[发明专利]多孔玻璃的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔玻璃的制备方法。

背景技术

利用玻璃的相分离现象制备的多孔玻璃具有独特的、均匀控制的多孔结构。能够将孔径调整到某范围内。利用这样的优异特性，多孔玻璃应在工业上用于例如吸附剂、微型载体、分离膜和光学材料。

对于这些工业应用，常常需要具有超细纳米尺寸的孔隙的多孔结构。即使在这样的纳米尺寸的孔隙的情况下，也必须提供优异的多孔结构。

如下所述制备利用相分离现象得到的多孔玻璃。

通过热处理使可相分离的玻璃相分离为具有比可相分离的玻璃高的硼含量的相（可溶相）和具有比可相分离的玻璃低的硼含量的相（不可溶相），这些相以网状配置。

然后用例如酸溶液将可溶相选择性蚀刻以形成多孔结构，由此提供多孔玻璃，其包括具有三维网状结构的二氧化硅骨架（例如，参见NPL1）。

目前为止，已将酸例如盐酸和硝酸用作蚀刻溶液（例如，参见PTL1和2）。但是，在使用这样的酸的情况下，观察到凝胶状二氧化硅沉积在玻璃的内部的孔隙中的现象（例如，参见NPL2）。特别地，较细小的孔隙更容易引起该现象。

蚀刻条件和蚀刻溶液的组成在蚀刻中可起到重要作用。几乎没有集中精力于蚀刻溶液的组成的研究。目前的情况下，没有实现使得能够充分提供多孔玻璃的性能的孔隙率水平。

作为用于选择性蚀刻两种不同玻璃的技术，已进行了集中精力于蚀刻溶液的研究。PTL3公开了用于选择性蚀刻两种不同玻璃的技术，该技术目的在于通过使用含有大量的在非蚀刻相中含有的组分的蚀刻溶液来抑制非蚀刻相的蚀刻，由此导致高蚀刻选择性。

但是，在利用相分离现象对玻璃进行选择性蚀刻的情况下，非蚀刻相几乎由二氧化硅组成，并且可溶相也含有二氧化硅。因此，使用含有在非蚀刻相中含有的组分的蚀刻溶液的技术不能应用于相分离的玻璃的蚀刻。

相分离现象是形成三维结构的现象。因此与玻璃的典型蚀刻的情形相比，难以不仅将玻璃的表面而且将玻璃的内部选择性蚀刻。而且，通过现有技术中的蚀刻技术，从玻璃的表面到内部将玻璃选择性蚀刻以形成具有超细纳米尺寸的孔隙的多孔结构极其困难。

因此，多孔玻璃并没有充分挥发性能。强烈需要制备具有有超细纳米尺寸的孔隙的多孔结构的多孔玻璃而没有使凝胶状二氧化硅沉积的蚀刻技术。

引用列表

专利文献

PTL1：日本专利公开No.2002-56520

PTL2：日本专利公开No.2006-193341

PTL3：日本专利公开No.08-175847

非专利文献

NPL1：M.J.Minot,J.Opt.Soc.Am.,第66卷,No.6,1976.

NPL2：Tanaka,Yazawa,Eguchi,Yogyo-Kyokai-Shi（Journal of the Ceramic Society of Japan）,91（1056）,第384页

发明内容

技术问题

如上所述，强烈需要即使位于玻璃中的较深部分也将可溶相选择性除去的蚀刻技术，该可溶相具有通过对玻璃进行热处理以相分离而形成的纳米尺寸的三维网状结构。

鉴于背景技术已完成了本发明。本发明的方面提供即使在玻璃中的较深部分也具有纳米尺寸的孔隙并且具有高孔隙率的多孔玻璃的制备方法。

问题的解决方案

为了克服上述问题，多孔玻璃的制备方法包括：制备含有硼的玻璃体的步骤，对该玻璃体进行热处理以相分离的步骤，和使该相分离的玻璃体与具有5-140ppm的硼浓度的含硼溶液接触的步骤。

本发明的有利效果

本发明的方面提供即使在玻璃中的较深部分也具有纳米尺寸的孔隙并且具有高孔隙率的多孔玻璃的制备方法。

附图说明

图1是本发明的实施例1中制备的多孔玻璃的横截面的电子显微照片。

具体实施方式

根据本发明方面的多孔玻璃的制备方法包括：制备含有硼的玻璃体的步骤，通过加热对该玻璃体进行相分离的步骤，和使该相分离的玻璃体与具有5-140ppm的硼浓度的含硼溶液接触的步骤。

本发明的方面提供多孔玻璃的制备方法，该方法包括选择性地蚀刻进行了相分离的玻璃相并且使该蚀刻进行到玻璃的较深部分，由此该多孔玻璃即使在该玻璃中的较深部分也具有纳米尺寸的孔隙并且具有高孔隙率。

以下以使用通常的相分离的玻璃制备多孔玻璃的方法为例，对本发明的实施方案详细说明。