JP6383188B2 - α−ナトリウムフェライト類の製造方法 - Google Patents
α−ナトリウムフェライト類の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6383188B2 JP6383188B2 JP2014123288A JP2014123288A JP6383188B2 JP 6383188 B2 JP6383188 B2 JP 6383188B2 JP 2014123288 A JP2014123288 A JP 2014123288A JP 2014123288 A JP2014123288 A JP 2014123288A JP 6383188 B2 JP6383188 B2 JP 6383188B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- nafeo
- temperature
- heating
- sodium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Description
[1]
γ- Fe2O3とNaNO3を混合して混合粉末MP1を得る工程(a1)、又は
γ- Fe2O3とNaNO3とLiNO3及び/又はKNO3を混合して混合粉末MP2を得る工程(a2)、但し、NaNO3に対するLiNO3及び/又はKNO3のモル比は0.85:0.15〜1未満:0超の範囲である、
得られた混合粉末MP1又はMP2を570℃〜750℃の温度に加熱してα-NaFeO2又は置換型-NaFeO2を生成させる工程(b1)、又は
得られた混合粉末MP1又はMP2を550〜600℃の温度T1に加熱し、次いで、570〜750℃の温度T2(但し、T1<T2)に昇温してさらに加熱してα-NaFeO2又は置換型-NaFeO2を生成させる工程(b2)、
但し、置換型-NaFeO2は、Naの一部がLi及び/又はKで置換された化合物である、
を含むα-ナトリウムフェライト類の製造方法。
[2]
工程(b1)における混合粉末MP1又はMP2の加熱時間は40時間以上である、[1]に記載の製造方法。
[3]
工程(b2)における温度T1における混合粉末MP1又はMP2の加熱時間は1〜50時間であり、温度T2における混合粉末MP1又はMP2の加熱時間は5〜30時間の範囲である、[1]に記載の製造方法。
[4]
炭酸ガスを含む気体に[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法で得られたα-ナトリウムフェライト類を含有する炭酸ガス吸収材を接触させて、前記炭酸ガスを含む気体中の前記炭酸ガスと選択的に反応させる炭酸ガス吸収方法。
[5]
[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法で得られたα-ナトリウムフェライト類を含有する炭酸ガス吸収材と、前記炭酸ガス吸収材を収納し、炭酸ガスを導入するための炭酸ガス導入口とを具備することを含む、炭酸ガス吸収装置。
[6]
[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法で得られたα-ナトリウムフェライト類を含有する炭酸ガス吸収材に炭酸ガスを反応させて生成した生成物と、前記生成物を加熱し炭酸ガスを放出させるための加熱装置と、前記生成物を収納し、前記炭酸ガスを排出する生成ガス排出口とを具備することを含む、炭酸ガス分離装置。
さらに本発明によれば、上記新たな材料を炭酸ガスの吸収剤として用いる、炭酸ガスの吸収方法、炭酸ガス吸収装置、および炭酸ガスの分離装置を提供することができる。
工程(a1)
工程(a1)では、γ- Fe2O3とNaNO3を混合して混合粉末MP1を得る。γ- Fe2O3とNaNO3の混合比率は、モル比で1:1であることが適当である。前記モル比が1:1から外れても目的とするα-ナトリウムフェライト類を得ることはでき、実用的には、例えば、1:0.9〜1.2の範囲とすることが好ましく、1:0.95〜1.15の範囲とすることがより好ましい。原料として用いるγ- Fe2O3及びNaNO3には特に制限はなく、市販品をそのまま用いることができる。但し、市販品の純度によっては、公知の方法にて適宜精製した後に混合粉末とすることもできる。また、γ- Fe2O3は、NaNO3との反応性を考慮すると、粒子径が比較的小さい粉末であることが好ましい場合がある。
