BR112015003948A2 - método para produção de pó e composto maienite condutivo, método para produção de um catalisador metálico apoiado, e método para sintetizar amônia - Google Patents

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Masaaki Kitano
Fumataka Hayashi
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Abstract

método para produção de pó e composto maienite condutivo, método para produção de um catalisador metálico apoiado, e método para sintetizar amômia. um composto maienite condutivo é esperado para ser aplicado para resfriar emissores de elétron, condutores, eletrodos de injeção de elétron el orgânicos, materiais de conversão termoelétricos, materiais de geração de energia termoelétrica, agentes de redução, e oxidantea adequados, catalisadores e outros. se um composto maienite condutivo tendo uma grande área de superfície específica for obtido, a utilidade do mesmo nas respectivas aplicações será notadamente aumentada. um pó do composto maienite condutivo tendo uma densidade de elétron de condução de 1015 cm-3 ou mais e uma área de superfície específica de 5 m2g-1 ou mais será produzido por: (1) uma etapa de formação de um pó precursor sujeito à uma mistura de um pó do material inicial e água à um tratamento hidro-térmico; (2) uma etapa de formação de um pó do composto maienite pelo aquecimento e desidratação do pó precursor: (3) uma etapa de formação de um pó do composto maienite ativado pelo aquecimento do pó do composto em uma atmosfera de gás inerte ou em um vácuo; (4) uma etapa para injeção de elétrons no composto maienite através de um tratamento de redução pela mistura do pó do composto maienite ativado com um agente de redução.

Description

“MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE PÓ E COMPOSTO MAIENITE CONDUTIVO, MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UM CATALISADOR METÁLICO APOIADO, E MÉTODO PARA SINTETIZAR AMÔNIA”. Campo Técnico
[0001] A presente invenção relato um método para produção de um pó composto maienite condutivo que é apropriado como materiais eletrônicos tendo propriedades de condução elétrica, materiais catalisadores, etc. e tendo uma grande área de superfície específica. Antecedentes
[0002] Entre os aluminossilicatos de cálcio contendo Cão, A1203 e SiO2 como componentes, há substancias cujo nome mineral é chamado maienite (o yenite). Os compostos tendo o mesmo tipo de estrutura cristal como maienite são referidos como “compostos maienite”. Compostos maienite tem uma . composição típica representada por 12CaO 7 A12 O3 (doravante representado por “C12A7”). Foi reportado que um cristal C12A7 tem uma estrutura específica na qual dois íons de oxigênio fora dos 66 íons de oxigênio em uma célula unitária incluindo duas moléculas são clatratadas na forma de “oxigênio livre” em um espaço de uma armação formada pelo esqueleto do cristal (NPL1).
[0003] Desde 2003, os inventores da presente invenção mostraram que os íons de oxigênio livre incluem em compostos maienite podem ser substituídos com vários tipos de anions. Em particular, pela manutenção do C12A7 em uma atmosfera de redução forte, todos íons de oxigênio livre poderão ser substituídos como elétrons. C12A7 cujos íons de oxigênio livre são substituídos com elétrons poderão ser representados por uma fórmula química de [Ca24A128O64]4+(e-)4 (doravante representada por “C12A7:e- . Substâncias nas quais anions são substituídos com elétrons desta maneira são referidos como “eletridos” , e eletridos tem uma característica de exibir boa condutividade de elétron (NPL 2)
[0004] Os inventores da presente invenção encontraram que C12A7:e- incluindo elétrons de condução em uma concentração de 1 x 1019 cm-3 ou mais e um composto tendo o mesmo tipo de estrutura cristal como C12A7 são obtidos por (A) um método que inclui a manutenção de um compacto prensado isostaticamente de um único cristal ou um fino pó de C12A7 em um vapor de metal álcali ou um metal de solo alcalino em uma faixa de 600ºC a 800ºC. (B) um método que inclui a realização de implantação de íon de um íon inerte em uma película fina C12A7, ou (C) um método que inclui a fundição de um compacto prensado isostaticamente de um pó fino C12A7 em uma atmosfera de redução, e diretamente solidificando a fusão. (LPT 1).
[0005] Os inventores da presente invenção têm requerido patentes para invenções relativas a um método no qual uma substância matéria prima de um bom composto de maienite condutivo seja fundido, e a fusão resultante seja mantida em uma atmosfera com uma pressão parcial de baixo oxigênio e então sujeito à solidificação por resfriamento (LPT2); e um método no qual um agente de redução como carbono, A1, ou Ti sendo adicionado à um pó obtido pela pulverização de um produto sinterizado preparado pela manutenção de um pó de matéria prima em uma alta temperatura para sinterizar o pó matéria prima em uma reação de fase sólida, um corpo prensado moldado do pó, ou um corpo sintetizado obtido pela sinterização do corpo moldado na faixa de
1.200ºC a 1.350ºC, e a mistura resultante sendo tratada a calor na faixa de 600ºC a 1.415ºC para prover condutividade, (ou seja, para substituir íons de oxigênio livre com elétrons) (LPT 3 e LPT 4). Além disso, os inventores da presente invenção tiveram sucesso obtido com C12A7:e- que exibe uma propriedade de condução elétrica metálica pelo recozimento de um único cristal C12A7 em um vapor de titânio metálico (Ti) e terem requerido invenções para um método para produção de C12A7:e- e uso do C12A7:e- como um material de emissão de elétron (PTL 5).
[0006] Patentes de invenções relatando os seguintes métodos para produção de um composto maienite condutivo foram requeridas. Exemplos dos métodos incluem um método no qual uma película de óxido composto representada por 12Ca1-xSrxO7A12O3 (x = 0 à 1), a película de óxido composto sendo obtida pelo cozimento de uma matéria prima de uma solução não aquosa pelo aquecimento na faixa de 500ºCà 1.500o C, sendo aquecida na faixa de 700ºC à 1.500ºC para realizar um tratamento de redução (LPT 6); um método no qual uma matéria prima é aquecida em uma atmosfera inerte ou em uma atmosfera de vácuo na faixa de 1.200ºCà 1.415ºC(LPT 7); um método no qual uma mistura de uma matéria prima e um agente de redução com metálico A1 ou metálico Ca é sinterizado na faixa de 1.200º C à 1.415ºC ou fundido na faixa de
1.415ºC à 1.600ºC (LPT 8); um método no qual um pó do composto de maienite é aquecido na faixa de 300ºCà 1.200ºCpara formar um corpo sinterizado tendo poros abertos, e o corpo sintetizado sendo aquecido em uma atmosfera de redução na faixa de 1.200ºC à 1.450ºC, (LPT 9).
[0007] Com relação à C12A7:e-, que tem uma propriedade de condução elétrica metálica, um pó de C12A7:e- poderá ser diretamente sintetizado pela mistura de CaCO3 com A12O3 com A12O3 em um raio de 11:7, aquecendo a mistura à 1.300o C, aquecendo o resultante produto em um vapor atmosférico metálico Ca (NPL 3). Os compostos maienita condutivos são usados em emissores de elétron, dispositivos de exibição de emissão de campo, tubos fluorescentes de catodo frio,dispositivos de iluminação planos, materiais de emissão de elétron (LPT 10), eletrodos para lâmpadas de descarga (LPT 11), e similares.
[0008] Além disso, uma patente para uma invenção relativa a um composto maienite no qual alguns átomos A1 em C12A7, que é um composto mayenite condutivo, são substituídos com Ga ou In átomos tem sido requeridas. Este composto maienita é apropriado para materiais eletrodos que requerem um tratamento a calor de alta temperatura, por exemplo, um painel display de plasma (PDP) com material de película protetora, um material de injeção de carga em um dispositivo eletroluminescente orgânico (EL), e similares (LPT 12).
[0009] Os inventores da presente invenção tem requerido patentes para invenções relativas a um catalisador de uma reação de síntese de amônia, o catalisador incluindo um composto maienite condutivo e um metal como Ru ou Fe apoiado no composto maienite condutivo (LPT 13) e um método para reduzir dióxido de carbono em monóxido de carbono, pelo uso de um composto maienite condutivo (LPT 14). Além disso, mesmo C12A7 que não tenha condutividade elétrica tem aplicações como um catalisador ou um suporte de catalisador. Por exemplo, é conhecido que um catalisador obtido por uma solução complexa de secagem por spray de uma matéria prima e subsequentemente calcinando o produto resultante na faixa de 1.300ºC a1.400ºC para duas horas ou mais é usado como uma catalisador para reação de fracionamento de vapor para a produção de uma olefina suave (LPT 15). Recentemente, métodos para a produção de um suporte tendo uma área de superfície especificamente grande, os métodos incluindo as etapas de sintetização um precursor por um método hidro-térmico ou um método de gel de sol e subsequentemente aquecendo o precursor, tem sido propostos (NPL 4 e NPL 5).
