JP2018104249A - Compound with coated film and manufacturing method of compound with coated film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被膜付き化合物に関する。 The present invention relates to a coated compound.
近年、カルシウムアルミネート化合物の一種であるマイエナイトを利用して、水素を生成する技術が提案されている。例えば、特許文献1では、マイエナイトのフリー酸素が水素で置換された水素置換マイエナイトを水素製造に用いることが提案されている。また、特許文献1では、当該水素置換マイエナイトに紫外線を照射することにより、導電性マイエナイトを製造することも提案されている。 In recent years, a technique for generating hydrogen using mayenite, which is a kind of calcium aluminate compound, has been proposed. For example, Patent Document 1 proposes to use hydrogen-substituted mayenite in which free oxygen of mayenite is substituted with hydrogen for hydrogen production. Patent Document 1 also proposes producing conductive mayenite by irradiating the hydrogen-substituted mayenite with ultraviolet rays.
ところで、特許文献1には、マイエナイトの表面に被膜を形成する技術については開示されていない。 By the way, Patent Document 1 does not disclose a technique for forming a film on the surface of mayenite.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、炭素被膜を有するカルシウムアルミネート化合物を提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the said subject, and aims at providing the calcium aluminate compound which has a carbon film.
請求項1に記載の発明は、被膜付き化合物であって、カルシウムアルミネート化合物により形成された本体部と、前記本体部を被覆する炭素被膜とを備える。 Invention of Claim 1 is a compound with a film, Comprising: The main-body part formed with the calcium aluminate compound, and the carbon film which coat | covers the said main-body part are provided.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の被膜付き化合物であって、前記本体部が、イオン、原子、分子または電子を取り込み可能な複数のボイドを有するボイド構造体を含む。 Invention of Claim 2 is a compound with a film of Claim 1, Comprising: The said main-body part contains the void structure which has several void which can take in an ion, an atom, a molecule | numerator, or an electron.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の被膜付き化合物であって、前記ボイド構造体が、Ca12Al14O33を含むマイエナイトである。 According to a third aspect of the invention, a coating with a compound according to claim 2, wherein the void structure, a mayenite containing Ca 12 Al 14 O 33.
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の被膜付き化合物であって、前記炭素被膜が、カーボンファイバーまたはカーボンナノチューブを含む。 A fourth aspect of the present invention is the compound with a film according to any one of the first to third aspects, wherein the carbon film includes carbon fiber or carbon nanotube.
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の被膜付き化合物であって、前記本体部および前記炭素被膜に水素分子を吸蔵する水素吸蔵体である。 A fifth aspect of the present invention is the film-coated compound according to any one of the first to fourth aspects, wherein the compound is a hydrogen storage body that stores hydrogen molecules in the main body portion and the carbon film.
請求項6に記載の発明は、被膜付き化合物の製造方法であって、a)カルシウムアルミネート化合物の原料である化合物原料と、炭素を含む被膜原料とを混合して原材料を生成する工程と、b)前記原材料を不活性ガス雰囲気下で加熱することにより、カルシウムアルミネート化合物により形成された本体部と、前記本体部を被覆する炭素被膜とを備える被膜付き化合物を生成する工程とを備える。 Invention of Claim 6 is a manufacturing method of a compound with a film | membrane, Comprising: The process of producing | generating a raw material by mixing the compound raw material which is a raw material of a calcium aluminate compound, and the film raw material containing carbon, b) heating the raw material in an inert gas atmosphere to produce a coated compound comprising a main body formed of a calcium aluminate compound and a carbon film covering the main body.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の被膜付き化合物の製造方法であって、前記b)工程における加熱温度が、700℃以上かつ1400℃以下である。 The invention according to claim 7 is the method for producing the coated compound according to claim 6, wherein the heating temperature in the step b) is 700 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower.
請求項8に記載の発明は、請求項6または7に記載の被膜付き化合物の製造方法であって、前記原材料における前記被膜原料の割合が、0.5モル%以上かつ70モル%以下である。 Invention of Claim 8 is a manufacturing method of the compound with a film of Claim 6 or 7, Comprising: The ratio of the said film raw material in the said raw material is 0.5 mol% or more and 70 mol% or less. .
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の被膜付き化合物の製造方法であって、前記原材料における前記被膜原料の割合が、10モル%以上かつ70モル%以下である。 The invention according to claim 9 is the method for producing a compound with a film according to claim 8, wherein the ratio of the raw material for the film in the raw material is 10 mol% or more and 70 mol% or less.
請求項10に記載の発明は、請求項6ないし9のいずれかに記載の被膜付き化合物の製造方法であって、前記被膜原料が糖類を含む。 A tenth aspect of the present invention is the method for producing a film-coated compound according to any one of the sixth to ninth aspects, wherein the film material contains a saccharide.
請求項11に記載の発明は、請求項6ないし10のいずれかに記載の被膜付き化合物の製造方法であって、前記被膜原料が炭化水素を含み、前記炭化水素が、2つ以上の炭素原子、2つ以上のOH基、および、2つ以上のCO結合を含む。 Invention of Claim 11 is a manufacturing method of the compound with a film in any one of Claim 6 thru | or 10, Comprising: The said film raw material contains hydrocarbon, The said hydrocarbon is two or more carbon atoms It contains two or more OH groups and two or more CO bonds.
請求項12に記載の発明は、請求項6ないし11のいずれかに記載の被膜付き化合物の製造方法であって、前記本体部が、イオン、原子、分子または電子を取り込み可能な複数のボイドを有するボイド構造体を含む。 The invention according to claim 12 is the method for producing a film-coated compound according to any one of claims 6 to 11, wherein the main body portion includes a plurality of voids capable of taking in ions, atoms, molecules or electrons. A void structure.
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の被膜付き化合物の製造方法であって、前記ボイド構造体が、Ca12Al14O33を含むマイエナイトである。 The invention of claim 13 is a method of manufacturing a coated compound according to claim 12, wherein the void structure, a mayenite containing Ca 12 Al 14 O 33.
請求項14に記載の発明は、請求項6ないし13のいずれかに記載の被膜付き化合物の製造方法であって、前記炭素被膜が、カーボンファイバーまたはカーボンナノチューブを含む。 A fourteenth aspect of the present invention is the process for producing a coated compound according to any one of the sixth to thirteenth aspects, wherein the carbon coating includes carbon fibers or carbon nanotubes.
請求項15に記載の発明は、請求項6ないし14のいずれかに記載の被膜付き化合物の製造方法であって、前記b)工程における前記不活性ガス雰囲気が水素含有ガス雰囲気であり、前記b)工程により、前記本体部および前記炭素被膜に水素分子が吸蔵された前記被膜付き化合物が生成される。 The invention according to claim 15 is the method for producing a coated compound according to any one of claims 6 to 14, wherein the inert gas atmosphere in the step b) is a hydrogen-containing gas atmosphere, and the b ), The film-coated compound in which hydrogen molecules are occluded in the main body and the carbon film is generated.
