JP4823750B2 - Method for producing gas-adsorbing substance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも窒素を吸着する気体吸着性物質の製造方法に関するものである。
The present invention relates to a manufacturing method of the gas adsorbing substance that adsorbs at least nitrogen.
気体吸着性物質は、真空保持、希ガス中の微量ガスの除去、蛍光灯中のガスの除去等様々な分野で用いられている。 Gas adsorbing substances are used in various fields such as vacuum holding, removal of trace gases in rare gases, and removal of gases in fluorescent lamps.
半導体製造工業で用いられている希ガスは、希ガス中の窒素、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、水素、水蒸気などを除去し、高純度に精製することが望まれている。特に、その中でも安定な分子である窒素を除去することは困難である。 A rare gas used in the semiconductor manufacturing industry is desired to be purified to a high purity by removing nitrogen, hydrocarbon, carbon monoxide, carbon dioxide, oxygen, hydrogen, water vapor and the like in the rare gas. In particular, it is difficult to remove nitrogen, which is a stable molecule.
希ガス中の窒素、あるいは炭化水素などを取り除く従来の方法としては、例えば、ジルコニウム、バナジウム及びタングステンからなる三元合金のゲッター材と希ガスを加熱下に接触させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。 As a conventional method for removing nitrogen or hydrocarbons in a rare gas, for example, there is a method in which a getter material of a ternary alloy composed of zirconium, vanadium and tungsten is contacted with a rare gas under heating (for example, Patent Documents). 1).
これは、合金を１００〜６００℃の温度で希ガスと接触させることにより、希ガスから窒素等の不純物を除去するものである。 This is to remove impurities such as nitrogen from the rare gas by bringing the alloy into contact with the rare gas at a temperature of 100 to 600 ° C.
従来の別の方法としては、ジルコニウム、鉄、マンガン、イットリウム、ランタンと、希土類元素の１種の元素を含み、窒素に対して高ガス吸着効率を備える無蒸発ゲッター合金を用いる方法がある（例えば、特許文献２参照）。 As another conventional method, there is a method using a non-evaporable getter alloy containing one element of a rare earth element such as zirconium, iron, manganese, yttrium, and lanthanum and having high gas adsorption efficiency with respect to nitrogen (for example, , See Patent Document 2).
これは、合金を３００〜５００℃の間の温度で１０〜２０分間活性化処理を行うことにより、水素、炭化水素、窒素等の吸着に対して室温でも作用することができるものである。 This can act on adsorption | suction of hydrogen, a hydrocarbon, nitrogen, etc. also at room temperature by performing an activation process for 10 to 20 minutes at the temperature between 300-500 degreeC.
従来のさらに別の方法としては、低温で窒素を吸着する性質があるＢａ−Ｌｉ合金を用いる方法がある（例えば、特許文献３参照）。 As another conventional method, there is a method using a Ba-Li alloy having a property of adsorbing nitrogen at a low temperature (see, for example, Patent Document 3).
これは、断熱ジャケット内に真空を維持するためのデバイスであり、Ｂａ−Ｌｉ合金からなり、室温においても窒素等のガスに対して反応性を示す。 This is a device for maintaining a vacuum in a heat insulation jacket, which is made of a Ba-Li alloy and is reactive to gases such as nitrogen even at room temperature.
また、酸素吸収剤として鉄粉、酸化促進物質、フィラー、水分供与体からなるものがある（例えば、特許文献４参照）。 Moreover, there exist some which consist of iron powder, an oxidation promoter, a filler, and a water | moisture-content donor as an oxygen absorber (for example, refer patent document 4).
これは、食品、医薬品等の品質保持用途に利用される酸素吸収剤であり、酸素吸収には水分が必要である。
しかしながら、特許文献１に記載の上記従来の技術では、３００〜５００℃で加熱し続けることが必要であり、高温での加熱であるためエネルギーコストが大きく環境にも悪く、また、低温でのガス吸着を望む場合は使用できない。 However, in the above-described conventional technique described in Patent Document 1, it is necessary to continue heating at 300 to 500 ° C., and since heating is performed at a high temperature, the energy cost is large and the environment is bad. Cannot be used if adsorption is desired.