[00010] Foi reportado que quando C12A7 não é deixado para padrão em uma umidade contendo atmosfera, íons de hidróxido (OH-) são clatratos em uma estrutura e não são facilmente removidos mesmo em altas temperaturas (NPL 6).
[00011] Lista de Citação Literatura de Patente LPT 1: WO2005/000741 LPT 2: WO2005/077859 LPT 3: WO2006/129675 LPT 4: WO2006/129674
LPT 5: WO2007/060890 LPT 6: Pedido de Patente Japonês Não Examinado Publicação No. 2009- 107858 LPT 7: Pedido de Patente Japonês Não Examinado Publicação No. 2010- 132467 LPT 8: Pedido de Patente Japonês Não Examinado Publicação No. 2012- 082081 LPT 9: Pedido de Patente Japonês Não Examinado Publicação No. 2012- 126618 LPT 10: WO2006/112455 LPT 11: WO2011/024821 LPT 12: Pedido de Patente Japonês Não Examinado Publicação No. 2009- 203126 LPT 13: WO/2012/077658 LPT 14: Pedido de Patente Japonês Não Examinado Publicação No. 2012-025636 LPT 15: U.S. Patente No. 6.696.614
[00012] Não Literatura de Patente NPL 1 : Von Hans Bartl und Thomas Scheller, “N. Jahbuck F. Mineralogie. Monatshefte”, 35, 547-552, (1970) NPL 2: S. Matsuishi, Y. Toda, M. Miyakawa, K. Hayashi, T. Kamiya, M. Hirano, I. Tanaka, and Hosono, “Science”, 301, 626-629 (2003) NPL 3: S. Matsuishi, T. Nomura, M. Hirano, K. Kodama, S. Shamoto and H. Hosono, “Chemistry of Materials”, 21, 2589-2591 (2009) NPL 4: L. Gong, Z. Lin, S. Ning, J. Sun. J. Shen, Y. Torimoto, and O, Li, “Material Letters”, 64, 1322-1324 (2010) NPL 5: C. Li, D. Hirabayashi and K. Suzuki, “Materials Research Bulletin”, 46, 1307-1310, (2011) NPL 6: K. Hayashi, M. Hirano and H. Hosono, “J. Phys. Chem. B”, 109, 11900- 11906, (2005)
Sumário da Invenção Problema Técnico
[00013] Compostos maienite condutivos são esperados para serem aplicados para resfriar emissores elétron, condutores, eletrodos de injeção elétron de EL orgânico, materiais de conversão termoelétricos, agentes de redução, agentes de oxidação, catalisadores e outros.
[00014] Em métodos conhecidos para a produção de um composto maienite condutivo contendo 1015 cm-3 ou mais de elétrons de condução, uma etapa de síntese em uma alta temperatura é necessária, por exemplo, como em um método no qual a matéria prima misturada com um agente de redução é aquecida à uma alta temperatura de 1.200ºCou mais, e sujeita à um tratamento de redução ao mesmo tempo (LPT 8) em um método no qual um tratamento de redução é realizado para um composto maienite sintetizado pelo aquecimento à uma alta temperatura de 1.200ºCou mais (LPT 8).
[00015] De acordo com isso, mesmo quando uma matéria prima tendo uma grande área de superfície específica for usada, sinterização de partículas ocorre nas etapas de produção e cristalização de um composto maienite, e consequentemente, partículas tendo uma pequena área de superfície ou um bloco é formado. Assim sendo, um composto maienite tendo uma específica grande área de ao menos aproximadamente 2 m2g-1 é meramente obtida. De acordo com isso, um composto maienite tendo uma grande área de superfície específica e contendo 1015 cm-3 ou mais de elétrons de condução e meios para produção do referido composto maienite não são conhecidos até a presente data. Se um composto maienite tendo uma área de superfície específica de 5 m2g-1 ou mais for obtido, se acredita que a utilidade do composto maienite condutivo nas aplicações acima notadamente aumentará.
[00016] Como um resultado de intensivos estudos conduzidos no sentido de alcançar o acima objetivo, os inventores da presente invenção encontraram um método para produção de um composto maienite condutivo tendo uma grande área de superfície específica, e resultado na complementação da invenção.
[00017] Especificamente, nos métodos existentes, será necessário que um composto maienite esteja sujeito à uma operação de injeção de elétron por um tratamento de redução à uma alta temperatura de 1.200ºCou mais. De acordo com isso, mesmo quando um pó de uma matéria prima tendo uma grande área de superfície específica for usado,um pó tendo uma grande área de superfície específica não será obtida face o pó da matéria prima ser sinterizado pelo tratamento de alta temperatura. Entretanto, os inventores da presente invenção encontraram meios para realizar uma operação de injeção de elétron à uma baixa temperatura de 1.100ºCou menos realizando a produção de um pó composto maienite condutivo tendo uma área de superfície específica de 5 m2g-1 ou mais.
[00018] A presente invenção provê um método para produção de um pó de composto maienite condutivo tendo uma concentração de elétron de condução de 1015 cm-3 ou mais e uma área de superfície específica de 5 m2g- 1 ou mais, o método incluindo ao menos (1) uma etapa de formação de um pó precursor de um composto maienite sujeito à uma mistura de um pó de matéria prima do composto maienite e água à um tratamento hidro-térmico, (2) uma etapa de formação de um pó do composto maienite pela desidratação do pó precursor por aquecimento, (3) uma etapa de formação de um pó do composto maienite ativado pelo aquecimento do pó do composto maienite em uma atmosfera de gás inerte ou em um vácuo em uma temperatura na faixa de 400ºC a 1.000ºC por três horas ou mais, e (4) uma etapa de injeção de elétrons no composto de maienite pela mistura do pó do composto maienite ativado com um agente de redução e aquecendo a resultante mistura em uma temperatura na faixa de 400ºCà 1.100ºCpara conduzir um tratamento de reação.
[00019] Em adição, a presente invenção prove o método para produção de um pó do composto maienite condutivo, o método ainda incluindo, após as etapas (4), (5), uma etapa de repetição do processo de recozimento térmico rápido (processo RTA) incluindo o aumento da temperatura à uma faixa de 900ºC a 1.100ºC.
[00020] No método da presente invenção, o composto maienite é tipicamente 12 7A12O3. O agente de redução é preferivelmente Ca ou CaH2.
[00021] As razões pelas quais um pó de composto maienite condutivo tendo uma área de superfície específica de 5 m2g-1 ou mais poderá ser obtido são os seguintes dois pontos. Primeiramente, pelo uso de um método de síntese hidro-termica, matéria prima do composto maienite, por exemplo, uma fonte Ca e uma fonte A1 no caso de C12A7, são uniformemente e satisfatoriamente misturados, e um óxido hidratado funcionando como um precursor de cristais podendo ser produzidos à uma baixa temperatura. Pela desidratação do precursor pelo aquecimento, um composto maienite poderá ser obtido a uma temperatura inferior que aquela em uma síntese de fase sólida. Como um resultado, o composto maienite é obtido na forma de finas partículas na ordem sub-mícron e assim tendo uma grande área de superfície específica. Entretanto, em um método similar à um método existente, mesmo quando um agente de redução tendo uma alta performance de redução for usado, o agente de redução não funciona e será difícil injetar um pó do composto maienite tendo a referida grande área de superfície específica à um tratamento de evacuação na faixa de 800ºC à 1.000º C, água adsorvida, um grupo hidroxi de superfície, OH_ na armação, podendo ser facilmente removida. Assim, o agente de redução poderá ser usado sem desativação. Além disso, com o uso de CaH2, que tem alta performance de redução, um pó do composto maienite condutivo poderá ser obtido pela condução do tratamento de redução à uma baixa temperatura (700ºC à 800º C).
