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公開番号2025131499
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024204704
出願日2024-11-25
発明の名称金属カーバイドおよび炭化水素の製造方法、ならびに金属含有部材
出願人ダイキン工業株式会社,学校法人同志社
代理人個人,個人,個人
主分類C25B 1/01 20210101AFI20250902BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】可燃性の原料の使用を要さずに、比較的低温下で速やかに反応が進行し、効率よく金属カーバイドを得ることのできる製造方法、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、金属カーバイドを担持した金属含有部材を提供する。
【解決手段】炭酸イオンを含む溶融塩を調製することと、第1金属を含む電極を準備することと、前記電極を用いて前記溶融塩に電圧を印加し、前記第1金属のカーバイドを含む金属カーバイド組成物を得ることと、を備える、金属カーバイドの製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炭酸イオンを含む溶融塩を調製することと、
第１金属を含む電極を準備することと、
前記電極を用いて前記溶融塩に電圧を印加し、前記第１金属のカーバイドを含む金属カーバイド組成物を得ることと、を備える、金属カーバイドの製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１金属は、アルミニウム、ベリリウム、マンガン、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム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に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項３】
前記溶融塩は、金属イオンとして、ナトリウムイオン、リチウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムおよびセシウム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または２に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項４】
前記溶融塩は、金属イオンとして、ナトリウムイオン、リチウムイオンおよびカリウムイオンよりなる群から選択される少なくとも１種と、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオンよりなる群から選択される少なくとも１種とを含む、請求項１または２に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項５】
前記溶融塩は、第１金属のカーバイド、請求項１または２に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項６】
前記カーバイド組成物は、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を構成する第２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または２に記載の金属カーバイドの製造方法。
【請求項７】
炭酸イオンを含む溶融塩を調製することと、
第１金属を含む電極を準備することと、
前記電極を用いて前記溶融塩に電圧を印加し、前記第１金属のカーバイドを含む金属カーバイド組成物を得ることと、
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を得ることと、を備える、炭化水素の製造方法。
【請求項８】
前記ガスは、メタンを含む、請求項７に記載の炭化水素の製造方法。
【請求項９】
前記ガスは、メタンと、エチレン、エタン、アセチレン、メチルアセチレン、プロピレン、ブテンおよび水素よりなる群から選択される少なくとも１種と、を含む、請求項７または８に記載の炭化水素の製造方法。
【請求項１０】
第１金属を含む基体と、
前記基体に担持された、前記第１金属のカーバイドを含む金属カーバイド組成物と、を含む、金属含有部材。

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、ならびに金属含有部材に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
アルミニウムカーバイドは、硬度および融点が高く、工業的に重要な物質である。アルミニウムカーバイドは、例えば、研磨材料や複合材料のせん断強度等の改善のために、金属材料、樹脂材料の充填材として利用される。アルミニウムカーバイドを製造する方法として、金属アルミニウムあるいは酸化アルミニウムと炭素をアーク炉で高温（例えば、１１００～１８００℃）に加熱する方法が知られている。アルミニウムカーバイドの製造方法としてはまた、アンモニアガスを高温（例えば、１０００℃以上）に加熱した酸化アルミニウムと炭素と接触させる方法（特許文献１参照）、Ａｌ（ＣＨ
３
）
３
またはＡｌ（Ｃ
２
Ｈ
５
）
３
等の有機金属アルミニウムを９５０～１１００℃で加熱する方法（非特許文献１参照）、５００～９００℃下で金属アルミニウムに低級炭化水素を接触させる方法（特許文献２参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１－１８３４１１号公報
特開２００１－５８８１０号公報
【非特許文献】
【０００４】
板谷清司，岸岡昭，”炭化アルミニウムおよび関連化合物の性質”，無機マテリアル，1997年，第4巻，271号，p. 633-641
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および非特許文献１の方法では、原料を高温で加熱するため、エネルギー効率が低い。加えて、原料として炭素を用いると、得られる金属カーバイドに炭素由来の不純物（リン、硫黄等）が入り込んで、純度が低くなる。さらに、化石燃料由来の炭素を原料として利用することは、脱炭素化に逆行する。特許文献２の方法は、可燃性のアンモニアガス、炭化水素ガス、有機金属化合物を高温で取扱う点で、望ましくない。
【０００６】
本開示は、可燃性の原料の使用を要さずに、８００℃以下の比較的低温下で、速やかに反応が進行し、効率よく金属カーバイドを得ることのできる製造方法を提供することを目的とする。本開示はさらに、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、金属カーバイドを担持した金属含有部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、下記の態様を含む。
［１］炭酸イオンを含む溶融塩を調製することと、
第１金属を含む電極を準備することと、
前記電極を用いて前記溶融塩に電圧を印加し、前記第１金属のカーバイドを含む金属カーバイド組成物を得ることと、を備える、金属カーバイドの製造方法。
【０００８】
［２］前記第１金属は、アルミニウム、ベリリウム、マンガン、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウムよりなる群から選択される少なくとも１種を含む、上記［１］に記載の金属カーバイドの製造方法。
【０００９】
［３］前記溶融塩は、金属イオンとして、ナトリウムイオン、リチウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムおよびセシウムよりなる群から選択される少なくとも１種を含む、上記［１］または［２］に記載の金属カーバイドの製造方法。
【００１０】
［４］前記溶融塩は、金属イオンとして、ナトリウムイオン、リチウムイオンおよびカリウムイオンよりなる群から選択される少なくとも１種と、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオンよりなる群から選択される少なくとも１種とを含む、上記［１］～［３］のいずれか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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