特許文献２に記載の上記従来の技術では、３００〜５００℃の前処理が必要であり、高温での前処理が困難な場合のガス除去、例えばプラスチック袋中のガスを常温下で除去することは困難である。
The conventional technique described in
特許文献３に記載の上記従来の技術では、活性化のための熱処理を必要とせず常温で窒素吸着可能であるが、さらなる高活性化、大容量化が望まれていると共に、Ｂａは劇物指定物質であるため、工業的に使用するには環境や人体に対して問題のないものが望まれている。
また、作製のため合金を溶融する必要があり、製造にかかるエネルギーが大きくなる。
The conventional technique described in
In addition, it is necessary to melt the alloy for production, which increases the energy required for production.
特許文献４に記載の上記従来の技術では、酸素吸収に水分が必要であり、微量の水分も嫌う雰囲気では使用することができない。
In the conventional technique described in
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、気体吸着活性が高く、特に窒素に対する吸着性能が高い気体吸着性物質の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention is intended to solve the conventional problems described above, high gas adsorption activity, and to provide a manufacturing method of high adsorption performance gas adsorbing substance, especially for nitrogen.
上記目的を達成するために、本発明は、Ｌｉ（リチウム）を含み２５℃常圧もしくは減圧下で少なくとも窒素を吸着可能な気体吸着性物質の製造方法であって、不活性気体雰囲気中で、Ｌｉと硬度が３以上の酸化物からなる固体物質を、１重量部のＬｉに対して前記固体物質が２〜１５０重量部となる割合で、メカニカルミリングにより混合、破砕した後、Ｌｉに対して１〜２０ｍｏｌ％が窒化するまで窒素雰囲気中の窒素を吸着させて、吸着材として使用する前にＬｉに一部窒化リチウムを生成させておくことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a gas adsorbing substance containing Li (lithium) and capable of adsorbing at least nitrogen under normal pressure or reduced pressure at 25 ° C. , in an inert gas atmosphere, After mixing and crushing a solid substance composed of an oxide having a hardness of Li and hardness of 3 or more by mechanical milling at a ratio of 2 to 150 parts by weight of the solid substance with respect to 1 part by weight of Li, Nitrogen in a nitrogen atmosphere is adsorbed until 1 to 20 mol% is nitrided, and a part of lithium nitride is generated in Li before using as an adsorbent .
Ｌｉは通常、常温で窒素を吸着する際、窒素の吸収開始までに時間が必要であること、あるいは低圧下では窒素吸収が起こり難いこと等、窒素吸着に対するコントロールは困難であった。 In general, when Li adsorbs nitrogen at room temperature, it is difficult to control nitrogen adsorption because it takes time to start absorption of nitrogen, or nitrogen absorption hardly occurs under low pressure.
しかしながら、Ｌｉを先に一部窒化させておくことにより、実際に吸着材として使用する際、Ｌｉの窒素に対する活性を向上させることが可能となる。すなわち、先にＬｉに一部窒化リチウムの核を生成させておくことにより、実際に吸着材として機能するときは、前記窒化リチウムが反応核となり窒素に対する吸着活性が高まる。 However, by partially nitriding Li first, it is possible to improve the activity of Li against nitrogen when actually used as an adsorbent. That is, by partially generating lithium nitride nuclei in Li first, when actually functioning as an adsorbent, the lithium nitride becomes a reaction nucleus and the adsorption activity for nitrogen is increased.
これにより、吸着速度のさらなる向上、あるいはより低圧領域での窒素吸着量向上といったことが可能となる。 As a result, the adsorption rate can be further improved, or the amount of nitrogen adsorption in a lower pressure region can be improved.
また、窒化によりＬｉ表面に一部ひび割れが起こり、実際に吸着材として機能するときに内部まで速やかに気体を吸着することが可能となり、気体に対する吸着活性が高まることも考えられるので、窒素以外の気体についても吸着活性が向上すると考えられる。 In addition, some cracks occur on the Li surface due to nitriding, and when it actually functions as an adsorbent, it is possible to quickly adsorb gas to the inside, and it is also possible that the adsorption activity against gas is increased. It is thought that the adsorption activity is also improved for gases.
メカニカルミリングすることにより、Ｌｉを磨砕することができ、Ｌｉの比表面積を増大する。従って、リチウムの窒化を行う際、より均一に窒化が起こり、気体に対する吸着活性が高まる。 By mechanical milling, Li can be ground and the specific surface area of Li is increased. Therefore, when performing nitridation of lithium, nitridation occurs more uniformly and the adsorption activity for gas is enhanced.