本発明では、炭素被膜を有するカルシウムアルミネート化合物を提供することができる。 In the present invention, a calcium aluminate compound having a carbon coating can be provided.
図1は、本発明の一の実施の形態に係る被膜付き化合物1を示す断面図である。被膜付き化合物1は、本体部12と、炭素被膜13とを備える。本体部12は、実質的にカルシウムアルミネート化合物により形成される。炭素被膜13は、実質的に炭素により形成される薄膜であり、本体部12を被覆する。具体的には、炭素被膜13は、本体部12の外表面を被覆する。炭素被膜13の厚さは、例えば、2nm(ナノメートル)以上かつ1000nm以下である。被膜付き化合物1は、例えば、本体部12および炭素被膜13に水素分子(H2)を吸蔵する水素吸蔵体として利用される。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a coated compound 1 according to one embodiment of the present invention. The coated compound 1 includes a main body 12 and a carbon coating 13. The main body 12 is substantially formed of a calcium aluminate compound. The carbon coating 13 is a thin film formed substantially of carbon and covers the main body 12. Specifically, the carbon coating 13 covers the outer surface of the main body 12. The thickness of the carbon coating 13 is, for example, not less than 2 nm (nanometers) and not more than 1000 nm. The film-coated compound 1 is used as, for example, a hydrogen occlusion body that occludes hydrogen molecules (H 2 ) in the main body 12 and the carbon coating 13.
本体部12のカルシウムアルミネート化合物は、例えばボイド構造体を含む。当該ボイド構造体は、イオン、原子、分子または電子を取り込み可能な複数のボイド(ケージともいう。)を有する結晶構造体である。ボイド構造体では、複数のボイドは、例えば三次元的に連結される。本体部12に含まれるボイド構造体は、例えばマイエナイトである。マイエナイトは、直径約0.4nmのボイドが三次元的に連結された結晶構造(すなわち、マイエナイト型結晶構造)を有する化合物であり、マイエナイト型化合物とも呼ばれる。当該マイエナイトは、Ca12Al14O33(12CaO・7Al2O3とも表記される。)を主に含む化合物である。換言すれば、マイエナイトは、Ca12Al14O33を代表組成として有する。当該マイエナイトにおけるカルシウム(Ca)とアルミニウム(Al)とのモル比は、好ましくは13:12〜11:16である。当該マイエナイトでは、カルシウム原子およびアルミニウム原子のうち、一部の原子が他の原子に置換されていてもよい。また、ボイド中のフリー酸素イオンの一部または全部が、他の陰イオンに置換されていてもよい。 The calcium aluminate compound of the main body 12 includes a void structure, for example. The void structure is a crystal structure having a plurality of voids (also referred to as cages) that can take in ions, atoms, molecules, or electrons. In the void structure, the plurality of voids are connected, for example, three-dimensionally. The void structure included in the main body 12 is, for example, mayenite. Mayenite is a compound having a crystal structure in which voids having a diameter of about 0.4 nm are three-dimensionally connected (that is, a mayenite type crystal structure), and is also called a mayenite type compound. The mayenite is a compound mainly containing Ca 12 Al 14 O 33 (also expressed as 12CaO · 7Al 2 O 3 ). In other words, mayenite has Ca 12 Al 14 O 33 as a representative composition. The molar ratio of calcium (Ca) to aluminum (Al) in the mayenite is preferably 13:12 to 11:16. In the mayenite, some of the calcium atoms and aluminum atoms may be substituted with other atoms. Further, some or all of the free oxygen ions in the void may be substituted with other anions.
次に、図2を参照しつつ、被膜付き化合物1の製造方法の一例について説明する。当該製造方法では、最初に、カルシウムアルミネート化合物の原料である化合物原料を準備する(ステップS11)。本製造例では、化合物原料およびカルシウムアルミネート化合物は、カトアイト(Ca3Al2(OH)12)およびマイエナイトである。ステップS11では、例えば、アルミニウム粉体と水酸化カルシウム(Ca(OH)2)とを水媒体中で撹拌することにより、カルシウムアルミネートおよび水素を生成する。当該撹拌は、例えば、水素の発生が停止するまで行われる。カルシウムアルミネートは水中に沈殿する。沈殿物であるカルシウムアルミネートを濾取して乾燥させる(すなわち、水分を除去する)ことにより、カトアイトが取得される。 Next, an example of a method for producing the coated compound 1 will be described with reference to FIG. In the manufacturing method, first, a compound raw material that is a raw material of the calcium aluminate compound is prepared (step S11). In this production example, the compound raw material and the calcium aluminate compound are cataite (Ca 3 Al 2 (OH) 12 ) and mayenite. In step S11, for example, calcium aluminate and hydrogen are generated by stirring aluminum powder and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) in an aqueous medium. The stirring is performed, for example, until hydrogen generation stops. Calcium aluminate precipitates in water. The cataite is obtained by filtering the calcium aluminate, which is a precipitate, and drying (ie, removing water).
上述の水媒体は、好ましくはイオン交換水である。また、混合されるアルミニウム粉体と水酸化カルシウムとの重量比は、例えば、2:1〜3:1である。アルミニウム粉体と水酸化カルシウムとの混合物に添加される水媒体の重量は、当該混合物の重量に対して、例えば10倍以下である。上述の撹拌処理の際の温度条件、圧力条件および雰囲気条件等は特に限定されない。当該撹拌処理は、例えば、常温、常圧および空気雰囲気下にて行われる。また、濾取された沈殿物の乾燥処理の際の温度条件、圧力条件および雰囲気条件等も特に限定されない。当該乾燥処理は、例えば、70℃、常圧および空気雰囲気下にて行われる。乾燥時間は、適宜決定されてよい。 The above-mentioned aqueous medium is preferably ion-exchanged water. Moreover, the weight ratio of the aluminum powder to be mixed and calcium hydroxide is, for example, 2: 1 to 3: 1. The weight of the aqueous medium added to the mixture of aluminum powder and calcium hydroxide is, for example, 10 times or less with respect to the weight of the mixture. There are no particular limitations on the temperature conditions, pressure conditions, atmospheric conditions, and the like during the above-described stirring treatment. The stirring process is performed, for example, at normal temperature, normal pressure, and an air atmosphere. Further, the temperature condition, pressure condition, atmospheric condition and the like in the drying treatment of the precipitate collected by filtration are not particularly limited. The drying process is performed, for example, at 70 ° C., normal pressure, and air atmosphere. The drying time may be appropriately determined.
