JP2005068000A - 気相反応方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】反応場を600℃以上で、かつ実質的に一定の温度に保ったままで、粉状あるいは粒子状被反応物を、気体が通過可能な把持体と一緒に、前記反応場に間欠的に装填し、前記反応場に実質的に一定の流速で気体を導入することによって気相反応させることを特徴とする気相反応方法。
【選択図】図1
Description
上記方法の場合、粉体状あるいは粒子状被反応物をボート等に載せて1回毎に反応管を昇温加熱し降温した後取り出すという作業を行うことや、1回の反応生成物の量が少ない等で、生産量が著しく少なかった。
小沼義治、小山恒夫:応用物理 32巻 857頁 (1963) 遠藤守信、小山恒夫:固体物理 12巻 1頁 (1977)
(1)反応場を600℃以上で、かつ実質的に一定の温度に保ったままで、粉状あるいは粒子状被反応物を、気体が通過可能な把持体と一緒に、前記反応場に間欠的に装填し、前記反応場に実質的に一定の流速で気体を導入することによって気相反応させることを特徴とする気相反応方法。
(34)反応場へ粉状あるいは粒子状被反応物を装填する機構が前記把持体の下側を支持して搬送する支持搬送手段を含むものであり、かつ、前記反応管内で前記把持体の下側を保持する保持部を有することを特徴とする前記(24)〜(30)のいずれかに記載の気相反応装置。
(1)共鳴ラマン散乱測定により、1560〜1600cm−1の範囲内で最大のピーク強度をG、1310〜1350cm−1の範囲内で最大のピーク強度をDとしたときに、G/D比が1.5以上であり、かつ20以下であること。
(2)高分解能電子顕微鏡で2層カーボンナノチューブが観察されること。
得られた反応物を日本電子データム(株)の走査電子顕微鏡”JSM−6301NF”で観察した。電子銃の加速電圧は5kV、ワークディスタンスは15mmの条件にて測定を行った。
島津製作所の熱分析装置DTG−50で窒素50ml/分の気流中で、5℃/分の昇温速度で900℃まで加熱する。その結果DTA曲線の発熱ピークを見て判断する。
測定装置は、ホリバ・ジョバンイボン製の”inf−300型”を用いて測定した。測定波長として、532nm、633nmの波長を用いた。
本発明を実施する装置の一例を示す。図7に示す実施様態とほぼ同様な装置で、装置の大きさ、材質、機能部品等の説明を下記する。
反応室を構成する反応管は、石英製で、上部石英管は、内径が135mmで外径が145mmの肉厚5mm、長さが400mmのものを内管として、外管としての石英管を、内径が155mmで外径が165mmの肉厚5mm、長さが800mmのものを使用し、下部反応管部は直径が20mm大きい形とした。内管の石英管と外周石英管のつなぎ目部分、は外管の中央部で融着させ、内管と外管の間には、完全に気体が通らないようにした。ヒータはセラミックヒータを使用し、反応外周管と5mmの隙間をもって外周を覆う様に設置した。ヒータ部の長さが600mmとして、反応管中央部の反応場Aへ被反応物を装填したときの、その上面部と、ヒータ中央部を一致させ、さらにヒータ制御用センサ30の位置もこの位置に一致させた。ヒータ外周部は、すべて耐熱断熱材で覆う構造とした。上部バルブと下部バルブとの連絡口としてのフランジ部とはOリングを介して接続し、フランジ部へは、冷却水を流す様にした。
〔結晶性チタノシリケート〕
エヌイーケムキャット社から購入したチタノシリケート粉末(Si/Ti 比=50)のX線回折(XRD)を測定したところ、MFI型の構造を有するTS−1であることがわかった。
酢酸第一鉄(アルドリッチ社製)10gと酢酸コバルト4水和物(ナカライテスク)社製)6gとをメタノール(ナカライテスク社製)700mlに加え、超音波洗浄機で10分間懸濁した。この懸濁液に上記TS−1の粉末100gを加え、超音波洗浄機で10分間処理し、60℃の恒温下でメタノールを除去することにより、TS−1の結晶表面に金属塩を担持した触媒を得た。