工程(a2)では、γ- Fe2O3とNaNO3とLiNO3及び/又はKNO3を混合して混合粉末MP2を得る。γ- Fe2O3とNaNO3、LiNO3及び/又はKNO3の混合比率(γ- Fe2O3: (NaNO3+LiNO3及び/又はKNO3))は、モル比で1:1である。前記モル比が1:1から外れても目的とするα-ナトリウムフェライト類を得ることはでき、実用的には、例えば、1:0.9〜1.2の範囲とすることが好ましく、1:0.95〜1.15の範囲とすることがより好ましい。また、NaNO3に対するLiNO3及び/又はKNO3のモル比は0.85:0.15〜1未満:0超、例えば、0.999:0.001の範囲である。NaNO3に対するLiNO3及び/又はKNO3のモル比は、Li及び/又はKによるNaの置換量に応じて変化するCO2吸収特性を考慮して決定される、Li及び/又はKによるNaの希望の置換量に基づいて適宜決定できる。但し、前記モル比が0.85:0.15を外れると、下記の加熱条件において置換型-NaFeO2の生成が困難になる傾向がある。置換型-NaFeO2の合成の容易さ及びCO2吸収特性及び置換の効果がより明らかになるという観点からは、NaNO3に対するLiNO3及び/又はKNO3のモル比は0.9:0.1〜0.99:0.01の範囲である。また、γ- Fe2O3は、NaNO3、LiNO3及び/又はKNO3との反応性を考慮すると、粒子径が比較的小さい粉末であることが好ましい場合がある。
工程(b1)においては、得られた混合粉末MP1又はMP2を570℃〜750℃の温度に加熱してα-NaFeO2又は置換型-NaFeO2を生成させる。
混合粉末MP1を570℃〜750℃の温度に加熱するとα-NaFeO2が生成する。加熱時間は、α-NaFeO2の生成状況に基づいて適宜決定することができ、比較的低温である570℃〜625℃の範囲においては、例えば、40時間以上であることが適当である。加熱時間の上限はないが、例えば、100時間以下であることができる。例えば、570℃〜600℃未満の範囲においては、好ましくは45時間以上であり、600℃〜625℃範囲においては、好ましくは40時間以上である。また、比較的高温である625℃超の範囲においては例えば、40時間未満の加熱によってもα-NaFeO2を生成させることができる。但し、上記加熱時間は、目安であり、限定する意図ではない。尚、工程(b1)においても、加熱の途中で、1回又は2回以上加熱温度を上下させることもできる。
工程(b2)においては、得られた混合粉末MP1又はMP2を550〜600℃の温度T1に加熱し、次いで、570〜750℃の温度T2(但し、T1<T2)に昇温してさらに加熱してα-NaFeO2又は置換型-NaFeO2を生成させる。
混合粉末MP1を550℃〜600℃の温度T1に加熱しても、加熱時間が比較的短い場合にはα-NaFeO2は生成しにくいか、または生成しない。しかし、温度T1に加熱した試料を570〜750℃の温度T2(但し、T1<T2)に昇温してさらに加熱すると、比較的容易にα-NaFeO2を生成させることができる。粉末を加熱する時間は、α-NaFeO2の生成状況に基づいて適宜決定することができ、温度T1での加熱は、例えば、1〜50時間の範囲であり、温度T2での加熱は、例えば、5〜30時間の範囲とすることでα-NaFeO2を生成させることができる。より具体的には、温度T1が、550℃〜570℃未満の範囲における加熱時間は好ましくは10〜50時間の範囲であり、温度T1が、570℃以上、600℃未満の範囲における加熱時間は好ましくは1〜40時間未満である。尚、工程(b2)の温度T2における加熱においては、加熱の途中で、1回又は2回以上加熱温度を上下させることもできる。
本発明は、炭酸ガス吸収方法を包含する。この炭酸ガス吸収方法は、炭酸ガスを含む気体に本発明の製造方法で得られたナトリウムフェライト類を含有する炭酸ガス吸収材を接触させて、前記炭酸ガスを含む気体中の前記炭酸ガスと選択的に反応させるものである。反応式は、ナトリウムフェライト類がα-NaFeO2の場合は、以下の通りである。
反応式;2α-NaFeO2 + CO2 → Na2CO3 + Fe2O3
本発明は、炭酸ガス吸収装置も包含する。この炭酸ガス吸収装置は、前記ナトリウムフェライト類を含有する炭酸ガス吸収材と、この炭酸ガス吸収材を収納し、炭酸ガスを導入するための炭酸ガス導入口とを具備することを含むものである。
本発明は、前記ナトリウムフェライト類を含有する炭酸ガス吸収材に炭酸ガスを反応させて生成した生成物と、前記生成物を加熱し炭酸ガスを放出させるための加熱装置と、前記生成物を収納し、前記炭酸ガスを排出する生成ガス排出口とを具備することを含むものを包含する。
・一段階法(α-NaFeO2の合成)
市販試薬のγ-Fe2O3及びNaNO3をFe:Na=1:1(モル比)となるように秤量し、イオン交換水に加えて超音波撹拌を1h行った。その後、エバポレーターを用いてイオン交換水を除去し、120℃で2 h乾燥した。乾燥して得られた原料混合粉末を、NaNO3が潮解しないよう120℃のホットプレート上にてメノウ乳鉢で30 min混合した。調製した原料混合粉末を、NaNO3の熱分解を促進するため大気中550℃で5〜50 h、次いで575℃で5〜50h、または、600〜650℃15h熱処理することでα-NaFeO2粉末を合成した。条件と結果を表1及び2に示す。