また、メカニカルミリングすることにより、機械的エネルギーがＬｉや固体物質に蓄積され、出発点で有するエネルギーよりもメカニカルミリング後に有するエネルギーの方が増大し、さらに高活性化することが考えられる。 Moreover, it is considered that mechanical milling accumulates mechanical energy in Li or a solid substance, so that the energy possessed after mechanical milling is greater than the energy possessed at the starting point, resulting in higher activation.
本発明の気体吸着性物質の製造方法は、溶融等が必要なく熱エネルギーが必要でないため、環境的あるいはコスト的にも優れている。 The method for producing a gas adsorbing substance of the present invention is superior in terms of environment and cost because it does not require melting or the like and does not require heat energy.
ここで、Ｌｉと組み合わせる固体物質として酸化物を用いると、酸化物表面の酸素が擬似的にＬｉと仮結合を組むため、例えば破砕、混合等を行う際、酸化物の破砕と共に、Ｌｉも有効に粉砕され、Ｌｉの活性化が促進されると考える。 Here, when an oxide is used as a solid substance to be combined with Li, oxygen on the oxide surface forms a temporary bond with Li in a pseudo manner. For example, when crushing or mixing is performed, Li is also effective along with crushing of the oxide. It is considered that the activation of Li is promoted.
Ｌｉの少なくとも一部が、粒径１ｍｍ以下になっている場合は、Ｌｉの比表面積を増大し、気体に対する吸着活性が高まる。 When at least a part of Li has a particle diameter of 1 mm or less, the specific surface area of Li is increased and the adsorption activity for gas is increased.
本発明によれば、特に窒素に対する活性が高い気体吸着性物質を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a gas adsorbing substance having particularly high activity against nitrogen.
本発明の気体吸着性物質の製造方法の発明は、Ｌｉを含み２５℃常圧もしくは減圧下で少なくとも窒素を吸着可能な気体吸着性物質の製造方法であって、不活性気体雰囲気中で、Ｌｉと硬度が３以上の酸化物からなる固体物質を、１重量部のＬｉに対して前記固体物質が２〜１５０重量部となる割合で、メカニカルミリングにより混合、破砕した後、Ｌｉに対して１〜２０ｍｏｌ％が窒化するまで窒素雰囲気中の窒素を吸着させて、吸着材として使用する前にＬｉに一部窒化リチウムを生成させておくことを特徴とする。
Invention of the method for manufacturing the gas adsorbing material of the present invention is a manufacturing method of adsorbable gas adsorbing substance at least nitrogen at 25 ° C. under normal pressure or under reduced pressure comprises Li, in an inert gas atmosphere, Li A solid substance composed of an oxide having a hardness of 3 or more is mixed and crushed by mechanical milling at a ratio of 2 to 150 parts by weight of the solid substance with respect to 1 part by weight of Li. Nitrogen in a nitrogen atmosphere is adsorbed until ˜20 mol% is nitrided, and a part of lithium nitride is generated in Li before using as an adsorbent .
ここで、Ｌｉの一部を窒化させる方法としては、製造時にＬｉあるいはＬｉを含む気体吸着性物質を、窒素、あるいは空気、あるいは一部窒素を含む気体（特にアルゴン等の不活性ガス）と接触させるか、あるいは窒化物とＬｉを混合させて窒化物の窒素をＬｉに結合させる等の方法があるが、Ｌｉの一部が窒化する方法であれば特に指定するものではない。 Here, as a method for nitriding a part of Li, a gas adsorbing substance containing Li or Li is brought into contact with nitrogen, air, or a gas containing nitrogen (particularly an inert gas such as argon) at the time of production. However, there is no particular designation as long as it is a method in which a part of Li is nitrided.
本発明においてＬｉの一部とは、好ましくは５０ｍｏｌ％以下であり、さらに好ましくは３０ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは１０ｍｏｌ％以下である。最初に吸着させる量が多くなると、実際の使用時に気体を吸着する量が減少する。 In the present invention, the part of Li is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, and still more preferably 10 mol% or less. When the amount to be adsorbed first increases, the amount of gas adsorbed during actual use decreases.
なお、Ｌｉに窒素を接触させる際は、Ｌｉの融点以下の温度で行うことが好ましい。 In addition, when contacting nitrogen with Li, it is preferable to carry out at the temperature below the melting point of Li.
Ｌｉの一部が窒化されているか否かは、例えばＸ線回折等により確認できるが、確認方法として特に指定するものではない。 Whether or not a part of Li is nitrided can be confirmed by, for example, X-ray diffraction or the like, but is not particularly specified as a confirmation method.
