二氧化碳的固定方法、固定化二氧化碳的制造方法以及固定化二氧化碳的制造装置与流程

文档序号:26001009发布日期:2021-07-23 21:17阅读:421来源:国知局
二氧化碳的固定方法、固定化二氧化碳的制造方法以及固定化二氧化碳的制造装置与流程

本发明涉及二氧化碳的固定方法、固定化二氧化碳的制造方法以及固定化二氧化碳的制造装置。



背景技术:

作为二氧化碳的固定方法,例如,专利文献1记载了通过使含有二氧化碳的燃烧废气在氢氧化钠水溶液中反应来生成碳酸钠的方法。但是,需要新的二氧化碳的固定方法。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】特开平6-263433号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

因此,本发明的目的在于提供一种新的二氧化碳的固定方法、固定化二氧化碳的制造方法以及固定化二氧化碳的制造装置。

解决课题的方法

为了实现上述目的,本发明的二氧化碳的固定方法包括:

使含有氢氧化钠且还含有第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物中的至少一种的混合液与含有二氧化碳的气体接触的接触步骤,

在所述接触步骤中,通过将所述气体送入所述混合液中使所述混合液与所述气体接触。

本发明的固定化二氧化碳的制造方法包括固定化二氧化碳的固定化步骤,

所述固定化步骤通过本发明的二氧化碳的固定方法实施。

本发明的固定化二氧化碳的制造装置包括:

用于使含有氢氧化钠且还含有第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物中的至少一种的混合液与含有二氧化碳的气体接触的接触器件,

所述接触器件包括容器和气体送入器件,

所述容器能够容纳所述混合液体,

所述气体送入器件能够将所述气体送入所述混合液中。

发明效果

根据本发明,可以提供一种新的二氧化碳的固定方法。

附图说明

图1是在实施例1中的与二氧化碳接触前和接触后的含有氢氧化钠和氯化钙的混合液的照片。

图2是示出在实施例1中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图3是示出在实施例1中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图4是示出在参考例1中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图5是示出在参考例1中的八角柱塑料瓶的形状的图。

图6是示出在参考例1中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图7是示出在参考例1中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图8是示出在参考例2中的进行通过喷雾的接触的状态的示意图。

图9是示出在参考例2中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图10是示出在参考例2中的接触器件的图。

图11是示出在参考例2中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图12是示出接触器件的一例的示意图。

图13是示出容器的一例的图。

图14是示出气体送入器件的一例的示意图。

图15是示出在实施例2中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图16是示出在实施例2中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图17是示出在实施例3中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图18是示出在实施例4中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图19是示出在参考例1中的进行通过振荡的接触的状态的图。

图20是示出在参考例1中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图21是示出在实施例5中的进行通过鼓泡的接触的状态的图。

图22是示出在实施例5中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图23是说明在实施例5中的导管的形状的示意图。

图24是示出在实施例5中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图25是示出在实施例5中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图26是示出在实施例5中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图27是示出在实施例5中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图28是示出在参考例3中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图29是示出在参考例3中的进行通过鼓泡的接触的状态的图。

图30是示出在参考例3中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图31是示出在参考例3中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图32是示出在实施例6中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图33是示出在实施例6中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图34是示出在实施例7中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图35是示出接触器件的一例的示意图。

具体实施方式

在本发明的二氧化碳的固定方法中,例如,所述第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物中的至少一种是氯化钙。

在本发明的二氧化碳的固定方法中,例如,在所述接触步骤中,将所述气体鼓泡并送入所述混合液中。

在本发明的二氧化碳的固定方法中,例如,所述混合液中所述氢氧化钠的浓度小于0.2n。

在本发明的二氧化碳的固定方法中,例如,所述混合液中所述氢氧化钠的浓度为0.05n以上。

在本发明的二氧化碳的固定方法中,例如,所述混合液中所述氯化钙的浓度为0.05mol/l以上。

在本发明的二氧化碳的固定方法中,例如,所述混合液的温度在70℃以上。

在本发明的二氧化碳的固定方法中,例如,还包括冷却步骤,所述冷却步骤在所述第二接触步骤之后冷却所述混合液。

在本发明的固定化二氧化碳的制造装置中,例如,所述第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物中的至少一种是氯化钙。

在本发明的固定化二氧化碳的制造装置中,例如,还包括冷却器件,所述冷却器件冷却与所述气体反应后的所述混合液。

除非另有说明,否则本说明书中使用的术语可以以本技术领域中常用的含义使用。

下面参考附图对本发明的实施方式进行说明。

(二氧化碳的固定方法)

本发明的固定方法包括使含有氢氧化钠(naoh)且还含有第2族元素(碱土金属)的氯化物和二价金属元素的氯化物中的至少一种的混合液与含有二氧化碳(co2)的气体接触,在所述接触步骤中,通过将所述气体送入所述混合液中使所述混合液与所述气体接触。在本发明的二氧化碳的固定方法中,其他的构成和条件没有特别的限制。

在本发明中,“二氧化碳的固定(也称为固定化)”是指,例如,通过从含有二氧化碳的气体中去除二氧化碳,降低所述气体中的二氧化碳浓度。

所述第2族元素可以列举的是铍、镁、钙、锶、钡、镭,其中进一步列举的是钙、镁、锶、钡。所述第2族元素的氯化物可以列举的是,氯化钙、氯化镁、氯化锶、氯化钡。

所述二价金属元素没有特别的限制,可以举例的是锌。所述二价金属元素的氯化物可以举例的是氯化锌。

在下面的说明中,在所述接触步骤中,以添加作为所述第2族元素(碱土金属)的氯化物的氯化钙的情况为例进行说明。但是,本发明不限于此。

如上所述,本发明的固定方法包括使含有氢氧化钠(naoh)且还含有氯化钙(cacl2)的混合液与含有二氧化碳(co2)的气体接触的接触步骤,在所述接触步骤中,通过将所述气体送入所述混合液中使所述混合液与所述气体接触。

根据本发明的二氧化碳的固定方法,通过使氢氧化钠和氯化钙与二氧化碳反应,产生碳酸钙(caco3),可以固定二氧化碳。根据本发明,例如,可以在固体的状态下固定二氧化碳。由此,例如可以在更高的稳定性的状态下固定二氧化碳。另外,例如便于操作。

所述含有二氧化碳的气体没有特别的限制,例如,可以列举燃烧废气、室内空气和大气等。

所述含有二氧化碳的气体中的二氧化碳浓度没有特别的限制,例如,为0-100%。另外,如后述,根据本发明,即使是低浓度的二氧化碳也可以固定。另外,通过100%的二氧化碳的鼓泡在所述混合液中形成了白色沉淀,因此本发明即使在高浓度的二氧化碳的固定中也可以获得效果。