[00022] Em segundo lugar, no caso onde um rápido processo de recozimento térmico “processo RTA”, é usado em adicional redução de uma superfície de pó, uma parta da qual é insulada após o tratamento de redução, a temperatura podendo ser aumentada a uma alta velocidade e então o tratamento de redução podendo ser finalizado antes da sinterização e agregação das partículas ocorrer. De acordo com isso, mesmo quando a redução por aquecimento for realizada a uma relativa alta temperatura (900ºCà
1.100ºC), um composto de maienite condutivo tendo uma grande área de superfície específica será obtido.
[00023] Além disso, a presente invenção provê um método para produção de um catalisador metálico apoiado, o método incluindo, pelo uso de um método de impregnação, um método de mistura física, um método de decomposição térmica, um método de fase líquida, um método de precipitação, ou um método de deposição de vapor, permitindo um catalisador metálico para ser apoiado no pó do composto maienite condutivo produzido pelo método acima.
[00024] O componente metálico apoiado que poderá ser usado não é particularmente limitado, mas poderá ser qualquer um de Li, Na, K, Rb e Cs selecionado do grupo de elementos 1A; Mg, Ca, Sr, e Ba selecionados do grupo de elementos 2A; SC, Y, lantanidas, e actinidas selecionadas do grupo de elementos 3A;Ti, Zr, e Hf selecionados do grupo de elementos 4A; V, Nb e Ta selecionados do grupo de elementos 5A; Vr, Mo, e W selecionados do grupo de elementos 6A; Mn, Tc, e Re selecionados do grupo de elementos 7A; Fe, Ru e Ir selecionados do grupo de 9 elementos; Ni, Pd e Pt selecionados do grupo dos elementos 10; Cu, Ag, e Au, selecionado do grupo de elementos 11; Zn, Cd, e Hg, selecionados do grupo de elementos 12; B, A1, Ga, In, e T1 selecionados do grupo de 13 elementos; Si, Ge, Sn e PB selecionados do grupo de elementos 14; As, Sb, e Bi selecionados do grupo de elementos 15; e Se e Te selecionados do grupo de elementos 16. Esses componentes poderão ser usados em combinação.
[00025] O catalisador da presente invenção poderá ser usado em várias reações catalíticas como oxidação, hidrogenação, isomerização, desproporcinação, esterificação, uma reação de condensação, uma reação de base ácida, e uma reação de polimerização, mas o uso do catalisador não está limitado à estes. Entre os acima componentes metálicos, elementos metálicos de transição, são usados como catalisadores homogêneos/heterogêneos em várias reações de síntese. Em particular, grupos 6, 8 e 9 com metais de transição como Fe, Ru, Os, Co, Rh e Mo são apropriados para catalisadores usados na síntese de amônia pelo uso de uma direta reação de hidrogênio e nitrogênio.
[00026] Por exemplo, Mo, W, Re, Fe, Co, Ru, Rh e Os são conhecidos como metais de transição tendo uma atividade de síntese de amônia, e o catalisador poderá ser um obtido pela modificação desses componentes com um material de injeção de elétron, como um metal álcali, ou um metal de solo alcalino. Alternativamente, uma combinação dos elementos acima, um nitrato de um grupo 8 ou 6B de metal de transição, ou um composto de nitrato Co/Mo poderá ser usado como o catalisador.
[00027] No caso onde um pó do composto maienite ou corpo poroso for usado como um suporte, um catalisador será obtido pela mistura de um pó do composto maienite ou corpo poroso contendo 1 x 1015 cm3 ou mais de elétrons de condução e obtido na etapa acima com um composto metálico de transição por um método de impregnação ou um método de mistura física, e então aquecendo a mistura resultante para decompor o composto metálico de transição à um metal de transição por redução. Alternativamente, por exemplo, um composto metálico de transição poderá ser depositado em uma superfície do pó do composto maienite ou corpo poroso por um método de deposição de vapor químico (CDV), um método de precipitação, ou similar, e o composto metálico de transição poderá ser decomposto termicamente para depositar o metal de transição.
[00028] Exemplos do composto metálico de transição incluem, mas não são particularmente limitados a, compostos metálicos inorgânicos, e complexos organometálicos que são facilmente decompostos termicamente, como dodecacarbonila trirutênio [Ru3(CO)12], diclorotetraque (trifenilfosfina) rutênio )II), [RuC122(PPh3)4], diclorotris (trifenilfosfina) rutênio (II) [RuC12(PPh3)4], tri(acetilacetonato) rutênio (III), [Ru(acac)3], rutenoceno [Ru(C5H5), cloreto de rutênio [RuC13].pentacarbonilirona [Fe(CO)5]. Nonacarbonila de ferro [Fe2(CO)9], iodeto de ferro tetracarbonila [Fe(CO)4I2, cloreto de ferro [FeC13], ferroceno [Fe(C5H5)2], tri-(acetilacetonato de ferro (III), [Fe(acac)3], dodecarboniltriron [De(CO)12] [Co(acac)3]. Cobalto (II) acetilacetonato [Co(acac)2, cobaltotacarbonila [Co2(CO)8], cobaltoceno [Co(Co(C5H52], triosmiundodecacarbonila (Os3(CO)12], e hexacarbonila de molibdenum [Mo(CO)6].
[00029] As seguintes etapas poderão ser empregadas como o método de impregnação. Por exemplo, um pó de carbono é dispersado em uma solução do composto metálico de transição (por exemplo, uma solução de hexano de um complexo carbonila Ru) e agitado. Neste caso, a quantidade do composto metálico de transição é de aproximadamente 0.01% a 40% pelo peso, preferivelmente aproximadamente 0.2% à 30% pelo peso, e mais preferivelmente de 0.05% à 20% pelo peso relativo à um pó de apoio. Subsequentemente, a dispersão resultante é aquecida em um fluxo de gás inerte, como nitrogênio, argônio ou hélio ou em um vácuo à 50ºC à 200ºC por minutos a 5 horas para evaporar o solvente, e então o pó é secado, A seguir, o composto precursor do catalisador resultante do composto metálico de transição é reduzido. Através das etapas acima, um catalisador metálico apoiado que suporta, no pó de apoio, um metal de transição na forma de finas partículas tendo um tamanho de partícula de vários nanômetros para centenas de nanômetros é obtido.
[00030] A quantidade de metal de transição é 0.01% a 30% pelo peso, preferivelmente de 0.02% à 20% pelo peso, e mais preferivelmente de 0.05% à
10% pelo peso relativo ao pó de apoio. O pó de apoio suportando o metal de transição nele clatrata elétrons ao mesmo grau como aquele no estado inicial, mesmo após uma etapa de suporte, e tendo uma pequena função de trabalho em termos de apoio. De acordo com isso, o pó de apoio tem uma alta habilidade para doar elétrons à um metal de transição e significantemente aumenta a ativação de nitrogênio e hidrogênio no metal de transição. Como um resultado, o pó de apoio funciona com um catalisador de síntese e amônia de alta performance. O catalisador da presente invenção funciona como um catalisador de síntese de amônia de alta performance, mesmo sem usar um metal álcali, um metal de solo alcalino, ou um composto do mesmo como um composto acelerador. Entretanto, esses compostos aceleradores poderão ser usados de acordo com a necessidade.
[00031] O catalisador metálico apoiado poderá ser usado na forma de um corpo moldado pelo uso de uma técnica de moldagem comum. Especificamente, exemplos da forma do catalisador metálico apoiado inclui uma forma granular, uma forma periférica, uma forma de comprimido, uma forma de anel, uma forma de macarrão, uma forma de folha de trevo, uma forma de arco, e uma forma de colméia. Alternativamente, uma apropriada base poderá ser revestida com o catalisador metálico apoiado e usada.
[00032] A presente invenção ainda provê um método para sintetizar amônia, o método incluindo o uso do catalisador metálico apoiado produzido pelo método acima em uma reação de síntese na qual gás nitrogênio (N2) e gás hidrogênio (H2) são permitido reagir entre si para produzir gás d amônia (NH3).
[00033] Vantagens e Efeitos da Invenção De acordo com o método da presente invenção, um pó do composto meienite condutivo que é adequado como componentes de material eletrônico como um material de película protetora PDP e um material eletrodo que requer um tratamento a calor em alta temperatura ou matéria prima do catalisador e que tenha grande área de superfície específica poderá ser provido pelo uso de um método de injeção de elétron existente com um agente de redução. Descrição das Configurações
[00034] Um método de produção da presente invenção será agora descrito em detalhes. Cristais de um composto maienite são formados tridimensionalmente conectando estruturas em forma de armação (armação) cada tendo um diâmetro interno de aproximadamente 0.4 nm enquanto dividindo superfícies de paredes nele. Em geral, anions como O2- são incluídos no interior das armações de um composto maienite. Entretanto, esses anions poderão ser substituídos com elétrons de condução pela provisão de um tratamento químico. A concentração do elétron de condução no composto maienite é aumentada pelo aumento do tempo de recozimento.
[00035] Nos compostos maienite, elétrons que são substituem íons de óxido (O2-) incluídos na estrutura dos mesmos funcionam como elétrons de condução. No caso de C12A7, o composto maienite é representado por uma fórmula de composição ([Ca24A128O64]4+(O2)2-x) (onde 0 < x < 2). Além disso, a concentração do elétron de condução é feita para 1 x 1015 cm3 ou mais pela substituição de íons de óxido com elétrons. De acordo com isso, compostos maienite incluindo elétrons de condução poderão ser referidos como “compostos maienite condutivos”. No caso de C12A7:e-, uma concentração máxima teórica dos elétrons de condução é 2.3 x 1021 cm-3. Um composto maienite tendo uma concentração de elétron condutivo igual ao valor teórico poderá ser obtido pelo método acima descrito.
[00036] Compostos maienite condutivos geram absorção de luz à 2.8 ev e
0.4 eV. Uma densidade de elétron é determinada pela medição de um coeficiente de absorção ótico da absorção da luz. No caso de uma amostra do pó, a densidade do elétron é facilmente determinada pelo uso de um método de refletância difusa. Alternativamente, a densidade do elétron em armações poderá ser medida usando ressonância de rotação de elétron (ESR) face ao elétrons nas armações serem rotativamente ativos. Além disso, quando um composto maienite incluindo elétrons de condução é dissolvido em uma solução contendo iodo, o composto maienite reduz o iodo. Pelo uso desta ação, a densidade do elétron nas armações poderá ser medido por uma titulação redox.
[00037] Na presente invenção, o termo “área de superfície específica” refere-se a um valor medido na base de um isotermo de adsorção de moléculas de nitrogênio à um temperatura de nitrogênio líquido (-196o C). As áreas de superfície específicas dos compostos maienite condutivos sintetizados foram estimados pela aplicação da fórmula BET (Brunauer, Emmett e Teller) na faixa de 0.05 à 0.3 de uma pressão de equilíbrio (P/P0; onde P representa uma pressão parcial (Pa) de um gás de adsorção que se encontra em um estado de equilíbrio com uma superfície de amostra à –196o C, e P0 representa uma pressão de vapor (Pa) do gás de adsorção do isotermo de adsorção.
[00038] < Síntese do composto maienite > No método da presente invenção, um composto maienite usado como um material de partida de um composto alvo é mais preferivelmente na forma de um pó fino (tamanho de partícula primária: 100 nm ou menos) ou um corpo poroso volumoso tendo uma estrutura porosa. Quando o composto maienite estiver na forma de finas partículas, a área de superfície por grama aumenta e a fenda entre as partículas na faixa mesoporo (2 nm ou mais e 100 nm ou menos. Um hidróxido servindo como um precursor do composto maienite poderá ser obtido por um método de tratamento hidro-térmico.
[00039] < Método para sintetizar o composto maienite usando tratamento hidro-térmico > O método de síntese hidro-térmico foi estudado por um longo tempo como um método para sintetizar partículas finas de óxido inorgânico tendo uma boa qualidade de cristal. Um composto precursor poderá ser carregados pelo carregamento de um solvente como água ou álcool e uma matéria prima em um recipiente resistente à pressão, e aquecendo a mistura resultante à uma temperatura igual ou maior que um ponto de fervura do solvente por várias horas em vários dias.
[00040] Ca3A12(OH)12 que é um hidróxido servindo como um precursor de um composto maienite C12A7, podendo ser preparado pela mistura de água, hidróxido de cálcio, e hidróxido de alumínio em uma composição estequiométrica, e aquecendo a mistura resultante, por exemplo à 150ºCpor aproximadamente seis horas. O precursor preparado é desidratado pelo aquecimento em ar em uma faixa de aproximadamente 400ºC à 1.000o C. Assim, o pó do composto maienite C12A7 tendo uma grande área de superfície específica (aproximadamente 20 a 60 m2g-1) é obtida.
[00041] < Pré-tratamento do composto maienite > O pó do composto maienite tendo uma grande área de superfície específica e sintetizado por meio do método de tratamento hidro-térmico retém grupos hidroxi que são fortemente ligados em uma superfície do pó ou em caso de um esqueleto de armação. Em uma etapa que permita que elétrons de condução sejam incluídos, um agente de redução é consumido pela reação com os grupos hidroxi (2CaH2) + 20H -> Cão + 3H2). Assim sendo, será necessário que a superfície do pó ou o interior do esqueleto da armação seja ativada pela remoção dos grupos hidroxi tanto quanto possível em uma etapa de pré- tratamento antes da etapa de injeção de elétron. A área de superfície específica após o pré-tratamento é diminuída com o acréscimo da temperatura do pré-tratamento. Em uma faixa de temperatura de 400ºCà 1.000o C, por exemplo, a área de superfície específica será alterada de 60 m2g-1 para 6 m2g-1.
[00042] Com relação ao método de pré-tratamento, o aquecimento é preferencialmente realizado à uma temperatura na faixa de 400ºC a 1.100ºC em uma atmosfera de gás inerte ou em um vácuo. A temperatura de aquecimento é preferivelmente na faixa de 700ºC a 1.000ºC e mais preferivelmente na faixa de 900º C. Quando a temperatura de aquecimento for inferior à 400ºC, apesar de um pó tendo uma grande área de superfície específica será obtido, uma alta concentração de elétron de condução não poderá ser obtida, uma vez que na etapa de tratamento de redução, um agente de redução é consumido por um grupo hidroxi pelo pó. Por outro lado, quando a temperatura do aquecimento exceder 1.100ºC, apesar de uma alta concentração de elétron de condução será obtida, um pó do composto maienite tendo uma grande área de superfície específica não poderá ser obtida, face a sinterização do pó proceder. No sentido de suficientemente realizar a ativação, o aquecimento será preferivelmente conduzido por três horas ou mais.
[00043] < Etapa de permissão do elétron de condução a ser incluído no composto maienite pelo tratamento de redução > No caso onde o pó do composto maienite incluindo elétrons de condução for preparado, um pó de matéria prima do composto maienite tendo uma equivalente composição química é aquecido em uma atmosfera de redução na faixa de 400ºC a 1.100ºC. A temperatura de aquecimento é preferivelmente na faixa de 700ºC a 800ºC. Quando a temperatura de aquecimento for inferior à 400ºC, uma reação entre um íon de oxigênio e um agente de redução em uma armação não procederá suficientemente, e uma concentração de elétron de alta condução não poderá ser obtida. Por outro lado, em uma temperatura de aquecimento excedendo 1.100o C, apesar a concentração de elétron de alta condução poder ser obtida, a área de superfície específica será diminuída por sinterização. O tempo de tratamento será preferivelmente três horas ou mais no sentido de suficientemente difundir íons de oxigênio e trocar íons de oxigênio com elétrons de condução.
[00044] Qualquer agente de redução poderá ser usado enquanto o agente de redução reage com um íon de oxigênio em uma armação na faixa de temperatura aquecimento acima. Exemplos do agente de redução que poderão ser usados incluem metais álcali, como Na, e Li, metais de solo alcalino, como Mg, Ca, CaH2, e hidratos dos mesmos. Hidrato de cálcio (CaH2) se torna Cão após redução e permanece como uma impureza, e então a área de superfície efetiva do composto maienite condutivo poderá ser diminuída. A mais alta temperatura de tratamento durante a etapa de permissão de elétrons de condução a ser incluída, a menor área de superfície específica do pó do composto maienite sujeita à etapa se forma. Por exemplo, no caso onde uma amostra do pó do composto maienite é preparada pela condução de um pré- tratamento à 800o C, e um tratamento de redução da amostra sendo realizado em uma faixa de temperatura de 600ºCà 800o C, a área de superfície específica da amostra sendo alterada, por exemplo, de aproximadamente 30 m2g-1 para 20m2g-1.
