WO2007066581A1 - 反応方法及びこの方法で得られた金属酸化物ナノ粒子、またはこの金属酸化物ナノ粒子を担持したカーボン及びこのカーボンを含有する電極、並びにこれを用いた電気化学素子 - Google Patents

反応方法及びこの方法で得られた金属酸化物ナノ粒子、またはこの金属酸化物ナノ粒子を担持したカーボン及びこのカーボンを含有する電極、並びにこれを用いた電気化学素子 Download PDF

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Definitions

  • the application method the metal element obtained by this method, the cab carrying this element, the electrode containing this cab, and the electricity using this.
  • 001 relating to a reaction method that promotes the formation of insoluble products in a phase reaction, and further relates to a child obtained by this method or a bon carrying the child, an electrode containing the bon, and an electrode for this electrode.
  • reaction method for forming a soluble product of metal or metal is known, and a typical method is the reaction method. However, this method is based on the water decomposition reaction of metals
  • the reaction method described in 0004 is characterized by accelerating the reaction by applying a shearing force and a centrifugal force to the reactant in the swirling reaction during the reaction. This reaction method seems to be due to the fact that the mechanical force of the shear force and the centrifugal force of the reaction force are simultaneously applied to the reaction product, so that the chemical substance becomes the chemical onion.
  • the academic reaction can be promoted as often as before.
  • reaction in the reaction that consists of a cylinder of, has a penetrating surface of, and arranges a wooden board at the mouth of, This can be achieved by moving the reaction product to the inner wall surface, generating reaction products on the inner wall surface, and applying shear force and centrifugal force to this membrane.
  • reaction described above can be used for water decomposition or condensation reaction of metals.
  • the chemical reaction on 001 can form a metal oxide.
  • the Ming carbon is produced by adding shear force and centrifugal force to the reaction product in the swirling reaction and shearing force and centrifugal force in the swirling reaction. It consists of dispersed carbon and is characterized by a highly dispersed metal. This is a metal With the formation of metal particles,
  • the particles and carbon are monodispersed, and along with the reaction, metal particles are highly dispersed on the surface of the carbon.
  • Carbon can be prepared by the reaction method described above, by reacting and dispersing carbon dioxide in a mixed state with the reactant.
  • the output is improved when it is a thion ion, and the capacity is improved when it is a proton.
  • the obvious reaction method is that by converting shear mechanical force and centrifugal force into the reaction product at the same time, this mechanical onion is converted into the onion required for the reaction. It seems that the reaction progresses frequently. By applying this method to the water splitting and condensation reactions of metals, the reaction can proceed occasionally to produce metal oxides.
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing comparative properties.
  • the reaction shown in can be used.
  • the reaction opening consists of 2 having 2 and 2 rotating.
  • the inner part moves to 3 of the inner part by its heart force.
  • This object strikes against the wall due to the heart's strength, and then slides up the inner wall.
  • the shear force between the reaction product and the inner wall and the heart force from the inner cylinder are simultaneously applied to the reaction product, and a large mechanical load is added to the reaction product.
  • This mechanical leek seems to be the leek necessary for the reaction, the so-called active leek, but the reaction proceeds in a short time.
  • the 002 reaction method is considered to be realized by the mechanical force of the shear force and centrifugal force applied to the reaction product, but this shear force and centrifugal force is realized by the heart force applied to the reaction product. Occurs. Therefore, the amount of mental force added to what is clearly needed is 5 (s), preferably 7 (s), and more preferably 27 (s). If the reaction method of the present invention is a phase reaction, it can be applied to hydrolysis reaction, oxidation reaction, polymerization reaction and condensation reaction.
  • a single metal can be formed by applying it to a water decomposition reaction and condensation of a metal, which has been carried out by a conventional method, to produce a metal product.
  • Examples include z bo R Pb Cd S Sb W Ce.
  • Acarantide e SP Ge, etc. can also be used.
  • Metal Electrochemistry on 002 Acts as a preferred activity. In other words, by doing so, the area will be expanded and output and capacity will be improved.
  • a carbon with highly dispersed metal can be obtained. That is, the metal carbon is put into the part of and is rotated to mix and disperse the metal carbon. While further rotating, sodium hydroxide or the like is added to proceed with water decomposition and condensation reaction to produce a metal product, and this carbon is mixed in a dispersed state. At the same time, a carbon with highly dispersed metal can be formed.
  • Examples of carbon used here include carbon racks such as ketchin racks and acetylene racks, carbon racks, carbon nanotubes, amorphous carbon, carbon, natural, man-made, activated carbon, and porous. You can also use these.
  • the comparative current ratios of 003, 5) and 2 are also high, and it is effective as high output.

