[發(fā)明專利]碳納米管和氫的同時制造方法以及碳納米管和氫的同時制造裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080039891.1
• 申請日: 2010-09-09
• 公開（公告）號: CN102482098A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 野田優(yōu);金東榮;大澤利男;杉目恒志;長谷川馨;羽場英介
• 申請（專利權(quán)）人: 國立大學(xué)法人東京大學(xué);日立化成工業(yè)株式會社
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B01J23/745;B01J37/08;C01B3/26
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

1.一種碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

是使用含有碳原子和氫原子并且在加熱狀態(tài)下被分解的碳源、和用于由該碳源生成碳納米管和H₂的催化劑，在反應(yīng)器中配置的加熱狀態(tài)的支承體上合成所述碳納米管，同時從所述碳源合成所述H2的碳納米管和氫的同時制造方法，具有如下合成工序：

通過使含所述碳源的原料氣體在擔(dān)載有所述催化劑的所述支承體上流通，在所述支承體上合成所述碳納米管，同時在氣流中合成所述H₂。

2.如權(quán)利要求1所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

所述合成工序中所述原料氣體的供給量是每1m³所述反應(yīng)器的容積為0.01～100m³/s。

3.如權(quán)利要求1或2所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

所述支承體在該支承體的內(nèi)部或周圍具有寬0.03mm以上30mm以下的氣體流路。

4.如權(quán)利要求1～3中任一項所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

所述支承體是具有從粉末狀、珠狀、蜂窩狀、多孔狀、纖維狀、管狀、絲狀、網(wǎng)狀、格子狀、海綿狀、板狀和層狀中選擇的1種形狀的結(jié)構(gòu)物。

5.如權(quán)利要求4所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

所述支承體為粉末狀或珠狀，在流動床狀態(tài)下進行所述合成工序。

6.如權(quán)利要求1～5中任一項所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

所述催化劑包含載體層和催化劑粒子。

7.如權(quán)利要求6所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

所述催化劑粒子包含從V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、W和Au中選擇的至少一種元素。

8.如權(quán)利要求6或7所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

所述載體層包含從Si、Al、Mg、Zr、Ti、O、N、C、Mo、Ta和W中選擇的至少一種元素。

9.如權(quán)利要求1～5中任一項所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

所述支承體的原料包含從Si、Al、Mg、Zr、Ti、O、N、C、Mo、Ta和W中選擇的至少一種元素。

10.如權(quán)利要求6～9中任一項所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

所述支承體兼有所述載體層的作用，將所述催化劑粒子直接擔(dān)載到該支承體上。

11.如權(quán)利要求1～10中任一項所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

在所述合成工序前，具有通過使成為所述催化劑的原料的催化劑原料在加熱狀態(tài)的所述支承體上流通從而在所述支承體上擔(dān)載所述催化劑的催化劑擔(dān)載工序。

12.如權(quán)利要求1～11中任一項所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，具有：

分離工序，其通過使分離氣體在合成了所述碳納米管的所述支承體上流通，從而將所述碳納米管從所述支承體分離到所述分離氣體中；和

除去工序，其通過使氧化氣體在將所述碳納米管分離后的所述支承體上流通，從而將所述支承體上殘留的碳氧化除去；

在將所述支承體保持在加熱狀態(tài)的情況下通過切換向所述反應(yīng)器供給的氣體來反復(fù)進行碳納米管和氫的同時制造方法中的各工序。

13.如權(quán)利要求12所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

具有從由所述反應(yīng)器排出的排出氣體中回收碳納米管的碳納米管回收工序、和

從所述排出氣體中回收H₂的氫回收工序。

14.如權(quán)利要求1～10中任一項所述的碳納米管和氫的同時制造方法，其特征在于，

在所述合成工序前具有如下的催化劑擔(dān)載工序：使成為所述催化劑的原料的催化劑原料在所述支承體上附著，將附著有所述催化劑原料的所述支承體導(dǎo)入所述反應(yīng)器中，在所述反應(yīng)器中對附著有所述催化劑原料的所述支承體進行加熱處理，使所述催化劑擔(dān)載于所述支承體上。