷ（レーザーパワーモニターでの測定値）
・照射時間：６０秒
・照射面積：４μｍ２
・測定範囲：８３０ｃｍ−１〜１９４０ｃｍ−１
・ベースライン：１０５０ｃｍ−１〜１７５０ｃｍ−１
【０１８６】
なお、得られたスペクトルの波数は、基準物質インデン（和光純薬工業株式会社、和光一級）を前記と同一条件で測定して得られる各ピークの波数と、インデンの各ピークの波数理論値との差から求めた検量線を用いて補正した。
補正後に得られたラマンスペクトルの中で、１３６０ｃｍ−１付近に現れるピークの強度をＩｄ、１５８０ｃｍ−１付近に現れるピークの強度をＩｇとし、その両ピークの強度比Ｉｄ／Ｉｇ（Ｄ／Ｇ）をＲ値として求めた。
【０１８７】
マッピングは、Ｒ値の測定で用いたものと同一のラマンスペクトル測定装置を使用し、同一の条件で行った。
【０１８８】
製造例１と同様の方法で、イモゴライト複合体ＡのＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、イモゴライト複合体ＡのＢＥＴ比表面積は１０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、イモゴライト複合体Ａの体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は５．０μｍであった。
【０１８９】
［実施例２］
上記の試料Ａを用いて、アルミニウムケイ酸塩複合体としてのイモゴライト複合体Ｂを以下のようにして製造した。
アルミニウムケイ酸塩と炭素源との混合質量比が１００：７０となるように、１質量％のポリビニルアルコール水溶液に試料Ａを分散させ１２０℃で乾燥した。乾燥後の固体を粉砕して、窒素雰囲気下、８５０℃にて１時間焼成した。これをイモゴライト複合体Ｂとした。得られたイモゴライト複合体Ｂの炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたイモゴライト複合体ＢのＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、イモゴライト複合体Ｂの表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０１９０】
製造例１と同様の方法で、イモゴライト複合体ＢのＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、イモゴライト複合体ＢのＢＥＴ比表面積は１０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、イモゴライト複合体Ｂの体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は３０．０μｍであった。
【０１９１】
得られたイモゴライト複合体Ｂをエポキシ樹脂に埋め込み、硬化して成形加工した後、機械的に研磨してイモゴライト複合体Ｂの内部を露出させ、内部にあたる部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）にて炭素の存在の有無を調べた。その結果、イモゴライト複合体Ｂの粒子の内部に炭素が存在していることが確認された。尚、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）も分析可能な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）として、高分解能分析走査電子顕微鏡（製品名：ＳＵ−７０、株式会社日立ハイテクノロジーズ）を使用した。
【０１９２】
［評価１］
イモゴライト複合体Ａ及びＢに対して、粉末Ｘ線回折による評価を行った。なお、比較対照として、炭素被覆前の試料Ａと、試料Ａに対して窒素雰囲気下で８５０℃１時間の加熱処理を行って得られた焼成物Ａを用いた。
【０１９３】
イモゴライト複合体Ａ及びＢと、炭素被覆前の試料Ａ、並びに、焼成物Ａについて、製造例１に対して記載した条件と同一の条件で粉末Ｘ線回折を行った。その結果を図１２に示す。図１２において、黒丸は非晶質アルミニウムケイ酸塩を示すピーク、黒三角はバイヤライト構造を示すピーク、黒四角はムライト構造を示すピークを、それぞれ表す。
図１２に示されるように、イモゴライト複合体Ａ及びＢは、いずれもムライト構造を示すピークは確認できず、非晶質アルミニウムケイ酸塩由来の構造が維持されていることがわかった。
これに対して、焼成物Ａでは、バイヤライト構造及び非晶質アルミニウムケイ酸塩の構造を示すピークが確認できず、ムライト構造を有するものであり、非晶質アルミニウムケイ酸塩由来の構造を有していないことがわかった。
【０１９４】
製造例１と同様の方法で、焼成物ＡのＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、焼成物ＡのＢＥＴ比表面積は５ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、焼成物Ａの体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は５．０μｍであった。
【０１９５】
［実施例３］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのゼオライト複合体を、以下のようにして作製した。
ゼオライトとしては、製品名：ＳＰ＃６００（日東粉化工業株式会社）を用いた。このゼオライトの各種物性は以下のとおりであった。なお、ＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：２５０ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：２．８
体積平均粒子径：１０．０μｍ
【０１９６】
上記のゼオライトを用いて、試料Ｃを以下のようにして製造した。
ゼオライトとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをゼオライト複合体とした。
得られたゼオライト複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたゼオライト複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、ゼオライト複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０１９７】
製造例１と同様の方法で、ゼオライト複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、ゼオライト複合体のＢＥＴ比表面積は５０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、ゼオライト複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は１０．０μｍであった。
【０１９８】