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Abstract

　液相反応において反応を促進させ、さらにその反応を用いて金属酸化物ナノ粒子及び金属酸化物ナノ粒子を高分散担持させたカーボンを形成し、このカーボンを含有する電極、及びこの電極を用いた電気化学素子を提供する。上記課題を解決するために、化学反応の過程で、旋回する反応器内で反応物にずり応力と遠心力を加えて、化学反応を促進させる。また、この反応を用い、化学反応の過程で、旋回する反応器内で反応物にずり応力と遠心力を加えて生成した金属酸化物ナノ粒子と、旋回する反応器内でずり応力と遠心力を加えて分散したカーボンとからなる、金属酸化物ナノ粒子を高分散担持させたカーボンを作成し、これを電極として用いた電気化学素子は高出力、高容量特性を有している。

Description

応方法及びこの 法で得られた金属 子、またはこの 子を担 したカ ボ びこのカ ボ を含有する電極、並びにこ れを用 た電気 。
術分野
０００1 、 相反応に 不溶性生成 の 成が促進される 反応方法に関 し、さらにはこの 法に 得られた 子または 子を担 した ボン、 この ボンを含有する電極、 びこの 極を用 電気 子に関する。
０００2 、加水分解 応、酸 応、重合 応、縮合 、 相反応にお
金属 、金属 物などの 溶性生成 を生成する反応方法が知られて るが、この 反応方法としては、 ゲ 法が代表的である。し しながら、この ゲ 法は金属 の 水分解 応、重 るものであり
遅 、 一な生成 を得ることができな 。その 題点を解決する方法として、 反応を促進する方法が知られて 。このほ 、反応性の 応物を 用 たり( )、 法を改善した ( 2)がある。
さらに、この 相反応に 生成される水酸 が電気 ネ ギ 子として られる みがある( 3)
1 8 239225
2 6 248
3 2 3644 報
発明の
明が解決しよ とする課題
０００3 し しながら、この 方法に ても反応を促進することができず、結果として 一な生成 を得ることができな 題点があ た。また、電気 ネ ギ
子として好適な 子とすることができな 題点があ た。そこで、 、従来にな 相反応にお 反応を促進する方法を提供し、さらにはこの 方法を用 て作成した、金属 化物 および電気 として られるこの 子を高分散 さ たカ ボン、ならびにこの 極を用 た電気 子を提供することを目的とする。
題を解決するための
０００4 明の 応方法は、 反応の 程で、旋回する反応 内で反応物にずり 力と遠心力を加えて 反応を促進することを特徴として る。この 応方法にお ては、反応物にずり 力と遠心力の 方の 械的 ネ ギ が同時に加えられるこ とによ て、この ネ ギ が化学 ネ ギ に することによるものと思われるが 、従来にな 度で 学反応を促進さ ることができる。
０００5 さらに、この 、旋回する反応 内で反応物を含む 生成し、この 膜に ずり 力と遠心力を加えることによ て、 の 応物に大きなずり 力と遠心力 が加わり、さらに化学反応を促進することができる。
０００6 そして、このよ 学反応を促進さ るには、 の 筒 らなり、 の 面に貫通 備えるとともに、 の 口部に き板を配置してなる反応 にお て、 の 回による 心力によ て の 応物を内 の 通じ て の 壁面に移動さ 、 の 壁面に反応物を含む 生成するとともに 、この 膜にずり 力と遠心力を加えることによ て実現することができる。
０００7 ここで、 膜の みを5 下とすることによ て 明の 応方法の 果を高 めることができる。
０００8 また、反応 の の 応物に加えられる 心力を 5 ( s ) 上とす ることによ て、 明の 応方法の 果を高めることができる。
０００9 このよ 明の 反応は金属 の 水分解 または縮合 応に用 るこ とができる。
００1０ 上の化学反応によ て、金属 化物 子を形成することができる。
００11 また、 明のカ ボンは、 反応の 程で、旋回する反応 内で反応物にず り 力と遠心力を加えて生成した金属 子と、旋回する反応 内でずり 力と遠心力を加えて分散したカ ボンと らなり、金属 子を高分散 さ たカ ボンであることを特徴として る。このよ 金属 子を高分 さ たカ ボンは、金属 子の 成とともにこの
子とカ ボンが 一分散され、反応 とともにカ ボンの 面に金属 子を高分散 さ た状態とな て 成される。
００12 カ ボンは前述した 明の 応方法によ て、反応物とカ ボンを混合した 状態で、反応さ ると同時に分散さ ることによ て作成することができる。
００13 カ ボンは電気 料として ることができる。この
して るため、 面積が 段に拡大して るので、 チウムイオンの として た場合には出力 性が向上し、プ トンの として た場合には 容量 性が向上する。
００14 したが て、この 極を用 ることによ て、高出力、高 性を有する電気 子を得ることができる。
明の
００15 上のよ に、 明の 学反応方法は、ずり 力と遠心力の 方が同時に反応 物に加えられることによ て、この 械的 ネ ギ が反応に必要な ネ ギ に転化することによるものと思われるが、従来にな 度で 反応が進行する。 この 法を金属 の 水分解、縮合 応に適用することによ て、反応が 時に進 行して金属 化物 子を生成することができる。
００16 さらに、この 反応 程で、反応物にカ ボンを添加することにすることによ て 、金属 子を高分散 さ たカ ボンを得ることができ、このカ ボン を電極として ることによ て、高出力、高 性を有する電気化学 子を実現 すことができる。 ００17 明の 応に用 る反応 例である。
2 にお て得られた ウムナ 子を高分散 さ た 、チ ン ラックの 像である。
3 3にお て得られた ウムナ 子を高分散 さ たカ ボ ン チ の 像である。
、 2の 動を示す図である。 5 、2、比較 ト 性を示す図である
号の
００18
2 き
3
2
2
明を実施するための 良の
００19 下に本 明に て、さらに詳細に説明する。