市販のγ-Fe2O3及びNaNO3をFe:Na=1:1〜1.15(モル比)となるように秤量し、イオン交換水に加えて超音波撹拌を1h行った。その後、エバポレーターを用いてイオン交換水を除去し、120℃で2 h乾燥した。乾燥した原料混合粉末を、NaNO3が潮解しないよう120℃のホットプレート上にてメノウ乳鉢で30 min混合した。このように調製した原料混合粉末を、NaNO3の熱分解を促進するため大気中550℃で5〜50 h、または575℃で5〜50h熱処理した。この熱処理粉末を120℃のホットプレート上にてメノウ乳鉢で10min粉砕した後、大気中600〜650℃で15h熱処理することでα-NaFeO2粉末を合成した。条件と結果を表1〜3に示す。
市販のγ-Fe2O3、NaNO3及びKNO3又はLiNO3をFe:Na+KあるいはNa+Li = 1:1〜1.15(モル比)となるように秤量し、イオン交換水に加えて超音波撹拌を1h行った。その後、エバポレーターを用いてイオン交換水を除去し、120℃で2 h乾燥した。乾燥した原料混合粉末を、NaNO3及びKNO3が潮解しないよう120℃のホットプレート上にてメノウ乳鉢で30 min混合した。このように調製した原料混合粉末を、NaNO3、KNO3及びLiNO3の熱分解を促進するため大気中550℃で15 h熱処理した。この熱処理粉末を120℃のホットプレート上にてメノウ乳鉢で10min粉砕した後、大気中600℃で15h熱処理することでKおよびLi置換型α-NaFeO2粉末(表4中、α相と表記)を合成した。条件と結果を表4に示す。尚、表4に示すK又はLiの置換量が0.15の場合、K又はLi置換型α-NaFeO2に加えて、原料のγ-Fe2O3が検出された。これは、NaNO3に比べてKNO3及びLiNO3のγ-Fe2O3との反応性が低いことを示唆し、反応(加熱)温度を高めるか、または加熱時間を長くすることで、α相を得ることができる。
市販のγ-Fe2O3及びNaNO3をFe:Na=1:1.15(モル比)となるように秤量し、イオン交換水に加えて超音波撹拌を1h行った。その後、エバポレーターを用いてイオン交換水を除去し、120℃で2 h乾燥した。乾燥した原料混合粉末を、NaNO3が潮解しないよう120℃のホットプレート上にてメノウ乳鉢で30 min混合した。調製した原料混合粉末を、750℃で15h熱処理した。生成物は、β-NaFeO2粉末であった。
TG-DTA装置を用い、0.01MP、100ml/minのCO2ガス流通下における試料の重量増加率を評価した。結果を表5に示す。
2MFeO2 + CO2 → M2CO3 + Fe2O3
(※2)N2吸着BET法
(※3)Naの10%をKで置換
(※4)Naの5%をLiで置換
各試料の合成条件は以下のとおりである。
α-NaFeO2;二段階熱処理(550℃15h、600℃15h)
K置換型α-NaFeO2;二段階熱処理(550℃15h、600℃15h)
Li置換型α-NaFeO2;二段階熱処理(550℃15h、600℃15h)
β-NaFeO2;一段階熱処理(750℃15h)
α-LiFeO2;二段階熱処理(600℃4h)
Claims (5)
- α-ナトリウムフェライト又はα-ナトリウムフェライト中のナトリウムの一部がリチウム及び/若しくはカリウムで置換された置換型α-ナトリウムフェライトを含有する炭酸ガス吸収材であって、気孔率が30%〜50%の多孔質体であることを特徴とする炭酸ガス吸収材。
- 前記置換型α-ナトリウムフェライトのナトリウムに対するリチウム及び/又はカリウムのモル比は、0.85:0.15〜1未満:0超の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の炭酸ガス吸収材。
- 請求項1又は2に記載の炭酸ガス吸収材と、前記炭酸ガス吸収材を収納し、炭酸ガスを導入するための炭酸ガス導入口とを具備することを特徴とする、炭酸ガス吸収装置。
- 請求項1又は2に記載の炭酸ガス吸収材に、炭酸ガスを反応させて生成した生成物と、前記生成物を加熱し炭酸ガスを放出させるための加熱装置と、前記生成物を収納し、前記炭酸ガスを排出する生成ガス排出口とを具備することを特徴とする、炭酸ガス分離装置。
- γ-Fe2O3及びNaNO3を混合して混合粉末MP1を得る工程(a1)、又はγ-Fe2O3、NaNO3並びにLiNO3及び/又はKNO3を混合して混合粉末MP2を得る工程(a2)と、
得られた混合粉末MP1又はMP2を570℃〜750℃の温度に加熱してα-ナトリウムフェライト又は置換型α-ナトリウムフェライトを生成させる工程(b1)、又は得られた混合粉末MP1又はMP2を550〜600℃の温度T1に加熱し、次いで、570〜750℃の温度T2(但し、T1<T2)に昇温してさらに加熱してα-ナトリウムフェライト又は置換型α-ナトリウムフェライトを生成させる工程(b2)、