ステップS11が終了すると、水媒体と、炭素を含む被膜原料と、上述の化合物原料とが混合され、混合物が撹拌される。そして、当該混合物が乾燥されて水分が除去されることにより、被膜原料と化合物原料とが混合された原材料が生成される(ステップS12)。当該水媒体は、好ましくはイオン交換水である。ステップS12における混合物の乾燥処理の際の温度条件、圧力条件および雰囲気条件等は特に限定されない。当該乾燥処理は、例えば、70℃、常圧および空気雰囲気下にて行われる。乾燥時間は、適宜決定されてよい。 When step S11 ends, the aqueous medium, the film raw material containing carbon, and the above-described compound raw material are mixed, and the mixture is stirred. Then, the mixture is dried to remove moisture, thereby generating a raw material in which the film raw material and the compound raw material are mixed (step S12). The aqueous medium is preferably ion exchange water. There are no particular limitations on the temperature conditions, pressure conditions, atmospheric conditions, and the like during the drying treatment of the mixture in step S12. The drying process is performed, for example, at 70 ° C., normal pressure, and air atmosphere. The drying time may be appropriately determined.
本製造例では、被膜原料は、糖類を含むことが好ましい。また、被膜原料は、好ましくは炭化水素を含み、当該炭化水素は、2つ以上の炭素原子(C)、2つ以上の水酸基(OH基)、および、2つ以上の炭素−酸素結合(CO結合)を含むことが好ましい。当該条件を満たす炭化水素は、例えば、糖類、PEG(ポリエチレングリコール)、クエン酸、EG(エチレングリコール)およびポリオール等である。被膜原料は、上述の条件を満たす炭化水素である糖類を含むことが、より好ましい。本製造例では、被膜原料は、例えばスクロース、フルクトースまたはグルコースである。 In this production example, the coating material preferably contains a saccharide. The coating material preferably contains a hydrocarbon, and the hydrocarbon includes two or more carbon atoms (C), two or more hydroxyl groups (OH groups), and two or more carbon-oxygen bonds (CO Preferably). Examples of the hydrocarbon satisfying the condition include sugars, PEG (polyethylene glycol), citric acid, EG (ethylene glycol), and polyol. More preferably, the coating material contains a saccharide that is a hydrocarbon that satisfies the above-described conditions. In this production example, the coating material is, for example, sucrose, fructose or glucose.
上述の原材料における被膜原料の割合(すなわち、被膜原料および化合物原料の合計モル数に対する被膜原料のモル数の割合であり、以下、「被膜原料割合」ともいう。)は、好ましくは、0.5モル%以上かつ70モル%以下であり、さらに好ましくは、10モル%以上かつ70モル%以下である。なお、上述の原材料には、被膜原料および化合物原料以外の物質が含まれていてもよい。 The ratio of the coating material in the raw materials described above (that is, the ratio of the number of moles of the coating material to the total number of moles of the coating material and the compound material, hereinafter also referred to as “coating material ratio”) is preferably 0.5. It is more than mol% and less than 70 mol%, More preferably, it is more than 10 mol% and less than 70 mol%. The above-mentioned raw materials may contain substances other than the coating material and the compound raw material.
ステップS12が終了すると、上述の原材料が不活性ガス雰囲気(すなわち、不活性ガス雰囲気)下で加熱されて焼成される。これにより、図1に示すように、本体部12と炭素被膜13とを備える被膜付き化合物1が生成される(ステップS13)。ステップS13における原材料の加熱処理(すなわち、焼成処理)の際の圧力条件は特に限定されない。当該加熱処理の際の圧力条件は、常圧雰囲気、大気圧よりも低圧の減圧雰囲気、および、大気圧よりも高圧の加圧雰囲気のうち、いずれであってもよい。 When step S12 ends, the above-described raw materials are heated and fired under an inert gas atmosphere (that is, an inert gas atmosphere). Thereby, as shown in FIG. 1, the compound 1 with a film | membrane provided with the main-body part 12 and the carbon film 13 is produced | generated (step S13). There are no particular limitations on the pressure conditions during the heat treatment (ie, the firing treatment) of the raw material in step S13. The pressure condition during the heat treatment may be any of a normal pressure atmosphere, a reduced pressure atmosphere lower than atmospheric pressure, and a pressurized atmosphere higher than atmospheric pressure.
ステップS13における加熱温度は、好ましくは、700℃以上かつ1400℃以下であり、さらに好ましくは、1100℃以上かつ1250℃以下である。ステップS13における不活性ガス雰囲気は、例えば、水素ガス、窒素(N2)ガス、ヘリウム(He)ガスおよびアルゴン(Ar)ガスのうち少なくとも1種類以上のガスにより形成される。本製造例では、ステップS13における不活性ガス雰囲気は水素含有ガス雰囲気である。このため、ステップS13により、本体部12および炭素被膜13に水素分子が吸蔵された被膜付き化合物1が生成される。上述の水素含有ガス雰囲気における水素の体積割合は、例えば、5体積%以上かつ100体積%以下である。 The heating temperature in step S13 is preferably 700 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower, and more preferably 1100 ° C. or higher and 1250 ° C. or lower. The inert gas atmosphere in step S13 is formed by at least one kind of gas among hydrogen gas, nitrogen (N 2 ) gas, helium (He) gas, and argon (Ar) gas, for example. In this production example, the inert gas atmosphere in step S13 is a hydrogen-containing gas atmosphere. For this reason, the compound 1 with a film | membrane in which the hydrogen molecule was occluded by the main-body part 12 and the carbon film 13 is produced | generated by step S13. The volume ratio of hydrogen in the hydrogen-containing gas atmosphere is, for example, 5% by volume or more and 100% by volume or less.
以下では、上述の製造方法により製造された被膜付き化合物1の複数の実施例1〜6について説明する。また、実施例1〜6と比較するための比較例1についても説明する。図3は、実施例1〜6および比較例1における製造条件および水素吸蔵量を示す図である。 Below, the several Examples 1-6 of the compound 1 with a film manufactured with the above-mentioned manufacturing method are demonstrated. Moreover, the comparative example 1 for comparing with Examples 1-6 is also demonstrated. FIG. 3 is a diagram showing production conditions and hydrogen storage amounts in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1.
