金属氢化物的制造方法技术

本发明专利技术提供一种迅速使反应开始且有效率地制造不混入其它金属的高纯度的金属氢化物的方法。上述金属氢化物的制造方法的特征在于：其是由选自第2族及第3族中的金属制造该金属氢化物的方法，进行如下工序：(A)在耐压容器中添加上述金属并在容器内导入氢，进行加热而使反应开始，其中，将表压力(a)设为0.1～1.5MPa，将加热温度(b)设为50～250℃，且将表压力与加热温度的乘积(a×b)设为20～100的范围；(B)在反应容器内的温度比该加热温度上升10～100℃的时刻停止氢的导入而使反应进行；(C)在反应容器内的温度下降至停止该氢的导入的温度的时刻导入0.1～1.5MPa的氢而使反应进行；(D)重复进行上述工序(B)及(C)，直至在氢的导入后反应容器内的温度不上升。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种高纯度的金属氢化物的稳定的制造方法。
技术介绍
镁氢化物等碱土金属氢化物作为该金属氢化物与金属间的可逆储氢体系而受到期待，因此报告有各种制造方法。例如，报告有如下方法：以具有高反应性的微粒状镁作为催化剂而对镁微粒子进行氢化的方法(专利文献1)；在将镁氢化时维持为特定的温度，去除原料粉体表面的被膜而进行制造的方法(专利文献2)；经由将多片镁薄片堆积并进行压缩而成的压缩物的方法(专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平7-330305号公报专利文献2：日本第4083786号公报专利文献3：日本第4425990号公报
技术实现思路
然而，在这些以往的制法中，有如下问题：难以制造用作催化剂的微粒状镁，或氢化反应为产生极大反应热的反应，因此反应失控，在产物中混入来自反应容器的铁。在使用金属氢化物作为储氢材料的情况下，微量的金属的混入并无问题。然而，最近有金属氮化物可用作荧光原料的报告，并已知可由金属氢化物制造该金属氮化物。作为此种荧光原料的制造中间物的金属氢化物必须为高纯度，而必须避免微量的其它金属的混入。因此，本专利技术的课题在于提供一种迅速使反应开始并有效率地制造不混入其它金属的高纯度的金属氢化物的方法。因此，本专利技术者为了迅速使反应开始且防止因金属氢化反应的进行所产生的反应热的失控，进行了各种研究，结果发现，若同时进行反应温度的控制与氢导入量的控制，并逐步进行反应，则可防止反应热的失控，高效率地获得高纯度的金属氢化物，从而完成本专利技术。即，本专利技术提供如下的[1]至[4]。[1]一种金属氢化物的制造方法，其特征在于：是由选自第2族及第3族中的金属制造该金属氢化物的方法，进行如下工序：(A)在耐压容器中添加上述金属并在容器内导入氢，进行加热而使反应开始，其中，将表压力(a)设为0.1～1.5MPa，将加热温度(b)设为50～250℃，且将表压力与加热温度的乘积(a×b)设为20～100的范围；(B)在反应容器内的温度比该加热温度上升10～100℃的时刻停止氢的导入而使反应进行；(C)在反应容器内的温度下降至停止该氢的导入的温度的时刻导入0.1～1.5MPa的氢而使反应进行；及(D)重复进行上述工序(B)及(C)，直至在氢的导入后反应容器内的温度不上升。[2]如[1]所述的制造方法，其中，工序(A)及(C)的氢的导入量为理论需要量的0.002～0.2。[3]如[1]或[2]的制造方法，其中，各工序中的反应容器内的最高温度为800℃以下。[4]如[1]至[3]中任一项的制造方法，其中，原料金属的平均粒径为0.1mm～300mm。根据本专利技术方法，可防止氢化反应时的反应热的急剧上升，而在低温条件下稳定地获得高纯度的金属氢化物。附图说明图1为表示实施例2中的运转状况的图。图2为表示实施例2中获得的LaH2的XRD图案的图。具体实施方式本专利技术的由选自第2族及第3族中的金属制造该金属氢化物的方法的特征在于进行以下的工序(A)～(D)。(A)在耐压容器中添加上述金属并在容器内导入氢，进行加热而使反应开始，其中，将表压力(a)设为0.1～1.5MPa，将加热温度(b)设为50～250℃，且将表压力与加热温度的乘积(a×b)设为20～100的范围；(B)在反应容器内的温度比该加热温度上升10～100℃的时刻停止氢的导入而使反应进行；(C)在反应容器内的温度下降至停止该氢的导入的温度的时刻导入0.1～1.5MPa的氢而使反应进行；及(D)重复进行上述工序(B)及(C)，直至在氢的导入后反应容器内的温度不上升。