JPH04130013A - 窒素―水素化合物合成装置 - Google Patents
窒素―水素化合物合成装置Info
- Publication number
- JPH04130013A JPH04130013A JP25056990A JP25056990A JPH04130013A JP H04130013 A JPH04130013 A JP H04130013A JP 25056990 A JP25056990 A JP 25056990A JP 25056990 A JP25056990 A JP 25056990A JP H04130013 A JPH04130013 A JP H04130013A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitrogen
- plasma
- reaction
- reactor
- trap
- 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.)
- Pending
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 21
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000010406 interfacial reaction Methods 0.000 description 3
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- -1 nitrogen molecular ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はプラズマ反応を用いる窒素−水素化合物合成装
置に関する。
置に関する。
従来のプラズマ反応を用いた窒素−水素化合物合成装置
は、第３図に示すように、Ｎ２カスボンベ１とＨ２ガス
ボンベ１９とニードルバルブ２とカスラインフィルタ３
とマスフローコントローラ４と圧力計８及びストップバ
ルブ１３等からなるガス供給部と、反応炉５Ａと誘導コ
イル６と電力計９と高周波発振器ＩＺ等からなるプラズ
マ反応部と、液体窒素トラップ１５を介して反応炉５Ａ
に接続された真空ポンプ１４とから主に構成されていた
。合成された窒素−水素化合物は混在したまま液体窒素
トラップ１５に液化されて捕集され、各窒素−水素化合
物は沸点を利用して気化分離されていた。すなわち、ア
ンモニア（ＮＨ３）は−３３，４℃以上で、またヒドラ
ジン（Ｎ２Ｈ４）は１１３．５℃以上で分離されていた
。
は、第３図に示すように、Ｎ２カスボンベ１とＨ２ガス
ボンベ１９とニードルバルブ２とカスラインフィルタ３
とマスフローコントローラ４と圧力計８及びストップバ
ルブ１３等からなるガス供給部と、反応炉５Ａと誘導コ
イル６と電力計９と高周波発振器ＩＺ等からなるプラズ
マ反応部と、液体窒素トラップ１５を介して反応炉５Ａ
に接続された真空ポンプ１４とから主に構成されていた
。合成された窒素−水素化合物は混在したまま液体窒素
トラップ１５に液化されて捕集され、各窒素−水素化合
物は沸点を利用して気化分離されていた。すなわち、ア
ンモニア（ＮＨ３）は−３３，４℃以上で、またヒドラ
ジン（Ｎ２Ｈ４）は１１３．５℃以上で分離されていた
。
上述した従来のプラズマ反応を用いた窒素−水素化合物
合成装置は、プラズマ反応ガスとして窒素ガスと水素ガ
スとを用いており、窒素−水素化合過程において、反応
に寄与しない水素カスを多量に排出するため、コスト高
になるという問題点があった。又、窒素−水素化合物を
冷却トラップを用い、合成物を混在して液化捕集してい
る為、分離工程が必要とされ、工程が長くなるという問
題点もあった。
合成装置は、プラズマ反応ガスとして窒素ガスと水素ガ
スとを用いており、窒素−水素化合過程において、反応
に寄与しない水素カスを多量に排出するため、コスト高
になるという問題点があった。又、窒素−水素化合物を
冷却トラップを用い、合成物を混在して液化捕集してい
る為、分離工程が必要とされ、工程が長くなるという問
題点もあった。
本発明の窒素−水素化合物合成装置は、プラズマを発生
させるための反応炉と、発生したプラズマの下端部に水
面が接するように前記反応炉内に設けられた水槽と、前
記反応炉内に窒素カスを供給するためのガス供給部と、
前記反応炉に接続された真空ポンプとを含んで構成され
る。
させるための反応炉と、発生したプラズマの下端部に水
面が接するように前記反応炉内に設けられた水槽と、前
記反応炉内に窒素カスを供給するためのガス供給部と、
前記反応炉に接続された真空ポンプとを含んで構成され
る。
−（ジー乙）１邑イタＪ〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の構成図である。
第１図において蟹素−水素化合物合成装置は、誘導コイ
ル６と電力計９と高周波発振器１０とを備えたプラズマ
を発生させるための反応炉５と、発生したプラズマの下
端部に水面か接するように反応炉Ｓ内に設けられた水槽
７と、Ｎ２カスホンベ１と二一トルハルフ２とカスライ
ンフィルタ３とマスフローコントローラ４等からなり反
応炉５内に窒素ガスを供給するためのカス供給部と、端