を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の炭酸ガス吸収材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014123288A JP6383188B2 (ja) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | α−ナトリウムフェライト類の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014123288A JP6383188B2 (ja) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | α−ナトリウムフェライト類の製造方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016003156A JP2016003156A (ja) | 2016-01-12 |
JP2016003156A5 JP2016003156A5 (ja) | 2018-01-11 |
JP6383188B2 true JP6383188B2 (ja) | 2018-08-29 |
Family
ID=55222713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014123288A Active JP6383188B2 (ja) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | α−ナトリウムフェライト類の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6383188B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220112802A (ko) | 2019-12-10 | 2022-08-11 | 도다 고교 가부시끼가이샤 | 나트륨 페라이트 입자 분말 및 그 제조 방법 |
WO2022030338A1 (ja) | 2020-08-04 | 2022-02-10 | 戸田工業株式会社 | 二酸化炭素固体回収材及びその製造方法 |
JPWO2022259929A1 (ja) * | 2021-06-07 | 2022-12-15 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3418023B2 (ja) * | 1994-12-16 | 2003-06-16 | 松下電器産業株式会社 | 非水電解質リチウム二次電池 |
JP3053362B2 (ja) * | 1995-08-01 | 2000-06-19 | 株式会社東芝 | 炭酸ガスの分離方泡炭酸ガス吸収材及び炭酸ガスの分離装置 |
JP2931961B2 (ja) * | 1996-08-27 | 1999-08-09 | 工業技術院長 | ソルボサーマルイオン交換法による層状岩塩型リチウムフェライトの製造方法 |
JP3420036B2 (ja) * | 1997-09-16 | 2003-06-23 | 株式会社東芝 | 炭酸ガス吸収材および炭酸ガス吸収方法 |
JP3930331B2 (ja) * | 2002-01-25 | 2007-06-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 燃料改質方法およびそのシステム |
JP3857667B2 (ja) * | 2003-07-01 | 2006-12-13 | 株式会社東芝 | 炭酸ガス吸収材、炭酸ガス吸収材の製造方法、炭酸ガスの吸収方法、炭酸ガス分離方法及び炭酸ガス分離装置 |
JP5031192B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2012-09-19 | 準一 山木 | 非水電解質ナトリウム二次電池用正極活物質の製造方法 |
JP4621887B2 (ja) * | 2005-01-21 | 2011-01-26 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 二酸化炭素吸収材料 |
JP2007090207A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | 炭酸ガス吸収材およびその製造方法 |
-
2014
- 2014-06-16 JP JP2014123288A patent/JP6383188B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016003156A (ja) | 2016-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Guo et al. | Structure-performance relationships of magnesium-based CO2 adsorbents prepared with different methods | |
Akgsornpeak et al. | Development of synthetic CaO sorbents via CTAB-assisted sol–gel method for CO2 capture at high temperature | |