実施例1では、ステップS11において、容量1L(リットル)の反応器であるセパラブルフラスコに、イオン交換水100mL(ミリリットル)と、アルミニウム粉体(ミナルコ株式会社製の#150)1.5gと、水酸化カルシウム(和光純薬株式会社製)4.5gとを投入し、全体を撹拌した。続いて、反応器内における水素ガスの生成終了(すなわち、発泡現象の終了)を目視により確認した後、反応器内の反応液を濾過した。そして、濾取した固形分を、大気雰囲気下(すなわち、常圧の空気雰囲気下)にて70℃で加熱して乾燥処理を行った。当該乾燥処理を2時間に亘って行うことにより、カトアイトを取得した。 In Example 1, in Step S11, in a separable flask which is a reactor having a volume of 1 L (liter), 100 mL (milliliter) of ion-exchanged water, 1.5 g of aluminum powder (# 150 manufactured by Minalco), 4.5 g of calcium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and the whole was stirred. Then, after confirming the completion | finish of the production | generation of hydrogen gas in a reactor (namely, completion | finish of a foaming phenomenon) visually, the reaction liquid in a reactor was filtered. Then, the solid content collected by filtration was heated at 70 ° C. in an air atmosphere (that is, in an air atmosphere at normal pressure) to perform a drying treatment. The cataite was acquired by performing the said drying process over 2 hours.
次に、ステップS12では、イオン交換水20mLと、カトアイト2gと、被膜原料割合が2モル%のスクロースとを混合し、混合物を撹拌した。そして、当該混合物を大気雰囲気下にて70℃で加熱して乾燥処理を行い、原材料を生成した。原材料の生成後、ステップS13において、当該原材料を、水素雰囲気下(すなわち、水素の体積割合が約100体積%である水素含有ガス雰囲気下)にて1250℃で2時間に亘って加熱して焼成することにより、水素分子を吸蔵した被膜付き化合物1を生成した。図4は、実施例1で製造した被膜付き化合物1の断面を示す写真である。図4に示すように、被膜付き化合物1では、カトアイトが焼成されて生成されたマイエナイトである本体部12の表面が、炭素により形成された炭素被膜13により被覆されている。 Next, in Step S12, 20 mL of ion-exchanged water, 2 g of katoite, and sucrose having a coating raw material ratio of 2 mol% were mixed, and the mixture was stirred. And the said mixture was heated at 70 degreeC by air | atmosphere atmosphere, the drying process was performed, and the raw material was produced | generated. After the production of the raw material, in step S13, the raw material is heated and calcined at 1250 ° C. for 2 hours in a hydrogen atmosphere (that is, in a hydrogen-containing gas atmosphere in which the volume ratio of hydrogen is about 100% by volume). By doing this, the compound 1 with a film | membrane which occluded the hydrogen molecule was produced | generated. 4 is a photograph showing a cross section of the coated compound 1 produced in Example 1. FIG. As shown in FIG. 4, in the coated compound 1, the surface of the main body portion 12, which is mayenite produced by firing katoite, is covered with a carbon coating 13 formed of carbon.
その後、被膜付き化合物1から水素分子を放出させ、被膜付き化合物1の水素吸蔵量の測定を行った。被膜付き化合物1は、常温かつ常圧下(具体的には、25℃前後の大気圧下)では、吸蔵している水素分子を放出しない。被膜付き化合物1から効率良く水素分子を放出させるためには、40℃以上に加熱する必要がある。被膜付き化合物1の加熱温度の上限値については特に制限はないが、例えば、90℃以下である。すなわち、被膜付き化合物1の加熱温度は、好ましくは、40℃以上かつ90℃以下である。より好ましくは、被膜付き化合物1の加熱温度は40℃以上かつ80℃以下であり、さらに好ましくは、60℃以上かつ70℃以下である。被膜付き化合物1の加熱は、例えば、熱媒体を被膜付き化合物1に直接的または間接的に接触させることにより行われる。熱媒体としては、例えば、水、空気または不活性ガスが利用可能である。 Thereafter, hydrogen molecules were released from the coated compound 1, and the hydrogen storage amount of the coated compound 1 was measured. The coated compound 1 does not release the occluded hydrogen molecules at room temperature and normal pressure (specifically, at atmospheric pressure around 25 ° C.). In order to efficiently release hydrogen molecules from the coated compound 1, it is necessary to heat to 40 ° C. or higher. Although there is no restriction | limiting in particular about the upper limit of the heating temperature of the compound 1 with a film, For example, it is 90 degrees C or less. That is, the heating temperature of the coated compound 1 is preferably 40 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. More preferably, the heating temperature of the coated compound 1 is 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and more preferably 60 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. The coating compound 1 is heated, for example, by bringing a heating medium into direct contact or indirect contact with the coating compound 1. As the heat medium, for example, water, air, or an inert gas can be used.
図5は、被膜付き化合物1の水素吸蔵量の測定に利用した測定装置8の構成を示す図である。測定装置8は、反応器81と、除湿剤(例えば、シリカゲル)が充填された除湿器82と、ガスクロマトグラフィ83とを備える。水素吸蔵量の測定では、容量20mLの反応器81に0.045gの被膜付き化合物1と1mLの水を投入し、ヒータにより60℃に加熱する。反応器81から流出する水素含有ガスは、除湿器82を通過することにより水分が除去されて水素ガスとなる。当該水素ガスはガスクロマトグラフィ83に導かれ、ガスクロマトグラフィ83により被膜付き化合物1からの水素ガスの発生量が測定される。そして、ガスクロマトグラフィ83の測定値から、被膜付き化合物1の水素吸蔵量が求められる。実施例1における被膜付き化合物1の水素吸蔵量は、9mL/gであった。なお、当該ガスが水素ガスであることは、ガスクロマトグラフィ83により同定した。ガスクロマトグラフィ83としては、TCD(Thermal Conductivity Detector)型ガスクロマトグラフィ(株式会社島津製作所製のGC−8A)を利用した。 FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the measuring device 8 used for measuring the hydrogen storage amount of the coated compound 1. The measuring device 8 includes a reactor 81, a dehumidifier 82 filled with a dehumidifying agent (for example, silica gel), and a gas chromatography 83. In the measurement of the hydrogen storage amount, 0.045 g of the coated compound 1 and 1 mL of water are put into a reactor 81 having a capacity of 20 mL and heated to 60 ° C. by a heater. The hydrogen-containing gas flowing out of the reactor 81 passes through the dehumidifier 82 to remove moisture and become hydrogen gas. The hydrogen gas is guided to the gas chromatography 83, and the amount of hydrogen gas generated from the coated compound 1 is measured by the gas chromatography 83. And from the measured value of the gas chromatography 83, the hydrogen occlusion amount of the compound 1 with a film is calculated | required. The amount of hydrogen occluded in the coated compound 1 in Example 1 was 9 mL / g. The gas chromatography 83 identified that the gas was hydrogen gas. As the gas chromatography 83, a TCD (Thermal Conductivity Detector) gas chromatography (GC-8A manufactured by Shimadzu Corporation) was used.
