誰でもわかる【SBA-15】とは? 概要から用途まで徹底解説

化学の知識

SBA-15は最近注目されているメソポーラスシリカの1つです。

多孔質材料はゼオライト、活性炭、メソポーラスシリカなど多様な種類なものがあり、大変複雑です。

今回は化学メーカーで研究をする私が、誰よりも分かりやすく「SBA-15」について解説していきます!

この記事で分かること

SBA-15の概要

SBA-15が注目される理由・用途

SBA-15とは?まずは1分で概要を理解!


多孔質材料の分類を以下の図に示しました。

まずはSBA-15が多孔質材料の中でどのような位置づけにあるのかを理解することが重要です。

SBA-15 多孔質材料

そして上の図を踏まえて、SBA-15の概要は以下のとおりです。

SBA-15とは?

メソ孔を持つメソポーラス材料

シリカからできているメソポーラスシリカの一種

メソポーラスシリカの中でも水熱安定性に優れている注目の材料

ここからは1つ1つ解説していきます!

まず多孔質材料とは規則的な細孔(穴)が連続的にある材料のことを言います。

まず多孔質材料とは規則的な細孔(穴)が連続的にある材料のことを言います。

そしてその細孔のサイズによってその材料の種類が分類されます。

  • マイクロ孔:直径2nm以下の細孔
  • メソ孔:直径2nm-50nmの細孔 
    このメソ孔をもつものがメソポーラス材料
  • マクロ孔:直径50nm以上

今回のSBA-15はこの規則的なメソ孔を有する材料です。

ではこのメソ孔を持つ材料の中でSBA-15はどのような位置づけでしょうか?

実はメソ孔を持つ材料も世の中にはたくさんあります。

例えば炭素で構成される、メソポーラスカーボン。シリカで構成されるメソポーラスシリカなどがあります。

そしてSBA-15はこのメソポーラスシリカの一種です。

そしてこのSBA-15はこのメソポーラスシリカの中でも最も有望な材料という位置づけです。

メソポーラスシリカにもいろいろな種類があります。目的に応じて細孔のサイズや耐久性が調整されて様々なものが合成されています。

有名なものとしてはMCM-41がありますが、このSBA-15はMCM-41と比較しても高い水熱安定性などを有することで大変注目されている材料です。

MCM-41については以下の記事で解説しています。

SBA-15が注目される理由

多孔質材料で最も有名な材料はゼオライトではないでしょうか。

歴史も長く、これまで幅広い研究がなされてきました。

そしてそのゼオライトの最大の特徴はその細孔の小ささ(マイクロ孔)にあります。

しかし、最近ニーズの広がってきているタンパク質やDNAなどの巨大分子はゼオライトの細孔よりも大きいことが一般的です。

そのためこれらの分子はゼオライトの細孔に入れず吸着させたり、反応させたりするのに向いていません。

一方、メソポーラスシリカはこれらの巨大分子を収納するのにちょうどよい細孔を持っており、吸着したりするのに利用することができます。

しかし従来のメソポーラスシリカは水熱安定性が低いなどのデメリットがあり、特定の場面でしか利用できないという問題がありました。

一方SBA-15は高い安定性を持っており、優れた特性と安定性を持つというで現在大変注目されています。

SBA-15の用途

SBA-15は現在な用途で検討されています。

例えば先程示した吸着剤や触媒の担体などの用途が積極的に検討されています。

基本的な用途はゼオライトや活性炭などの他の多孔質材料と同じですが、細孔系などが違い、また別の目的物質などの用途として研究が進められています。

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