使用了二氧化碳的氨化学种脱附方法、氨化学种供给剂以及氨化学种吸附/脱附装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种氨化学种脱附方法，其与使用盐或强酸的水溶液的情况相比能够以简便、廉价及温和的条件，并且与仅使用水的情况相比，能够有效地使吸附于普鲁士蓝衍生物的氨化学种脱附。该氨化学种脱附方法具有使二氧化碳和水与吸附有氨化学种的下述通式(1)所表示的普鲁士蓝衍生物接触而使氨化学种脱附的氨化学种脱附工序。A

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用了二氧化碳的氨化学种脱附方法、氨化学种供给剂以及氨化学种吸附/脱附装置


[0001]本专利技术涉及使用二氧化碳使氨化学种从吸附有氨化学种的普鲁士蓝衍生物脱附的氨脱附方法、氨化学种供给剂以及氨化学种吸附/脱附装置。

技术介绍

[0002]气体吸附剂在产业界被广泛使用。在工业、农业和环境领域中，氨的吸附是重要的技术。作为氨吸附剂，利用活性炭、分子筛、沸石或具有磺酸的高分子等材料(专利文献1、专利文献2、非专利文献1)。但是，这些吸附剂的氨吸附容量比较低。
[0003]另一方面，普鲁士蓝(以下有时记载为“PB”)衍生物的氨吸附容量非常大(非专利文献2)。然而，用于使氨从PB衍生物脱附的技术并没有太大进展。作为使氨从PB衍生物脱附的为数不多的事例，已知有使用盐或强酸的水溶液或超纯水的方法(专利文献3、非专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2016
‑
160170号公报
[0007]专利文献2：日本特开2000
‑
317246号公报
[0008]专利文献3：日本特表2015
‑
186819号公报
[0009]非专利文献
[0010]非专利文献1：J.Helminen等人，J.Chem.Eng.Data 2001，46(2)，391。
[0011]非专利文献2：A.Takahashi等人，J.Am.Chem.Soc，2016，138，6376。