明の 反応方法は、例えば に示すよ 反応 を用 て ことができ る。 に示すよ に、反応 開口部に き 2を有する 2 を有し 回する 2 らなる。この の 部に反応物を投入し、 回することによ てその 心力で内 部の 応物が内 の 通 て の 3に移動する。この 応物は の 心力によ て の 壁に 突し 、 とな て内壁の 部 ずり上がる。この 態では反応物には内壁との間の ずり 力と内筒 らの 心力の 方が同時に加わり、 の 応物に大きな機械 的 ネ ギ が加わることになる。この 械的な ネ ギ が反応に必要な ネ ギ 、 わゆる活性 ネ ギ に するものと思われるが、短時間で反応 が進行する。
００2０ この 応にお て、 であると反応物に加えられる機械的 ネ ギ は大きな ものとなるため、 膜の みは5 下、好まし は2・ 5 下、さらに好まし は ・ O 下である。なお、 膜の みは き板の幅、反応液の量によ て設定す ることができる。
００21 また、 明の 応方法は反応物に加えられるずり 力と遠心力の 械的 ネ ギ によ て実現できるものと考えられるが、このずり 力と遠心力は の 応 物に加えられる 心力によ て生じる。したが て、 明に必要な内 の 応 物に加えられる 心力は 5 ( s ) 上、好まし は7 ( s ) 上、さらに好まし は27 ( s ) 上である。 ００22 上の本 明の 応方法は 相反応であれば、加水分解 応、酸化反応、重合 応、縮合 反応に適用することができる。
００23 な でも、従来 ゲ 法で行われて た金属 の 水分解 応、縮合 よ る金属 物の生成に適用することによ て、 一な金属 子を形成す ることができる。
００24 物の金 としては A C「 e Co C
z b o R Pb Cd S Sb W Ce等を挙げることができる。
としては、例えば Oz Oz ( O 、 ( O ) ( 属元素
4 4
ア カ ランタ イド e S P Ge等)で表される 物であ り、これらの 体とすることもできる。
００25 上の金 化物 電気化学 好適な活 質として作用す る。すなわち、 することによ て 面積が 段に拡大して、出力 性、 容量 性が向上する。
００26 さらに、このよ 金属 の 水分解 応、縮合 よる金属 物の生 応に お て、反応 程でカ ボンを加えることによ て、金属 子を高分散 さ たカ ボンを得ることができる。すなわち、 の の の 部に金属 カ ボンを投入して、 回して金属 カ ボンを混合、分散する。さらに 回さ ながら水酸 ナト ウムなどの 投入して 水分解、縮合 応を 進行さ 、金属 物を生成するとともに、この カ ボンを分散 態で 、混合する。 とともに、金属 子を高分散 さ たカ ボンを 形成することができる。
００27 ここで用 るカ ボンとしては、ケッチ ン ラック、アセチ ン ラック等のカ ボン ラック、カ ボン チ 、カ ボン ノホ ン、無定形 、炭素 、天然 、人造 、活性炭、 ポ ラス 挙げることができ、これらの を 用 ることもできる。
００28 上の金 化物 子を高分散 さ たカ ボンは 合によ ては し て、 インダ 、成型 、電気 子の 、すなわち電気 ネ ギ
とすることができるが、この 高出力 性、高 性を示す。 ００29 ここで、この 極を用 ることができる電気化学 、 チウムイオンを含有する 電解 を用 る電気 キヤ 、電池、水系の を用 る電気 キヤ 、電池である。すなわち、 明の 、 チウムイオン、プ トンの クス 応を〒 ことができる。さらに金属 および 位の なる対極の 択によ て、負極、正極として作動する。したが て、 チウムイオンを含有する電解 また は水系の を用 、対極として活性炭、 チウムが ドックス 応する ボン、 プ トンが ドックス 応する高分子、さらには チウムまたはプ トンが ドックス 応 する金属 物を用 ることによ て、電気 キヤ 、電池を構成することが できる。
００3０ 下に実施 により 明をさらに 体的に説明する。
００31 ( )
器の中に4 の ソプ ピ ア 、 ・ 25 のチタンテトラ トキ 、 のケッチ ン ラック( 、チ ン・ ラック・インタ ナ ョナ 、商品名 、チ ン ラック C6 J 、空隙 78 ・ 、一次 4 、平均二次 3 37 8 )を加え、反応器の中でこれらを した。さらに、 の水を添加して、66 ( s )の 心力で 間、内 回して の 壁に反応物の 形成するとともに、反応物にずり 力と遠心力を加えて 反応を促進さ 、 ウムナ 子を高分散 さ た 、チ ン ラックを得た。
００32 られた ウムナ 子を高分散 さ た 、チ ン ラックを ィ タ ォ ダ に通して 、 Cで6 することにより、 ウムの 子がケッチ ン ラックの 表面に高分散 して る構造 を得た。 2に この 像を示す。 2にお ては、一次 ～ O の
ウムナ 子が 、チ ン ラックに高分散 して ることが分 る。
００33 ( 2)
、チ ン ラックに変えて、 の ボン チ ( 式会社ジ ム 製)を用 て、実施 同様にして、酸化チタ ウムナ 子を高分散 さ た ボン チ を得た。 ウムナ 子の ～ O であ た。 ００34 ( 3)
ソプ ピ ア 、チタンテトラ トキ 、 、チ ン ラックに変えて、4 の 、 ・ 965 の ウム、 のカ ボン チ ( 式会社ジ ム 製) を用 て、実施 同様にして、 ウムナ 子を高分散 さ たカ ボン チ を得た。 3にこの 像を示す。 3にお ては、一次 ～ O の ウムナ 子がケッチ ン ラックに高分散 して ることが分 る。
００35 ( )
来の ゲ 法によ て、すなわち 明の 反応を行わず、実施 様にして、 ウム 子が担 した 、チ ン ラックを得た。 ウ ム 子の ～ であ た。
００36 上の結果 ら、比較 では ～ にまで 長して反応が終了して る が、実施 ～ O 長した時点で反応が終了しており、 明の 応方 法によ て 来にな 相反応の 進が実現されて ることが明ら である。
００37 、2、比較 で得られたサンプ に て4 C 囲気で 2 間熱 処理を行な た。 処理したサンプ は インダ 混合した後成形 、 S に圧着することによ て電極とした。この 極を真空 した後、対極には金属 チ ウムを用 、電解 には P 6 C C( o )を用 て を作製し 、 動及び ト 性を調 た。 果を図4 5に示す。
００38 4 ら、実施 、実施 2の 、 ・ 75～2・ 近にプラト を持 。これ は ( ) ら 元に対応しており、この 電気 ネ ギ として作動できることを示して る。
００39 5 ら、実施 、実施 2の 、比較 比 流にお ても高 持率を示しており、高出力 として有効である。