シリカ、アルミナ系繊維の不織布、ニチアス(株)製の”ファインフレックスブランケットT/#5120”の密度130kg/m3のものを利用して、外径155mm、厚さ12.5mmの大きさにカットしたものを10枚用意した。1枚の把持体の上に前記調整された金属塩を担持した触媒を均一に厚さ3mmにふりかける様にして載せた。載せる位置は、把持体中央部に135mmの直径の円になるようにした。これを10枚分作成した。
反応場の温度条件を800℃とするための装置上のヒータの設定温度を求めた。設定温度955℃としたとき、反応場の温度として800℃±3℃となる相関を得た。この時の反応場、特に金属酸化物繊維不織布の把持体を装填した時のその上部面の直径方向の温度特性を図10に示す。この時の中央部の昇温特性を図11に示す。この時のセンサーは、坂口伝熱(株)製のK型熱電対を用い、装置下部のフランジ部のポートから導入し、センサー先端部を前記金属酸化物不織布に突き刺し、上部面にセンサー部を出す様にして直径方向に9点測定した。
A工程:ヒータの設定温度を955℃に設定し、反応場の温度が800℃±3℃になるように、90分間待ち、昇温から反応場の温度安定化時間をとった。
以上10サイクル分の作業を終了した。サンプルを取り出すことができるまでの時間は、ヒータの加熱など装置立ち上げ時間90分、1サイクルが約40分で、合計490分で、約8時間10分の所要時間であった。
金属酸化物繊維不織布から黒色になった反応生成物を掻き落とし、ゼオライトおよび担持された金属を除去するために、大気雰囲気で400℃(昇温時間40分)に加熱した。400℃で60分間保持した後、室温まで冷却した(降温時間約120分)。さらに、このカーボンナノチューブを含有する組成物を濃度5.0mol/リットル(pH3以下)のフッ化水素酸に浸漬し、室温に保持しながら5時間攪拌した。その後、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。ろ紙上の固形物を、精製水を用いて洗浄後、さらに、この固形物を濃度3.0mol/リットル(pH3以下)の塩酸水溶液に浸漬し、室温に保持しながら、1時間攪拌した。その後、ろ紙(Toyo Roshi Kaisha、Filter Paper 2号 125mm)を用いてろ過し固液分離した。60℃にセットした乾燥機にて乾燥し固形物を回収した。カーボンナノチューブを含む炭素系黒色物の量は、6gあった。
生成された反応物の一部の形状を高分解能透過型電子顕微鏡で測定したところ、内径約4nmの2層カーボンナノチューブが多く生成していた。繊維状物質の割合はほぼ100%であった。その中で2層ナノチューブとそれ以外の繊維状物質の割合は、2層ナノチューブが約40%であった。この時の透過型電子顕微鏡の写真を何枚か取り、観察したが、その1枚を図22に示す。
(1)合成装置
本比較例で使用した装置の概略は図6に示す装置のうち、反応管とその反応場に関する部分のみを交換した様な装置で行った。この部分のみを拡大して図13に示す。反応室を構成する反応管75は、石英製で、内径が135mmで外径が145mmの肉厚5mm、長さが800mmのものを用いた。反応管中央部に5mmの立方体石英片78を4カ所、円周方向均等に融着した。この部分に、反応場用の台として、直径132mmで厚さ5mmの円盤状のもので、9mm直径の穴を多数空けたアルミナ系セラミック79を準備し、突起状に融着された石英片4カ所78を足場として設置した。このアルミナ系セラミック板の概略図を図14に示す。そのアルミナ系セラミック板の上に石英ウール80を適当に敷き詰め、反応管上部から見て隙間が見えない様にした。この時の石英ウール部の厚さ(高さ)は、10mmであった。粉状あるいは粒子状被反応物81を載せる場所をつくった。ヒータ76はセラミックヒータを使用し、反応外周管と15mmの隙間をもって外周を覆う様に設置した。ヒータ部の長さが600mmとして、反応管中央部の反応場Aへ被反応物を装填したときの、その上面部と、ヒータ中央部を一致させ、さらにヒータ制御用センサ77の位置もこの位置に一致させた。ヒータ外周部は、すべて耐熱断熱材で覆う構造とした。上部バルブと下部バルブとの連絡口としてのフランジ部とはOリングを介して接続し、フランジ部へは、冷却水を流す様にした。
