JP2015229165A - 複合体大量合成装置、複合体合成装置用反応器及びこれを用いた複合体合成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2つ以上の試料を気化器でそれぞれ気化させた後、気体状態の試料が伝送される連結管に比べて大きな寸法の横断面直径を有し、連結管の温度よりも低い温度に維持される反応器に試料を流入させ、粉末状の複合体を生成し、生成された複合体を被着面に静電気的に付着された状態で合成する。その結果、多重金属又は金属-炭素ハイブリッド粒子のような異種複合体の大量生産が可能であり、合成された複合体を容易に回収して他の工程に適用できる。また、連結管の直径と複合体粒子が合成される反応器の横断面の直径を調節することで、金属板の表面に合成される複合体粒子の量を容易に制御できる。
【選択図】図1
Description
110 第1気化器
120 第2気化器
112 本体部
114 試料供給部
114a 密閉器
116 ガス供給部
118 排出部
SC ストップコック
130 第1加熱器
140 第2加熱器
132 本体部
134 熱線部
136 ファン
150 連結管
HL 熱線
160 反応器
162 金属板
164 フィルタ
A 連結管150の内部直径
B 反応器の内部直径
170 反応気体供給器
180 ガス供給器
190 リサイクル器
Claims (27)
- 合成するための第1試料を気化させる第1気化器と、
前記第1試料と合成するための第2試料を気化させる第2気化器と、
前記第1気化器を加熱する第1加熱器と、
前記第2気化器を加熱する第2加熱器と、
前記第1気化器及び前記第2気化器と反応器を連結する連結管と、
前記第1気化器及び前記第2気化器でそれぞれ気化された前記第1試料及び前記第2試料が流入して複合体が合成される前記反応器を備える複合体合成装置であって、
前記反応器は、前記連結管に比べて相対的に大きな寸法の横断面直径を有し、前記連結管の温度よりも低い温度に維持され、
前記連結管から前記反応器に気体状態の前記第1試料および前記第2試料が流入するとき、瞬間的に圧力差と温度差によって気体状態の前記第1試料および前記第2試料が分散されながら粉末状の複合体が生成され、生成された粉末状の前記複合体が被着面に静電気的に付着された状態で合成されることを特徴とする複合体大量合成装置。 - 前記反応器の下部には、硝子類からなる板又は金属板が更に設置され、
前記生成された粉末状の前記複合体は、前記硝子類からなる板又は金属板上に静電気的に付着されることを特徴とする請求項1に記載の複合体大量合成装置。 - 前記金属板は、アルミニウム、ニッケル、シリコン及びアルミニウムにニッケル、マグネシウム、鉄、シリコン、又は硫黄元素が含まれている合金の中から選択された何れか1つからなることを特徴とする請求項2に記載の複合体大量合成装置。
- 前記反応器の下部には、石英又は炭素素材のフィルタが更に設置され、前記硝子類からなる板又は金属板は、前記フィルタの上部に装着されることを特徴とする請求項2に記載の複合体大量合成装置。
- 前記反応器の横断面の直径は、前記連結管の直径よりも15倍以上大きいことを特徴とする請求項1に記載の複合体大量合成装置。
- 前記反応器の周囲には、加熱炉が更に備えられ、前記反応器の内部は、60℃以下に維持されることを特徴とする請求項1に記載の複合体大量合成装置。
- 前記連結管には、前記連結管を介して前記反応器に伝送される気体状態の前記第1試料及び前記第2試料を加熱するための熱線が更に備えられ、前記連結管の内部は、60〜250℃に維持されることを特徴とする請求項1に記載の複合体大量合成装置。
- 前記反応器の素材は、硝子類又は金属類であることを特徴とする請求項1に記載の複合体大量合成装置。
- 前記第1試料及び前記第2試料は、それぞれ互いに異なる2種類の金属であるか、それぞれ金属及び炭素であることを特徴とする請求項1に記載の複合体大量合成装置。
- 前記反応器に前記第1試料と前記第2試料の反応に必要な反応気体供給器を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の複合体大量合成装置。
- 前記被着面は、硝子類又は金属類からなる前記反応器の内部壁面全体であることを特徴とする請求項1に記載の複合体大量合成装置。