所述含有二氧化碳的气体的温度没有特别的限制,例如,可以为0℃以下的低温、大气中的气温或室温的通常温度、小于100℃、和120-200℃的高温。另外,从防止水蒸发的观点来看,所述气体的温度也可以是低温。但是,例如,所述含有二氧化碳的气体即便在高温下,本发明也可以适用。

所述含有二氧化碳的气体,例如,也可以含有二氧化碳以外的物质。所述二氧化碳以外的物质没有特别的限制,例如,可以列举sox、nox、o2、尘埃等。另外,在本发明中,例如,由于所述混合液基本上是碱性的,因此认为在所述混合液与酸性的所述物质等之间发生中和反应。但是,本发明不限于此。

如上所述,所述混合液含有氢氧化钠和氯化钙。所述混合液的制作方法没有特别的限制,例如,可以列举低浓度混合。所述低浓度是,例如,作为所述混合前的氢氧化钠的浓度,可以列举小于5n。通过所述低浓度混合,例如,可以防止氢氧化钙沉淀物的形成。在所述混合液的制作方法中,具体地,例如,可以通过在将0.1n的氢氧化钠溶液和0.1mol/l的氯化钙溶液分别放入容器内以后混合制作。

在所述混合液中,所述氢氧化钠的浓度没有特别的限制,例如,0.01n以上和0.05n以上、以及0.2n以下、小于0.2n和0.1n以下。另外,所述浓度单位“n”表示规定浓度,在氢氧化钠的情况下,0.01n为0.01mol/l。通过使所述氢氧化钠浓度在0.01n以上和0.05n以上,例如,可以固定更多的二氧化碳。另外,通过使所述氢氧化钠浓度小于0.2n和在0.1n以下,例如,可以固定更多的二氧化碳。

另外,如后述的实施例中所示,可以认为,所述氢氧化钠浓度为0.2n以上时,在所述接触中,由于氯化钙与高浓度的氢氧化钠之间的反应产生氢氧化钙(ca(oh)2)沉淀物,因此通过所述接触的碳酸钙的合成量减少。

另一方面,换句话说,这意味着,根据本发明的二氧化碳的固定方法,即使在所述混合液中含有高浓度的氢氧化钠,由于氯化钙和所述高浓度的氢氧化钠之间的反应产生氢氧化钙沉淀物,因此可以降低所述混合液中的氢氧化钠的浓度。因此,根据本发明的二氧化碳的固定方法,例如,即使由于高温而产生高浓度(例如,0.2n以上)的氢氧化钠时,也可以降低其浓度,并可以抑制有害气体的发生。

在所述混合液中,所述氯化钙的浓度没有特别的限制,例如,0.005mol/l以上和0.05mol/l以上、以及0.5mol/l以下、小于0.5mol/l和0.1mol/l以下。通过使所述氯化钙的浓度在所述范围内,例如,可以固定更多的二氧化碳。

所述混合液的温度没有特别的限制,例如,为30℃-100℃、70℃以上、70℃-80℃、70℃。另外,根据本发明,如上所述,例如,即使由于高温而产生高浓度(例如,0.2n以上)的氢氧化钠时,也可以降低其浓度。因此,例如,所述混合液即便在高温下,本发明也可以适用。

所述混合液的ph没有特别的限制,例如,含有0.05n的氢氧化钠和0.05mol/l的氯化钙的所述混合液的ph约为12。

在所述接触步骤中,通过将所述气体送入到所述混合液中使所述混合液体与所述含有二氧化碳的气体接触。“送入”所述气体也可以是例如进行“鼓泡”。所述鼓泡的条件没有特别的限制,例如,可以在10ml的试管中加入3ml的0.1n的氢氧化钠溶液和3ml的0.1mol/l的所述氯化钙溶液进行混合,在所述混合液中使用二氧化碳(由小池工业公司制造)进行10秒钟(约20cm3)的鼓泡。另外,所述鼓泡可以从例如巴斯德吸管的前端喷出二氧化碳。此外,例如,可以使用用于水族生物的鼓泡装置(产品名:bukubuku,由寿工芸株式会社制造)。此外,可以使用例如鼓泡装置(产品名:microbubbler(f-1056-002),由front工业株式会社制造)。进行所述鼓泡的时间可以在例如形成的沉淀物不会因进一步的反应而消失的范围内适当设定,可以为,例如,5秒-60秒、5秒-40秒、5秒-30秒、和1-2分钟、以及1.5小时、9小时、和12小时等。

在所述接触步骤中,通过将所述气体送入到所述混合液中,可以将所述气体做成气泡并送入到所述混合液中。所述气泡的尺寸(直径)根据例如送入所述气体的送入口的大小来决定。例如,将所述气体从多孔结构送入时,所述气泡的尺寸根据所述多孔结构的细孔的大小来决定。

所述气泡(泡)的大小和数量浓度等可以适当设定,没有特别的限定。所述气泡的大小可以是例如厘米、毫米、微米、纳米的数量级。所述气泡包括例如细小气泡。所述细小气泡是球体等量直径为100μm以下的气泡。所述细小气泡,作为其分类,包括直径为1-100μm的气泡即微小气泡、和直径为1μm以下的气泡即超微小气泡(也称为纳米气泡)。通过将所述气泡设定为细小气泡等的小尺寸,例如,可以增加气泡的表面积,并可以促进所述接触步骤中的反应。通过将所述气泡设定为比细小气泡大的尺寸,例如,可以减小所述气体的送入所需的气压。

所述气泡的尺寸可以例如通过常规方法测量。具体地,例如,可以通过拍摄含有所述气泡和预定比例尺的照片并且将所述照片中的所述气泡的尺寸与所述比例尺进行比较来测量所述气泡的尺寸。另外,可以使用粒径分布测量方法,例如激光衍射/散射方法、动态光散射方法、粒子轨迹分析方法、共振质量测量方法、电检测区方法、动态图像分析方法和遮光方法等。

使所述混合液与所述含有二氧化碳的气体接触的方法,例如,进一步地,也可以包括在使所述混合液静置的状态或在所述混合液中产生流动的状态下使所述混合液与所述气体进行接触,在使所述混合液呈雾状的状态下使所述混合液与所述气体进行接触等。另外,也可以包括在使所述气体回流的状态下使所述混合液与所述气体进行接触等。

在所述接触步骤中,在所述混合液静置的状态下使所述混合液和所述气体接触时,对所述接触条件没有特别的限制,例如,可以在使具有2l容积的普通形状的pet瓶(市售)的内部与大气达到平衡之后,在所述pet瓶中放入10ml的所述混合液,并且将所述pet瓶的底面朝下直立静置。所述接触时间可以是,例如,所述接触后的15分钟、30分钟、和60分钟、和过夜接触。

