侵入型金属間化合物を用いた窒素固定

使用间隙金属间化合物固氮

• 批准号: 09874143
• 负责人: 町田 憲一
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09874143/
• 关键词: 希土類金属間化合物; 侵入型化合物; 金属窒化物; 気-固相反応; 窒素固定; 窒素吸蔵; アンモニア合成; 固体触媒

大気中の窒素を取り込み有用な物質に変えること(窒素固定)は学術面はもとより工学的にも極めて重要であるが、現行のプロセスは高圧という特殊な設備を必要としており、省資源、省エネルギーと言う観点からは問題がある。これに対し本研究では、鉄と希土類、チタン、バナジウム、モリブデン等をベースとした窒素吸蔵性金属間化合物を作製すると共に、これらの表面にN_2分子の解離に対し高い活性を有するルテニウムをベースとした触媒層を形成させ、その窒素吸蔵能および吸蔵された窒素の存在状態と反応性とを系統的に解明することで、優れたN_2分子の活性化能と高い窒素吸蔵特性を有する複合型金属間化合物を作製することを目的とした。その結果、Al_2O_3とRu金属を共担持した希土類-鉄系金属間化合物粉末、Ru/Al_2O_3/RFe_7(R=希土類)においてN_2分子が常圧下にも拘わらず効率的に活性化され、500℃前後の温度で金属窒化物RFe_7N_Xの形で窒素が吸蔵されることが明らかとなった。また、吸蔵された窒素は金属間化合物内で窒素原子として存在することから、水素気流中、450℃で処理することで容易にアンモニアとして再生されることも明らかとなった。そこで、この複合型金属間化合物を用いた窒素固定サイクルの最適化を行うことでそのシステム化についても検討を加えたところ、現行のアンモニア合成の操業条件(圧力:150atm、温度:500℃、空間速度:15000h^1、転化率:〜15%)に対して、本方法では常圧にも拘わらずかなり高いアンモニア生成速度を示すことが概算で明らかになった。以上より、本研究で検討した侵入型金属間化合物を用いたアンモニア合成は、窒素貯蔵の機能も兼ね備えた新しい窒素利用システムとして有望であると考えられる。

The material that is useful in the field of study is the material that is useful (the element is fixed), the academic aspect is the material that is the most important thing in engineering, and the material is extremely important. , the current high pressure and special equipment are necessary, the province saves resources, and saves resources and saves resources. This study is based on the research on the phytochemical intermetallic materials such as では, 鉄とrare earth, チタン, バナジウム, モリブデン, etc. The compound is produced by the same surface and the N_2 molecule is dissociated and has high activity. The catalytic layer is formed and the catalytic layer is formed. The active chemical energy and high atomic absorption properties of the excellent N_2 molecule are the same as the composite intermetallic compound produced for the purpose.そのRESULTS, Al_2O_3 and Ru metal を share rare earth-iron series intermetallic compound powder, Ru/Al_2O_3/RFe_7 (R=rare earth) においてN_ 2 molecules of activated carbon with high efficiency under normal pressure, and gold with temperature around 500℃ It is a chemical compound RFe_7N_また, absorb 蔵されたsulfonium, でsulfonium atom in the intermetallic compound, として exists in the することから, hydrogen 気 flow , 450℃ treatment is easy and easy to regenerate.そこで, この composite intermetallic compounds are fixed with いたsulfide and optimized を行うことでそのシステム化についても検恒加えたところ、current のアンモニアsynthetic operating conditions (pressure: 150a tm, temperature: 500℃, space velocity: 15000h^1, transformation rate: ~15%)に対して, our side法では often pressurizes the わらずかなり高いアンモニアgeneration speed をshows すことがestimate で明らかになった. In this study, the above mentioned intrusive intermetallic compounds were synthesized using いたアンモニア. The function of storing the 蔵の is combined with the preparation of the new しい suffocation factor and the use of the システムとして is expected to be であるとtest えられる.

项目成果

Kenichi Mochida: "Nitrogen Storage Characteristics using Laves-phase Transition Metal-Iron Intermetallic Compounds" Chemistry Letters. (発表予定).

Kenichi Mochida：“利用 Laves 相过渡金属-铁金属间化合物的氮存储特性”化学快报（待出版）。