〔結晶性チタノシリケート〕
エヌイーケムキャット社から購入したチタノシリケート粉末(Si/Ti 比=50)のX線回折(XRD)を測定したところ、MFI型の構造を有するTS−1であることがわかった。
酢酸第一鉄(アルドリッチ社製)10gと酢酸コバルト4水和物(ナカライテスク)社製)6gとをメタノール(ナカライテスク社製)700mlに加え、超音波洗浄機で10分間懸濁した。この懸濁液に上記TS−1の粉末100gを加え、超音波洗浄機で10分間処理し、60℃の恒温下でメタノールを除去することにより、TS−1の結晶表面に金属塩を担持した触媒を得た。
図6に示す上部のバルブを開け、上から網状のふるいにかけて前記TS−1の結晶表面に金属塩を担持した触媒を振りかけ、石英ウールが見えにくくなるまでできるだけ均等にふりかけ入れた。その量は10gであった。
反応場の温度条件を800℃とするための装置上のヒータの設定温度を求めた。設定温度982℃としたとき、反応場の温度として800℃±3℃となる相関を得た。この時の反応場、特に金属酸化物繊維不織布の把持体を装填した時のその上部面の直径方向の温度特性を図15に示す。この時の中央部の昇温特性を図16に示す。この時のセンサーは、坂口伝熱(株)製のK型熱電対を用い、装置下部のフランジ部のポートから導入し、センサー先端部を前記金属酸化物不織布に突き刺し、上部面にセンサー部を出す様にして直径方向に9点測定した。
A工程:反応室の上部バルブと下部バルブを閉め、アルゴンにより置換した。アルゴンを10L/分の流量で制御し、5分間流し続けることで置換した。この時排出用のバルブ23は解放して、配管56にアルゴン57を1L/分の流量で流しながら排出できる様にした。
実施例1と全く同様な方法で黒色反応物の精製を行い、回収されたカーボンナノチューブを含む炭素系黒色物の量は、0.6gあった。
生成された反応物の一部の形状を高分解能透過型電子顕微鏡で測定したところ、内径約4nmの2層カーボンナノチューブが多く生成していた。繊維状物質の割合はほぼ100%であった。その中で2層ナノチューブとそれ以外の繊維状物質の割合は、2層ナノチューブが約40%であった。
実施例1と同様な装置を用いてカーボンナノチューブの合成を行った。
実施例1と全く同様の装置を用いた。
実施例1と全く同様な方法で作成した。
実施例1と全く同様な方法で実施した。
A工程〜E工程までは、実施例1と全く同様に行った。
以上10サイクル分の作業を終了した。サンプルを取り出すことができるまでの時間は、ヒータの加熱など装置立ち上げ時間90分、1サイクルが約40分で、合計490分で、約8時間10分の所要時間であった。
実施例1と全く同様な方法で黒色反応物の精製を行い、回収されたカーボンナノチューブを含む炭素系黒色物の量は、5.6gあった。
生成された反応物の一部の形状を高分解能透過型電子顕微鏡で測定したところ、内径約4nmの2層カーボンナノチューブが多く生成していた。繊維状物質の割合はほぼ100%であった。その中で2層ナノチューブとそれ以外の繊維状物質の割合は、2層ナノチューブが約40%であった。この時の透過型電子顕微鏡の写真を何枚か取り、観察したが、その1枚を図25に示す。
実施例1と同様な装置を用いてカーボンナノチューブの合成を行った。
実施例1と同様の装置を用いた。これに、図8に示す気化装置を追加した。容器の大きさは、内管直径160mm、高さ240mmの容器で、円周上にラバーヒータを全面を覆うようにセットし、下部にはプレートヒータを設置した。いずれも電気抵抗式のヒータである。また、反応管までの配管は、配管にヒータを巻き付け、配管を50℃に保つ様にした。
(Co+Fe)/USY(シリカアルミナ比390)
〔USY型ゼオライトへの金属塩の担持〕
