[发明专利]金属间化合物、吸放氢材料、催化剂和氨的制造方法

说明书

本发明提供稳定性和活性高的金属间化合物和使用该金属间化合物的催化剂。一种吸放氢材料，包含通式(1)表示的金属间化合物。RTX……(1)(式中，R表示镧系元素，T表示属于元素周期表第4周期或第5周期的过渡金属，X表示Si、Al或Ge)。

技术领域

本发明涉及金属间化合物、过渡金属担载金属间化合物、吸放氢材料、催化剂和使用该催化剂的氨的制造方法。

背景技术

作为代表性的氨合成法的Harbor-Bosch法是将Fe₃O₄中包含几质量％的Al₂O₃和K₂O的双促进铁(doubly promoted iron)作为催化剂，使氮和氢的混合气体在高温高压条件下与该催化剂接触来制造氨的方法。

另一方面，对以低于Harbor-Bosch法的反应温度的温度来合成氨的方法进行了研究，提出了使钌(Ru)担载于各种载体作为催化活性成分而作为氨合成的催化剂使用的方法(例如专利文献1)。已知由于使用该Ru等过渡金属的催化剂的活性非常高，因此能够以比Harbor-Bosch法中使用的反应条件更温和的条件来合成氨。例如，已知Harbor-Bosch法中需要400℃以上的反应温度和10MPa以上的反应压力，与此相对，使用Ru的催化剂时，反应即便在约200℃的反应温度且1.1MPa以下以及大气压左右的反应压力下也进行。

另外，作为其它的氨合成催化剂，还研究了金属间化合物。如果得到具有高催化活性的Ru等过渡金属与其它金属元素的金属间化合物，则能够期待制成便宜的催化剂。

作为在氨合成中表现出活性的金属间化合物，可举出CaNi₅、Mg₂Ni、Mg₂Cu等碱金属或碱土金属与过渡金属的金属间化合物(专利文献2)、CeFe₂、CeCo₂、CeRu₂等作为氢吸留合金已知的金属间化合物(非专利文献1、2)。具体而言，非专利文献1中报告了使用通过熔融法制作的CeFe₂、CeRu₂、CeCo₂等金属间化合物的粉末来代替金属单质作为催化剂来进行氨合成的调查结果。

另外，还提出了使用将表示为AB₅型金属间化合物的金属间化合物还原而得的氢化物AB₅H_～6作为催化剂的方法。具体而言，报告了通过作为上述AB₅型金属间化合物，使用将A为以La为主成分的混合稀土金属(mischmetal)、B为Ni的金属间化合物、BET比表面积为0.02m²/g的金属间化合物还原而得的氢化物作为催化剂，能够在室温下进行氨合成(非专利文献3)。

另外，已知金属间化合物通过吸留氢而脆化，被粉碎，氢逸出，从而得到微细的金属间化合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－231229号公报

专利文献2：美国专利第4325931号说明书

非专利文献

非专利文献1：Takeshita，T.，Wallace，W.E.，Craig，R.S.，“Journal ofCatalysis”44，236－243(1976)

非专利文献2：Wallace，W.E.，“Proceedings of an International SymposiumHeld in Gelio”，Norway，14－19August 1977pages 501－514

非专利文献3：Hai－Yan Zhu，“Journal of Alloys and Compounds”240(1996)L1－L3