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的课题
[0013]在工业规模中，为了使用盐或强酸的水溶液从PB衍生物中脱附氨，需要清洗这些水溶液的装置和清洗后的废液处理。另外，使用超纯水从PB衍生物中脱附氨的方法的氨的脱附效率低。本申请的课题在于，提供与将吸附有氨或铵离子等氨化学种的PB衍生物浸渍于盐或强酸的水溶液中而使氨化学种脱附的方法相比，能够在简便、廉价、温和的条件下使氨化学种脱附的氨化学种脱附方法、能够用于该氨化学种脱附方法的氨化学种吸附剂、氨化学种供给剂以及氨化学种吸附/脱附装置和使用该氨化学种供给剂的氨化学种回收方法。
[0014]另外，本申请的课题在于，提供一种与将吸附有氨化学种的PB衍生物仅浸渍于水而使氨化学种脱附的方法相比，能够更有效地使氨化学种脱附的氨化学种脱附方法、能够用于该氨化学种脱附方法的氨化学种吸附剂、氨化学种供给剂以及氨化学种吸附/脱附装置和使用该氨化学种供给剂的氨化学种回收方法。
[0015]用于解决课题的方法
[0016]本申请专利技术人等为了解决上述课题，进行了深入研究，结果发现，通过使吸附有氨化学种的PB衍生物与二氧化碳和水接触，能够使氨化学种有效地脱附。另外，本申请专利技术人等发现，通过使吸附有氨化学种的PB衍生物预先与二氧化碳接触，能够使氨化学种在水中有效地脱附。
[0017]本申请的氨化学种脱附方法具有使二氧化碳和水与吸附有氨化学种的下述通式(1)所表示的普鲁士蓝衍生物接触而使氨化学种脱附的氨化学种脱附工序。
[0018]A
x
M[M
′
(CN)6]y
·
zH2O
…
(1)
[0019]其中，x为0～3，y为0.1～1.5，z为0～6。A为氢、铵、碱金属和碱土金属中的一种以上的阳离子。M和M
′
各自独立为除了铵、碱金属和碱土金属以外的原子序数3～83的原子中的一种以上的阳离子。
[0020]本申请的氨化学种吸附剂具有上述通式(1)所表示的普鲁士蓝衍生物以及吸附于普鲁士蓝衍生物的二氧化碳和水。需要说明的是，通式(1)的x、y、z、A、M和M
′
与本申请的氨化学种脱附方法时相同。本申请的氨化学种吸附剂能够吸附氨化学种。并且，通过使吸附有氨化学种的氨化学种吸附剂与水接触和/或加热，能够高效地脱附氨化学种。
[0021]本申请的氨化学种供给剂具有上述通式(1)所表示的普鲁士蓝衍生物以及吸附于普鲁士蓝衍生物的二氧化碳、水和氨化学种。需要说明的是，通式(1)的x、y、z、A、M和M
′
与本申请的氨化学种脱附方法时相同。
[0022]本申请的氨回收方法是使本申请的氨化学种供给剂与水接触和/或加热，将碳酸氢铵、碳酸铵和碳酸根离子铵中的一种以上以溶液或固体的形式回收。在此，碳酸根离子铵中的离子是碱金属和碱土金属中的一种以上的阳离子。
[0023]本申请的氨化学种吸附/脱附装置具有设置上述通式(1)所表示的普鲁士蓝衍生物的普鲁士蓝衍生物设置部、向普鲁士蓝衍生物设置部导入氨化学种的氨化学种导入部、向普鲁士蓝衍生物设置部导入二氧化碳的二氧化碳导入部、向普鲁士蓝衍生物设置部导入水的水导入部以及从普鲁士蓝衍生物设置部回收氨化学种的氨化学种回收部。需要说明的是，通式(1)的x、y、z、A、M和M
′
与本申请的氨化学种脱附方法时相同。
[0024]专利技术效果
[0025]根据本申请，与将吸附有氨化学种的PB衍生物浸渍于盐或强酸的水溶液或超纯水中而使氨化学种脱附的方法相比，能够廉价且高效地使氨化学种脱附。
附图说明
[0026]图1是实施方式的氨化学种吸附/脱附装置的示意图。
具体实施方式
[0027]以下，基于实施方式对本申请进行说明。适当省略重复说明。需要说明的是，表示数值范围的“～”包含其前后记载的数值作为下限值和上限值。本申请的实施方式的氨化学种脱附方法具备氨化学种脱附工序。氨化学种脱附工序中，使吸附有氨化学种的普鲁士蓝衍生物与二氧化碳及水接触，从而使氨化学种脱附。
[0028]PB衍生物是一种多孔性配位高分子，具备金属离子(具有正电荷的阳离子)和作为交联该金属离子的配位体中的一种的氰基(具有负电荷的阴离子的CN
‑
)。PB衍生物是结构
上具有六氰基金属离子的被称为金属氰基络合物的一系列化合物。PB衍生物具备能够在内部容纳对象气体的纳米空隙结构。该纳米空隙结构即空孔尺寸的大小为0.3～0.6nm。PB衍生物通过规则地重复该纳米空隙结构组装而成。因此，PB衍生物具有大的表面积，能够以高选择率高效地吸附和脱附氨化学种。
[0029]实施方式的PB衍生物由下述通式(1)表示。
[0030]A
x
M[M
′
(CN)6]y
·
zH2O
…
(1)
[0031]其中，x为0～3，y为0.1～1.5，z为0～6。A为氢、铵、碱金属和碱土金属中的一种以上的阳离子。M和M
′
各自独立地为原子序数3～83的原子中的一种以上的阳离子。其中，M和M
′
不是作为A的氢、铵、锂、钠、钾、铷、铯和钫的碱金属以及镁、钙、锶、钡和镭的碱土金属的阳离子。
[0032]A为氢、铵、锂、钠、钾、铷、铯和钫的碱金属以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氨化学种脱附方法，其具有氨化学种脱附工序，在该氨化学种脱附工序中，使吸附有氨化学种的下述通式(1)所表示的普鲁士蓝衍生物与二氧化碳及水接触，使氨化学种脱附，A
x
M[M
′
(CN)6]
y
·
zH2O
…
(1)其中，x为0～3，y为0.1～1.5，z为0～6，A为氢、铵、碱金属和碱土金属中的一种以上的阳离子，M和M
′
各自独立为除了铵、碱金属和碱土金属以外的原子序数3～83的原子中的一种以上的阳离子。2.根据权利要求1所述的氨化学种脱附方法，其中，M和M
′
为元素周期表第3～13族中的一种以上的阳离子。3.根据权利要求1或2所述的氨化学种脱附方法，其中，M为铜、锌或钴的阳离子，M
′
为铁或钴的阳离子。4.根据权利要求1至3中任一项所述的氨化学种脱附方法，其中，与所述普鲁士蓝衍生物接触的二氧化碳的浓度在气体状时超过400ppm即0.04％，在溶液状时超过1200ppm即0.12％。5.根据权利要求1至3中任一项所述的氨化学种脱附方法，其中，所述氨化学种脱附工序具备使气体状的二氧化碳与所述普鲁士蓝衍生物接触后，使水与所述普鲁士蓝衍生物接触的过程。6.根据权利要求1至3中任一项所述的氨化学种脱附方法，其中，所述氨化学种脱附工序具备使气体状的二氧化碳和水蒸气与所述普鲁士蓝衍生物接触的过程。7.一种氨化学种吸附剂，其具有下述通式(1)所表示的普鲁士蓝衍生物、吸附于所述普鲁士蓝衍生物的二氧化碳以及水，A
x
M[M
′
(CN)6]
y
·
zH2O
…
(1)其中，x为0～3，y为0.1～1.5，z为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥显，中村彻，川本彻，南公隆，
申请(专利权)人：国立研究开发法人产业技术综合研究所，
类型：发明
国别省市：