酢酸第一鉄(アルドリッチ社製)6.4gと酢酸コバルト4水和物(ナカライテスク)社製)8.8gとをエタノール(ナカライテスク社製)70mlに加え、超音波洗浄機で10分間懸濁した。この懸濁液に、USY型ゼオライト(東ソー製HSZ-390HUA、シリカ/アルミナ比390)を100g加え、超音波洗浄機で10分間処理し、60℃の恒温下でエタノールを除去して、USY型ゼオライト粉末に金属塩が担持された触媒を得た。
シリカ、アルミナ系繊維の不織布、ニチアス(株)製の”ファインフレックスブランケットT/#5120”の密度130kg/m3のものを利用して、外径155mm、厚さ12.5mmの大きさにカットしたものを10枚用意した。1枚の把持体の上に前記調整された金属塩を担持した触媒を均一に厚さ3mmにふりかける様にして載せた。載せる位置は、把持体中央部に135mmの直径の円になるようにした。これを10枚分作成した。
実施例1と全く同様な方法で実施した。
A工程:ヒータの設定温度を955℃に設定し、反応場の温度が800℃±3℃になるように、90分間待ち、昇温から反応場の温度安定化時間をとった。
以上10サイクル分の作業を終了した。サンプルを取り出すことができるまでの時間は、ヒータの加熱など装置立ち上げ時間90分、1サイクルが約40分で、合計490分で、約8時間10分の所要時間であった。
実施例1と全く同様な方法で黒色反応物の精製を行い、回収されたカーボンナノチューブを含む炭素系黒色物の量は、5.8gあった。
生成された反応物の一部の形状を高分解能透過型電子顕微鏡で測定したところ、極めて細いナノファイバー状物質が多く見られた。更に、高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、生成物のほとんどが、直径2nm以下の単層カーボンナノチューブであった。直径20nm以上のナノファイバーは全く観察されなかった。この時の透過型電子顕微鏡の写真を何枚か取り、観察したが、その1枚を図27に示す。
実施例3と同様な装置を用いてカーボンナノチューブの合成を行った。
実施例3と全く同様の装置を用いた。
実施例3と全く同様な方法で作成した。
実施例1と全く同様な方法で実施した。
A工程〜F工程までは、実施例3と全く同様に行った。
以上10サイクル分の作業を終了した。サンプルを取り出すことができるまでの時間は、ヒータの加熱など装置立ち上げ時間90分、1サイクルが約40分で、合計490分で、約8時間10分の所要時間であった。
実施例1と全く同様な方法で黒色反応物の精製を行い、回収されたカーボンナノチューブを含む炭素系黒色物の量は、5.7gあった。
生成された反応物の一部の形状を高分解能透過型電子顕微鏡で測定したところ、極めて細いナノファイバー状物質が多く見られた。更に、高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、生成物のほとんどが、直径2nm以下の単層カーボンナノチューブであった。直径20nm以上のナノファイバーは全く観察されなかった。この時の透過型電子顕微鏡の写真を何枚か取り、観察したが、その1枚を図29に示す。
(1)合成装置
被反応物の把持体以外は実施例1と全く同様の装置を用いた。被反応物の把持体は図33、34に示したものと同じ構成とした。線径が0.5mmの日本タングステン(株)社製Ce−Mo合金製ワイヤー(M958)を2枚の金属酸化物繊維の間に挟んだ。ワイヤーはφ120の環状形状からなる反応領域支持部とこれに連結された4箇所の円弧形状の弾性把持部からなるように加工したものである。2枚の金属酸化物繊維はイソライト工業(株)社製の外径160mm、厚み2.5mmのアルミナ、シリカを主成分とする耐熱温度1260℃のセラミックス断熱材(イソウール エースペーパー1260)を用いた。
被反応物を載せる把持体として、上記(1)で説明したものを用いること以外は、実施例1と全く同様な方法で被反応物を載せて試料を作成した。
実施例1と全く同様な方法で実施した。