製造の際に、その他の成分を添加しても構わない。 Other components may be added during the production.
本発明において吸着とは、表面への吸着の他に内部への吸収、あるいは収着も含むものとする。 In the present invention, the term “adsorption” includes absorption to the inside or sorption in addition to adsorption to the surface.
本発明における気体吸着性物質は、少なくとも窒素を吸着可能とするものであるが、窒素以外の気体、例えば、酸素、空気、水素、水蒸気、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物、硫黄酸化物、炭化水素を吸着するものであってもよく、窒素以外に吸着する気体については、特に指定するものではない。 The gas adsorbing substance in the present invention is capable of adsorbing at least nitrogen, but gas other than nitrogen, for example, oxygen, air, hydrogen, water vapor, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen oxide, sulfur oxide Further, hydrocarbons may be adsorbed, and the gas adsorbed other than nitrogen is not particularly specified.
本発明における気体吸着性物質は、少なくとも２５℃常圧もしくは減圧下で吸着可能であればよく、常温あるいはＬｉの融点以下の雰囲気にて、常圧以下、特に低圧領域での吸着が可能である。また、加圧下での吸着も当然ながら可能である。 The gas-adsorbing substance in the present invention is only required to be able to adsorb at least at 25 ° C. normal pressure or reduced pressure, and can be adsorbed at normal temperature or lower, particularly in a low pressure region, at room temperature or in an atmosphere below Li melting point. . Of course, adsorption under pressure is also possible.
固体物質は、硬度３以上のもの、さらに好ましくは５以上のものであり、また、好ましいものはＬｉ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２またはそれらの混合物等の酸化物である。 The solid material has a hardness of 3 or more, more preferably 5 or more, and preferred is an oxidation of Li 2 O, Al 2 O 3 , MgO, CaO, SiO 2 , TiO 2 or a mixture thereof. It is a thing.
固体物質は、１重量部のＬｉに対し、２〜１５０重量部程度使用するようにする。その量が多すぎると、Ｌｉが減少し気体吸着量が小さくなり、その量が少なすぎると、延性の高いＬｉが多くなることにより、固体物質と均一に混合しにくくなる。 The solid substance is used in an amount of about 2 to 150 parts by weight with respect to 1 part by weight of Li. If the amount is too large, the amount of Li decreases and the gas adsorption amount decreases, and if the amount is too small, the highly ductile Li increases, which makes it difficult to uniformly mix with the solid substance.
固体物質、Ｌｉ、窒化物の確認方法としては、例えばＸ線回折にて、固体物質、Ｌｉ、窒化物のピークが確認できる等の方法で行ってもよいが、特に指定するものではない。 As a method for confirming the solid substance, Li, and nitride, for example, a method for confirming the peak of the solid substance, Li, and nitride by X-ray diffraction may be used, but it is not particularly specified.
本発明においてメカニカルミリングによる混合とは、機械的に混合することを指し、特に指定するものではない。また、高活性な気体吸着性物質を作製するため、不活性気体中、例えばＡｒ、Ｈｅ等の雰囲気中、あるいは真空下でメカニカルミリングを行うことが好ましい。 In the present invention, mixing by mechanical milling means mechanical mixing and is not particularly specified. In order to produce a highly active gas adsorbing substance, it is preferable to perform mechanical milling in an inert gas, for example, in an atmosphere of Ar, He, or the like, or in a vacuum.
メカニカルミリングを行う際、別にＣを添加したり、冷却下で行ったり、アルコール等を少量滴下したりして、容器への付着を防いだりしても構わない。 When performing mechanical milling, it is possible to add C separately, perform under cooling, or drop a small amount of alcohol or the like to prevent adhesion to the container.
本発明により、少なくとも窒化物と、酸化物と、Ｌｉとを含み、かつ２５℃常圧もしくは減圧下で少なくとも窒素を吸着可能な気体吸着性物質が製造される。
According to the present invention, a gas adsorbing substance containing at least a nitride, an oxide, and Li and capable of adsorbing at least nitrogen at 25 ° C. normal pressure or reduced pressure is produced .
本発明において窒化物とは、例えば、窒化リチウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ＭｇＬｉＮ等である。窒化物としてＬｉの窒化物を含むことが好ましく、該Ｌｉの窒化物は、Ｌｉの一部を窒化させるプロセス由来のものがより好ましい。
In the present invention, the nitride is, for example, lithium nitride, silicon nitride, aluminum nitride, MgLiN, or the like. Preferably comprises a nitride of Li as a nitride, a nitride of the Li, the is more preferable from process of nitriding a part of the L i.