在所述接触步骤中,“在所述混合液中产生流动的状态下,使所述混合液与所述气体接触”可以是,例如,在使所述混合液振荡的状态下使所述混合液与所述气体接触,也可以是在容器内通过使所述混合液流动来使所述混合液与所述气体接触,也可以是通过从所述容器的上部(顶部等)向容器内部的空间添加所述混合液(例如,以淋浴或雾状的形式添加)来使所述混合液与所述气体接触。

在所述接触步骤中,在使所述混合液振荡的状态下使所述混合液和所述气体接触时,对所述振荡的条件没有特别的限制,例如,可以使用振荡器(br-21um、taitek制造)在120rpm的条件下振荡装有10ml的所述混合液的八角柱塑料瓶(市售)。另外,所述振荡条件可以是,例如,用成年男性的手剧烈振荡容积为2l的装有50ml的所述混合液的容器1-4次,振荡30秒为一次。所述1-4次的振荡可以例如分别在所述接触后立即、30秒后、2分钟后、5分钟后、4小时后进行。

在所述接触步骤中,在使所述混合液呈雾状的状态下使所述混合液与所述气体进行接触时,所述接触的条件没有特别的限制,例如,可以使用喷雾器(市售)将约4ml的所述混合液以5秒的间隔喷雾10次到装有所述气体的容积为2l的容器中。所述雾状的所述混合液也可以例如从容器的上部以淋浴或雾状的形式添加到所述容器内的空间中。

在所述接触步骤中,对于用于使所述混合液与含有二氧化碳的气体进行接触的接触器件,没有特别的限制,可以引用后述的固定化二氧化碳的制造装置的记载。

在本发明的二氧化碳的固定方法,例如,还包括冷却步骤,所述冷却步骤可以在所述接触步骤之后冷却所述混合液。在所述冷却步骤中,例如,可以将70℃以上的所述混合液冷却。

(固定化二氧化碳的制造方法)

如上所述,本发明的固定化二氧化碳的制造方法包括固定化二氧化碳的固定化步骤,所述固定化步骤通过本发明的二氧化碳的固定方法实施。本发明的固定化二氧化碳的制造方法,其特征在于,包括所述固定化步骤,其他步骤及条件没有特别的限制。本发明的二氧化碳的固定方法如上所述。所述固定化步骤的条件等没有特别的限制,例如,与本发明的二氧化碳的固定方法中的记载一样。

(固定化二氧化碳的制造装置)

在本发明的固定化二氧化碳的制造装置中,如上所述,包括用于使含有氢氧化钠且还含有氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触的接触器件,所述接触器件包括容器和气体送入器件,所述容器能够容纳所述混合液,所述气体送入器件能够将所述气体送入所述混合液中。所述混合液和所述含有二氧化碳的气体,例如,与本发明的二氧化碳的固定方法中的记载一样。

所述接触器件只要能够使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触并包括所述容器和所述气体送入器件即可,没有特别的限制。

图12是示出所述接触器件的一例的示意图。如图12所示,固定化二氧化碳的制造装置1包括接触器件10。接触器件10通过将所述气体送入到所述混合液中使所述混合液与所述气体接触。接触器件10例如包括用于投入所述混合液的混合液投入器件11、用于送入所述含有二氧化碳的气体的气体送入器件12、以及用于进行所述混合液与含有二氧化碳的气体的接触的容器13。气体送入器件12能够将所述气体送入所述混合液中。容器13能够容纳所述混合液。

混合液投入器件11可以投入所述混合液,也可以是投入所述氢氧化钠溶液的溶液投入器件11。在后一种情况下,如图35所示,固定化二氧化碳的制造装置1还包括添加器件20,添加器件20例如还可以在所述氢氧化钠溶液中添加氯化钙。

接触器件10只要能够通过将所述气体送入到所述混合液中使所述混合液与所述气体接触即可,没有特别的限制。接触器件10例如也还可以包括在使所述混合液静置的状态或在所述混合液中产生流动的状态下使所述混合液与所述气体进行接触的器件、在使所述混合液呈雾状的状态下使所述混合液与所述气体进行接触的器件、以及使所述气体回流的状态下使所述混合液与所述气体进行接触的器件。

接触器件10例如可以是封闭系统,也可以是使所述气体等能够向外界移动的开放系统。

混合液投入器件11只要能够投入所述混合液即可,没有特别的限制。

气体送入器件12只要能够送入所述含有二氧化碳的气体即可,没有特别的限制,例如可以列举气石、软管(管)、以及巴斯德吸管等。所述气石例如具有多孔结构,能够从其细孔将所述气体送入。其大小、形状和材质等没有特别的限制,例如,所述气石的材质可以列举的是陶瓷等,所述软管(管)的材质可以列举的是硅酮等。所述气石的表面积例如在球状的情况下每一个为21cm2。气体送入器件12具体地可以列举上述的所述鼓泡装置等。

气体送入器件12例如可以列举由多个气石构成的结构。具体地,例如,如图14所示,也可以将插入所述气体的管和多个所述气石配置成葡萄串状。如图14所示,所述“葡萄串状”可以是一个所述管分支,在分支后的各个所述管的前端连接所述气石的结构,也可以是将多个所述管捆绑起来,在各自的所述管的前端连接所述气石的结构。另外,例如,可以在容器内填充多个所述气石(例如,球状和筒状等)。由此,例如,如上所述,通过将所述气体送入所述混合液中使所述混合液与所述气体接触时,接触所述混合液的所述气体的表面积变大,这是优选的。

所述容器13只要能够使所述混合液与含有二氧化碳的气体进行接触即可,没有特别的限制。容器13的大小,例如,可以根据所述含有二氧化碳的气体的量适当设定。容器13的材质,例如,可以列举塑料、玻璃、陶瓷等。

容器13的形状可以适当地设定,例如,可以列举的是圆柱形等柱形的形状。由此,例如,通过将容器13设置成所述柱型的长轴方向为重力方向,从容器13的下部送入所述气体,能够使所述气体向容器13的上部移动,因此所述接触步骤中的接触时间变长,这是优选的。容器13例如可以列举的是如图23所示的导管。

另外,例如,如上所述,进一步地,在使所述混合液振荡的状态下使所述混合液与所述气体接触时,容器13的形状优选底面的剖面是多边形。所述多边形例如是非正多边形。所述多边形例如是八边形。容器13的形状,具体地,例如可以列举多角柱的形状和如图5所示的八角柱的形状。通过容器13的底面的剖面是多边形,如后述,可以固定更多的二氧化碳。这被认为是由于例如所述振荡,使所述混合液的表面积增加,因此能够与更多所述含有二氧化碳的气体接触。但是,本发明不限于此。