実施例2〜6では、ステップS12において被膜原料割合または被膜原料の種類を変更する点を除き、実施例1と同様の手順にて被膜付き化合物1を生成し、測定装置8により水素吸蔵量を計測した。実施例2では、ステップS12における被膜原料および被膜原料割合はスクロースおよび5モル%であり、水素吸蔵量は11mL/gであった。実施例3では、ステップS12における被膜原料および被膜原料割合はスクロースおよび10モル%であり、水素吸蔵量は12mL/gであった。図6は、実施例3で製造した被膜付き化合物1の表面(すなわち、炭素被膜13)を示す写真である。図6に示す例では、炭素被膜13はカーボンファイバーを含む。 In Examples 2-6, except that the coating material ratio or the type of coating material is changed in Step S12, the coated compound 1 is produced in the same procedure as in Example 1, and the hydrogen storage amount is measured by the measuring device 8. Measured. In Example 2, the coating material and the coating material ratio in Step S12 were sucrose and 5 mol%, and the hydrogen storage amount was 11 mL / g. In Example 3, the coating material and the coating material ratio in Step S12 were sucrose and 10 mol%, and the hydrogen storage amount was 12 mL / g. FIG. 6 is a photograph showing the surface of the coated compound 1 produced in Example 3 (that is, the carbon coating 13). In the example shown in FIG. 6, the carbon coating 13 includes carbon fibers.
実施例4では、ステップS12における被膜原料および被膜原料割合はスクロースおよび50モル%であり、水素吸蔵量は14mL/gであった。図7は、実施例4で製造した被膜付き化合物1の表面(すなわち、炭素被膜13)を示す写真である。図7に示す例では、炭素被膜13はカーボンファイバーおよびカーボンナノチューブを含む。 In Example 4, the coating material and the coating material ratio in Step S12 were sucrose and 50 mol%, and the hydrogen storage amount was 14 mL / g. FIG. 7 is a photograph showing the surface of the coated compound 1 produced in Example 4 (that is, the carbon coating 13). In the example shown in FIG. 7, the carbon coating 13 includes carbon fibers and carbon nanotubes.
実施例5では、ステップS12における被膜原料および被膜原料割合はフルクトースおよび2モル%であり、水素吸蔵量は10mL/gであった。実施例6では、ステップS12における被膜原料および被膜原料割合はグルコースおよび2モル%であり、水素吸蔵量は7mL/gであった。 In Example 5, the coating material and the coating material ratio in Step S12 were fructose and 2 mol%, and the hydrogen storage amount was 10 mL / g. In Example 6, the coating material and the coating material ratio in Step S12 were glucose and 2 mol%, and the hydrogen storage amount was 7 mL / g.
図8、図9、図10および図11は、実施例1〜6で生成された被膜付き化合物1についてラマン分光分析を行った結果を示す図である。ラマン分光分析は、日本分光株式会社製の「NRS−3100」を用いて、励起波長532nm、露光時間30秒、積算回数2回、対物レンズ100X、レーザパワー約1mWの条件下で行った。図8、図9、図10および図11に示す各実施例の分析結果は、各実施例の被膜付き化合物1において5つの測定点にて測定を行い、得られた測定値の平均値である。 8, FIG. 9, FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams showing the results of Raman spectroscopic analysis of the coated compound 1 produced in Examples 1-6. Raman spectroscopic analysis was performed using “NRS-3100” manufactured by JASCO Corporation under the conditions of an excitation wavelength of 532 nm, an exposure time of 30 seconds, an integration count of 2 times, an objective lens 100X, and a laser power of about 1 mW. The analysis results of the respective examples shown in FIGS. 8, 9, 10 and 11 are the average values of the measured values obtained by measuring at the five measurement points in the coated compound 1 of each example. .
図8は、実施例1,5,6(スクロース2モル%、フルクトース2モル%、グルコース2モル%)の被膜付き化合物1のラマンスペクトルを示す図である。図9は、実施例1,3,4(スクロース2モル%、10モル%、50モル%)の被膜付き化合物1のラマンスペクトルを示す図である。図8および図9の横軸はラマンシフトを示し、縦軸はラマン強度(すなわち、散乱強度)を示す。図8中の線71は実施例6のスペクトルを示し、線72は実施例1のスペクトルを示し、線73は実施例5のスペクトルを示す。図9中の線74は、実施例1のスペクトルを示し、線75は実施例3のスペクトルを示し、線76は実施例4のスペクトルを示す。 FIG. 8 is a graph showing the Raman spectrum of coated compound 1 of Examples 1, 5, and 6 (sucrose 2 mol%, fructose 2 mol%, glucose 2 mol%). FIG. 9 is a diagram showing the Raman spectrum of the coated compound 1 of Examples 1, 3, 4 (sucrose 2 mol%, 10 mol%, 50 mol%). 8 and 9, the horizontal axis indicates the Raman shift, and the vertical axis indicates the Raman intensity (that is, the scattering intensity). A line 71 in FIG. 8 shows the spectrum of Example 6, a line 72 shows the spectrum of Example 1, and a line 73 shows the spectrum of Example 5. A line 74 in FIG. 9 shows the spectrum of Example 1, a line 75 shows the spectrum of Example 3, and a line 76 shows the spectrum of Example 4.
図9における線75および線76の右側のピーク(すなわち、Gバンドのピーク)の位置が、線74の右側のピークに比べて左側(すなわち、ラマンシフトが小さくなる側)に位置している。また、線75および線76の右側のピーク近傍の形状は、線74の右側のピーク近傍の形状に比べて変形し、滑らかさが減少している。これにより、線75,76に対応する実施例3,4では、炭素被膜13がカーボンファイバーおよび/またはカーボンナノチューブを含んでいることがわかる。なお、実施例には示していないが、被膜原料としてスクロースを利用し、被膜原料割合が70モル%の場合も、炭素被膜13はカーボンファイバーおよびカーボンナノチューブを含むことが確認されている。 In FIG. 9, the peak on the right side of the line 75 and the line 76 (that is, the peak of the G band) is positioned on the left side (that is, the side where the Raman shift is smaller) than the peak on the right side of the line 74. Further, the shape near the peak on the right side of the line 75 and the line 76 is deformed compared to the shape near the peak on the right side of the line 74, and the smoothness is reduced. Thereby, in Examples 3 and 4 corresponding to lines 75 and 76, it turns out that carbon coat 13 contains carbon fiber and / or carbon nanotube. Although not shown in the examples, it is confirmed that the carbon coating 13 includes carbon fibers and carbon nanotubes even when sucrose is used as the coating material and the coating material ratio is 70 mol%.
