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公開番号2024169598
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2024162288,2023023708
出願日2024-09-19,2022-10-03
発明の名称金属カーバイドおよび炭化水素の製造方法、ならびに金属カーバイド組成物
出願人学校法人同志社,ダイキン工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C25B 1/14 20060101AFI20241128BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】炭素源として二酸化炭素を用い、金属源として金属酸化物を用いる金属カーバイドの製造方法、および、炭素源として二酸化炭素を用い、金属源として金属酸化物を用いて得られた金属カーバイドから、炭化水素を製造する方法、ならびに金属カーバイド組成物を提供する。
【解決手段】第1金属の酸化物を含む溶融塩を調製すること、前記溶融塩に二酸化炭素を添加すること、および、前記二酸化炭素を含む溶融塩に電圧を印加して、前記第1金属のカーバイドを含む析出物を得ることを含む、金属カーバイドの製造方法。さらに、前記第1金属のカーバイドを加水分解して、炭化水素を含むガスおよび前記第1金属の水酸化物を得ることを含む、炭化水素の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１金属の酸化物を含む溶融塩を調製すること、
前記溶融塩に二酸化炭素を添加すること、および、
前記二酸化炭素を含む溶融塩に電圧を印加して、前記第１金属のカーバイドを含む析出物を得ることを含む、金属カーバイドの製造方法。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記溶融塩は、さらに、第２金属のハロゲン化物を含む、請求項１に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項３】
前記第１金属と前記第２金属とが同じである、請求項２に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項４】
前記ハロゲン化物におけるハロゲンは、塩素を含む、請求項２または３に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項５】
前記ハロゲン化物におけるハロゲンは、フッ素を含む、請求項２または３に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項６】
前記析出物は、さらに、炭素、前記第１金属の単体、ハロゲン化物、炭酸塩、酸化物、水素化物および過酸化物、ならびに前記溶融塩に含まれる第１金属以外の金属の単体、ハロゲン化物、炭酸塩、酸化物およびカーバイドよりなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項７】
前記第１金属は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属よりなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項８】
前記第１金属は、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびカルシウムよりなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項９】
第１金属の酸化物を含む溶融塩を調製すること、
前記溶融塩に二酸化炭素を添加すること、
前記二酸化炭素を含む溶融塩に電圧を印加して、前記第１金属のカーバイドを含む析出物を得ること、および、
前記第１金属のカーバイドを加水分解して、炭化水素を含むガスおよび前記第１金属の水酸化物を得ることを含む、炭化水素の製造方法。
【請求項１０】
さらに、前記水酸化物を脱水して、前記第１金属の酸化物を得ること、および、
得られた前記酸化物を、前記溶融塩の調製に再利用することを含む、請求項９に記載の炭化水素の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属カーバイドおよび炭化水素の製造方法、ならびに金属カーバイド組成物に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
アセチレンは、様々な有機化合物の原料として、工業的に重要な物質である。アセチレンは、通常、金属カーバイド（主に、カルシウムカーバイド）と水との反応により得られる。
【０００３】
カルシウムカーバイドは、一般に、生石灰（酸化カルシウム）とコークスとの混合物を、電気炉内で高温に加熱することにより得られる（例えば、特許文献１）。特許文献２は、コークスを予めブリケットにしてから生石灰と混合することを提案している。特許文献２によれば、これにより、より効果的にカルシウムカーバイドを得ることができる。特許文献３は、塩化リチウムを溶融電解して得られる金属リチウムと、カーボンブラック等の炭素粉末とを反応させて、リチウムカーバイドを製造する方法を提案している。非特許文献１は、水酸化リチウムを溶融塩電解して得られた金属リチウムと、二酸化炭素等の炭素源とを反応させて、リチウムカーバイドを製造し、副生する水酸化リチウムを溶融塩電解にリサイクルする方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開昭６１－１７８４１２号公報
特開２０１８－３５３２８号公報
特開平２－２５６６２６号公報
【非特許文献】
【０００５】
McEnaney JM, Rohr BA, Nielander AC, Singh AR, King LA, Norskov JK, Jaramillo TF “A cyclic electrochemical strategy to produce acetylene from CO2, CH4, or alternative carbon sources.” Sustain Energy Fuels 4:2752-2759 (2020)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
金属カーバイドを製造するには、通常、原料を２０００℃以上に加熱する必要がある。そのため、エネルギー効率が低いうえ、大量の二酸化炭素が生成するという問題がある。また、近年の地球温暖化対策の観点から、炭素源として二酸化炭素を利用することが強く求められているが、特許文献１～３では、金属カーバイドの炭素源として炭素そのものを使用しているに過ぎない。非特許文献１は、炭素源の一つとして二酸化炭素を挙げているが、炭素源として二酸化炭素を用いた場合は大量の副生物が生成するため、ファラデー効率の観点から、炭素源としてグラファイトカーボンを用いることが望ましいと述べている。
【０００７】
本開示は、炭素源として二酸化炭素を用い、金属源として金属酸化物を用いる、金属カーバイドの製造方法を提供することを目的とする。本開示はさらに、炭素源として二酸化炭素を用い、金属源として金属酸化物を用いて得られた金属カーバイドから、炭化水素を製造する方法を提供する。加えて、本開示は、金属カーバイド組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、下記の態様を含む。
［１］第１金属の酸化物を含む溶融塩を調製すること、
前記溶融塩に二酸化炭素を添加すること、および、
前記二酸化炭素を含む溶融塩に電圧を印加して、前記第１金属のカーバイドを含む析出物を得ることを含む、金属カーバイドの製造方法。
【０００９】
［２］前記溶融塩は、さらに、第２金属のハロゲン化物を含む、上記［１］に記載の金属カーバイドの製造方法。
【００１０】
［３］前記第１金属と前記第２金属とが同じである、上記［２］に記載の金属カーバイドの製造方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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