另外,例如,如上所述,进一步地,在容器13内中,在使所述混合液静置的状态或在所述混合液中产生流动的状态下使所述混合液与所述气体进行接触时,容器13也可以包括多个二次容器。并且,例如,也可以通过所述混合液依次在所述多个二次容器内流动,能够使所述混合液与所述气体接触。例如,如图13(a)所示,所述二次容器可以是水深浅的水盘状结构。所述多个二次容器例如可以是在上下方向隔开间隔、彼此重叠的结构。由此,例如,所述混合液可以从上侧的所述二次容器依次流到下侧的所述二次容器。

另外,例如,如上所述,进一步地,在使所述混合液静置的状态或在所述混合液中产生流动的状态下使所述混合液与所述气体接触时,容器13也可以包括例如网状结构。并且,例如,可以通过使所述混合液流经所述网状结构,能够使所述混合液与所述气体接触。所述网状结构例如可以列举网格状结构以及如图13(b)所示的杉的叶状等分支结构等。所述网状结构的大小、粗细等可以适当设定。所述网状结构例如可以形成为多个板状、粒状或棒状结构的集合体。所述网状结构的形成材料没有特别的限制,例如,可以列举塑料。

在固定化二氧化碳的制造装置1中,例如,还包括冷却器件,所述冷却器件可以冷却与所述气体反应后的所述混合液。

实施例

下面对本发明的实施例和参考例进行说明。但是,本发明不限于下面的实施例和参考例。除非有特别的说明,市售的试剂都是基于其规定使用的。

【实施例1】

确认了通过在容器内使含有氢氧化钠(naoh)和氯化钙(cacl2)的混合液与含有二氧化碳(co2)的气体通过将所述气体在所述混合液中鼓泡接触,可以固定二氧化碳。

将1n的氢氧化钠溶液(由和光纯药工业公司制造)分别用蒸馏水稀释成0.01、0.02、0.1、0.2和0.4n,制备了所述各浓度的氢氧化钠溶液。另外,将1mol/l的氯化钙溶液(由和光纯药工业公司制造)分别用蒸馏水稀释为0.01、0.02、0.1、0.2和1(未稀释)mol/l,制备了所述各浓度的氯化钙溶液。

在10ml的试管中,加入3ml的所述各浓度的氢氧化钠溶液和3ml的0.1mol/l的所述氯化钙溶液进行混合,通过在所述混合液中鼓泡二氧化碳(co2100%,由小池工业公司制造)使其接触。所述鼓泡是从巴斯德吸管的前端喷出二氧化碳。所述鼓泡的条件是10秒钟(约20cm3)。所述接触后,以3000rpm、10分钟的条件离心所述混合液。通过将所述鼓泡的气泡的尺寸与比例尺进行比较,用目测测量的结果是毫米-厘米的数量级。然后,在所述接触前和接触后,测量所述试管的重量,计算所述接触前和接触后的所述重量之差作为沉淀量。另外,如后所述,在进行与所述二氧化碳的接触之前产生沉淀物的情况下,去除所述沉淀物后进行所述接触。

其结果示于图1和图2。图1是与所述二氧化碳接触前和接触后的含有0.05n的氢氧化钠和0.05mol/l的氯化钙的混合液的照片,图中左边表示所述接触前的试管的情况,右边表示所述接触后的试管的情况。如图1所示,通过接触二氧化碳,在所述混合液中产生了碳酸钙(caco3)白色沉淀物。另外,在所述混合液中,在结束10秒钟的所述鼓泡之前就产生了白浊。

图2是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图2中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示所述混合液中的氢氧化钠浓度(n)。另外,所述沉淀物的重量值是所述各混合液的样品中的合计5个样品的测量值的平均值。如图2所示,氢氧化钠浓度为0.01n以上时,接触二氧化碳的结果是产生了所述沉淀物。然后,在所述浓度为0.05n时,所述沉淀物的量大幅增加,在0.1n时,所述沉淀物的量最大。另一方面,在所述浓度为0.2n时,与所述0.1n时的值相比,所述沉淀物的量减少。确认了在所述浓度为0.05-0.2n和0.05-0.1n时,可以固定更多的二氧化碳。

另外,当氢氧化钠浓度为0.2n时,在与二氧化碳的所述接触之前,在所述混合液中观察到了白色沉淀物的形成。这种白色沉淀物被认为是由氯化钙和高浓度的氢氧化钠的反应产生的氢氧化钙(ca(oh)2)。因此,在所述浓度为0.2n时,所述沉淀物的量减少的理由被认为是,由于氯化钙和高浓度的氢氧化钠的反应而产生了氢氧化钙,因此通过所述接触的碳酸钙的合成量减少。

然后,加入3ml的0.1n的所述氢氧化钠溶液和3ml的所述各浓度的所述氯化钙溶液进行混合,除了制作所述混合液以外,以相同的方式进行了所述接触。

其结果示于图3。图3是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图3中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示所述混合液中的氯化钙浓度(mol/l)。另外,所述沉淀物的重量值是所述各混合液的样品中的合计5个样品的测量值的平均值。如图3所示,在所有的氯化钙浓度下,接触二氧化碳的结果是产生了所述沉淀物。然后,在所述浓度为0.05mol/l时,所述沉淀物的量大幅增加,在0.1mol/l时,所述沉淀物的量最大。确认了在所述氯化钙浓度为0.05-0.5mol/l时,可以固定更多的二氧化碳。

另外,当所述氯化钙浓度为0.2-0.5mol/l时,在与二氧化碳的所述接触之前,在所述混合液中观察到了白色沉淀物的形成。然后,该白色沉淀物在所述接触中通过添加二氧化碳而消失。另一方面,当所述氯化钙浓度为0.1mol/l和0.05mol/l时,在所述混合液中观察到了沉淀物的形成,并且即使进行所述接触,所述沉淀物也没有消失。

如上所述,确认了通过在容器内使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体通过将所述气体在所述混合液中鼓泡接触,可以固定二氧化碳。

【实施例2】

确认了通过使含有氢氧化钠(naoh)的溶液与含有二氧化碳(co2)的气体接触的第一接触步骤和在所述第一接触步骤之后在所述溶液中添加氯化钙(cacl2)的第二接触步骤,可以固定二氧化碳。

作为含有氢氧化钠的溶液,使用了1n的氢氧化钠溶液(由和光纯药工业公司制造)。另外,将1mol/l的氯化钙溶液(由和光纯药工业公司制造)用蒸馏水稀释,制成0.1mol/l的氯化钙溶液。