窒化物は、Ｌｉに対して０．２〜４０ｍｏｌ％、好ましくは１〜２０ｍｏｌ％程度使用するようにする。その量が多すぎるとＬｉが少なくなることから気体吸着量が減少し、その量が少なすぎると吸着活性増大効果が少なくなる。 The nitride is used in an amount of 0.2 to 40 mol%, preferably about 1 to 20 mol% with respect to Li. If the amount is too large, the amount of gas adsorption decreases because the amount of Li decreases, and if the amount is too small, the effect of increasing the adsorption activity decreases.
気体吸着性物質の使用形態としては、粉体、圧縮成型、ペレット化、シート状、薄膜状、あるいは別容器への収容、他物質への蒸着といった使用方法をあげられるが、特に指定するものではない。 Examples of usage forms of gas-adsorbing substances include powders, compression molding, pelletization, sheet-like, thin-film, or use in separate containers, and vapor deposition on other substances. Absent.
気体吸着性物質は、Ｌｉ（一部が窒化されたＬｉを含む）の少なくとも一部が粒径１ｍｍ以下であることが好ましい。 In the gas adsorbing substance, it is preferable that at least a part of Li (including partially nitrided Li) has a particle diameter of 1 mm or less.
本発明において粒径１ｍｍ以下とは、少なくとも一部の粒径が１ｍｍ以下となっていればよく、一般的な確認方法で確認することが可能である。また、気体吸着前の粒径であっても、吸着後の粒径であっても、特に指定するものではない。 In the present invention, the particle diameter of 1 mm or less is sufficient if at least a part of the particle diameter is 1 mm or less, and can be confirmed by a general confirmation method. Further, it is not particularly specified whether the particle diameter is before gas adsorption or the particle diameter after adsorption.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
（実施の形態１）
本発明の気体吸着性物質は、Ｌｉと固体物質からなる。固体物質の種類を変えた気体吸着性物質の窒素、酸素の評価結果を実施例１から３に示す。
（実施例１）
固体物質としてＣａＯを使用した。１ｍｏｌのＬｉと２ｍｏｌのＣａＯとを、Ａｒ雰囲気中、ステンレス製容器・ボールによる遊星ボールミルを用いてメカニカルアロイングを行い混合して気体吸着性物質（Ｌｉ−ＣａＯ）を得た。
(Embodiment 1)
The gas adsorbing substance of the present invention is composed of Li and a solid substance. Examples 1 to 3 show the evaluation results of nitrogen and oxygen of the gas adsorbing substance in which the kind of the solid substance is changed.
Example 1
CaO was used as the solid material. 1 mol of Li and 2 mol of CaO were mixed in an Ar atmosphere by mechanical alloying using a planetary ball mill with a stainless steel container / ball to obtain a gas adsorbing substance (Li—CaO).
気体吸着性物質の吸着量を測定するため、気体吸着性物質（Ｌｉ−ＣａＯ）をＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製Ａｕｔｏｓｏｒｂ−１−Ｃにより、圧力減少が少なくなり平衡に到達したとみなす時間を５分と設定し、窒素吸着量評価を行った。 In order to measure the amount of adsorption of the gas-adsorbing substance, the time taken for the gas-adsorbing substance (Li-CaO) to reach the equilibrium by reducing the pressure decrease with Autosorb-1-C manufactured by Quantachrome was set to 5 minutes. The nitrogen adsorption amount was evaluated.
低圧側から順に窒素吸着量を評価することにより、約２５０Ｐａで０．４ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約１３００Ｐａにて３．２ｃｍ３／ｇＳＴＰ、常圧にて５．２ｃｍ３／ｇＳＴＰ吸着することを確認した。 By evaluating the nitrogen adsorption amount in order from the low pressure side, it was confirmed that 0.4 cm 3 / g STP was adsorbed at about 250 Pa, 3.2 cm 3 / g STP at about 1300 Pa, and 5.2 cm 3 / g STP at normal pressure. .