[00045] < Processo RTA > Uma parte de uma superfície do pó do composto maienite que tenha reagido com o agente de redução poderá ser insulado como um resultado de ser coberto, por exemplo, com óxido de cálcio. Um processo RTA poderá ser usado como um processo para redução da superfície do pó que tenha sido insulada. O processo RTA é uma abreviação para um rápido processo de recozimento térmico e é conhecido como um método para aperfeiçoar as qualidades do cristal dos semicondutores. Em um método existente para aquecimento da superfície de um pó, a taxa de aumento da temperatura é baixa como aproximadamente 5 a 10ºC min-1, e diminuindo a área de superfície devido à sinterização das partículas que não podem ser prevenidas. Em contraste, pelo uso do processo RTA, a qualidade do cristal da superfície de um eletrodo poderá ser aperfeiçoada sem diminuir a área de superfície, e uma propriedade de condução elétrica poderá ser provida ao pó do composto maienite incluindo a superfície do mesmo. No caso onde a cristalização é realizada pelo processo RTA, em uma atmosfera inerte, em uma atmosfera de redução, ou em um vácuo, a temperatura é aumentada à uma taxa de aumento de temperatura de 30 à 60ºC min-1, e a temperatura sendo mantida como uma temperatura de aquecimento à 900ºC a 1.100ºC por 5 à 15 minutos. A etapa de aumento da temperatura e a etapa de manutenção da temperatura sob aquecimento são repetidas duas a cinco vezes. A temperatura de retenção é preferivelmente na faixa de 950ºC a 1.100ºC.
[00046] < Processo para produção de catalisador incluindo composto maienite condutivo como suporte > Um catalisador poderá ser produzido, usando um método de impregnação, um método de mistura física, um método de decomposição térmica, um método de fase líquida, um método de precipitação, ou um método de deposição de vapor, pela permissão de um catalisador de metal como Ru para ser apoiado no pó do composto maienite condutivo produzido pelo método descrito acima. No método de mistura física, um pó do composto maienite condutivo e um composto metálico de transição são misturados em uma fase sólida por um método de mistura física, e o composto metálico de transição é então reduzido pelo aquecimento da mistura resultante em uma atmosfera de redução como uma atmosfera de hidrogênio em uma temperatura na faixa de 50ºCà 600o C. Assim, um catalisador metálico apoiado é obtido. Do ponto de vista de suprimir a sinterização das partículas metálicas apoiadas, antes da redução por aquecimento, aumentando a temperatura e retendo uma temperatura sendo preferivelmente repetidas várias vezes em um vácuo.
[00047] O método de impregnação inclui uma etapa de dispersão do pó do composto maienite condutivo em uma solução solvente do composto metálico de transição, uma etapa de formação de catalisador precursor composto do composto metálico de transição que é secado por evaporação de um solvente da solução do solvente, e uma etapa de formação do catalisador metálico pela redução do composto metálico de transição por aquecimento em uma atmosfera de redução.
[00048] O pó de apoio suportando um metal de transição clatrata elétrons ao mesmo grau daquele no estado inicial, após a etapa de suporte, e tendo uma pequena função de trabalho em termos de apoio. De acordo com isso, o pó de apoio tem uma alta habilidade para doar elétrons à um metal de transição. Em adição, uma vez que o suporte tem uma grande área de superfície específica, o pó de apoio significantemente acelera a ativação do nitrogênio e hidrogênio em um metal de transição. Como um resultado, o pó de apoio funciona como um catalisador de síntese de amônia com uma alta performance quando comparado com o caso onde um pó maienite condutivo tendo uma pequena área específica é usado. Pelo uso de um catalisador metálico de transição apoiado no pó do composto maienite condutivo pelo uso de quaisquer desses métodos, a amônia poderá ser sintetizada pelo nitrogênio e hidrogênio que são matérias primas, para reagir entre si no catalisador em um reator à uma temperatura de reação de 100ºCou mais e 600ºCou menos e à uma pressão de reação de 10 kPa à 30 MPa.
[00049] EXEMPLO 1 < Síntese do pó do composto maienite > Hidróxido de cálcio (Ca (OH)2) e hidróxido de alumínio (A1(OH)3) foram pesados de modo a satisfazer Ca: A1 = 12:14, e misturados. Água destilada foi pesada de modo que a concentração do pó misturado resultante se tornou 10% pelo peso, e um total de 160 g foi agitado e misturado em um moinho de esfera planetária por quatro horas. A solução da mistura resultante foi carregada em um recipiente vedado hermeticamente resistente à pressão, e um tratamento a calor (tratamento hidro-térmico) foi realizado à 150ºCpor seis horas enquanto agitado. O precipitado resultante foi separado por filtragem, secado, e então pulverizado. Assim, aproximadamente 20 g de um pó precursor de um composto maienite Ca3A12(HO)12 foi obtido. Este pó precursor foi desidratado por aquecimento em ar à 600ºC por cinco horas para preparar um pó do composto maienite como uma matéria prima com uma grande área de superfície específica. Esta matéria prima tinha uma área de superfície específica de 60 m2g-1.
[00050] <Pré-tratamento > Como um pré-tratamento, o pó foi posto em tubo de vidro de sílica, aquecido em um vácuo de 1 x 10-4 Pa à 900ºCpor cinco horas sob evacuação, e tirado do tubo de vidro. O pó obtido neste estágio tinha um área de superfície específica de 30 m2g-1.
[00051] < Injeção de elétron pelo tratamento de redução > Subsequentemente, 0.4 g de CaH2 servindo como um agente de redução foi adicionado relativo à 3 g do pó após o pré-tratamento, e suficientemente misturado para preparar uma mistura. Um tubo de tântalo (Ta) foi preenchido com a mistura. O tubo de tântalo (Ta) preenchido com a mistura foi colocado em um tubo de vidro de sílica, e aquecido em um vácuo de 1 x 10-4 Pa à 700ºCpor 15 horas. Um pó do composto maienite condutivo tendo uma concentração do elétron de condução de 1.0 x 1021 cm-3 e uma área de superfície específica de 17 m2g-1 foi obtida.
[00052] [EXEMPLO COMPARATIVO 1] < Síntese do pó do composto maienite > Um pó CaCO3 e um pó A12O3 foram misturados de modo que um raio de Ca à A1 se tornou 11:14. Um total de 30 g foi aquecido em um cadinho de alumina à
1.300ºC por seis horas. Os pós resultantes foi inserido em um tubo de vidro de sílica, e aquecido em um vácuo de 1 x 10-4 Pa à 1.100ºCpor 15 horas para preparar um pó do composto maienite como uma matéria prima. O pós obtido neste estágio tinha uma área de superfície específica de 1 m2g-1 ou menos.
[00053] < Injeção de elétron por tratamento de redução > Subsequentemente, 3 g do pó preparado pelo método de síntese acima descrito foi inserido em um tubo de vidro de sílica junto com 0.18 g de um pó C metálico, e aquecido à 700ºCpor 15 horas, e assim gerando uma atmosfera de vapor Ca metálica no tubo para permitir o Ca metálico em um estado de vácuo com o pó. A amostra vedada no tubo em um estado do vácuo foi tirada para foram e triturada em um pilão. Subsequentemente, um tubo de vidro de sílica é preenchido com a amostra triturada novamente, e vedada sob evacuação. O tubo do vidro de sílica foi aquecido à 1.100ºCpor duas horas. Assim, um pó do composto maienite condutivo C12A7:e- (denotado por C12A7e21) tendo uma concentração de elétron de condução de 2 x 1021 cm-3 e uma área de superfície especifica de 1 m2g-1 foi obtida.
[00054] EXEMPLO 2 Um pó do composto maienite tendo uma grande área de superfície específica foi sintetizado sob as mesmas condições como no Exemplo 1 exceto que o pré-tratamento foi conduzido à 800ºC ao invés da temperatura do pré-tratamento da matéria-prima de 900ºC no Exemplo 1. O pó obtido neste estágio tinha uma área de superfície especifica de 40 m2 g-
1.
[00055] < Injeção de elétron pelo tratamento de redução > Um pó do composto maienite foi sintetizado sob as mesmas condições como no Exemplo 1 exceto que o pré-tratamento foi conduzido à 600ºCao invés da temperatura do pré-tratamento da matéria prima de 700ºCno Exemplo 1. A concentração do elétron de condução foi 1.0 x 1021 cm-3 e a área de superfície específica sendo de 31 m2g-1.