在10ml的试管中,加入5ml的1n的所述氢氧化钠溶液(由和光纯药工业公司制造),通过在所述溶液中鼓泡二氧化碳(co2100%,由小池工业公司制造)使其接触(第一接触步骤)。所述鼓泡是从巴斯德吸管的前端喷出二氧化碳。所述鼓泡的条件是2cm3/秒、40秒钟。

然后,用蒸馏水稀释所述第一接触后的所述溶液,使其达到预定的浓度(0.1n和0.05n)。在10ml的试管中加入3ml的所述稀释后的所述溶液,在所述溶液中添加3ml的0.1mol/l的所述氯化钙溶液(第二接触步骤)。所述接触后,以3000rpm、10分钟的条件离心所述混合液。然后,在所述接触前和接触后,测量所述试管的重量,计算所述接触前和接触后的所述重量之差作为沉淀量。

另外,为了观察对二氧化碳的吸收的氢氧化钠的浓度效果,进行了如下实验。用蒸馏水稀释1n的所述氢氧化钠溶液,使其达到所述预定的浓度(0.1n和0.05n)。在10ml的试管中,加入3ml的所述预定浓度的氢氧化钠溶液,通过在所述溶液中鼓泡二氧化碳使其接触(第一接触步骤)。所述鼓泡的条件是2cm3/秒、20秒钟。然后,在所述溶液中添加3ml的0.1mol/l的所述氯化钙溶液(第二接触步骤)。在所述添加后,以同样的方式计算沉淀量。

这些结果示于图15。图15是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图15中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示各实验条件,左边的图表示使用1n的所述氢氧化钠溶液进行所述第一步骤的结果(“高浓度”),右边的图表示使用所述稀释后的所述氢氧化钠溶液进行所述第一步骤的结果(“低浓度”)。另外,所述沉淀物的重量值是4个样品的测量值的平均值。如图15所示,进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤的结果是,不管以哪一个浓度进行所述第一接触步骤,都产生了所述沉淀物。另外,在以高浓度进行所述第一接触步骤时,所述沉淀物的量更多。

并且,确认了在所述第一步骤中生成的碳酸氢钠(nahco3)和碳酸钠(na2co3)在所述第二步骤中与氯化钙反应,产生沉淀物。

以与上述同样的方式,制备了0.5mol/l的氯化钙溶液。在10ml的试管中,加入1ml的1n的碳酸氢钠溶液(由和光纯药工业公司制造)、1ml的蒸馏水、2ml的0.5mol/l的所述氯化钙溶液,用涡流搅拌机混合。然后,对所生成的沉淀物以与上述同样的方式计算了沉淀物的量。

另外,以同样的方式,混合2ml的0.5mol/l的碳酸钠溶液(由和光纯药工业制造)、2ml的0.5mol/l的所述氯化钙溶液,对所生成的沉淀物计算了沉淀量。

其结果示于图16。图16是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图16中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示各实验条件。另外,所述沉淀物的重量值是所述各样品中的合计4个样品的测量值的平均值。如图16所示,所述碳酸氢钠溶液和所述碳酸钠溶液分别通过与所述氯化钙溶液的反应产生了沉淀物。

从以上确认了通过使含有氢氧化钠的溶液与含有二氧化碳的气体接触的第一接触步骤和在所述第一接触步骤之后在所述溶液中添加氯化钙且进一步使所述添加后的混合液与所述含有二氧化碳的气体接触的第二接触步骤,可以固定二氧化碳。并且,确认了在所述第一步骤中生成的碳酸氢钠和碳酸钠在所述第二步骤中与氯化钙反应,产生沉淀物。

【实施例3】

确认了即使改变所述氢氧化钠溶液和所述氯化钙溶液的浓度,也可以固定二氧化碳。

以与实施例2相同的方式使用了1n的氢氧化钠溶液。并且,作为所述含有氢氧化钠的溶液,使用了5n的氢氧化钠溶液(由和光纯药工业公司制造)。另外,以与实施例2相同的方式制备了0.1mol/l和0.5mol/l的所述氯化钙溶液。

使用1n和5n的所述氢氧化钠溶液、和0.1mol/l和0.5mol/l的所述氯化钙溶液,以与实施例2相同的方式进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤。但是,仅在使用5n的所述氢氧化钠溶液的情况下,将所述第一接触步骤中的所述鼓泡时间设为50秒以代替20秒。然后,以与实施例2相同的方式计算了沉淀量。

其结果示于图17。图17是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图17中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示各实验条件,左边的图表示使用1n的所述氢氧化钠溶液进行所述第一步骤的结果,右边的图表示使用5n的所述氢氧化钠溶液进行所述第一步骤的结果,在每个图中,左边表示使用0.1mol/l所述氯化钙溶液进行的结果,右边表示使用0.5mol/l的所述氯化钙溶液进行的结果。另外,所述沉淀物的重量值是所述各样品中的合计5个样品的测量值的平均值。如图17所示,不管将所述氢氧化钠溶液和所述氯化钙溶液设为哪一个浓度,均产生所述沉淀物。将所述氢氧化钠溶液的浓度设为1n和5n的结果是在两者之间得到了几乎相同的值。将所述氯化钙溶液的浓度设为0.1mol/l和0.5mol/l的结果是,在0.5mol/l时,与设为0.1mol/l的情况相比,无论在哪个所述氢氧化钠溶液的浓度,所述沉淀量都是约一半的值。确认了通过使用0.1mol/l的所述氯化钙浓度,可以固定更多的二氧化碳。

从以上确认了即使改变所述氢氧化钠溶液和所述氯化钙溶液的浓度,也可以固定二氧化碳。

【实施例4】

确认了即使改变在所述第一接触步骤中与含有二氧化碳的气体的接触时间,也可以固定二氧化碳。另外,不进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤而使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触,比较了结果。

以与实施例2相同的方式使用了1n的氢氧化钠溶液。另外,制备了0.1mol/l的所述氯化钙溶液。

除了将所述鼓泡的条件设为5、10、20、30、60秒之外,以与实施例2相同的方式进行了所述第一接触步骤。

然后,向所述第一接触后的所述溶液中加入9ml的蒸馏水稀释,使浓度成为约0.1n(以初始浓度为基准的估算值)。在10ml的试管中加入3ml的所述稀释后的所述溶液,在所述溶液中添加3ml的0.1mol/l的所述氯化钙溶液(第二接触步骤)。在所述接触之后,以与实施例2相同的方式离心所述混合液。然后,以与实施例2相同的方式计算了沉淀量。