また、気体吸着性物質に対し、窒素吸着量評価前に、密閉系内で窒素を常温にて約２０００Ｐａから吸着させ、約４００Ｐａとなったところで密閉系内を真空排気し、気体吸着性物質と窒素との接触を停止した。これにより、窒化リチウムを一部（Ｌｉの１２ｍｏｌ％を窒化）生成させた。 Also, before evaluating the amount of nitrogen adsorbed on the gas adsorbing substance, nitrogen is adsorbed from about 2000 Pa in the closed system at room temperature, and when the pressure reaches about 400 Pa, the inside of the closed system is evacuated, and the gas adsorbing substance and Contact with nitrogen was stopped. Thereby, a part of lithium nitride (12 mol% of Li was nitrided) was generated.
引き続き、前述の窒素を一部吸着させた気体吸着性物質（Ｌｉ−ＣａＯ）に対し、同様の窒素吸着量評価を行った。 Subsequently, the same nitrogen adsorption amount evaluation was performed on the gas adsorbing substance (Li-CaO) in which a part of the nitrogen was adsorbed.
低圧側から順に窒素吸着量を評価することにより、約２５０Ｐａで２．４ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約１３００Ｐａにて３．２ｃｍ３／ｇＳＴＰ、常圧にて５．０ｃｍ３／ｇＳＴＰ吸着することを確認した。 By evaluating the nitrogen adsorption amount in order from the low pressure side, it was confirmed that 2.4 cm 3 / g STP at about 250 Pa, 3.2 cm 3 / g STP at about 1300 Pa, and 5.0 cm 3 / g STP at normal pressure were adsorbed. .
先に窒素を一部吸着させておくことにより、低圧下での窒素吸着量が向上することを確認した。 It was confirmed that the amount of nitrogen adsorbed under low pressure was improved by partially adsorbing nitrogen first.
（実施例２）
固体物質としてＡｌ２Ｏ３を使用した。１ｍｏｌのＬｉと１．１ｍｏｌのＡｌ２Ｏ３とを、Ａｒ雰囲気中、ステンレス製容器・ボールによる振動ボールミルを用いてメカニカルアロイングを行い混合して、気体吸着性物質（Ｌｉ−Ａｌ２Ｏ３）を得た。
(Example 2)
Al 2 O 3 was used as the solid material. 1 mol of Li and 1.1 mol of Al 2 O 3 are mixed in an Ar atmosphere by mechanical alloying using a vibrating ball mill with a stainless steel container / ball, and mixed with a gas adsorbing substance (Li-Al 2 O 3 )
気体吸着性物質の吸着量を測定するため、気体吸着性物質（Ｌｉ−Ａｌ２Ｏ３）をＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製Ａｕｔｏｓｏｒｂ−１−Ｃにより、窒素吸着量評価を行った。 In order to measure the amount of adsorption of the gas adsorbing substance, the amount of adsorbing nitrogen (Li—Al 2 O 3 ) was evaluated by an autosorb-1-C manufactured by Quantachrome.
低圧側から順に窒素吸着量を評価することにより、約７５０Ｐａで１．２ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約４００００Ｐａで３０．２ｃｍ３／ｇＳＴＰ吸着することを確認した。 By evaluating the amount of nitrogen adsorbed from the low pressure side in order, about 750Pa at 1.2 cm 3 / g STP, it was confirmed that the 30.2cm 3 / gSTP adsorption at about 40 000 Pa.
気体吸着性物質に対し、窒素吸着量評価前に、密閉系内で常温にて窒素を約５８０００Ｐａから吸着させ、約５５０００Ｐａとなったところで密閉系内を真空排気し、気体吸着性物質と窒素との接触を停止した。これにより、窒化リチウムを一部（Ｌｉの１０ｍｏｌ％を窒化）生成させた。 Before evaluating the amount of nitrogen adsorbed on the gas adsorbing substance, nitrogen is adsorbed from about 58000 Pa at room temperature in the closed system, and when the internal pressure reaches about 55000 Pa, the inside of the closed system is evacuated, and the gas adsorbing substance, nitrogen and The contact was stopped. Thereby, a part of lithium nitride (10 mol% of Li was nitrided) was generated.
引き続き、前述の窒素を一部吸着させた気体吸着性物質（Ｌｉ−Ａｌ２Ｏ３）に対し、同様の窒素吸着量評価を行った。 Subsequently, the same nitrogen adsorption amount evaluation was performed on the gas adsorbing substance (Li-Al 2 O 3 ) in which nitrogen was partially adsorbed.
