JPH04265212A - プラズマ反応を用いた窒素−水素化合物合成装置 - Google Patents

プラズマ反応を用いた窒素−水素化合物合成装置

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JPH04265212A
JPH04265212A JP2581891A JP2581891A JPH04265212A JP H04265212 A JPH04265212 A JP H04265212A JP 2581891 A JP2581891 A JP 2581891A JP 2581891 A JP2581891 A JP 2581891A JP H04265212 A JPH04265212 A JP H04265212A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nitrogen
trap
hydrogen
hydrogen compound
reaction
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Application number
JP2581891A
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English (en)
Inventor
Hideaki Hayano
早野 秀明
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ反応装置に関し
、特に窒素−水素化合物合成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プラズマ反応を利用した従来の窒素−水
素化合物装置は、図3に示すように、ガス源1,2、ニ
ードルバルブ3,ガスラインフィルタ4,マスフローコ
ントローラ5,圧力計6,ストップバルブ7とで成るガ
ス供給系と、反応炉8,誘導コイル9,電力計10,高
周波発振器11で成る反応系と、液体窒素トップラ12
,排気ポンプ13で成る排気系とから構成されており、
プラズマ反応ガスとして、窒素ガスと水素ガスとを用い
、窒素−水素化合物を合成していた。合成された窒素−
水素化合物は冷却トラップを用い、窒素−水素化合物が
混在して液化捕集されていた。
【0003】窒素−水素化合物の分離においては、その
化合物の沸点を利用して行ない(気化分離)アンモニア
(NH3 )であれば−33.4℃以上、ヒドラジン(
N2 H4 )であれば113.5℃以上で行なってい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】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−水素化合物合成過程において、反応に寄与しない水
素ガスを多量に排出し、コスト高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
ていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ反応を
用いた窒素−水素化合物合成装置は、反応炉内に過酸化
水素水を満した槽を設け、反応炉の出口に、極性分子で
あり、かつ双極子モーメントの大きい分子、または分子
径の小さい分子を優先的に吸着させることの出来る特異
性を有する合成ゼオライト・トラップを設けることによ
って、窒素−水素化合物を過酸化水素水を水素源として
合成することが出来、更に室温下で選択的に捕集、回収
出来る機構を有している。
【0006】
【実施例】本発明について図面を参照して説明する。
【0007】図1は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。本発明の窒素−水素化合物合成装置は、ガス供給系
と、反応系と、排気系との3部から構成されている。
【0008】ガス供給系は、N2 ガスボンベ1とニー
ドルバルブ3とガスラインフィルタ4とマスフローコン
トローラ5と配管とから構成されており、従来装置で使
用していたH2 ガスボンベ,圧力計,ストップバルブ
が取り除かれている。
【0009】反応系は、反応炉8,反応炉の周囲に設け
た誘導コイル9,誘導コイルに電力計10を介して接続
した高周波発振器11を備えている点は従来と同じで、
上記構成に加えて、反応炉中に過酸化水素水槽14を備
えて界面反応機構部を形成し、さらに、合成ゼオライト
15を充填したトラップ16及び反応炉の圧力を測る圧
力計6が反応炉8に接続している。トラップ16の出口
はストップバルブ17を介して排気系に接続している。 排気系は従来と同じく、液体窒素トラップ12,真空ポ
ンプ13から構成されている。
【0010】反応に際し、反応系内を約50Torr程
度まで液体窒素トラップ12を通して排気し、反応ガス
として用いる窒素ガスをガスボンベ1よりマスフローコ
ントローラ5を通し、所定の流量にて反応炉8へ導入す
る。ガス圧は反応炉に接続した圧力計6にて所定の圧力
に設定する。電力は周波数13.56MHZ、出力20
0Wの高周波発振器11より誘導結合方式により移送す
る。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
グロー部下端に張られた過酸化水素水へのスパッタリン
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。
【0011】 (1)  N2 +e              →
N2 + +2e(2)  N2 + +H2 O2 
+e  →NH+OH+NO(3)NH+H     