[00056] EXEMPLO 3 < Injeção de elétron pelo tratamento de redução > Um pó do composto maienite foi sintetizado sob as mesmas condições como no Exemplo 1 exceto que o pré-tratamento foi conduzido à 600ºCao invés da temperatura do pré-tratamento da matéria prima de 700ºCno Exemplo 1. A concentração do elétron de condução foi 0.8 x 1021 e a área de superfície especifica sendo de 20 m2g-1.
[00057] EXEMPLO 4 < Pré-tratamento >
Um pó do composto maienite tendo uma grande área de superfície específica foi sintetizado sob as mesmas condições como no Exemplo 1 exceto que o pré-tratamento foi conduzido à 800ºCao invés da temperatura do pré- tratamento da matéria prima de 900ºCno Exemplo 1. A área de superfície específica neste estágio foi de 40 m2 g-1.
[00058] < Injeção de elétron pelo tratamento de redução > Um pó do composto maienite foi sintetizado pela condução de um tratamento de redução sob as mesmas condições como no Exemplo 1. A concentração do elétron de condução foi de 1.0 x 1021 cm-3, e a área de superfície específica sendo de 23 m2g-1.
[00059] EXEMPLO 5 < Pré-tratamento > Um pó do composto maienite tendo uma grande área de superfície específica foi sintetizado sob as mesmas condições como no Exemplo 1 exceto que o pré-tratamento foi conduzido à 800ºCao invés da temperatura do pré- tratamento da matéria prima de 900ºCno Exemplo 1. A área de superfície específica neste estágio foi de 40 m2g-1.
[00060] < Injeção de elétron pelo tratamento de redução > Um pó do composto maienite tendo uma grande área de superfície específica foi sintetizado sob as mesmas condições como no Exemplo 1 exceto que o pré- tratamento foi conduzido à 800ºCao invés da temperatura do pré-tratamento da matéria prima de 900ºCno Exemplo 1. A concentração do elétron de condução foi de 0.4 x 1021 cm-3 e a área de superfície específica sendo de 10 m2g-1.
[00061] [EXEMPLO COMPARATIVO 2] Um pó do composto maienite foi sintetizado pelo mesmo método como no Exemplo 1. Entretanto, o pré-tratamento do Exemplo 1 não foi realizado, e a injeção de elétron pelo tratamento de redução não foi também realizada. A concentração do elétron de condução foi zero, e a área de superfície específica foi de 60 m2g-1.
[00062] EXEMPLO 6 < Pré-tratamento > Um eletrodo foi sintetizado sob as mesmas condições como no Exemplo 1 exceto que o pré-tratamento foi conduzido à 1.000ºCao invés da temperatura do pré-tratamento da matéria prima de 900ºCno Exemplo 1. Um pó do composto maienite condutivo tendo uma concentração de elétron condutivo de 1.4 x 1021 cm-1 e uma área de superfície específica de 6 m2g-1 foi obtida.
[00063] EXEMPLO 7 < Síntese do composto maienite > O Ca3A12(OH)12 preparado no Exemplo 1 foi desidratado pelo aquecimento à 800ºC por duas horas em um fluxo de oxigênio. Assim, um pó do composto maienite foi preparado como uma matéria prima.
[00064] < Pré-tratamento > Como um pré-tratamento desta matéria prima, o pó foi posto em um tubo de vidro de sílica, e aquecido em um vácuo de 1 x 10-4 Pa à 800ºCpor 20 horas sob evacuação.
[00065] < Injeção de elétron pelo tratamento de redução > Metal cálcio (Ca) foi usado como um agente de redução ao invés de CaH2 no Exemplo 1. Para 2 g do pó após o pré-tratamento, 0.12 g de metal Ca servindo como um agente de redução foi adicionado. A mistura resultante foi posta em um tubo de vidro de sílica e sendo aquecida em um vácuo de 1 x 10-4 Pa à 700ºCpor 15 horas.
[00066] < Processo RTA > Além disso, no sentido de ativar a superfície do pó, um tubo Tammann foi preenchido com o pó e vedado à vácuo. Subsequentemente, um processo RTA foi conduzido pela repetição duas vezes em uma etapa de aumento da temperatura à uma taxa de aumento de temperatura de 45ºCmin-1 e então retendo a temperatura à 950ºCpor cinco segundos sob aquecimento. Um pó do composto maienite condutivo tendo uma concentração de elétron de condução de 0.5 x 1021 cm-1 e uma área de superfície específica de 19 m2g-1 foi obtida.
[00067] EXEMPLO 8 < Processo RTA > Um pó do composto maienite condutivo foi sintetizado sob as mesmas condições como no Exemplo 7 exceto que o processo RTA foi conduzido em uma temperatura de processo de 950ºCno Exemplo 7. Um pó do composto maienite condutivo tendo uma concentração de elétron de condução de 14 m2g- 1 foi obtida. As condições de síntese e tratamento dos Exemplos 1 à 8 e os Exemplos Comparativos 1 e 2 são sumarizadas na Tabela 1. [Tabela 1] Método para Pré- Agente Condição Processo sintetizar tratamento da de de RTA matéria-prima matéria-prima redução redução Exemplo 1 Síntese Evacuação, CaH2 700o C Não hidro-térmica 900o C realizada Exemplo 2 Síntese Evacuação, CaH2 600o C Não hidro-térmica 800o C realizada Exemplo 3 Síntese Evacuação, CaH2 600o C Não hidro-térmica 900o C realizada Exemplo 4 Síntese Evacuação, CaH2 700o C Não hidro-térmica 800o C realizada o Exemplo 5 Síntese Evacuação, CaH2 800 C Não hidro-térmica 800o C realizada Exemplo 6 Síntese Evacuação, CaH2 700o C Não hidro-térmica 1.000o C realizada o Exemplo 7 Síntese Evacuação, Ca 700 C 950o C hidro-térmica 800o C
Exemplo 8 Síntese Evacuação, Ca 700o C 1.000o C hidro-térmica 800o C Exemplo Método de fase Evacuação, Ca 1.100o C Não Comparativo 1 sólida 1.100o C realizada Exemplo Síntese Não realizada Nenhum Nenhum Não Comparativo 2 hidro-térmica realizada EXEMPLO 9
[00068] < Suporte do Ru no pó do composto maienite condutivo > Em um tubo de vidro Pyrex (marca registrada) 1 g do pó C12A7e- preparado no Exemplo 1, o pó tendo uma quantidade de injeção de elétron de 1.0 x 1021 cm-3 e uma área de superfície específica de 17 m2g-1, e 0.042 g de Ru3(CO)12 foram postos e o tubo de vidro foi vedado à vácuo. O tubo vedado à vácuo foi sujeito à um tratamento a calor enquanto girando em um forno elétrico usando o seguinte programa.
[00069] [40o C, aumentando a temperatura por 20 min. -> 40o C, retendo por 60 min. -> 70o C, aumentando a temperatura por 120 min. -> 70o C, retendo por 60 min. -> 120o C, aumentando a temperatura por 120 min. -> 120o C, retendo por 60 min. -> 250o C, aumentando a temperatura por 150 min. -> 250o C, retendo por 120 min.] Subsequentemente, o tubo vedado à vácuo foi quebrado, e o pó resultante foi tratado a calor em uma atmosfera de gás hidrogênio (26.7 kPa) pelo aumento da temperatura à 300ºCsobre um período de 5 horas e retendo a temperatura por duas horas. Assim, o pó do composto maienite condutivo suportando 2% por peso do Ru foi obtido.
[00070] < Reação da síntese de amônia > Uma reação na qual gás nitrogênio (N2) e gás hidrogênio (H2) foram permitidos reagir entre si para produzir gás amônia (NH3) foi conduzido. A reação foi conduzida em um reator do tipo fluxo de leito fixado ao qual um tubo de vidro de quartzo preenchido com 0.2 g do catalisador preparado foi anexado. Com relação às taxas de fluxo dos gases, a taxa de fluxo de N2 foi estabelecida à 15 mLmin-1, a taxa de fluxo de H2 foi estabelecia à 45 mLmin-1, e a total taxa de fluxo sendo estabelecida à 60 mLmin-1. A reação foi conduzida à uma pressão de pressão atmosférica e um temperatura de reação na faixa de 320ºCà 400o C. Um gás descarregado do reator tipo fluxo foi borbulhada em 0.005 M de uma solução de ácido sulfúrico aquoso de modo que a amônia produzida foi dissolvida na solução. Os íons de amônia produzidos foram quantitativamente determinados por cromatografia de íon. A taxa de produção de amônia à 340ºC foi 2.388 molg-1h-1.
[00071] [Exemplo Comparativo 3] Um catalisador de 2% de peso de Ru apoiado foi preparado pelo mesmo método como no Exemplo 9 exceto que o pó C12A7e21 preparado no Exemplo Comparativo 1 o pó tendo uma quantidade de injeção de elétron de 2.0 x 1021 cm -3 e uma área de superfície especifica de 1 m2g-1, sendo usado. A reação de síntese de amônia foi conduzida como no exemplo 9. A taxa de produção de amônia a 340ºC foi de 1.229 molg-1h-1.
[00072] EXEMPLO 10 Um catalisador de 2% de peso de Ru apoiado foi preparado pelo mesmo método como no Exemplo 9 exceto que o pó do composto maienite condutivo preparado no Exemplo 2, o pó tendo área de superfície específica de 31 m2g-1 foi usado, A reação da síntese de amônia foi conduzida como no Exemplo 9. A taxa de produção de amônia à 340ºC foi de 1.575 molg-1h-1.
[00073] EXEMPLO 11 Um catalisador de 2% de peso de Ru apoiado foi preparado pelo mesmo método como no Exemplo 9 exceto que o pó do composto maienite condutivo preparado no Exemplo 3, o pó tendo área de superfície específica de 20 m2g-1 foi usado, A reação da síntese de amônia foi conduzida como no Exemplo 9. A taxa de produção de amônia à 340ºCfoi de 1.831 molg-1h-1.
[00074] EXEMPLO 12
Um catalisador de 2% de peso de Ru apoiado foi preparado pelo mesmo método como no Exemplo 9 exceto que o pó do composto maienite condutivo preparado no Exemplo 4, o pó tendo área de superfície específica de 23 m2g-1 foi usado, A reação da síntese de amônia foi conduzida como no Exemplo 9. A taxa de produção de amônia à 340ºCfoi de 1.696 molg-1h-1.
[00075] EXEMPLO 13 Um catalisador de 2% de peso de Ru apoiado foi preparado pelo mesmo método como no Exemplo 9 exceto que o pó do composto maienite condutivo preparado no Exemplo 5, o pó tendo área de superfície específica de 10 m2g-1 foi usado, A reação da síntese de amônia foi conduzida como no Exemplo 9. A taxa de produção de amônia à 340ºCfoi de 1.793 molg-1h-1.
[00076] [EXEMPLO COMPARATIVO 4] Um catalisador de 2% de peso de Ru apoiado foi preparado pelo mesmo método como no Exemplo 9 exceto que o pó do composto maienite condutivo preparado no Exemplo 2, o pó tendo área de superfície específica de 60 m2g-1 foi usado, A reação da síntese de amônia foi conduzida como no Exemplo 9. A taxa de produção de amônia à 340ºCfoi de 895 molg-1h-1. Os resultados dos Exemplos 9 à 13 e Exemplos Comparativos 3 e 4 são sumarizados na Tabela 2.
[00077] [Tabela 2] Suporte usado Taxa de prdução de NH3 ( molg-1h-1) Exemplo 9 Exemplo 1 2.388 Exemplo 10 Exemplo 2 1.575 Exemplo 11 Exemplo 3 1.831 Exemplo 12 Exemplo 4 1.696 Exemplo 13 Exemplo 5 1.793 Exemplo Comparativo 3 Exemplo Comparativo 1 1.229
Exemplo Comparativo 4 Exemplo Comparativo 2 895
[00078] Aplicabilidade Industrial O composto maienite condutivo tendo uma grande área de superfície específica e produzido pelo método da presente invenção poderá ser usado como materiais eletrônicos como um eletrodo transparente e um emissor frio que tenha boas propriedades eletrônicas. Além disso, o composto maienite condutivo da presente invenção poderá ser usado como agentes de redução de alta performance, materiais catalisadores, etc.

Claims (9)

REIVINDICAÇÕES
1. “MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UM COMPOSTO MAIENITE”, compreendendo uma etapa de formação de um pó precursor de um composto maienite sujeito à uma mistura de um pó matéria prima do composto maienite e água para um tratamento hidrotérmico, uma etapa de formação de um pó do composto maienite pela desidratação do pó precursor por aquecimento, uma etapa de formação de um pó do composto maienite ativado pelo aquecimento do pó do composto maienite em uma atmosfera de gás inerte ou em um vácuo em uma temperatura na faixa de 400ºCà 1.000ºCpor três horas ou mais, e uma etapa de injeção de elétrons no composto maienite pela mistura do pó do composto maienite ativado com um agente de redução e aquecendo a mistura resultante na faixa de 400ºCà 1.100o C, para conduzir um tratamento de redução, caracterizado por o pó do composto maienite condutivo ter uma concentração de elétron de condução de 1015 cm-3 ou mais e uma área de superfície específica de 5 m2g-1 ou mais sendo obtida.
2. “MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UM COMPOSTO MAIENITE”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender após a última etapa, uma etapa de repetição de um processo de recozimento térmico rápido (processo RTA) incluindo o aumento de uma temperatura à uma taxa de 30 a 60oC min-1 e mantendo sob aquecimento em uma faixa de 900ºC a
1.100oC.
3. “MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UM COMPOSTO MAIENITE”, de acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizado por o composto maienite ser 12CaO.7A12O3.
4. “MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UM COMPOSTO MAIENITE”, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por o agente de redução ser Ca ou CaH2.
5. “MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UM CATALISADOR METÁLICO APOIADO”, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por compreender pelo uso de um método de impregnação, um método de mistura física, um método de decomposição térmica, um método de fase líquida, um método de precipitação, ou um método de deposição de vapor, permitindo um catalisador metálico de transição a ser apoiado no pó do composto maienite condutivo produzido pelo método citados nas reivindicações acima.
6. “MÉTODO PAR SINTETIZAR AMÔNIA”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender o uso do catalisador metálico apoiado produzido pelo método da reivindicação citada, em uma reação de síntese na qual o gás nitrogênio (N2) e gás hidrogênio H2) são permitidos para reagir entre si para produzir gás amônia (NH3).
7. “PÓ DO COMPOSTO MAIENITE”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a superfície do pó do interior de um esqueleto da armação ser ativado.
8. “PÓ DO COMPOSTO MAIENITE”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o composto maienite ter uma concentração de elétron de condução de 1015 ou mais e uma área de superfície específica de 5m2g-1 ou mais.