低圧側から順に窒素吸着量を評価することにより、約２５０Ｐａで１１．０ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約４００００Ｐａにて２３．２ｃｍ３／ｇＳＴＰ吸着することを確認した。 By evaluating the amount of nitrogen adsorbed from the low pressure side in order, about 250Pa at 11.0 cm 3 / g STP, it was confirmed that the 23.2cm 3 / gSTP adsorption at about 40 000 Pa.
先に窒素を吸着させておくことにより、低圧下での窒素吸着量が向上することを確認した。 It was confirmed that the amount of nitrogen adsorbed under low pressure was improved by previously adsorbing nitrogen.
（実施例３）
固体物質としてＭｇＯを使用した。１ｍｏｌのＬｉと２ｍｏｌのＭｇＯとを、Ａｒ雰囲気中、ステンレス製容器・ボールによる振動ボールミルを用いてメカニカルアロイングを行い混合して、気体吸着性物質１Ｂ（Ｌｉ−ＭｇＯ）を得た。
(Example 3)
MgO was used as the solid material. 1 mol of Li and 2 mol of MgO were mixed in an Ar atmosphere by mechanical alloying using a stainless steel container / ball vibration ball mill to obtain a
また、目視により、Ｌｉが１ｍｍ以下の粉末になっていることを確認した。 Further, it was confirmed by visual observation that Li was a powder of 1 mm or less.
気体吸着性物質の吸着量を測定するため、気体吸着性物質（Ｌｉ−ＭｇＯ）をＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製Ａｕｔｏｓｏｒｂ−１−Ｃにより、窒素吸着量評価を行った。 In order to measure the adsorption amount of the gas adsorbing substance, the nitrogen adsorbing quantity of the gas adsorbing substance (Li-MgO) was evaluated by Autosorb-1-C manufactured by Quantachrome.
低圧側から順に窒素吸着量を評価することにより、約１０Ｐａで０．５ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約１００Ｐａで６．１ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約１０００Ｐａで１２．３ｃｍ３／ｇＳＴＰ吸着することを確認した。 By evaluating the amount of nitrogen adsorbed from the low pressure side in order, 0.5 cm 3 / g STP at about 10 Pa, about 100Pa at 6.1 cm 3 / g STP, it was confirmed 12.3 cm 3 / g STP to adsorb at about 1000 Pa.
また、気体吸着性物質１Ｂに対し、窒素吸着量評価前に、密閉系内で窒素を約２０００Ｐａから吸着させ、約１２００Ｐａとなったところで密閉系内を真空排気し、気体吸着性物質と窒素との接触を停止した。これにより、窒化リチウムを一部（Ｌｉの４ｍｏｌ％を窒化）生成させた。
Further, before the nitrogen adsorption amount is evaluated for the
引き続き、前述の窒素を一部吸着させた気体吸着性物質（Ｌｉ−ＭｇＯ）に対し、同様の窒素吸着量評価を行った。
低圧側から順に窒素吸着量を評価することにより、約１０Ｐａで４．１ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約１００Ｐａにて９．３ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約１０００Ｐａで１８．０ｃｍ３／ｇＳＴＰ吸着することを確認した。
Subsequently, the same nitrogen adsorption amount evaluation was performed on the gas adsorbing substance (Li-MgO) in which nitrogen was partially adsorbed.
By evaluating the amount of nitrogen adsorbed from the low pressure side in order, 4.1 cm 3 / g STP at about 10Pa, 9.3cm 3 / gSTP at about 100 Pa, it was confirmed 18.0 cm 3 / g STP to adsorb at about 1000 Pa.
先に窒素を吸着させておくことにより、低圧下での窒素吸着量が向上することを確認した。 It was confirmed that the amount of nitrogen adsorbed under low pressure was improved by previously adsorbing nitrogen.
同装置を用いて酸素吸着評価を行った。
気体吸着性物質１Ｂ（Ｌｉ−ＭｇＯ）の酸素吸着量を評価することにより、約１０Ｐａで１．７ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約１００Ｐａで２．０ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約１００００Ｐａで４．５ｃｍ３／ｇＳＴＰ吸着することを確認した。
Oxygen adsorption evaluation was performed using the same apparatus.
