金属碳化物和烃的制造方法以及金属碳化物组合物与流程

本发明涉及金属碳化物和烃的制造方法以及金属碳化物组合物。

背景技术：

1、乙炔作为各种有机化合物的原料，是工业上非常重要的物质。乙炔通常通过金属碳化物(主要是碳化钙)与水的反应获得。

2、碳化钙通常通过将生石灰(氧化钙)与焦炭的混合物在电炉内加热至高温来获得(例如专利文献1)。专利文献2中提出了将焦炭预先制成煤砖后再与生石灰混合的方案。根据专利文献2，由此能够更有效地得到碳化钙。专利文献3中提出了通过将氯化锂熔融电解得到的金属锂与炭黑等碳粉末反应，制造碳化锂的方法。非专利文献1中提出了通过将氢氧化锂熔融盐电解得到的金属锂与二氧化碳等碳源进行反应，制造碳化锂，将副产的氢氧化锂再利用于熔融盐电解的方法。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开昭61－178412号公报

6、专利文献2：日本特开2018－35328号公报

7、专利文献3：日本特开平2－256626号公报

8、非专利文献

9、非专利文献1：mcenaney jm,rohr ba,nielander ac,singh ar,king la,norskovjk,jaramillo tf“a cyclic electrochemical strategy to produce acetylene fromco2,ch4,or alternative carbon sources.”sustain energy fuels 4:2752－2759(2020)

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、在制造金属碳化物时，通常需要将原料加热至2000℃以上。因此，存在不仅能效低，还产生大量二氧化碳的问题。另外，从近年来的全球变暖对策的观点出发，强烈需要作为碳源使用二氧化碳，但在专利文献1～3中，作为金属碳化物的碳源，仅是使用碳本身。在非专利文献1中，虽然作为碳源之一列举了二氧化碳，但还记载了在使用二氧化碳作为碳源的情况下，会产生大量的副产物，因此从法拉第效率的观点出发，优选使用石墨碳作为碳源。

3、本发明的目的在于提供一种金属碳化物的制造方法，其中，作为碳源使用二氧化碳且作为金属源使用金属氧化物。本发明还提供一种制造烃的方法，其中，从作为碳源使用二氧化碳且作为金属源使用金属氧化物得到的金属碳化物制造烃。本发明还提供一种金属碳化物组合物。

4、用于解决技术问题的技术方案

5、本发明包括以下的方式。

6、[1]一种金属碳化物的制造方法，其中，包括：制备含有第一金属的氧化物的熔融盐的步骤；向上述熔融盐中添加二氧化碳的步骤；和对含有上述二氧化碳的熔融盐施加电压，得到含有上述第一金属的碳化物的析出物的步骤。

7、[2]如上述[1]所述的金属碳化物的制造方法，其中，上述熔融盐中还含有第二金属的卤化物。

8、[3]如上述[2]所述的金属碳化物的制造方法，其中，上述第一金属与上述第二金属相同。

9、[4]如上述[2]或[3]所述的金属碳化物的制造方法，其中，上述卤化物中的卤素包含氯。

10、[5]如上述[2]或[3]所述的金属碳化物的制造方法，其中，上述卤化物中的卤素包含氟。

11、[6]如上述[1]～[5]中任一项所述的金属碳化物的制造方法，其中，上述析出物中还含有选自碳、上述第一金属的单质、卤化物、碳酸盐、氧化物、氢化物和过氧化物、以及上述熔融盐所含的第一金属以外的金属的单质、卤化物、碳酸盐、氧化物和碳化物中的至少一种。

12、[7]如上述[1]～[6]中任一项所述的金属碳化物的制造方法，其中，上述第一金属含有选自碱金属和碱土金属中的至少一种。

13、[8]如上述[1]～[7]中任一项所述的金属碳化物的制造方法，其中，上述第一金属含有选自锂、钠、钾和钙中的至少一种。

14、[9]一种烃的制造方法，其中，包括：制备含有第一金属的氧化物的熔融盐的步骤；向上述熔融盐中添加二氧化碳的步骤；对含有上述二氧化碳的熔融盐施加电压，得到含有上述第一金属的碳化物的析出物的步骤；和将上述第一金属的碳化物水解，得到含有烃的气体和上述第一金属的氢氧化物的步骤。

15、[10]如上述[9]所述的烃的制造方法，其中，还包括：将上述氢氧化物脱水，得到上述第一金属的氧化物的步骤；和将所得到的上述氧化物再利用于上述熔融盐的制备的步骤。

16、[11]如上述[9]或[10]所述的烃的制造方法，其中，上述烃为乙炔。

17、[12]如上述[9]～[11]中任一项所述的烃的制造方法，其中，上述气体含有乙炔、以及选自乙烯、乙烷、甲烷和氢中的至少一种。

18、[13]一种金属碳化物组合物，其中，含有作为主成分的第一金属的碳化物，还含有选自碳、上述第一金属的单质、卤化物、碳酸盐、氧化物、氢化物和过氧化物、以及上述第一金属以外的金属的单质、卤化物、碳酸盐、氧化物和碳化物中的至少一种。

19、发明效果

20、根据本发明，能够提供作为碳源使用二氧化碳且作为金属源使用金属氧化物的金属碳化物的制造方法、和从作为碳源使用二氧化碳且作为金属源使用金属氧化物得到的金属碳化物制造烃的方法、以及金属碳化物组合物。

技术特征：

1.一种金属碳化物的制造方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的金属碳化物的制造方法，其特征在于：

3.如权利要求2所述的金属碳化物的制造方法，其特征在于：

4.如权利要求2或3所述的金属碳化物的制造方法，其特征在于：

5.如权利要求2或3所述的金属碳化物的制造方法，其特征在于：

6.如权利要求1～3中任一项所述的金属碳化物的制造方法，其特征在于：

7.如权利要求1～3中任一项所述的金属碳化物的制造方法，其特征在于：

8.如权利要求1～3中任一项所述的金属碳化物的制造方法，其特征在于：

9.一种烃的制造方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的烃的制造方法，其特征在于，还包括：

11.如权利要求9或10所述的烃的制造方法，其特征在于：

12.如权利要求9或10所述的烃的制造方法，其特征在于：

13.一种金属碳化物组合物，其特征在于：

技术总结本发明提供一种作为碳源使用二氧化碳且作为金属源使用金属氧化物的金属碳化物的制造方法、和从作为碳源使用二氧化碳且作为金属源使用金属氧化物得到的金属碳化物制造烃的方法、以及金属碳化物组合物。金属碳化物的制造方法包括：制备含有第一金属的氧化物的熔融盐的步骤；向上述熔融盐中添加二氧化碳的步骤；和对含有上述二氧化碳的熔融盐施加电压，得到含有上述第一金属的碳化物的析出物的步骤。烃的制造方法还包括将上述第一金属的碳化物水解，得到含有烃的气体和上述第一金属的氢氧化物的步骤。技术研发人员：后藤琢也,渡边崇,铃木祐太,福田晴香,山田敦也,矶贝智弘,岸川洋介,山内昭佳受保护的技术使用者：学校法人同志社技术研发日：技术公布日：2024/5/19