が反応炉５に接続されたトラップ１２と、ストップバル
ブ１３を介してトラップ１２の他端に接続された真空ポ
ンプ１４とから主に構成されている。
ル６と電力計９と高周波発振器１０とを備えたプラズマ
を発生させるための反応炉５と、発生したプラズマの下
端部に水面か接するように反応炉Ｓ内に設けられた水槽
７と、Ｎ２カスホンベ１と二一トルハルフ２とカスライ
ンフィルタ３とマスフローコントローラ４等からなり反
応炉５内に窒素ガスを供給するためのカス供給部と、端
が反応炉５に接続されたトラップ１２と、ストップバル
ブ１３を介してトラップ１２の他端に接続された真空ポ
ンプ１４とから主に構成されている。
反応に際し、反応炉５内を約５０ Ｔ ｏ ｒ ｒまて
液体窒素トラップ１５を通して排気し、反応カスとして
用いる窒素ガスをＮ２カスホンへ１よりマスフローコン
トローラ４を通し、所定の流量にてプラズマ反応部へ導
入する。ガス圧力は圧力計８にて所定の圧力に設定する
。電力は周波数１３５６ＭＨｚ３５６ＧＨｚ出力周波発
振器１０より誘導結合方式により移送する。
液体窒素トラップ１５を通して排気し、反応カスとして
用いる窒素ガスをＮ２カスホンへ１よりマスフローコン
トローラ４を通し、所定の流量にてプラズマ反応部へ導
入する。ガス圧力は圧力計８にて所定の圧力に設定する
。電力は周波数１３５６ＭＨｚ３５６ＧＨｚ出力周波発
振器１０より誘導結合方式により移送する。
Ｎ２ガスボンベｌより供給された窒素ガスの放電により
生成される窒素分子イオンによるプラズマ反応アフター
グロ一部下端に張られた水面へのスパッタリングにより
、窒素−水素化合物合成への水素源である水素が供給さ
れ、下記（１）〜（４）式の反応が進行し、窒素−水素
化合物であるアンモニア（ＮＨ３＞が合成される。高周
波放電によって得られるプラズマは、プラズマ密度が薄
く、また運動エネルギーが小さいため、（３）式がら（
４）式への反応において、Ｎ ８２同志の衝突がほとん
どなくなり、ＮＨ３で反応はとまる。
生成される窒素分子イオンによるプラズマ反応アフター
グロ一部下端に張られた水面へのスパッタリングにより
、窒素−水素化合物合成への水素源である水素が供給さ
れ、下記（１）〜（４）式の反応が進行し、窒素−水素
化合物であるアンモニア（ＮＨ３＞が合成される。高周
波放電によって得られるプラズマは、プラズマ密度が薄
く、また運動エネルギーが小さいため、（３）式がら（
４）式への反応において、Ｎ ８２同志の衝突がほとん
どなくなり、ＮＨ３で反応はとまる。
Ｎ２ ＋ｅ−＋Ｎ２”＋２ ｅ ＝１
１）Ｎ２”＋Ｈ２０＋ｅ−ＮＨ＋ＯＨ＋Ｎ ＝１２）
Ｎ Ｈ＋ Ｈ−Ｎ Ｈ２・・・（３） Ｎ Ｈ２＋ Ｈ−４−Ｎ Ｈ３・・・（４）合成された
アンモニアは、界面反応部と排気部との間に設けられた
合成ゼオライト１１を有するトラップ１２に導入され、
合成ゼオライトの特異性により、室温下で選択的に吸着
されて捕集される。その際、合成ゼオライト１１は、ア
ンモニアの分子径３．８人を考慮して、有効細孔径４人
のモレキュラーシーブを用いる。
１）Ｎ２”＋Ｈ２０＋ｅ−ＮＨ＋ＯＨ＋Ｎ ＝１２）
Ｎ Ｈ＋ Ｈ−Ｎ Ｈ２・・・（３） Ｎ Ｈ２＋ Ｈ−４−Ｎ Ｈ３・・・（４）合成された
アンモニアは、界面反応部と排気部との間に設けられた
合成ゼオライト１１を有するトラップ１２に導入され、
合成ゼオライトの特異性により、室温下で選択的に吸着
されて捕集される。その際、合成ゼオライト１１は、ア
ンモニアの分子径３．８人を考慮して、有効細孔径４人
のモレキュラーシーブを用いる。
第２図は本発明の第２の実施例の構成図であり、第１図
に示した第１の実施例と異なる所は、プラズマを発生さ
せるために電源１６とマイクロ波発振器１８と導波管１
７を備えたことであり、その他は第１の実施例と同しで
ある。
に示した第１の実施例と異なる所は、プラズマを発生さ
せるために電源１６とマイクロ波発振器１８と導波管１
７を備えたことであり、その他は第１の実施例と同しで
ある。
反応に際し、反応炉５内を約５０７ ｏ ｒ ｒまて液
体窒素トラップ１５を通して排気し、反応カスとして用
いる窒素ガスをＮ２カスボンベ１よりマスフローコント
ローラ４を通し、所定の流量にてプラズマ反応部へ導入
する。ガス圧力は圧力計８にて所定の圧力に設定する。
体窒素トラップ１５を通して排気し、反応カスとして用
いる窒素ガスをＮ２カスボンベ１よりマスフローコント
ローラ４を通し、所定の流量にてプラズマ反応部へ導入
する。ガス圧力は圧力計８にて所定の圧力に設定する。
電力は周波数２４５ＧＨｚ出力２００Ｗのマイクロ波発
振器１８より供給され、高密度のプラズマを得ることが
てきる。
振器１８より供給され、高密度のプラズマを得ることが
てきる。
第１の実施例と同様にＮ２ガスボンベ１より供給された
窒素ガスの放電により生成される窒素分子イオンによる
プラズマ反応アフターグロ一部下端に張られた水面への
スパッタリングにより、窒素−水素化合物合成への水素
源である水素が供給され、反応式（１）〜（３）及び下
記（５）式の反応が進行し、窒素−水素化合物であるヒ
ドラジン（Ｎ２１（４＞か合成される。
窒素ガスの放電により生成される窒素分子イオンによる
プラズマ反応アフターグロ一部下端に張られた水面への
スパッタリングにより、窒素−水素化合物合成への水素
源である水素が供給され、反応式（１）〜（３）及び下
記（５）式の反応が進行し、窒素−水素化合物であるヒ
ドラジン（Ｎ２１（４＞か合成される。
Ｎ）（２＋ＮＨ２−Ｎ２ ）（４・・（５）ヒドラジン
の合成反応に関し、本第２の実施例ては、マイクロ波放
電により高密度のプラズマを得ていることから、プラズ
マの運動エネルキーが高周波放電で得たものと比較して
高くなるため、第１の実施例において合成されるアンモ
ニアまでの反応にととまらす、（５）式に示すようにヒ
ドラジンが合成される。
の合成反応に関し、本第２の実施例ては、マイクロ波放
電により高密度のプラズマを得ていることから、プラズ
マの運動エネルキーが高周波放電で得たものと比較して
高くなるため、第１の実施例において合成されるアンモ
ニアまでの反応にととまらす、（５）式に示すようにヒ
ドラジンが合成される。
合成されたヒドラジンは、界面反応部と排気部との間に
設けられた合成ゼオライト１１を有するトラップ１２に
導入され、合成ゼオライトの特異性により、室温下で選
択的に吸着されて捕集される。その際、合成ゼオライト
１１は、ヒドラジンの分子径５．０人を考慮して有効細
孔径５人のモレキュラーシーブを用いる。
設けられた合成ゼオライト１１を有するトラップ１２に
導入され、合成ゼオライトの特異性により、室温下で選
択的に吸着されて捕集される。その際、合成ゼオライト
１１は、ヒドラジンの分子径５．０人を考慮して有効細
孔径５人のモレキュラーシーブを用いる。
以上説明したように本発明は、プラズマ反応を用いた窒
素−水素化合物合成装置の反応炉内に水を張った槽を設
けることにより、窒素−水素化合物合成への水素源を水
から供給比来るため、従来の合成装置と比較しコストを
約１／１００にできる効果かある。又、界面反応部と排
気部との間に、特異性を有する合成ゼオライト・トラッ
プを設けることにより、窒素−水素化合物を室温下で選
択的に吸着し、捕集出来るため、窒素−水素化合物の分
離工程を省略でき、合成工程を短縮できるという効果も
ある。
素−水素化合物合成装置の反応炉内に水を張った槽を設
けることにより、窒素−水素化合物合成への水素源を水
から供給比来るため、従来の合成装置と比較しコストを
約１／１００にできる効果かある。又、界面反応部と排
気部との間に、特異性を有する合成ゼオライト・トラッ
プを設けることにより、窒素−水素化合物を室温下で選
択的に吸着し、捕集出来るため、窒素−水素化合物の分
離工程を省略でき、合成工程を短縮できるという効果も
ある。
第１図及び第２図は本発明の第１及び第２の実施例の構
成図、第３図は従来例の構成図である。 １・・・Ｎ２ガスボンベ、２・・・ニードルバルブ、３
・・・カスラインフィルタ、４・・・マスフローコント
ローラ、５，５Ａ・・・反応炉、６・・・誘導コイル、
７・・・水槽、８・・・圧力計、９・・・電力計、１ｏ
・・・高周波発振器、１１・・・合成ゼオライト、１２
・・・トラップ、１３・・・ストップバルブ、１４・・
・真空ポンプ、１５・・・液体窒素トラップ、１６・・
・電源、１７・・・導波管、１８・・・マイクロ波発振
器、１９・・・Ｎ２ガスボンベ。
成図、第３図は従来例の構成図である。 １・・・Ｎ２ガスボンベ、２・・・ニードルバルブ、３
・・・カスラインフィルタ、４・・・マスフローコント
ローラ、５，５Ａ・・・反応炉、６・・・誘導コイル、
７・・・水槽、８・・・圧力計、９・・・電力計、１ｏ
・・・高周波発振器、１１・・・合成ゼオライト、１２
・・・トラップ、１３・・・ストップバルブ、１４・・
・真空ポンプ、１５・・・液体窒素トラップ、１６・・
・電源、１７・・・導波管、１８・・・マイクロ波発振
器、１９・・・Ｎ２ガスボンベ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、プラズマを発生させるための反応炉と、発生したプ
ラズマの下端部に水面が接するように前記反応炉内に設
けられた水槽と、前記反応炉内に窒素ガスを供給するた
めのガス供給部と、前記反応炉に接続された真空ポンプ
とを含むことを特徴とする窒素−水素化合物合成装置。 ２、反応炉と真空ポンプとの間に窒素−水素化合物を選
択的に捕集、回収するための合成ゼオライトを有するト
ラップを設けた請求項１記載の窒素−水素化合物合成装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25056990A JPH04130013A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 窒素―水素化合物合成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25056990A JPH04130013A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 窒素―水素化合物合成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130013A true JPH04130013A (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=17209842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25056990A