           →NH2(4)NH2 +H 
             →NH3合成されたアンモ
ニア(NH3 )は、反応炉と排気系との間に設けられ
た合成ゼオライト15を有するトラップ16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
着させ、捕集する。その際、合成ゼオライトはアンモニ
アの分子径3.8オングストロームを考慮し、有効細孔
径4オングストロームのモレキュラーシーブ4Aを用い
る。
【0012】図2に第2の実施例を示す。ガス供給系,
反応系,排気系から構成されている点は前述の実施例と
同じである。異なるのは、反応炉8に接続したエネルギ
ー供給方式である。すなわち、本実施例では電源20を
具備したマイクロ波発振器19を導波管18を介して反
応炉8に接続している。この他の点は先の実施例と同じ
である。
【0013】反応に際し、反応系内を約50Torr程
度まで液体窒素トラップ12を通して排気し、反応ガス
として用いる窒素ガスをガスボンベ1よりマスフローコ
ントローラ5を通し、所定の流量にてプラズマ反応部へ
導入する。ガス圧は圧力計6にて所定の圧力に設定する
。電力は周波数2.45HZ、出力200Wのマイクロ
波発振器19より供給され、高密度のプラズマを得るこ
とが出来る。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
アフターグロー部下端に張られた過酸化水素水へのスパ
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、下記の反応が進行し、窒素−水素
化合物であるヒドラジン(N2 H4 )が合成される
【0014】 (1)  N2 +e              →
H2 + +2e(2)  N2 + +H2 O2 
+e  →NH+OH+NO(3)  NH+H   
           →NH2(4)NH2 +NH
2           →NH2 H4合成されたヒ
ドラジン(N2 H4 )は、反応炉と排気系との間に
設けられた合成ゼオライト15を有するトラップ16に
導入され、合成ゼオライトの特異性により、室温下で選
択的に吸着させ、捕集する。その際、合成ゼオライトは
ヒドラジンの分子径5.0オングストロームを考慮し、
有効細孔径5オングストロームのモレキュラーシーブ5
Aを用いる。
【0015】
【発明の効果】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に過酸化水素水
を張った槽を設けることにより、窒素−水素化合物合成
への水素源を過酸化水素水から供給出来、従来技術と比
較し、コストは1/200となる。又、反応炉と排気部
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、捕集出来る効果を有し、窒素−水素化合物の分
離工程が省略される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の概略図。
【図2】本発明の第2の実施例の概略図。
【図3】従来例の概略図。
【符号の説明】
1    N2 ガスボンベ 2    H2 ガスボンベ 8    反応炉 13    真空ポンプ 14    過酸化水素水槽 15    合成ゼオライト 16    トラップ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ガス供給系とプラズマ反応系とそれら
    に付属する真空系とを有して構成されているプラズマ反
    応を用いた窒素−水素化合物合成装置において、前記反
    応系が、反応炉内に過酸化水素槽を設けた界面反応機構
    及び、反応炉と前記排気系との間に、窒素−水素化合物
    を室温下で選択的に捕集,回収する合成ゼオライト・ト
    ラップを有することを特徴とするプラズマ反応を用いた
    窒素−水素化合物合成装置。
JP2581891A 1991-02-20 1991-02-20 プラズマ反応を用いた窒素−水素化合物合成装置 Pending JPH04265212A (ja)

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JP2581891A JPH04265212A (ja) 1991-02-20 1991-02-20 プラズマ反応を用いた窒素−水素化合物合成装置

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JPH04265212A true JPH04265212A (ja) 1992-09-21

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ID=12176448

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JP2581891A Pending JPH04265212A (ja) 1991-02-20 1991-02-20 プラズマ反応を用いた窒素−水素化合物合成装置

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JP (1) JPH04265212A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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

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