図10は、実施例1〜5(スクロース2モル%、5モル%、10モル%、50モル%、フルクトース2モル%)の被膜付き化合物1におけるラマンスペクトルの分析結果と水素吸蔵量との関係を示す図である。図10の横軸は、Gバンドのピーク位置のラマンシフトを示し、縦軸は水素吸蔵量を示す。図10では、Gバンドのピーク位置のラマンシフトが小さくなるに従って、被膜付き化合物1の水素吸蔵量が増大する傾向にある。 FIG. 10 shows the relationship between the results of Raman spectrum analysis of Example 1-5 (sucrose 2 mol%, 5 mol%, 10 mol%, 50 mol%, fructose 2 mol%) and the amount of hydrogen occlusion in the coated compound 1. FIG. The horizontal axis in FIG. 10 indicates the Raman shift of the peak position of the G band, and the vertical axis indicates the hydrogen storage amount. In FIG. 10, the hydrogen storage amount of the coated compound 1 tends to increase as the Raman shift of the peak position of the G band decreases.
図11は、実施例1〜5の被膜付き化合物1におけるラマンスペクトルの分析結果と水素吸蔵量との関係を示す他の図である。図11の横軸は、D/Gを示し、縦軸は水素吸蔵量を示す。当該D/Gは、ラマンスペクトルのDバンドのピーク値をGバンドのピーク値で除算したものであり、ピーク強度比ともいう。D/Gが1に近くなるに従って、炭素被膜13中のカーボンナノファイバーおよび/またはカーボンナノチューブの割合が増加することを意味し、当該割合が増加するに従って、炭素被膜13の水素吸蔵量も増加することがわかる。 FIG. 11: is another figure which shows the relationship between the analysis result of the Raman spectrum and hydrogen storage amount in the compound 1 with a film of Examples 1-5. The horizontal axis in FIG. 11 indicates D / G, and the vertical axis indicates the hydrogen storage amount. The D / G is obtained by dividing the peak value of the D band of the Raman spectrum by the peak value of the G band, and is also referred to as a peak intensity ratio. This means that the ratio of carbon nanofibers and / or carbon nanotubes in the carbon coating 13 increases as D / G approaches 1, and the hydrogen storage amount of the carbon coating 13 increases as the ratio increases. I understand that.
実施例1〜6の水素放出後の被膜付き化合物1は、例えば、水素含有ガス雰囲気下にて焼成することにより、水素分子を再度吸蔵することができる。当該焼成時の加熱温度は、例えば、400℃以上かつ1350℃以下である。 The coated compound 1 after releasing hydrogen in Examples 1 to 6 can occlude hydrogen molecules again, for example, by firing in a hydrogen-containing gas atmosphere. The heating temperature at the time of baking is, for example, 400 ° C. or more and 1350 ° C. or less.
比較例1では、ステップS12において被膜原料を加えない点を除き、実施例1と同様の手順にてマイエナイトを生成し、測定装置8により水素吸蔵量を計測した。生成されたマイエナイトの表面には炭素被膜は存在しない。比較例1では、水素吸蔵量は3mL/gであった。 In Comparative Example 1, mayenite was generated in the same procedure as in Example 1 except that no coating material was added in Step S12, and the hydrogen storage amount was measured by the measuring device 8. There is no carbon coating on the surface of the produced mayenite. In Comparative Example 1, the hydrogen storage amount was 3 mL / g.
図12は、実施例1〜4および比較例1における水素吸蔵量を示す図である。図12の横軸は被膜原料割合を示し、縦軸は水素吸蔵量を示す。図12に示す例では、被膜原料割合が増大するに従って、水素吸蔵量も増大する。 FIG. 12 is a diagram showing the hydrogen storage amounts in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. The horizontal axis in FIG. 12 indicates the coating material ratio, and the vertical axis indicates the hydrogen storage amount. In the example shown in FIG. 12, the hydrogen storage amount increases as the coating material ratio increases.
以上に説明したように、被膜付き化合物1は、カルシウムアルミネート化合物により形成された本体部12と、本体部12を被覆する炭素被膜13とを備える。被膜付き化合物1は、本体部12および炭素被膜13に水素分子を吸蔵する水素吸蔵体として利用可能である。この場合、上述の実施例1〜6に示すように、炭素被膜を有しない比較例1に比べて、水素吸蔵量を増大させることができる。 As described above, the coated compound 1 includes the main body portion 12 formed of the calcium aluminate compound and the carbon film 13 that covers the main body portion 12. The coated compound 1 can be used as a hydrogen storage material that stores hydrogen molecules in the main body 12 and the carbon coating 13. In this case, as shown in Examples 1 to 6 described above, the hydrogen storage amount can be increased as compared with Comparative Example 1 that does not have a carbon coating.
上述のように、本体部12は、複数のボイドを有するボイド構造体を含む。当該複数のボイドは、イオン、原子、分子または電子を取り込み可能である。これにより、被膜付き化合物1の水素吸蔵量をさらに増大させることができる。また、ボイド構造体は、Ca12Al14O33を含むマイエナイトである。マイエナイトは、例えば、アルミニウム粉体と水酸化カルシウム等の安価な材料により形成されたカトアイトを加熱することにより、比較的低コストにて生成することができる。したがって、被膜付き化合物1の製造コストを低減することができる。 As described above, the main body portion 12 includes a void structure having a plurality of voids. The plurality of voids can take in ions, atoms, molecules or electrons. Thereby, the hydrogen occlusion amount of the coated compound 1 can be further increased. The void structure is mayenite containing Ca 12 Al 14 O 33 . For example, mayenite can be produced at a relatively low cost by heating katoite formed of an inexpensive material such as aluminum powder and calcium hydroxide. Therefore, the manufacturing cost of the compound 1 with a film can be reduced.
上述の実施例3および4では、被膜付き化合物1の炭素被膜13がカーボンファイバーまたはカーボンナノチューブを含む。当該被膜付き化合物1では、カーボンファイバーまたはカーボンナノチューブにも水素分子を吸蔵することができるため、被膜付き化合物1の水素吸蔵量をさらに増大させることができる。 In Examples 3 and 4 described above, the carbon coating 13 of the coated compound 1 includes carbon fibers or carbon nanotubes. In the coated compound 1, hydrogen molecules can also be stored in carbon fibers or carbon nanotubes, so that the hydrogen storage amount of the coated compound 1 can be further increased.