本专利技术方法的原料为选自第2族及第3族中的金属，其中，优选镧、钙、锶、铈、钆及钇，特别优选镧、钙及锶。所使用的上述金属的粒径不仅无需为如专利文献1中所使用的微粒子，而且从防止急剧的反应的方面来看，优选为并非特别的微粒子。具体而言，关于上述金属的粒径，为了使金属不残留在所生成的金属氢化物中而收容在反应容器内，优选最大粒径为300mm以下的金属，更优选平均粒径为200mm以下的金属，进而优选150mm以下的金属。另外，从避免因反应所引起的急剧的放热而确保安全性的方面来看，优选为平均粒径为0.1mm以上的金属，更优选为使用平均粒径为0.5mm以上的金属，进而优选为平均粒径1mm以上的金属。作为更具体的平均粒径，优选0.1mm～300mm，更优选0.5mm～200mm，进而优选1mm～150mm。本专利技术方法在产生因急剧的反应所引起的大量热的情况下有用，因此一次进行反应的上述金属的量越多越好。具体而言，一次进行反应的金属的量优选为0.3mol以上，更优选为0.5mol以上，进而优选为1mol以上。作为反应中所使用的耐压容器，优选为SUS制造，更优选为镍合金制造(具体而言，Inconel(注册商标)、Hastelloy(注册商标))。关于工序(A)中的向耐压容器中添加的上述金属的添加体积，为了不使进行反应的氢量增多而产生急剧的放热，相对于耐压容器的内容积，优选为10Vol％以上，更优选为25Vol％以上，进而优选为40Vol％以上。上述金属的添加体积的上限优选为50Vol％。在工序(A)中，在耐压容器中添加上述金属并在容器内导入氢，进行加热而使反应开始，此时，将表压力(a)设为0.1～1.5MPa，将加热温度(b)设为50～250℃，且将表压力与加热温度的乘积(a×b)设为20～100的范围。在氢的表压力低于0.1MPa的情况下，存在未发生反应的情况，或至发生反应为止需要较多时间，另一方面，在高于1.5MPa的情况下，在发生反应时产生急剧的放热。在开始反应的方面上必须设为加热温度50℃以上，在抑制急剧的反应的方面上重要的是不超过250℃。关于温度，可利用热电偶等直接测定容器内的物质，或也可利用放射温度计等在不接触的情况下进行测定。另外，从使反应开始且抑制急剧的反应的方面来看，必须以使表压力与加热温度的乘积(a×b)成为20～100的范围的方式进行调整。若a×b未达20，则反应未开始，另一方面，若a×b超过100，则在发生反应时产生急剧的放热。优选的表压力(a)为0.1～1.3MPa，更优选为0.2～1.3MPa，进而优选为0.25～1.3MPa，进而优选为0.3～1.0MPa。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属氢化物的制造方法，其特征在于，是由选自第2族及第3族中的金属制造该金属氢化物的方法，进行如下工序：(A)在耐压容器中添加上述金属并在容器内导入氢，进行加热而使反应开始，其中，将表压力(a)设为0.1～1.5MPa，将加热温度(b)设为50～250℃，且将表压力与加热温度的乘积(a×b)设为20～100的范围；(B)在反应容器内的温度比该加热温度上升10～100℃的时刻停止氢的导入而使反应进行；(C)在反应容器内的温度下降至停止该氢的导入的温度的时刻导入0.1～1.5MPa的氢而使反应进行；及(D)重复进行所述工序(B)及(C)，直至在氢的导入后反应容器内的温度不上升。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.25 JP 2013-1981851.一种金属氢化物的制造方法，其特征在于，是由选自第2族及第3
族中的金属制造该金属氢化物的方法，进行如下工序：
(A)在耐压容器中添加上述金属并在容器内导入氢，进行加热而使
反应开始，其中，将表压力(a)设为0.1～1.5MPa，将加热温度(b)设
为50～250℃，且将表压力与加热温度的乘积(a×b)设为20～100的范围；
(B)在反应容器内的温度比该加热温度上升10～100℃的时刻停止氢
的导入而使反应进...

【专利技术属性】
技术研发人员：石本哲也，铃木将治，松井克己，初森智纪，常世田和彦，
申请(专利权)人：太平洋水泥株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP