[发明专利]金属配合物，以及包含金属配合物的吸附材料、吸藏材料和分离材料

说明书

本发明的金属配合物包含多价羧酸化合物、至少一种选白属于周期表第2至第13族的金属的离子的金属离子、能够多齿配位至所述金属离子的有机配体，和C₁或C₂一元羧酸化合物。该金属配合物具有出色的气体吸附、吸留和分离性能，以及出色的耐久性。该金属配合物能够在高温高湿下稳定存在，并可以保持高吸附性能。

技术领域

本发明涉及金属配合物和包含该金属配合物的吸附材料、吸藏材料和分离材料。更具体地，本发明涉及金属配合物，所述金属配合物包含多价羧酸化合物、至少一种金属离子、能够多齿配位至该金属离子的有机配体和C₁或C₂一元羧酸化合物。本发明的金属配合物适合用于吸附材料、吸藏材料或分离材料，用于吸附、储存或分离气体，如二氧化碳、氢、一氧化碳、氧、氮、具有1至4个碳原子的烃、稀有气体、硫化氢、氨、水蒸气、有机蒸气等。

发明背景

在脱臭、废气处理等领域，迄今已经开发了多种吸附材料。活性炭是这些的典型实例，并且它已经被广泛用于多种工业中，通过利用它的出色的吸附性能，进行空气清洁、脱硫、脱氮、或有害物质的移除。近年来，对于氮的需求已在不断增加，例如，在半导体制备过程等中。根据变压吸附法或变温吸附法，通过使用碳分子筛(molecular sieving carbon)由空气制备这样的氮。碳分子筛也用于多种气体的分离和纯化，如来自裂化的甲醇气体中的氢的纯化。

当根据变压吸附法或变温吸附法分离气体混合物时，通常的实践是，基于气体之间在向用作分离吸附材料的碳分子筛或沸石的平衡吸附吸附量或速率方面的差异将它们分离。当基于平衡吸附量的差异分离气体混合物时，常规的吸附材料不能选择性地仅吸附待移除的气体，且分离系数下降，使得所用装置的尺寸增加不可避免。另一方面，当基于吸附速率方面的差异将气体混合物分离成单独的气体时，尽管取决于气体的种类可以仅仅吸附待移除的气体，然而，必须交替进行吸附和脱附，并且在这种情况下，使用的装置也应当较大。

另一方面，已经开发了高分子金属配合物作为提供优良吸附性能的吸附材料。高分子金属配合物具有包括以下各项的特征：(1)大的表面积和高的孔隙率，(2)高的可设计性，和(3)当暴露至外部刺激时在动态结构上的变化。高分子金属配合物被期待达到已知吸附材料所不具有的吸附性质。

例如，专利文献1公开了一种用于制备包含中心金属、具有羧酸基团的有机配体以及能够二齿配位至该中心金属的桥接配体的金属配合物的方法，所述方法包括添加有机酸如甲酸作为催化剂的步骤。然而，在专利文献1的方法中，有机酸被用作催化剂，而没有公开包含有机酸作为组成要素的金属配合物。

引文清单

专利文献

PTL 1：JP2008-208110A

发明概述

技术问题

在使用高分子金属配合物的气体吸附材料、分离材料等的实际应用中，在进一步改进吸附性能、储存性能和分离性能之外，已经想要改进金属配合物本身的耐久性。例如，已知在实际气体中所含的水对金属配合物有不利影响，从而降低气体吸附性能。因此，已迫切想要改进耐久性，特别是金属配合物的耐水性。

本发明的目的是提供能够用作具有比常规材料更高的耐久性特别是更高耐水性的气体吸附材料、气体吸藏材料或气体分离材料。

问题的解决方案

作为努力研究的结果，本发明的发明人发现，通过使用包含多价羧酸化合物、至少一种金属离子、能够多齿配位至该金属离子的有机配体和C₁或C₂一元羧酸化合物的金属配合物，可以达成以上目的。从而完成了本发明。

具体地，本发明提供以下各项。

(1)一种金属配合物，所述金属配合物包含：

多价羧酸化合物，