- 前記反応器から流出する排ガスを前記反応器に再び供給するリサイクル器を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の複合体大量合成装置。
- 前記第1気化器又は前記第2気化器は、
試料が収容される本体部と、
前記本体部の一側に形成され、前記試料が供給される試料供給部と、
前記本体部の一側に形成され、前記試料を気化させるためのガスが供給されるガス供給部と、
前記本体部の上部に形成され、前記試料が気化されて排出される排出部と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の複合体大量合成装置。 - 前記ガス供給部又は排出部には、試料が空気と接触しないようにするストップコック(stopcock)が備えられることを特徴とする請求項13に記載の複合体大量合成装置。
- 気体状態の第1試料及び第2試料が通過する連結管と連結されて気体状態の前記第1試料及び前記第2試料が流入する流入部と、
前記連結管に比べて相対的に大きな寸法の横断面直径を有し、前記連結管の温度よりも低い温度に維持され、前記連結管から気体状態の前記第1試料及び前記第2試料が流入するとき、瞬間的に圧力差及び温度差によって気体状態の前記第1試料及び前記第2試料が分散されながら粉末状複合体の生成反応がなされ、前記生成された粉末状複合体が被着面に静電気的に付着するようになされる本体と、
複合体の生成反応後に排ガスが排出される排出部と、
を含むことを特徴とする複合体大量合成装置用反応器。 - 前記本体の下部には、硝子類からなる板又は金属板が更に設置され、
前記生成された粉末状複合体は、前記硝子類からなる板又は金属板上に静電気的に付着されることを特徴とする請求項15に記載の複合体大量合成装置用反応器。 - 前記金属板は、アルミニウム、ニッケル、シリコン及びアルミニウムにニッケル、マグネシウム、鉄、シリコン、又は硫黄元素が含まれている合金の中から選択された何れか1つからなることを特徴とする請求項16に記載の複合体大量合成装置用反応器。
- 前記本体の下部には、石英又は炭素素材のフィルタが更に設置され、前記硝子類からなる板又は金属板は、前記フィルタの上部に装着されることを特徴とする請求項16に記載の複合体大量合成装置用反応器。
- 前記流入部は、前記連結管から前記本体に向かって横断面の直径が次第に大きくなる形状からなることを特徴とする請求項15に記載の複合体大量合成装置用反応器。
- 前記本体の横断面の直径は、前記連結管の直径よりも15倍以上大きいことを特徴とする請求項15に記載の複合体大量合成装置用反応器。
- 前記反応器の周囲には、加熱炉が更に備えられ、前記反応器の内部は、60℃以下に維持されることを特徴とする請求項15に記載の複合体大量合成装置用反応器。
- 前記反応器の素材は、硝子類又は金属類であることを特徴とする請求項15に記載の複合体大量合成装置用反応器。
- 前記第1試料及び前記第2試料は、それぞれ互いに異なる2種類の金属であるか、それぞれ金属及び炭素であることを特徴とする請求項15に記載の複合体大量合成装置用反応器。
- 前記被着面は、硝子類又は金属類からなる反応器の内部の壁面であることを特徴とする請求項15に記載の複合体大量合成装置用反応器。
- 請求項1乃至請求項14の何れか1項に記載の複合体大量合成装置による複合体の合成方法において、
前記第1試料を加熱して気化する前記第1試料の気化工程と、
前記第2試料を加熱して気化する前記第2試料の気化工程と、
気化された前記第1試料及び前記第2試料が前記連結管を介して前記反応器の内部に流入させる工程と、
前記流入した気体状態の前記第1試料及び前記第2試料が前記連結管と前記反応器間の圧力差及び温度差によって分散されながら粉末状の前記複合体を生成する工程と、
生成された前記複合体が硝子類からなる板又は金属板、又は硝子類又は金属類からなる前記反応器の内部壁面全体に静電気的に付着させる工程と
を備えることを特徴とする複合体の合成方法。 - 前記反応器から流出される排ガスを再び前記反応器に供給するリサイクル工程を更に含むことを特徴とする請求項25に記載の複合体の合成方法。
- 前記粉末状の複合体の生成工程は、
前記反応器に前記第1試料と前記第2試料の反応に必要な反応気体を供給する工程を更に含むことを特徴とする請求項25に記載の複合体の合成方法。
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