上述の被膜付き化合物1の製造方法は、カルシウムアルミネート化合物の原料である化合物原料と、炭素を含む被膜原料とを混合して原材料を生成する工程(ステップS12)を備える。また、当該製造方法は、当該原材料を不活性ガス雰囲気下で加熱することにより、被膜付き化合物1を生成する工程(ステップS13)を備える。当該製造方法によれば、カルシウムアルミネート化合物により形成された本体部12と、本体部12を被覆する炭素被膜13とを備える被膜付き化合物1を容易に製造することができる。 The manufacturing method of the above-mentioned compound 1 with a film is equipped with the process (step S12) which mixes the compound raw material which is a raw material of a calcium aluminate compound, and the film raw material containing carbon, and produces | generates a raw material. Moreover, the said manufacturing method is equipped with the process (step S13) which produces | generates the compound 1 with a film by heating the said raw material in inert gas atmosphere. According to the manufacturing method, the coated compound 1 including the main body portion 12 formed of the calcium aluminate compound and the carbon coating 13 covering the main body portion 12 can be easily manufactured.
また、被膜付き化合物1の製造方法では、ステップS13における不活性ガス雰囲気が水素含有ガス雰囲気であり、ステップS13により、本体部12および炭素被膜13に水素分子が吸蔵された被膜付き化合物1が生成される。このように、被膜付き化合物1の生成と、被膜付き化合物1への水素分子の吸蔵とを同時に行うことにより、水素分子が吸蔵された被膜付き化合物1の生成を簡素化することができる。なお、被膜付き化合物1を生成した後、水素含有ガス雰囲気下での焼成等により、被膜付き化合物1への水素分子の吸蔵が行われてもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the compound 1 with a film, the inert gas atmosphere in step S13 is a hydrogen-containing gas atmosphere, and the compound 1 with a film | membrane in which the hydrogen molecule was occluded by the main-body part 12 and the carbon film 13 is produced | generated by step S13. Is done. Thus, the production | generation of the compound 1 with a film | membrane with which the hydrogen molecule was occluded can be simplified by performing simultaneously the production | generation of the compound 1 with a film | membrane, and occlusion of the hydrogen molecule to the compound 1 with a film | membrane. In addition, after producing | generating the compound 1 with a film | membrane, occlusion of the hydrogen molecule to the compound 1 with a film | membrane may be performed by baking etc. in hydrogen-containing gas atmosphere.
被膜付き化合物1の製造方法では、上述の原材料を加熱する工程(ステップS13)における加熱温度が、700℃以上かつ1400℃以下である。これにより、本体部12の比表面積を大きくすることができる。その結果、本体部12の表面を水素吸着にさらに適した状態とすることができ、被膜付き化合物1の水素吸蔵量をさらに増大させることができる。 In the manufacturing method of the compound 1 with a film, the heating temperature in the process (step S13) which heats the above-mentioned raw material is 700 degreeC or more and 1400 degreeC or less. Thereby, the specific surface area of the main-body part 12 can be enlarged. As a result, the surface of the main body portion 12 can be brought into a state more suitable for hydrogen adsorption, and the hydrogen storage amount of the coated compound 1 can be further increased.
また、被膜付き化合物1の製造方法では、ステップS12にて生成される原材料における被膜原料の割合(すなわち、被膜原料割合)が、0.5モル%以上かつ70モル%以下である。これにより、本体部12の表面に炭素被膜13を好適に生成することができる。さらに、原材料における被膜原料の割合が、10モル%以上かつ70モル%以下である場合、炭素被膜13にカーボンファイバーおよび/またはカーボンナノチューブを生成することができる(上記実施例3および実施例4参照)。炭素被膜13がカーボンファイバーまたはカーボンナノチューブを含むことにより、上述のように、被膜付き化合物1の水素吸蔵量をさらに増大させることができる。 Moreover, in the manufacturing method of the compound 1 with a film, the ratio of the film raw material in the raw material produced | generated in step S12 (namely, film raw material ratio) is 0.5 mol% or more and 70 mol% or less. Thereby, the carbon film 13 can be suitably generated on the surface of the main body 12. Furthermore, when the ratio of the coating material in the raw material is 10 mol% or more and 70 mol% or less, carbon fibers and / or carbon nanotubes can be generated in the carbon coating 13 (see Example 3 and Example 4 above). ). When the carbon film 13 contains carbon fibers or carbon nanotubes, the hydrogen storage amount of the coated compound 1 can be further increased as described above.
上述の被膜付き化合物1の製造方法では、好ましくは、被膜原料が糖類を含む。これにより、炭素被膜13を好適に形成することができる。 In the manufacturing method of the above-mentioned compound 1 with a film, Preferably, a film raw material contains saccharides. Thereby, the carbon film 13 can be formed suitably.
また、被膜原料は、炭化水素を含み、当該炭化水素が、2つ以上の炭素原子、2つ以上の水酸基、および、2つ以上の炭素−酸素結合を含むことも好ましい。この場合も、炭素被膜13を好適に形成することができる。 In addition, the coating material contains a hydrocarbon, and the hydrocarbon preferably contains two or more carbon atoms, two or more hydroxyl groups, and two or more carbon-oxygen bonds. Also in this case, the carbon coating 13 can be suitably formed.
上述の被膜付き化合物1および被膜付き化合物1の製造方法では、様々な変更が可能である。 Various changes can be made in the above-described methods for producing the coated compound 1 and the coated compound 1.
例えば、被膜付き化合物1の本体部12は、実質的にカルシウムアルミネート化合物により形成されていれば、他の物質を含んでいてもよい。炭素被膜13は、実質的に炭素により形成されていれば、他の物質を含んでいてもよい。 For example, the main body portion 12 of the coated compound 1 may contain other substances as long as it is substantially formed of a calcium aluminate compound. The carbon coating 13 may contain other substances as long as it is substantially made of carbon.
本体部12のカルシウムアルミネート化合物に含まれるボイド構造体は、必ずしもマイエナイトである必要はない。例えば、当該ボイド構造体は、[HN(CH2CH2)3NH)K1.35[V5O9(PO4)2 ]・xH2O、または、(CS3[V5O9(PO4)2]・xH2Oを含むものであってもよい。また、本体部12のカルシウムアルミネート化合物は、ボイド構造体を含まなくてもよい。例えば、本体部12のカルシウムアルミネート化合物は、カトアイトであってもよい。 The void structure contained in the calcium aluminate compound of the main body 12 does not necessarily need to be mayenite. For example, the void structure includes [HN (CH 2 CH 2 ) 3 NH) K 1.35 [V 5 O 9 (PO 4 ) 2 ] · xH 2 O, or (CS 3 [V 5 O 9 (PO 4 ) 2 ] · xH 2 O. The calcium aluminate compound of the main body 12 may not include a void structure, for example, the calcium aluminate compound of the main body 12 is Or Katoite.
被膜付き化合物1の上記製造方法では、ステップS12で生成される原材料における被膜原料の割合は、上述の例から変更されてもよい。また、被膜原料は、糖類や上述の炭化水素には限定されず、様々に変更されてよい。さらに、炭素被膜13がカーボンファイバーおよび/またはカーボンナノチューブを含む場合、カーボンファイバーおよび/またはカーボンナノチューブは、上述の被膜原料割合の制御以外の方法で生成されてもよい。ステップS13における加熱温度は、上述の例から変更されてもよい。さらには、被膜付き化合物1の製造方法は、上述の例には限定されず、他の様々な方法により被膜付き化合物1が製造されてもよい。 In the said manufacturing method of the compound 1 with a film, the ratio of the film raw material in the raw material produced | generated by step S12 may be changed from the above-mentioned example. Further, the coating material is not limited to sugars and the above-mentioned hydrocarbons, and may be variously changed. Further, when the carbon coating 13 includes carbon fibers and / or carbon nanotubes, the carbon fibers and / or carbon nanotubes may be generated by a method other than the above-described control of the coating material ratio. The heating temperature in step S13 may be changed from the above example. Furthermore, the manufacturing method of the compound 1 with a film is not limited to the above example, and the compound 1 with a film may be manufactured by various other methods.
被膜付き化合物1は、水素吸蔵体以外の様々な用途に利用されてよい。 The coated compound 1 may be used for various purposes other than the hydrogen storage material.
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.
1 被膜付き化合物
12 本体部
13 炭素被膜
S11〜S13 ステップ
1 Compound with Film 12 Body Part 13 Carbon Film S11-S13 Step
Claims (15)
カルシウムアルミネート化合物により形成された本体部と、
前記本体部を被覆する炭素被膜と、
を備えることを特徴とする被膜付き化合物。 A coated compound comprising:
A main body formed of a calcium aluminate compound;
A carbon coating covering the main body,
A film-coated compound comprising:
前記本体部が、イオン、原子、分子または電子を取り込み可能な複数のボイドを有するボイド構造体を含むことを特徴とする被膜付き化合物。 The coated compound according to claim 1,
The film-coated compound, wherein the main body portion includes a void structure having a plurality of voids capable of taking in ions, atoms, molecules, or electrons.
前記ボイド構造体が、Ca12Al14O33を含むマイエナイトであることを特徴とする被膜付き化合物。 A coated compound according to claim 2,
The compound with a coating film, wherein the void structure is mayenite containing Ca 12 Al 14 O 33 .
前記炭素被膜が、カーボンファイバーまたはカーボンナノチューブを含むことを特徴とする被膜付き化合物。 A coated compound according to any one of claims 1 to 3,
A compound with a coating, wherein the carbon coating contains carbon fiber or carbon nanotube.
前記本体部および前記炭素被膜に水素分子を吸蔵する水素吸蔵体であることを特徴とする被膜付き化合物。 A coated compound according to any one of claims 1 to 4,
A film-coated compound, which is a hydrogen storage material that stores hydrogen molecules in the main body and the carbon film.
a)カルシウムアルミネート化合物の原料である化合物原料と、炭素を含む被膜原料とを混合して原材料を生成する工程と、
b)前記原材料を不活性ガス雰囲気下で加熱することにより、カルシウムアルミネート化合物により形成された本体部と、前記本体部を被覆する炭素被膜とを備える被膜付き化合物を生成する工程と、
を備えることを特徴とする被膜付き化合物の製造方法。 A method for producing a coated compound comprising:
a) a step of mixing a compound raw material that is a raw material of the calcium aluminate compound and a film raw material containing carbon to produce a raw material;
b) generating the film-coated compound comprising a main body formed of a calcium aluminate compound and a carbon film covering the main body by heating the raw material in an inert gas atmosphere;
The manufacturing method of the compound with a film characterized by comprising.
前記b)工程における加熱温度が、700℃以上かつ1400℃以下であることを特徴とする被膜付き化合物の製造方法。 It is a manufacturing method of the compound with a film of Claim 6, Comprising:
The method for producing a coated compound, wherein the heating temperature in the step b) is 700 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower.
前記原材料における前記被膜原料の割合が、0.5モル%以上かつ70モル%以下であることを特徴とする被膜付き化合物の製造方法。 A method for producing a coated compound according to claim 6 or 7,
A method for producing a film-coated compound, wherein a ratio of the film material in the raw material is 0.5 mol% or more and 70 mol% or less.
前記原材料における前記被膜原料の割合が、10モル%以上かつ70モル%以下であることを特徴とする被膜付き化合物の製造方法。 A method for producing a coated compound according to claim 8,
The method for producing a compound with a coating film, wherein a ratio of the coating material in the raw material is 10 mol% or more and 70 mol% or less.
前記被膜原料が糖類を含むことを特徴とする被膜付き化合物の製造方法。 It is a manufacturing method of the compound with a film in any one of Claims 6 thru | or 9, Comprising:
The method for producing a film-coated compound, wherein the film material contains a saccharide.
前記被膜原料が炭化水素を含み、前記炭化水素が、2つ以上の炭素原子、2つ以上のOH基、および、2つ以上のCO結合を含むことを特徴とする被膜付き化合物の製造方法。 A method for producing a film-coated compound according to any one of claims 6 to 10,
The method for producing a coated compound, wherein the coating material contains a hydrocarbon, and the hydrocarbon contains two or more carbon atoms, two or more OH groups, and two or more CO bonds.
前記本体部が、イオン、原子、分子または電子を取り込み可能な複数のボイドを有するボイド構造体を含むことを特徴とする被膜付き化合物の製造方法。 It is a manufacturing method of the compound with a film in any one of Claims 6 thru | or 11, Comprising:
The method for producing a coated compound, wherein the main body portion includes a void structure having a plurality of voids capable of taking in ions, atoms, molecules or electrons.
前記ボイド構造体が、Ca12Al14O33を含むマイエナイトであることを特徴とする被膜付き化合物の製造方法。 A method for producing a coated compound according to claim 12,
The method for producing a film-coated compound, wherein the void structure is mayenite containing Ca 12 Al 14 O 33 .
前記炭素被膜が、カーボンファイバーまたはカーボンナノチューブを含むことを特徴とする被膜付き化合物の製造方法。 A method for producing a film-coated compound according to any one of claims 6 to 13,
The method for producing a coated compound, wherein the carbon coating contains carbon fiber or carbon nanotube.
前記b)工程における前記不活性ガス雰囲気が水素含有ガス雰囲気であり、
前記b)工程により、前記本体部および前記炭素被膜に水素分子が吸蔵された前記被膜付き化合物が生成されることを特徴とする被膜付き化合物の製造方法。 A method for producing a coated compound according to any one of claims 6 to 14,
The inert gas atmosphere in the step b) is a hydrogen-containing gas atmosphere;
By the step b), the film-coated compound in which hydrogen molecules are occluded in the main body and the carbon film is produced.
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