JP4002054B2 (ja) | 二酸化炭素吸着のための圧力スイング吸着方法 | |
Zhao et al. | Kinetic analysis for cyclic CO 2 capture using lithium orthosilicate sorbents derived from different silicon precursors | |
CN117654436A (zh) | 具有高外表面积的沸石吸附剂及其用途 | |
TWI457173B (zh) | 吸附劑之造粒方法及該方法所製得之吸附劑顆粒 | |
WO2013094193A1 (ja) | ストロンチウム交換クリノプチロライト | |
JP4648977B2 (ja) | 高温用途のハロゲン化物捕捉剤 | |
Jin et al. | Salt-composition-controlled precipitation of triple-salt-promoted MgO with enhanced CO2 sorption rate and working capacity | |
JP6383188B2 (ja) | α−ナトリウムフェライト類の製造方法 | |
Yu et al. | Preparation, characterization of Ca/Al carbonate pellets with TiO2 binder and CO2 sorption at elevated-temperature conditions | |
KR20220112802A (ko) | 나트륨 페라이트 입자 분말 및 그 제조 방법 | |
CA2900260C (en) | Method of producing aluminum oxide | |
JP6582356B2 (ja) | 化学蓄熱材 | |
JP5201680B2 (ja) | ハイドロタルサイト様粒状体およびその製造方法 | |
Shen et al. | Effect of sodium bromide on CaO-based sorbents derived from three kinds of sources for CO2 capture | |
CN107670632A (zh) | 一种中温二氧化碳吸附剂及其制备和使用方法 | |
Sun et al. | Clean production of porous MgO by thermal decomposition of Mg (OH) 2 using fluidized bed: Optimization for CO2 adsorption | |
JP2016003156A5 (ja) | ||
Dambrauskas et al. | Effect of intercalated metal ions on the specific surface area and porosity of dibasic calcium silicate hydrate | |
JP2012192326A (ja) | 硫黄含有ガス除去材、その製造方法および硫黄含有ガス除去方法 | |
JP3857667B2 (ja) | 炭酸ガス吸収材、炭酸ガス吸収材の製造方法、炭酸ガスの吸収方法、炭酸ガス分離方法及び炭酸ガス分離装置 | |
RU2659256C1 (ru) | Способ получения высокотемпературных адсорбентов CO2 | |
Yu et al. | Development of a Scalable Method for Manufacturing High‐Temperature CO2 Capture Sorbents | |
JP3850843B2 (ja) | 炭酸ガス吸収材、炭酸ガスの吸収方法、炭酸ガス吸収装置、炭酸ガス分離装置及びリチウム複合酸化物の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170614 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170614 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180320 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180521 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180731 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180803 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6383188 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |