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公開番号2024049894
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-10
出願番号2022156405
出願日2022-09-29
発明の名称二酸化炭素の吸脱着方法、及び二酸化炭素の吸脱着材
出願人堺化学工業株式会社,国立大学法人東北大学
代理人弁理士法人WisePlus
主分類B01D 53/02 20060101AFI20240403BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】従来よりも少ないエネルギーで二酸化炭素の吸着、脱着を行うことが可能な二酸化炭素の吸脱着材、及び、該吸脱着材を用いた二酸化炭素の吸脱着方法を提供する。
【解決手段】ハイドロタルサイト類化合物を主成分として含む二酸化炭素の吸脱着材に二酸化炭素を吸脱着する方法であって、該方法は、20～350℃の吸脱着材に二酸化炭素含有ガスを導入して二酸化炭素を吸着させる吸着工程と、該吸着工程により二酸化炭素を吸着させた吸脱着材を80～350℃に加熱してハイドロタルサイト類化合物から二酸化炭素を脱着させる脱着工程とを含むことを特徴とする二酸化炭素の吸脱着方法。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
ハイドロタルサイト類化合物を主成分として含む二酸化炭素の吸脱着材に二酸化炭素を吸脱着する方法であって、
該方法は、２０～３５０℃の吸脱着材に二酸化炭素含有ガスを導入して二酸化炭素を吸着させる吸着工程と、
該吸着工程により二酸化炭素を吸着させた吸脱着材を８０～３５０℃に加熱してハイドロタルサイト類化合物から二酸化炭素を脱着させる脱着工程とを含む
ことを特徴とする二酸化炭素の吸脱着方法。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記吸着工程において用いる二酸化炭素含有ガスは、二酸化炭素濃度が２００～６００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素の吸脱着方法。
【請求項３】
前記脱着工程は、二酸化炭素を吸着させた吸脱着材を８０～３５０℃に加熱しながら不活性ガスを導入して吸脱着材から二酸化炭素を脱着させる工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の二酸化炭素の吸脱着方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の二酸化炭素の吸脱着方法用の二酸化炭素の吸脱着材であって、
該吸脱着材は、窒素の吸着等温線からＢＪＨ法により算出した細孔径９．９～１０６ｎｍの積算細孔面積が３．０ｃｍ
２
ｇ
－１
以上であり、かつＢＥＴ比表面積が１３．０ｍ
２
／ｇ以上であるハイドロタルサイト類化合物を主成分として含む
ことを特徴とする二酸化炭素の吸脱着材。
【請求項５】
前記ハイドロタルサイト類化合物は、２５℃における二酸化炭素の吸着等温線において、１０ｋＰａでの二酸化炭素の吸着量が０．４ｍｍｏｌ／ｇ以上であることを特徴とする請求項４に記載の二酸化炭素の吸脱着材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素の吸脱着方法、及び二酸化炭素の吸脱着材に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の原因とされる二酸化炭素の削減が重要な課題となっており、排出量の削減とともに、二酸化炭素を回収し、資源として利用する技術についても研究が進んでいる。二酸化炭素を回収する技術として、ハイドロタルサイト類化合物を利用して二酸化炭素を効率的に濃縮分離する技術が開示されている（非特許文献１参照）。また、排ガス中の二酸化炭素を捕集する排ガス用二酸化炭素吸収剤として、炭酸カリウムまたは重炭酸カリウムを含む活性成分と支持体と無機結合剤及び再生増進剤とを含む排ガス用炭素吸収剤が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１３－５０８１５３号公報
【非特許文献】
【０００４】
多賀谷英幸、外５名、「層状化合物を利用する二酸化炭素の効率的濃縮分離」、化学工学論文集、１９９３年、第１９巻、第５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記非特許文献１の技術のように、従来よりハイドロタルサイト類化合物に二酸化炭素を吸着、脱着させる技術が知られているが、従来行われているのは層間の炭酸イオンを公知の技術である熱処理等で除去した状態のハイドロタルサイト類化合物での検討である。一般的にハイドロタルサイト類化合物の層間の炭酸イオンの除去には、５００～５５０℃での熱処理が必要であり、二酸化炭素を吸着できる状態にする為、多大なエネルギーを必要としている。更に、熱処理及び二酸化炭素吸着を行った後のハイドロタルサイト類化合物から二酸化炭素を脱着させるには、再度５００～５５０℃での熱処理が必要であり、熱処理時のエネルギー消費が二酸化炭素の排出へ繋がる懸念がある。
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑み、従来よりも少ないエネルギーで二酸化炭素の吸着、脱着を行うことが可能な二酸化炭素の吸脱着材、及び、該吸脱着材を用いた二酸化炭素の吸脱着方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、従来は高温での熱処理により二酸化炭素の吸脱着が行われていたハイドロタルサイト類化合物を吸着材とし、より少ないエネルギーで二酸化炭素の吸脱着を行う方法について検討した。そして、２０～３５０℃の状態のハイドロタルサイト類化合物に二酸化炭素を含むガスを導入すると、ハイドロタルサイト類化合物に二酸化炭素を吸着させることが可能であること、及び、このようにして二酸化炭素を吸着させたハイドロタルサイト類化合物は８０～３５０℃程度の従来よりも低温の加熱でも二酸化炭素を脱着させることができることを見出した。更に本発明者らは、特定の要件を満たすハイドロタルサイト類化合物がこのような二酸化炭素の吸脱着方法に特に適することも見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、以下のとおりである。
［１］ハイドロタルサイト類化合物を主成分として含む二酸化炭素の吸脱着材に二酸化炭素を吸脱着する方法であって、該方法は、２０～３５０℃の吸脱着材に二酸化炭素含有ガスを導入して二酸化炭素を吸着させる吸着工程と、該吸着工程により二酸化炭素を吸着させた吸脱着材を８０～３５０℃に加熱してハイドロタルサイト類化合物から二酸化炭素を脱着させる脱着工程とを含むことを特徴とする二酸化炭素の吸脱着方法。
【０００９】
［２］前記吸着工程において用いる二酸化炭素含有ガスは、二酸化炭素濃度が２００～６００ｐｐｍであることを特徴とする［１］に記載の二酸化炭素の吸脱着方法。
【００１０】
［３］前記脱着工程は、二酸化炭素を吸着させた吸脱着材を８０～３５０℃に加熱しながら不活性ガスを導入して吸脱着材から二酸化炭素を脱着させる工程であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の二酸化炭素の吸脱着方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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