得られたゼオライト複合体をエポキシ樹脂に埋め込み、硬化して成形加工した後、機械的に研磨してゼオライト複合体の内部を露出させ、内部にあたる部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）にて炭素の存在の有無を調べた。その結果、ゼオライト複合体の粒子の内部に炭素が存在していることが確認された。尚、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）も分析可能な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）として、高分解能分析走査電子顕微鏡（製品名：ＳＵ−７０、株式会社日立ハイテクノロジーズ）を使用した。
【０１９９】
［実施例４］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのアロフェン複合体を、以下のようにして作製した。アロフェンとしては、製品名：セカード（品川化成株式会社）を用いた。このアロフェンの各種物性は以下のとおりであった。なおＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：３４５ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：０．６
体積平均粒子径：１３．０μｍ
【０２００】
上記のアロフェンを用いて、試料Ｄを以下のようにして製造した。
アロフェンとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをアロフェン複合体とした。
得られたアロフェン複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたアロフェン複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、アロフェン複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２０１】
製造例１と同様の方法で、アロフェン複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、アロフェン複合体のＢＥＴ比表面積は５０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、アロフェン複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は１３．０μｍであった。
【０２０２】
［実施例５］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのカオリン複合体を、以下のようにして作製した。
カオリンとしては、製品名：ＡＳＰ−２００（林化成株式会社）を用いた。このカオリンの各種物性は以下のとおりであった。なお、ＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：２０ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：０．６
体積平均粒子径：４．０μｍ
【０２０３】
上記のカオリンを用いて、試料Ｅを以下のようにして製造した。
カオリンとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをカオリン複合体とした。
得られたカオリン複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたカオリン複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、カオリン複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２０４】
製造例１と同様の方法で、カオリン複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、カオリン複合体のＢＥＴ比表面積は５ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、カオリン複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は４．０μｍであった。
【０２０５】
［実施例６］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのサポナイト複合体を、以下のようにして作製した。
サポナイトとしては、製品名：スメクトンＳＡ（クニミネ工業株式会社）を用いた。このサポナイトの各種物性は以下のとおりであった。なおＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：２５６ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：１１
体積平均粒子径：３８．０μｍ
【０２０６】
上記のサポナイトを用いて、試料Ｆを以下のようにして製造した。
サポナイトとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをサポナイト複合体とした。
得られたサポナイト複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたサポナイト複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、サポナイト複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面全体のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２０７】
製造例１と同様の方法で、サポナイト複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、サポナイト複合体のＢＥＴ比表面積は３８ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、サポナイト複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は３８．０μｍであった。
【０２０８】
得られたサポナイト複合体をエポキシ樹脂に埋め込み、硬化して成形加工した後、機械的に研磨してサポナイト複合体の内部を露出させ、内部にあたる部分を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）にて炭素の存在の有無を調べた。その結果、サポナイト複合体の粒子の内部に炭素が存在していることが確認された。尚、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）も分析可能な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）として、高分解能分析走査電子顕微鏡（製品名：ＳＵ−７０、株式会社日立ハイテクノロジーズ）を使用した。
【０２０９】
［実施例７］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのモンモリロナイト複合体を、以下のようにして作製した。
モンモリロナイトとしては、製品名：クニピア（クニミネ工業株式会社）を用いた。このモンモリロナイトの各種物性は以下のとおりであった。なお、ＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：２０ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：２．４
体積平均粒子径：３．０μｍ
【０２１０】
上記のモンモリロナイトを用いて、試料Ｈを以下のようにして製造した。
モンモリロナイトとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをモンモリロナイト複合体とした。
得られたモンモリロナイト複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたモンモリロナイト複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、モンモリロナイト複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面のほとんどの部分が炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２１１】
製造例１と同様の方法で、モンモリロナイト複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、モンモリロナイト複合体のＢＥＴ比表面積は１０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、モンモリロナイト複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は３．０μｍであった。
【０２１２】
［実施例８］
アルミニウムケイ酸塩複合体としてのアタパルジャイト複合体を、以下のようにして作製した。
アタパルジャイトとしては、製品名：アタゲル５０（林化成株式会社）を用いた。このアタパルジャイトの各種物性は以下のとおりであった。なおＢＥＴ比表面積及び元素モル比Ｓｉ／Ａｌは、上記製造例１と同一の条件で測定した。
ＢＥＴ比表面積：１５０ｍ２／ｇ
元素モル比Ｓｉ／Ａｌ：２．７
体積平均粒子径：３．０μｍ
【０２１３】
上記のアタパルジャイトを用いて、試料Ｈを以下のようにして製造した。
アタパルジャイトとポリビニルアルコール粉末（和光純薬工業株式会社）とを１００：７０の質量比で混合し、窒素雰囲気下、８５０℃で１時間焼成した。これをアタパルジャイト複合体とした。
得られたアタパルジャイト複合体の炭素含有比率を、示差熱−熱重量分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、２０℃／分の昇温速度で、８００℃、２０分保持での質量減少率にて測定したところ、１０質量％であった。
また、得られたアタパルジャイト複合体のＲ値を、上記と同一の条件で測定したところ、１．０であった。ラマン分光測定法によるマッピングを行い、アタパルジャイト複合体の表面の被覆状態を確認したところ、炭素により被覆されていない部分が非常に少なく、表面全体のほとんどが炭素により被覆されている状態の炭素被覆が確認できた。
【０２１４】
製造例１と同様の方法で、アタパルジャイト複合体のＢＥＴ比表面積を窒素吸着能に基づいて測定した。その結果、アタパルジャイト複合体のＢＥＴ比表面積は３０ｍ２／ｇであった。また、製造例１と同様の方法で、アタパルジャイト複合体の体積平均粒子径を測定した。その結果、体積平均粒子径は３．０μｍであった。
【０２１５】
［評価２］
（１）  吸着水量
実施例１〜実施例８で得られたイモゴライト複合体Ａ、イモゴライト複合体Ｂ、ゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体について、金属イオン吸着能を以下のようにして評価した。また、比較対象として、炭素被覆前の合成イモゴライト（試料Ａ）、ゼオライト、アロフェン、カオリン、サポナイト、モンモリロナイト、アタパルジャイト、上記の焼成物Ａ及びアセチレンブラック（ＨＳ−１００、電気化学工業株式会社、ＢＥＴ比表面積：３８ｍ２／ｇ、体積平均粒子径：２．０μｍ）を用いた。
【０２１６】
吸着水の量は、各測定試料について、１３０℃にて３時間真空乾燥させた後の質量と、その後に温度２０℃、湿度９０％〜９９％の条件下で２４時間静置した後の質量との質量変化を測定して求めた。結果を表１に示す。
【０２１７】
（２）  電解液中での金属（Ｍｎ）イオン吸着能
実施例１〜実施例８で得られたイモゴライト複合体Ａ、イモゴライト複合体Ｂ、ゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体について、金属イオン吸着能を以下のようにして評価した。また、比較対象として、炭素被覆前の合成イモゴライト（試料Ａ）、ゼオライト、アロフェン、カオリン、サポナイト、モンモリロナイト、アタパルジャイト、上記の焼成物Ａ及びアセチレンブラック（ＨＳ−１００、電気化学工業株式会社、ＢＥＴ比表面積：３８ｍ２／ｇ、体積平均粒子径：２．０μｍ）を用いた。
【０２１８】
１ＭのＬｉＰＦ６と、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比１：１：１の比率で含む電解液を調製し、これにＭｎ（ＢＦ４）２を溶解して、５００ｐｐｍのＭｎ溶液を調製した。このＭｎ溶液に各試料を０．０５ｇ添加して３０分間攪拌した後、室温にて一晩静置させた。その後、上澄み液を孔径が０．４５μｍのフィルタを用いて濾過し、ＩＣＰ発光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を用いてＭｎイオンの吸着量を測定した。結果を表１に示す。
【０２１９】
【表１】
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【０２２０】
表１からわかるように、イモゴライト複合体Ａ、イモゴライト複合体Ｂ、ゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体はいずれも、それぞれ被覆前のアルミニウムケイ酸塩と比較して低い吸着水量であった。
また、イモゴライト複合体Ａ、イモゴライト複合体Ｂ、ゼオライト複合体、アロフェン複合体、カオリン複合体、サポナイト複合体、モンモリロナイト複合体及びアタパルジャイト複合体はいずれも、炭素を表面に有する形態でも、金属イオン吸着能が保持された。
【０２２１】
このように、本発明のアルミニウムケイ酸塩複合体は、吸着水量の低いアルミニウムケイ酸塩複合体であることがわかる。また本発明のアルミニウムケイ酸塩複合体は、ＳｉとＡｌとによるイオン交換能と炭素付与による低い吸着水量を有するので、例えば、空気浄化フィルタ、水処理材、光吸収フィルム、電磁波シールドフィルム、半導体封止材及び電子材料の一成分として好適に利用可能であることがわかる。
【符号の説明】
【０２２２】
１０    イモゴライト
１０ａ  管状物
２０    内壁
３０    隙間
４０    炭素
５０    アルミニウムケイ酸塩
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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