9. “CATALISADOR METÁLICO APOIADO”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado ser apoiado em um pó do composto maienite condutivo.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6143761B2 (ja) * 2012-09-20 2017-06-07 国立大学法人東京工業大学 水素生成触媒及び水素の製造法
EP3156126A4 (en) 2014-02-27 2017-11-22 Japan Science and Technology Agency Support metal catalyst and method for synthesizing ammonia using same catalyst
JP6344052B2 (ja) * 2014-05-20 2018-06-20 株式会社Ihi アンモニア合成触媒およびアンモニア合成方法
JP6280443B2 (ja) * 2014-05-21 2018-02-14 株式会社Ihi 触媒、触媒の製造方法、アンモニア合成方法、アンモニア分解方法
CN104150912B (zh) 2014-08-11 2015-10-21 河海大学 一种在氧化物陶瓷粉体表面包覆金属纳米粒子的方法
JP6379910B2 (ja) * 2014-09-17 2018-08-29 株式会社Ihi アンモニア合成触媒、アンモニア合成触媒の製造方法およびアンモニア合成方法
PE20180153A1 (es) 2015-02-17 2018-01-18 Ajinomoto Kk Sistema de produccion y metodo de produccion para producto seleccionado entre producto que contiene nitrogeno y producto fermentado y cultivado
WO2016136235A1 (ja) * 2015-02-26 2016-09-01 日本特殊陶業株式会社 マイエナイト型化合物、多機能剤、及びマイエナイト型化合物含有製品の製造方法
JP6576844B2 (ja) * 2015-02-26 2019-09-18 日本特殊陶業株式会社 容器、多孔体、被膜、フィルタ、反応器、油用多機能剤、多機能剤の使用方法、油入変圧器、油入コンデンサ、ガス相改質剤、タバコ煙用フィルタ、タバコ煙用アタッチメント、マスク、及びマイエナイト型化合物含有製品の製造方法
JP6310413B2 (ja) * 2015-04-02 2018-04-11 日本電信電話株式会社 リチウム空気二次電池、その空気極用触媒の製造方法、並びにリチウム空気二次電池の製造方法
JP6802544B2 (ja) 2015-11-10 2020-12-16 国立研究開発法人科学技術振興機構 金属担持物、担持金属触媒及び該触媒を用いるアンモニア合成法
WO2017111028A1 (ja) 2015-12-25 2017-06-29 国立大学法人 東京工業大学 遷移金属担持金属間化合物、担持金属触媒、及びアンモニアの製造方法
EP3423407B1 (en) * 2016-03-01 2022-07-13 Starfire Energy Electrically enhanced haber-bosch (eehb) anhydrous ammonia synthesis
KR102309473B1 (ko) * 2016-07-25 2021-10-05 고쿠리츠켄큐카이하츠호진 카가쿠기쥬츠신코키코 전자화물화 마이에나이트형 화합물의 제조 방법
WO2018030394A1 (ja) 2016-08-08 2018-02-15 国立大学法人東京工業大学 アンモニア合成用触媒の製造方法及びアンモニアの製造方法
CN106854084A (zh) * 2016-12-08 2017-06-16 浙江大学 多孔导电钙铝石块体的制备方法
WO2018213305A1 (en) 2017-05-15 2018-11-22 Starfire Energy Metal-decorated barium calcium aluminum oxide and related materials for nh3 catalysis
US10787367B2 (en) 2017-05-26 2020-09-29 Starfire Energy Removal of gaseous NH3 from an NH3 reactor product stream
EP3713662A4 (en) 2017-11-25 2021-09-22 Starfire Energy CHEMICAL REACTOR WITH INTEGRATED HEAT EXCHANGER
JPWO2019156028A1 (ja) * 2018-02-07 2021-01-28 国立大学法人東京工業大学 複合物、複合物の製造方法、触媒及びアンモニアの製造方法
WO2019156029A1 (ja) * 2018-02-07 2019-08-15 国立大学法人東京工業大学 複合物、触媒及びアンモニアの製造方法
CN109208079B (zh) * 2018-08-22 2020-09-22 武汉大学 一种钙铝石型半导体材料的制备方法
CN109433199B (zh) * 2018-10-22 2020-10-13 武汉大学 一种用于二氧化碳还原的钌基催化剂及其制备方法和应用
CN113423502B (zh) 2019-01-31 2024-05-10 星火能源公司 用于nh3合成和裂化的金属修饰的钡钙铝氧化物催化剂及其形成方法
BR112021016647A2 (pt) * 2019-02-26 2021-11-03 Tokyo Inst Tech Corpo sinterizado moldado, e método para a produção de corpo sinterizado moldado
JP7269563B2 (ja) * 2019-03-07 2023-05-09 太平洋マテリアル株式会社 支持体固定化触媒担体
CN110015675B (zh) * 2019-04-01 2021-11-16 中科合成油技术有限公司 导电性钙铝石型化合物粉末的制造方法
CN110496646B (zh) * 2019-07-31 2021-11-19 西北大学 应用于利用等离子体技术合成氨气的反应中的催化剂及其制备方法
CN110817916A (zh) * 2019-11-22 2020-02-21 北京工业大学 一种导电性钙铝石化合物低温快速合成方法
CN111558377B (zh) * 2020-05-12 2023-02-03 中国石油天然气集团有限公司 一种加氢精制催化剂及其制备方法与应用

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU177860B (en) 1979-05-22 1982-01-28 Mta Koezponti Hivatala Method for producing carrier metal catalyzers
JP4124888B2 (ja) * 1998-10-23 2008-07-23 キヤノン株式会社 有機発光素子の製造方法
IT1313698B1 (it) 1999-12-17 2002-09-09 Enichem Spa Catalizzatore per reazioni di steam cracking e relativo procedimentodi preparazione.
JP4057811B2 (ja) * 2001-12-28 2008-03-05 独立行政法人科学技術振興機構 エンジン排ガス浄化用触媒
JP4210750B2 (ja) * 2002-08-21 2009-01-21 独立行政法人産業技術総合研究所 活性酸素を包含した無機化合物及びその製造法
JP4145674B2 (ja) * 2003-02-04 2008-09-03 電気化学工業株式会社 酸素ラジカル含有カルシウムアルミネート粉末及びその製造方法
US7507289B2 (en) 2003-06-26 2009-03-24 Japan Science And Technology Agency Electroconductive 12CaO—7Al2O3 and compound of same type, and method for preparation thereof
TWI283234B (en) * 2004-02-13 2007-07-01 Asahi Glass Co Ltd Method for preparing electroconductive Mayenite type compound
JP2006083009A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 活性酸素を包含あるいは吸蔵した無機化合物材料及びその製造方法
EP1876628A4 (en) 2005-04-18 2009-11-04 Asahi Glass Co Ltd ELECTRONIC MIXER, FIELD EMISSION DISPLAY UNIT, COLD CATHODE FLUORESCENT COLUMN, FLAT TYPE LIGHTING DEVICE AND ELECTRON EMITTING MATERIAL
KR101245943B1 (ko) 2005-05-30 2013-03-21 도오쿄 인스티튜드 오브 테크놀로지 도전성 마이에나이트형 화합물의 제조 방법
EP1900689B1 (en) * 2005-05-30 2016-03-30 Asahi Glass Company, Limited Process for producing electroconductive mayenite compound
JP2007083126A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Hirosaki Univ 酸素貯蔵物質および自動車排ガス浄化用三元触媒における酸素貯蔵方法
WO2007060890A1 (ja) 2005-11-24 2007-05-31 Japan Science And Technology Agency 金属的電気伝導性１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３化合物とその製法
JP5058880B2 (ja) * 2007-06-19 2012-10-24 日本碍子株式会社 導電性セラミックス材料
JP5224778B2 (ja) 2007-10-26 2013-07-03 旭化成株式会社 複合酸化物膜および電気伝導性複合化合物膜の製造方法
JP5245455B2 (ja) 2008-02-28 2013-07-24 旭硝子株式会社 マイエナイト型化合物
EP2345624A4 (en) * 2008-08-27 2013-07-03 Asahi Glass Co Ltd MAYENIC COMPOUND AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
EP2351708A4 (en) * 2008-10-06 2013-07-17 Asahi Glass Co Ltd PROCESS FOR THE PRODUCTION OF AN OXIDE
JP2010132467A (ja) 2008-12-02 2010-06-17 Asahi Glass Co Ltd 酸化物の製造方法
WO2010090266A1 (ja) * 2009-02-05 2010-08-12 旭硝子株式会社 マイエナイト含有酸化物の製造方法および導電性マイエナイト含有酸化物の製造方法
JP2012101945A (ja) * 2009-02-17 2012-05-31 Asahi Glass Co Ltd マイエナイト含有酸化物の製造方法
EP2472557A1 (en) 2009-08-25 2012-07-04 Asahi Glass Company, Limited Electrode for discharge lamp, and process for production thereof
CN102484032A (zh) * 2009-08-26 2012-05-30 旭硝子株式会社 放电灯用电极、放电灯用电极的制造方法以及放电灯
RU2459781C2 (ru) * 2010-06-21 2012-08-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук Способ получения керамики со структурой майенита
JP5530288B2 (ja) 2010-07-26 2014-06-25 国立大学法人東京工業大学 二酸化炭素の吸着還元剤及び還元方法
JP2012082081A (ja) 2010-10-07 2012-04-26 Sumitomo Chemical Co Ltd 導電性マイエナイト型化合物製造用の原料混合物、および導電性マイエナイト型化合物の製造方法
WO2012077658A1 (ja) * 2010-12-07 2012-06-14 国立大学法人東京工業大学 アンモニア合成触媒及びアンモニア合成方法
JP2012126618A (ja) 2010-12-16 2012-07-05 Asahi Glass Co Ltd 導電性マイエナイト化合物の製造方法

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