Claims

求の
反応の 程で、旋回する反応 内で反応物にずり 力と遠心力を加えて、 反応を促進さ る反応方法。
2 反応の 程で、旋回する反応 内で反応物と ボンにずり 力と遠心力を 加えて、 反応を促進さ ると同時に生成 ボンを分散さ る反応方法。
3 回する反応 内で反応物を含む 生成し、この 膜にずり 力と遠心力を 加えて、 反応を促進さ る ～2に記載の 応方法。
4 、 の 筒 らなり、 の 面に貫通 備えるとと もに、 の 口部に き板を配置してなり、 の 回による 心力によ て の 応物を内 の 通じて の 壁面に移動さ 、 の 壁面に反 応物を含む 生成するとともに、この 膜にずり 力と遠心力を加えて 反応 を促進さ る 3 載の 応方法。
5 膜が5 下である 3～4に記載の 応方法。
6 の の 応物に加えられる 心力が 5 ( s ) 上であ る 4～5に記載の 応方法。
7 反応が金属 の 水分解 および または縮合 応である ～6に 記載の 応方法。
8 ～7 載の 応方法によ て、形成した金属 。
9 反応の 程で、旋回する反応 内で反応物にずり 力と遠心力を加えて生成 した金属 子と、旋回する反応 内でずり 力と遠心力を加えて分散し た ボンと らなり、金属 子を高分散 さ た ボン。
０ 2～7 載の 応方法で反応さ て作成した、請求 9 載の
子を高分散 さ た ボン。
9～ 載の 子を高分散 さ た ボンを含有す る電極。
2 載の 極を用 た電気 。
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