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Info
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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
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Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
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
【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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265212A true JPH04265212A (ja) | 1992-09-21 |
Family
ID=12176448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04265212A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1991
- 1991-02-20 JP JP2581891A patent/JPH04265212A/ja active Pending
Cited By (1)
| 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 |
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