By evaluating the oxygen adsorption amount of the
また、気体吸着性物質１Ｂに対し、酸素吸着量評価前に、密閉系内で窒素を約２０００Ｐａから吸着させ、約１０００Ｐａとなったところで密閉系内を真空排気し、気体吸着性物質と窒素との接触を停止した。これにより、窒化リチウムを一部（Ｌｉの５ｍｏｌ％を窒化）生成させた。
Further, before the oxygen adsorption amount is evaluated for the
引き続き、前述の窒素を一部吸着させた気体吸着性物質（Ｌｉ−ＭｇＯ）に対し、同様の酸素吸着量評価を行った。 Subsequently, the same oxygen adsorption amount evaluation was performed on the gas adsorbing substance (Li-MgO) in which nitrogen was partially adsorbed.
酸素吸着量を評価することにより、約１０Ｐａで４．１ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約１００Ｐａで４．４ｃｍ３／ｇＳＴＰ、約１００００Ｐａで４．５ｃｍ３／ｇＳＴＰ吸着することを確認した。 By evaluating the oxygen adsorbing amount, 4.1 cm 3 / g STP at about 10 Pa, at about 100Pa 4.4cm 3 / gSTP, it was confirmed that 4.5 cm 3 / g STP adsorption at about 10000 Pa.
先に窒素を吸着させておくことにより、低圧下での酸素吸着量が向上することを確認した。 It was confirmed that the amount of adsorbed oxygen under low pressure was improved by previously adsorbing nitrogen.
次に、Ａｒ雰囲気下で気体吸着性物質１Ｂ（Ｌｉ−ＭｇＯ）の吸着特性を、図１の吸着材評価装置２にて評価した。
Next, the adsorption characteristic of the
吸着材評価装置２は、ガスボンベ４が第一バルブ５を通じて、また、真空ポンプ６が第二バルブ７を通じて、所定容積をもつ気体供与部８に接続されている。また、気体供与部８から、第三バルブ９を経てサンプル管３に接続されている。また、サンプル管３には、圧力ゲージ１０が接続されている。また、気体供与部８と、第三バルブ９との間は取り外し可能となっている。
In the
まず、気体吸着性物質１Ｂは、Ａｒ雰囲気にて、取り外した状態のサンプル管３（図示せず）に密閉し、第三バルブ９を閉めた状態で、気体供与部８に接続した。
First, the
それから、第一バルブ５は閉めた状態で、第二バルブ７、その後第三バルブ９を開け、系内を真空排気する。その後、系内が十分低圧になったところで、第三バルブ９、第二バルブ７を閉め、第一バルブ５を開け、ガスボンベ４から、気体供与部８内が所定圧になるよう、気体供与部８にガスを導入し、第一バルブ５を閉める。そして、第三バルブ９を開け、気体吸着性物質１Ｂに気体を暴露させることにより、気体吸着特性を評価した。
Then, with the
サンプル管内が約３００Ｐａとなるよう、窒素を導入し、窒素吸着特性を評価した。その後、約５０Ｐａに達したところで再度サンプル管内を真空排気した後、サンプル管内が約２５０Ｐａとなるよう、窒素を導入し、繰り返し窒素吸着特性を評価した。その結果を図２に示す。 Nitrogen was introduced so that the inside of the sample tube was about 300 Pa, and the nitrogen adsorption characteristics were evaluated. After that, after reaching about 50 Pa, the inside of the sample tube was evacuated again, and then nitrogen was introduced so that the inside of the sample tube was about 250 Pa, and the nitrogen adsorption characteristics were repeatedly evaluated. The result is shown in FIG.
窒素吸着１回目より２回目の方が、吸着速度が速くなっていることを確認した。 It was confirmed that the adsorption rate was higher in the second adsorption than in the first nitrogen adsorption.
また、図１に示す装置により、同様に約６２０００Ｐａからの窒素吸着を評価したところ、圧力減少評価により４１．１ｃｃ／ｇの窒素吸着を確認した。 Moreover, when nitrogen adsorption from about 62000 Pa was similarly evaluated with the apparatus shown in FIG. 1, 41.1 cc / g nitrogen adsorption was confirmed by pressure reduction evaluation.
以上のように、本発明の気体吸着性物質は、気体吸着活性が高く、特に窒素に対する吸着性能が高いため、蛍光灯中のガスの除去、希ガス中の微量ガスの除去等様々な分野で用いることができる。 As described above, the gas adsorbing substance of the present invention has a high gas adsorbing activity and particularly high adsorption performance for nitrogen. Therefore, the gas adsorbing substance of the present invention can be used in various fields such as gas removal from fluorescent lamps and trace gas removal from rare gases. Can be used.
１Ｂ 気体吸着性物質
1B Gas-adsorbing substance
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