実施例1と全く同様に行った。10サイクルの合成中の間、反応管内を時々観察して、把持体の位置が全くずれず、また、中央部で全く撓まないことを確認した。また、金属酸化物繊維の間に挟んだワイヤーに特に付着生成物は見られず、該ワイヤーが触媒作用していないことを確認した。
実施例1と全く同様な方法で黒色反応物の精製を行い、回収されたカーボンナノチューブを含む炭素系黒色物の量は、6.8gあった。実施例1よりもさらに多くのカーボンナノチューブが生成できた。
生成された反応物の一部の形状を高分解能透過型電子顕微鏡で測定したところ、内径4nmの2層カーボンナノチューブが多く生成していた。繊維状物質の割合はほぼ100%であった。その中で2層ナノチューブとそれ以外の繊維状物質の割合は、2層ナノチューブが約40%であった。
(1)合成装置
被反応物の把持体以外は実施例1と全く同様の装置を用いた。被反応物の把持体は純度99.5%のアルミナ製多孔板を2枚の金属酸化物繊維の間に挟んだ。2枚の金属酸化物繊維は実施例5で用いたものと全く同じである。アルミナ製多孔板は耐熱温度が1900℃で、外径130mm、厚み1mmで、全面にφ2mm、ピッチ4mmの孔が加工されたものである。
被反応物を載せる把持体として、上記(1)で説明したものを用いること以外は、実施例1と全く同様な方法で被反応物を載せて試料を作成した。
実施例1と全く同様な方法で実施した。
実施例1と全く同様に行った。10サイクルの合成中の間、反応管内を時々観察して、把持体が中央部で全く撓まないことを確認した。
実施例1と全く同様な方法で黒色反応物の精製を行い、回収されたカーボンナノチューブを含む炭素系黒色物の量は、6.5gあった。実施例1よりもさらに多くのカーボンナノチューブが生成できた。
生成された反応物の一部の形状を高分解能透過型電子顕微鏡で測定したところ、内径4nmの2層カーボンナノチューブが多く生成していた。繊維状物質の割合はほぼ100%であった。その中で2層ナノチューブとそれ以外の繊維状物質の割合は、2層ナノチューブが約40%であった。
(1)合成装置
比較例1と全く同様な装置で実施した。反応場用の台として、直径132mmで厚さ5mmの円盤状のもので、10mm直径の穴を多数空けたアルミナ系セラミックを準備し、突起状に融着された石英片4カ所を足場として設置した。このアルミナ系セラミック板の概略図を図14に示す。そのアルミナ系セラミック板の上に石英ウールを適当に敷き詰め、比較例1では、反応管上部から見て隙間が見えない様にし、この時の石英ウール部の厚さ(高さ)は、10mmであったが、比較例2では、うっすら底が見える程度に石英ウールをそっと敷き詰め、その厚さは2mm程度でかろうじて、粉状あるいは粒子状被反応物を載せられる様にした。その他は、比較例1と全く同様な装置とした。
比較例1と全く同様に作成した。
図6に示す上部のバルブを開け、上から網状のふるいにかけて前記TS−1の結晶表面に金属塩を担持した触媒を振りかけ、石英ウールが見えにくくなるまでできるだけ均等にふりかけ入れた。その量は10gであった。
比較例1と全く同様な方法で設定した。
比較例1と全く同様な方法で設定した。
生成された反応物を上から見ると、外縁部と、図14に示す通過穴部は黒い色をしていたが、その他の部分は白から灰色系の色をしていた。黒色部分を分析すると一部多層に一部ナノファイバーに一部2層が見えた。白から灰色系の部分を分析すると直径が50nm以上のナノファイバーは観察されたが、単層や2層ナノチューブは観察されなかった。
この時の透過型電子顕微鏡の写真を何枚か取り、観察したが、その1枚を図31に示す。
実施例1と全く同様な方法で黒色反応物の精製を行い、回収された黒色系炭素組成物は0.4gあった。
(1)合成装置
比較例1と同様な装置で実施した。但し、反応場の位置を変更した。反応管中央部より150mm上部に5mmの立方体石英片を4カ所、円周方向均等に融着した。この部分に、反応場用の台として、直径132mmで厚さ5mmの円盤状のもので、10mm直径の穴を多数空けたアルミナ系セラミックを準備し、突起状に融着された石英片4カ所を足場として設置した。そのアルミナ系セラミック板の上に石英ウールを適当に敷き詰め、反応管上部から見て隙間が見えない様にし、この時の石英ウール部の厚さ(高さ)は、10mmであった。その他は、比較例1および2と全く同様な装置とした。
比較例1と全く同様に作成した。
比較例1と同様に10gの被反応物を投入した。
比較例1と全く同様な方法で設定した。この時の反応管中央部の上下方向の温度分布を測定し、その結果を図17に示す。また、この時の中央部より150mm上方での面内温度分布を測定し、その結果を図18に示す。
比較例1と全く同様な方法で設定した。
生成された反応物を上から見ると、全体的に黒に少しばかり灰色系の色が混ざった様な反応物であった。反応管に近い外縁部は濃い黒色であった。一部は多層カーボンナノチューブが、一部は径の太いナノファイバーが、一部は2層カーボンナノチューブが見えた。
実施例1と全く同様な方法で黒色反応物の精製を行い、回収された黒色系炭素組成物は0.7gあった。
2:試料投入室
3:第1回収室
4:第2回収室
5:ヒータ
6:反応管
7:反応管
8:把持体
8−1,8−2:切欠き位置
9:装填治具
10:粉状あるいは粒子状被反応物
11:試料投入扉(バルブ)
12:バルブ
13:バルブ
14:バルブ
15:試料回収扉(バルブ)
16:バルブ
17:マスフローコントローラー
18:バルブ
19:バルブ
20:マスフローコントローラー
21:バルブ
22:バルブ
23:バルブ
24:バルブ
25:ポンプ
26:反応ガス
27:希ガスまたは窒素ガス
28:希ガスまたは窒素ガス
29:搬送手段
30:センサ
31−1,31−2:断熱材
32−1,32−2:冷却水
33:バルブ
34:希ガスまたは窒素
35:バルブ
36:希ガスまたは窒素
37:バルブ
38:希ガスまたは窒素
39:
40:配管
41:配管
42:配管
43:配管
44:配管
45:配管
46:バルブ
47:配管
48:バルブ
49:配管
50:バルブ
51:配管
52:バルブ
53:希ガスまたは窒素ガス
54:配管
55:配管
56:配管
57:希ガスまたは窒素ガス
60:液体炭化水素含有化合物
61:容器
62:バルブ
63−1,63−2:ヒータ
64:センサ
65:配管
66:バルブ
67:バルブ
68:圧力計
69:気体部分
70:断熱材
71:把持治具
72:把持治具
73−1,73−2:位置決め治具
74:位置決め治具
75:反応管
76:ヒータ
77:センサ
78:固定治具(石英片)
79:セラミック板
80:石英ウール
81:粉状あるいは粒子状被反応物
82:気体
100:把持体
101:金属酸化物繊維
102:金属酸化物繊維
103:金属補強材
104:被反応物
105:反応領域支持部
106A〜D:弾性把持部
107:反応管
108:反応管内面
110:把持体
111:金属酸化物繊維
112:多孔板
113:押さえ部材
114:被反応物
115:シール部
120:把持体
121:支持搬送手段
122:反応管
123:保持部
124:上部バルブ
125:下部バルブ
126:装填準備室
127:支持手段格納室
128:支持部
129:軸部
130:被反応物
Claims (39)
- 反応場を600℃以上で、かつ実質的に一定の温度に保ったままで、粉状あるいは粒子状被反応物を、気体が通過可能な把持体と一緒に、前記反応場に間欠的に装填し、前記反応場に実質的に一定の流速で気体を導入することによって気相反応させることを特徴とする気相反応方法。
- 600℃以上の高温下で粉状あるいは粒子状被反応物を気相反応させた後、反応物を前記把持体と一緒に反応場から間欠的に取り出すことを特徴とする請求項1に記載の気相反応方法。
- 前記把持体が、950℃以上の耐熱性のある金属酸化物繊維であることを特徴とする請求項1または2に記載の気相反応方法。
- 前記金属酸化物繊維が、SiO2 あるいはAl2 O3 を含むことを特徴とする請求項3に記載の気相反応方法。
- 前記金属酸化物繊維に、950℃以上の耐熱性のある補強材を装着することを特徴とする請求項3または4に記載の気相反応方法。
- 前記補強材に、再結晶温度が950℃以上の金属材料を用いることを特徴とする請求項5に記載の気相反応方法。
- 前記金属材料にCe−Mo合金を用いることを特徴とする請求項6に記載の気相反応方法。
- 前記補強材に、950℃以上の耐熱性を有する多孔板を用いることを特徴とする請求項5に記載の気相反応方法
- 前記把持体を反応場に装填した状態で、前記把持体の周縁部で気体の通過を略封止するシール部を形成することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の気相反応方法。
- 前記シール部は、把持体を押圧することにより形成されることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の気相反応方法。
- 前記粉状あるいは粒子状被反応物が、ゼオライトに担持された金属であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の気相反応方法。
- 前記ゼオライトが、USY型ゼオライト、MFI型ゼオライト、MFI型メタロシリケートから選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項11に記載の気相反応方法。
- 前記ゼオライトが、チタノシリケート、コバルトシリケート、ボロシリケートおよび鉄シリケートから選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項11または12に記載の気相反応方法。
- 前記ゼオライトに担持された金属が、バナジウム、モリブデン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、白金、ルテニウムから選ばれる少なくとも一つの金属を含むことを特徴とする請求項11〜13のいずれかに記載の気相反応方法。
- 前記反応場の平均温度を650℃以上950℃以下とし、かつ反応場全域に対し50℃以内の範囲内に制御することを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の気相反応方法。
- 前記気体が、炭素含有化合物を含むことを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の気相反応方法。
- 前記気体が、炭素含有化合物と希ガスあるいは窒素を含むことを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の気相反応方法。
- 前記炭素含有化合物が、炭化水素または一酸化炭素、−OH基を含む炭化水素化合物であることを特徴とする請求項16または17に記載の気相反応方法。
- 気相反応後の生成物が、中空状ナノファイバーであることを特徴とする請求項1〜18のいずれかに記載の気相反応方法。
- 前記中空状ナノファイバーの外径が50nm以下、内径が0.3nm以上15nm以下であることを特徴とする請求項19に記載の気相反応方法。
- 前記中空状ナノファイバーが、カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項19または20に記載の気相反応方法。
- 前記中空状ナノファイバーの主成分が、1から5層のカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項19〜21のいずれかに記載の気相反応方法。
- 前記中空状ナノファイバー含有組成物が、共鳴ラマン散乱測定法により得られるスペクトルで1560〜1600cm−1の範囲内で最大のピーク強度をG、1310〜1350cm−1の範囲内で最大ピーク強度をDとしたときに、G/D比が1.5以上であり、かつ20以下である2層カーボンナノチューブを含む組成物であることを特徴とする請求項19〜22のいずれかに記載の気相反応方法。
- 反応管を外部から加熱する手段と、反応場を実質的に一定の温度に保持する制御手段と、反応場に粉状あるいは粒子状被反応物および気体が通過可能な把持体を装填する手段および取り出す手段とを具備し、さらに反応場を密閉する手段と、反応場に気体を導入する手段と、実質的に流速を一定にする手段と、間欠的に反応を繰り返す手段とを有することを特徴とする気相反応装置。
- 反応管と、該反応管に装填する粉状あるいは粒子状被反応物および気体が通過可能な把持体を予め準備しておく投入前室と、反応生成物を間欠的に回収し保管する回収室との3室を基本的に有することを特徴とする請求項24に記載の気相反応装置。
- 前記投入前室および/または前記回収室を希ガスまたは窒素ガスにより置換する手段と、反応管との間のゲートを開けて粉状あるいは粒子状被反応物および気体が通過可能な把持体を装填および反応生成物を回収する手段を有することを特徴とする請求項25に記載の気相反応装置。
- 反応場を減圧可能とする減圧手段を具備することを特徴とする請求項24〜26のいずれかに記載の気相反応装置。
- 反応場で気相反応後の気体を排気する際に希ガスまたは窒素ガスを同時に流しながら排気する手段を具備することを特徴とする請求項24〜27のいずれかに記載の気相反応装置。
- 2種以上の気体を導入する際、実質的に均一に混合可能とする手段を有することを特徴とする請求項24〜28のいずれかに記載の気相反応装置。
- 前記気体が炭素含有化合物を含むものであり、該炭素含有化合物を加熱し気化する手段を具備することを特徴とする請求項24〜29のいずれかに記載の気相反応装置。
- 反応管が円柱状体であり、内径に少なくとも2つの直径部を有し、相対的に小さい直径部に前記粉状あるいは粒子状被反応物と金属酸化物繊維を把持する構造となし、該反応場とすることを特徴とする請求項24〜30のいずれかに記載の気相反応装置。
- 反応場へ粉状あるいは粒子状被反応物を装填する機構が、直動ストロークにより装填する機構であり、かつ反応後の反応生成物を取り出す機構が、該反応合成物とそれを把持する金属酸化物繊維状体を、前記反応管の相対的に直径の大きい部分へ移動させ、落下させることにより回収するものであることを特徴とする請求項24〜31のいずれかに記載の気相反応装置。
- 前記金属酸化物繊維が請求項32に記載の相対的に小さい直径部よりも大きく請求項32に記載の相対的に大きい直径よりも小さい大きさであることを特徴とする請求項32または33に記載の気相反応装置。
- 反応場へ粉状あるいは粒子状被反応物を装填する機構が前記把持体の下側を支持して搬送する支持搬送手段を含むものであり、かつ、前記反応管内で前記把持体の下側を保持する保持部を有することを特徴とする請求項24〜30のいずれかに記載の気相反応装置。
- 前記反応管内で前記把持体の周縁部を押圧する手段を有することを特徴とする請求項24〜34のいずれかに記載の気相反応装置。
- 前記反応物と接する装填治具部分は、耐熱性が1000℃以上ある物質で構成され、前記直動ストローク機構との間に断熱材を介して係合されているものであることを特徴とする請求項24〜35のいずれかに記載の気相反応装置。
- 気体通過可能、かつ、950℃以上の耐熱性を有する金属酸化物繊維を含む粉状あるいは粒子状被反応物の把持体であって、該金属酸化物繊維に再結晶温度が950℃以上の金属材料を含む補強材が装着されたことを特徴とする紛状あるいは粒子状被反応物の把持体。
- 前記補強材がCe−Mo合金であることを特徴とする請求項37に記載の紛状あるいは粒子状被反応物の把持体。
- 気体通過可能、かつ、950℃以上の耐熱性を有する金属酸化物繊維を含む粉状あるいは粒子状被反応物の把持体であって、該金属酸化物繊維に950℃以上の耐熱性を有する多孔板が装着されたことを特徴とする紛状あるいは粒子状被反応物の把持体。
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