担持ナノクラスターに窒素分子活性能を付与する方法、およびそれを利用した窒素分子からの含窒素化合物合成法

開放特許情報番号
L2010004074
開放特許情報登録日
2010/7/16
最新更新日
2015/9/30

基本情報

出願番号 特願2010-060508
出願日 2010/3/17
出願人 独立行政法人産業技術総合研究所
公開番号 特開2011-194274
公開日 2011/10/6
登録番号 特許第5522382号
特許権者 国立研究開発法人産業技術総合研究所
発明の名称 担持ナノクラスターに窒素分子活性能を付与する方法、およびそれを利用した窒素分子からの含窒素化合物合成法
技術分野 無機材料
機能 材料・素材の製造、環境・リサイクル対策
適用製品 担持ナノクラスターに窒素分子活性能を付与する方法、ナノクラスター担持触媒を利用する窒素分子からの含窒素化合物合成法、ナノクラスター担持触媒を用いたアンモニアの合成方法
目的 窒素分子はきわめて不活性な分子であり、そのままでは生体が利用することは不可能である。例えば、ハーバーボッシュ法でアンモニアを合成するのに、数百℃、数百気圧という厳しい条件が必要であり、きわめてエネルギー消費が大きい。そこで、室温などのマイルドな条件下において窒素分子からアンモニア等の含窒素化合物を合成することを可能とする技術を提供する。
効果 アンモニアは現在、工業的に500℃、300気圧程度の高温・高圧を必要とする方法で、空気中の窒素分子から製造されている。この技術で活性化された窒素分子を用いると、窒素分子から、マイルドな、省エネルギー条件下でアンモニア分子を合成できる。このように、環境に対する負荷を軽減するとともに、アンモニアに代表される含窒素化合物を安価に提供できる。
技術概要
予め水を吸着させた担持ナノクラスターに窒素分子を吸着させることによって、窒素分子を活性化することができ、この活性化された窒素分子を用いて、アンモニアなどの含窒素化合物を、室温などのマイルドな条件下で作製する方法が提供される。基板上に担持された遷移金属ナノクラスターに予め水分子を吸着させることにより、窒素分子を活性化された状態でそのナノクラスターに安定に吸着させる、この方法により窒素分子を遷移金属ナノクラスターに効率的に吸着させて活性化し、その活性化された窒素分子を原料として用いることにより、アンモニアなど窒素水素化物のような含窒素化合物が合成される。基板上に担持された遷移金属ナノクラスターに予め水分子を吸着させ、これを窒素ガスと水蒸気に接触させることにより、アンモニア等の窒素水素化物を合成することからなる含窒素化合物の合成方法が提供される。図は、第一原理計算による、裸のタングステンナノクラスター(W↓2, W↓3, W↓4)とそれに水を吸着させたクラスターに対する窒素の吸着形態(a窒素、g窒素)と吸着エネルギーの比較を示す。
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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