Pending JPH04130013A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 窒素―水素化合物合成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04130013A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009215103A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Hiroshima Univ | 水素吸蔵ステーション、水素供給ステーションおよび複合カートリッジ |
| JP2010132469A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Toyota Gakuen | 窒素化合物の製造方法及び製造装置 |
| JPWO2015198608A1 (ja) * | 2014-06-27 | 2017-08-03 | 国立大学法人九州工業大学 | 相界面反応を用いた反応生成物製造方法及び相界面反応装置、ならびに二次反応生成物製造方法 |
| CN108325491A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-27 | 嵊州市诺米克进出口有限公司 | 一种新型肥料制造装置 |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP25056990A patent/JPH04130013A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009215103A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Hiroshima Univ | 水素吸蔵ステーション、水素供給ステーションおよび複合カートリッジ |
| JP2010132469A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Toyota Gakuen | 窒素化合物の製造方法及び製造装置 |
| JPWO2015198608A1 (ja) * | 2014-06-27 | 2017-08-03 | 国立大学法人九州工業大学 | 相界面反応を用いた反応生成物製造方法及び相界面反応装置、ならびに二次反応生成物製造方法 |
| CN108325491A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-27 | 嵊州市诺米克进出口有限公司 | 一种新型肥料制造装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111936414B (zh) | 四氢硼酸盐的制造方法和四氢硼酸盐 | |
| JPS59206042A (ja) | 微粉末の製造方法及び製造装置 | |
| JPH04130013A (ja) | 窒素―水素化合物合成装置 | |
| JPS6054995A (ja) | ダイヤモンドの合成法 | |
| JPS63225517A (ja) | モノシランからのジシランの製造方法 | |
| JPS6054996A (ja) | ダイヤモンドの合成法 | |
| JP7120098B2 (ja) | テトラヒドロほう酸塩の製造装置、及びテトラヒドロほう酸塩の製造方法 | |
| JP2569423B2 (ja) | 窒化ホウ素の気相合成法 | |
| JPS5860614A (ja) | アンモニアの低圧合成法 | |
| JPS5935092A (ja) | ダイヤモンドの気相合成法 | |
| JPH0481553B2 (ja) | ||
| JPS5918197A (ja) | ダイヤモンドの気相合成法 | |
| JP2768374B2 (ja) | プラズマ反応を用いたオゾン合成方法と装置 | |
| JPS6345107A (ja) | 亜酸化窒素の製造方法 | |
| JPH04265212A (ja) | プラズマ反応を用いた窒素−水素化合物合成装置 | |
| JP7345788B2 (ja) | テトラヒドロほう酸塩の製造方法 | |
| JPS60200896A (ja) | 繊維状ダイヤモンドの合成法 | |
| JPH03229872A (ja) | 半導体基板へのプラズマ反応を用いた窒化ホウ素合成装置 | |
| JPH01145309A (ja) | 金属窒化物の製造方法およびその装置 | |
| JPS63117994A (ja) | ダイヤモンドの気相合成法 | |
| JPH0499871A (ja) | 立方晶窒化硼素の合成方法 | |
| JPH064915B2 (ja) | 立方晶窒化ホウ素の合成方法 | |
| JPS62123096A (ja) | ダイヤモンドの合成法 | |
| JPS63117992A (ja) | ダイヤモンドの気相合成装置 | |
| JPH0532489A (ja) | プラズマを用いるダイヤモンドの合成法 |