另外,作为比较例,进行了如下实验。用蒸馏水稀释1n的所述氢氧化钠溶液,使其成为0.1n。在10ml的试管中,加入3ml的0.1n的所述氢氧化钠溶液和3ml的0.1n的所述氯化钙溶液进行混合,通过以与上述同样的方式在所述混合液中鼓泡二氧化碳使其接触。在所述添加后,以同样的方式计算沉淀量。

这些结果示于图18。图18是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图18中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示鼓泡时间,各图中,左侧的图表示进行了所述第一接触步骤和所述第二接触步骤的结果,右边的图表示比较例的结果。另外,所述沉淀物的重量值是合计3次的测量值的平均值。如图18所示,进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤的结果是,不管在哪一个鼓泡时间,均产生了所述沉淀物。在5秒-30秒的鼓泡中,得到了几乎相同程度的沉淀量。即使进行了60秒的鼓泡,也只有稍微的减少,得到了充分量的沉淀量。在所述比较例的情况下,在5秒-10秒的鼓泡中产生所述沉淀物,但是与进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤的结果相比,沉淀量为一半以下。而且,进行20秒以上的鼓泡时,沉淀量大幅减少。

从上述可以确认,即使改变在所述第一接触步骤中的与含有二氧化碳的气体的接触时间,也能够固定二氧化碳。另外,还可获知,进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤的情况与不进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤而使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触的情况相比,固定二氧化碳的效率更高。

【实施例5】

确认了通过将含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体通过在所述混合液中鼓泡所述气体使其接触,可以固定二氧化碳。

以与后述的参考例1相同的方式制备了含有0.05n的所述氢氧化钠和0.05mol/l的所述氯化钙的混合液。将500ml的混合液放入塑料瓶(市售、宽7.5cm、深7.5cm、高12cm)中,如图21所示,在所述混合液中使用水族生物用的鼓泡装置(产品名:bukubuku(组装有套件中包含的空气泵、软管和气石),由寿工芸株式会社制造),通过鼓泡空气使其接触。另外,在图21中,以透视的方式示出了所述塑料瓶的内部。在20cm3/秒的条件下进行了9个小时和12个小时的所述鼓泡。通过将所述鼓泡的气泡的尺寸与比例尺进行比较,用目测测量的结果是微米-毫米的数量级。所述接触后,获得5ml的所述混合液,以3000rpm、10分钟的条件离心之后,称量沉淀物。另外,使用通过在所述空气中混合所述二氧化碳使二氧化碳浓度为15%的混合空气代替所述空气来进行1.5小时的所述鼓泡,除此以外以同样的条件进行了实验。

其结果示于图22。图22是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图22中,纵轴表示所述沉淀物的重量(g),横轴表示各实验条件。另外,所述沉淀物的重量值是所述各混合液的样品中的合计4个样品的测量值的平均值。如图22所示,通过所述空气和所述混合空气的鼓泡而产生了沉淀物。在所述空气的鼓泡中,随着时间的经过沉淀量在增加。

然后,改变容器的形态进行了实验。作为所述容器,代替所述塑料瓶,使用了直径40mm、高度50cm的氯乙烯制造的导管(市售)。所述导管中,在成为底部的一端安装了管帽(市售)。图23是说明所述导管的形态的示意图。另外,在图23中,以透视的方式示出了所述导管的内部。另外,以与实施例1相同的方式制备了0.1n的所述氢氧化钠溶液和0.1mol/l的所述氯化钙溶液。将250ml的所述氢氧化钠溶液和250ml的所述氯化钙溶液放入所述导管中,在所述混合液中以与上述同样的方式通过将空气鼓泡约一分钟使其接触。在所述接触后,对于所述导管的上部空间(高度约14cm)中的气体,以与后述的参考例1相同的方式测量了二氧化碳浓度。另外,以同样的方式测量了所述空气的二氧化碳浓度。

其结果示于图24。图24是示出所述接触后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图24中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴从左边开始表示所述空气(空气)和所述导管的上部空间中的气体(导管内部)。另外,所述二氧化碳浓度值是合计9个样品的测量值的平均值。如图24所示,通过所述接触,大幅减少了所述导管内的二氧化碳浓度。

然后,使用通过在所述空气中混合所述二氧化碳而使二氧化碳浓度为10%的混合空气代替所述空气,除此以外以同样的条件进行了实验。

其结果示于图25。图25是示出所述接触后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图25中,纵轴表示二氧化碳浓度(%),横轴从左开始表示各实验条件。另外,所述二氧化碳浓度值是合计3个样品的测量值的平均值。如图25所示,通过所述接触,减少了所述导管内的二氧化碳浓度。

然后,改变所述混合液的量进行了实验。以与后述的参考例1相同的方式制备了含有0.05n的所述氢氧化钠和0.05mol/l的所述氯化钙的混合液。在所述导管中加入100、200、300、400和500ml的所述混合液,在所述混合液中以与上述相同的方式通过空气鼓泡1-2分钟使其接触。另外,在所述各条件下,从所述导管的底面到所述混合液的液面的高度分别为7、14、22、29、36cm。在所述接触后,对于所述导管的上部空间(距离所述导管的上端约10cm的位置)中的气体,以与后述的参考例1相同的方式测量了二氧化碳浓度。另外,以同样的方式测量了所述空气的二氧化碳浓度。

其结果示于图26。图26是示出所述接触后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图26中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴从左边开始表示所述空气(对照)和所述液面的高度。另外,所述二氧化碳浓度值是合计3个样品的测量值的平均值。如图26所示,通过所述接触,即使所述液面的高度为7cm,也大幅减少了所述导管内的二氧化碳浓度。另外,随着所述液面的高度(所述混合液的量)变高,二氧化碳的浓度进一步减少。

然后,改变所述接触的形态进行了实验。以与后述的参考例1相同的方式制备了含有0.05n的所述氢氧化钠和0.05mol/l的所述氯化钙的混合液。在所述导管中加入500ml的所述混合液,以与上述相同的方式,通过将空气鼓泡1-2分钟使其接触。另一方面,在所述接触中,除了取下连接到所述鼓泡装置的所述软管的前端的所述气石并通过直接鼓泡来自所述软管(直径约5mm,硅酮制造)的空气使其接触以外,其余以同样的方式进行了实验。通过将所述鼓泡的气泡的尺寸与比例尺进行比较,用目测测量的结果是毫米-厘米的数量级。所述接触后,以与上述同样的方式测量了二氧化碳浓度。另外,以同样的方式测量了所述空气的二氧化碳浓度。

其结果示于图27。图27是示出所述接触后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图27中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴从左边开始表示空气(对照)、从所述气石鼓泡时(球)、和从所述软管鼓泡时(管)。另外,所述二氧化碳浓度值是合计4个样品的测量值的平均值。如图27所示,通过从所述气石鼓泡,所述导管内的二氧化碳浓度大幅减少(减少到4.27%)。另一方面,从所述软管进行鼓泡时,虽然二氧化碳浓度减少(减少到69.49%),但与从所述气石鼓泡时相比,减少量较少。由此可知,所述鼓泡中的气泡的尺寸小是吸收二氧化碳中的重要因素。

如上所述,确认了通过将含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体通过在所述混合液中鼓泡所述气体使其接触,可以固定二氧化碳。

【实施例6】

确认了通过使含有氢氧化钠且还含有第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物的混合液与含有二氧化碳的气体接触,可以固定二氧化碳。

作为第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物,使用了氯化镁(mgcl2、由和光纯药工业公司制造)、氯化锌(zncl2、由和光纯药工业公司制造)、氯化锶(srcl2、由和光纯药工业公司制造)、氯化钡(bacl2、由和光纯药工业公司制造)。将所述氯化物分别用蒸馏水稀释,制作了0.1mol/l的各金属氯化物溶液。另外,以与实施例1相同的方式制作了0.1n的所述氢氧化钠溶液。

将2ml的所述各金属氯化物溶液和1ml的所述氢氧化钠溶液混合。以与实施例1相同的方式通过在所述混合液中将二氧化碳鼓泡使其接触。在所述混合后、以及在与所述二氧化碳接触后,以与实施例1相同的方式计算了沉淀量。

其结果示于图32。图32是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图32中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示所述混合液中包含的各金属氯化物,各金属氯化物中的左边的图表示所述混合后,右边的图表示与所述二氧化碳接触后。另外,所述沉淀物的重量值是所述各混合液的样品中的合计4个样品的测量值的平均值。如图32所示,使用所述氯化镁溶液和所述氯化锌溶液时,所述混合后沉淀量大幅增加,与所述二氧化碳接触后沉淀量减少。另外,使用所述氯化锶溶液和所述氯化钡溶液时,所述混合后沉淀量增加,与所述二氧化碳接触后,沉淀量进一步增加。

然后,使用了所述第2族元素的氯化物和所述二价金属元素的氯化物,并测量了所述接触后的二氧化碳浓度。

作为所述容器,使用了实施例5中记载的所述导管。将50ml的0.1n的所述氢氧化钠溶液和50ml的0.1mol/l的各金属氯化物溶液放入所述导管中,通过在所述混合液中以与所述实施例5相同的方式将空气鼓泡使其接触。在所述接触后,对于所述导管的上部空间(高度约14cm)中的气体,以与后述的参考例1相同的方式测量了二氧化碳浓度。在所述测量中,确认了从所述接触开始2-3分钟后,二氧化碳浓度的值几乎恒定,并将该值作为测量值。另外,作为对照,以同样的方式测量了所述空气的二氧化碳浓度。

其结果用图33所示。图33是示出所述接触后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图33中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴表示各金属氯化物。另外,所述二氧化碳浓度值是合计3个样品的测量值的平均值。如图33所示,通过所述接触,无论在使用哪一个金属氯化物的情况下,与对照的值相比,所述导管内的二氧化碳浓度减少。特别是,在使用所述氯化锶溶液和所述氯化钡溶液的情况下,所述二氧化碳浓度大幅降低。

如上所述,确认了通过将含有氢氧化钠且还含有第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物的混合液与含有二氧化碳的气体接触,可以固定二氧化碳。

【实施例7】

确认了通过在预定的温度条件下使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触,可以固定二氧化碳。

以与后述的参考例1相同的方式制备了含有0.05n的所述氢氧化钠和0.05mol/l的所述氯化钙的混合液。在10ml的试管中,加入3ml的所述各浓度的氢氧化钠溶液和3ml的0.1mol/l的所述氯化钙溶液并进行混合,以与实施例1相同的方式在所述混合液中通过鼓泡二氧化碳使其接触。以2cm3/秒的条件进行了10秒钟的所述鼓泡。在所述接触中,使用unithermoshakernts-120、eylea(tokyorikakikaico.,ltd.),将上述混合液的温度分别保持在5℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。所述接触后,以与实施例1相同的方式计算了沉淀量。

其结果示于图34。图34是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图34中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示温度。另外,在每个所述温度下进行3-5次实验,在各实验中获取4-8个样品的测量值,将这些测量值的平均值作为所述沉淀物的重量值。如图34所示,在任何温度条件下,与所述二氧化碳接触后都产生了沉淀物。所述沉淀量在所述混合液的温度从5℃到60℃之间是几乎是恒定的值,在70℃时大幅增加。即使所述混合液的温度在80℃,也得到了比在5℃到60℃之间的所述恒定的值大的值。

如上所述,可以确认通过在预定的温度条件下使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触,可以固定二氧化碳。特别是,可以确认所述二氧化碳的固定适合在高温下的处理。

【参考例1】

确认了通过在容器内使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体在所述混合液静置或振荡的状态下接触,可以固定二氧化碳。

将等量的0.1n的所述氢氧化钠溶液与0.1mol/l的所述氯化钙溶液混合,制作了混合液。使容积为2l的普通形状的pet瓶(市售)内部与大气平衡后,将10ml的所述混合液放入所述pet瓶中。将所述pet瓶底面朝下直立静置,使所述混合液与二氧化碳接触。在所述接触后0分钟(所述接触后立即)、15分钟、30分钟和60分钟后,和在过夜接触之后,使用二氧化碳监测器(ri-85、rikenkeiki制造)测量了所述pet瓶内的二氧化碳浓度。

其结果示于图4。图4是示出所述接触后的所述pet瓶内的二氧化碳浓度的图。在图4中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴表示所述接触后的经过时间(分钟)。另外,在所述接触后0分钟(所述接触后立即)、15分钟、30分钟和60分钟后的所述二氧化碳浓度的值为合计4个样品的测量值的平均值。另外,在所述过夜接触之后,合计6个样品的测量值均为0ppm。如图4所示,通过所述接触,随着所述接触后的经过时间,所述pet瓶内的二氧化碳浓度减少。另外,从所述过夜接触后所述二氧化碳浓度值为0ppm可知,根据本发明,即使是低浓度的二氧化碳也可以固定。

然后,使用图5所示形状的八角柱塑料瓶代替所述pet瓶,和将所述八角柱塑料瓶以侧面朝下的方式横向静置、或者将所述八角柱塑料瓶以所述横向的状态振荡,除了这两方面外,以同样的方式进行了5分钟的所述接触。图5(a)是从侧面看所述八角柱塑料瓶的图,(b)是从底面看所述八角柱塑料瓶的图。所述振荡是使用振荡器(br-21um,由taitak制造)以120rpm的条件下的振荡。

其结果示于图6。图6是示出所述接触后的所述八角柱塑料瓶内的二氧化碳浓度的图。在图6中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴从左边开始表示所述接触后立即(0分钟)、通过所述静置的接触后、通过所述振荡的接触后。另外,所述二氧化碳浓度值是合计4个样品的测量值的平均值。如图6所示,通过所述振荡的接触与所述接触后立即相比,所述八角柱塑料瓶内的二氧化碳浓度减少。特别是,确认了通过所述振荡的接触与所述接触后立即相比,所述八角柱塑料瓶内的二氧化碳浓度大幅减少到1/6左右,可以固定更多的二氧化碳。

另外,如上所述,通过所述振荡的接触与通过所述静置接触的情况相比,所述二氧化碳浓度进一步大幅减少。作为其理由,认为是由于所述振荡,使所述混合液的表面积增加,因此能够与更多所述含有二氧化碳的气体接触。另外,认为与普通形状的pet瓶相比,所述八角柱塑料瓶的底面更平且尺寸短,所以进一步增加了所述混合液的表面积。

然后,改变所述振荡的条件进行了所述接触。使用容积2l的所述普通形状的pet瓶代替所述八角柱塑料瓶。在所述接触的12小时前,打开所述pet瓶的瓶盖,在所述pet瓶的瓶口部插入巴斯德吸管的前端,从所述前端注入二氧化碳。然后,将50ml的所述混合液放入所述pet瓶,然后用成年男性的手剧烈振荡1-6次,振荡30秒为1次。另外,所述第1次的通过所述振荡的接触在所述接触后立即进行,所述第2-6次的通过所述振荡的接触分别在从所述接触后经过2分钟后、经过5分钟后、经过15分钟后、经过30分钟后和经过60分钟后进行。另外,在所述1-6次的所述接触后,分别使用二氧化碳检测器(xp-3140、cosmo制造)测量了二氧化碳浓度。

另外,在所述第6次的接触后,再加入50ml的所述混合液,剧烈振荡30秒后,测量了二氧化碳的浓度。之后,又在静置24小时之后,测量了二氧化碳的浓度。另外,在所述静置24小时后,再加入50ml的所述混合液,剧烈振荡30秒后,测量了二氧化碳的浓度。

其结果示于图7。图7是示出所述接触后的所述pet瓶内的二氧化碳浓度的图。在图7中,纵轴表示二氧化碳浓度(%),横轴从左边开始表示所述接触后立即(0分钟)、第1次的通过所述振荡的接触后(30秒)、第2次的通过所述振荡的接触后(2分钟)、第3次的通过所述振荡的接触后(5分钟)、第4次的通过所述振荡的接触后(15分钟)、第5次的所述振荡后(30分钟)、第6次的所述振荡后(60分钟)、追加混合液后、静置24小时后、再追加混合液后。另外,所述二氧化碳浓度值是合计5个样品的测量值的平均值。如图7所示,第1次的所述接触后(30秒)与所述接触后立即(0分钟)相比,二氧化碳的浓度大幅减少。之后,第2次至第6次的所述接触后,二氧化碳的浓度缓慢减少。另一方面,通过所述混合液的追加,引起了急剧且进一步的二氧化碳浓度的减少。在所述混合液的再追加中,也发现了二氧化碳浓度的显著的减少。由此,确认了即使在高浓度的二氧化碳浓度的状态下,通过再次添加所述混合液,也会导致二氧化碳浓度的减少。

进一步地,改变所述振荡的条件进行了所述接触。使用了如图19所示的容积为1.85l的塑料盒(市售)替代所述pet瓶。另外,在图19中,以透视的方式示出了所述塑料盒的内部。在所述塑料盒中,放入500ml的0.1n的所述氢氧化钠溶液和500ml的0.1mol/l的所述氯化钙溶液,之后使用手动搅拌机(hm-20,60w,toshiba制造)使其完全旋转(数字3、“发泡-蛋清精细发泡”模式),由此进行了所述接触。然后,使用所述二氧化碳监测器测量了所述塑料盒内的二氧化碳浓度。确认了从所述接触开始约2分钟后,二氧化碳浓度几乎稳定,因此结束了所述接触。获取了所述接触结束时的二氧化碳浓度的测量值。另外,作为对照,测量了所述塑料盒外的空气的二氧化碳浓度。

其结果示于图20。图20是示出所述接触后的所述塑料盒内的二氧化碳浓度的图。在图20中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴从左边开始表示对照和所述接触结束时。另外,所述二氧化碳浓度值是合计3个样品的测量值的平均值。如图20所示,所述接触后与对照相比,二氧化碳的浓度大幅减少。

如上所述,可以确认通过在容器内使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体在所述混合液静置或振荡的状态下接触,可以固定二氧化碳。

【参考例2】

确认了通过在容器内使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体在所述混合液呈雾状的状态下接触,可以固定二氧化碳。

以与参考例1相同的方式制备了含有所述氢氧化钠和所述氯化钙的混合液。使用所述容积为2l的普通形状的pet瓶,并以与参考例1相同的方式使所述pet瓶内与大气平衡。之后,通过使用喷雾器(市售)向所述pet瓶以5秒间隔喷雾10次约4ml的所述混合液,使所述混合液与二氧化碳接触。所述接触如图8所示,将所述pet瓶侧面朝下横向使用,在水平方向上进行了所述喷雾。以与参考例1同样的方式,在所述接触后立即测量了所述pet瓶内的二氧化碳浓度。

其结果示于图9。图9是示出所述接触后的所述pet瓶内的二氧化碳浓度的图。在图9中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴从左边开始表示所述接触后立即(0分钟)、通过所述喷雾的接触后。另外,所述二氧化碳浓度值是合计4个样品的测量值的平均值。如图9所示,通过所述喷雾的接触与所述接触后立即相比,所述pet瓶内的二氧化碳浓度大幅减少到约1/6。

因此,由于通过所述喷雾的接触,在短时间内,所述二氧化碳浓度大幅减少。作为其理由,认为是通过在使所述混合液呈雾状的状态下进行接触,所述混合液的表面积大幅增加,因此能够与更多所述含有二氧化碳的气体接触。

然后,改变所述喷雾的条件进行了所述接触。如下制作用于进行所述接触的接触器件。如图10所示,将作为牛奶包装的两个箱子(市售)连接成l型,通过部分切除在下部的所述箱子的侧面的两个部分开孔,从所述孔插入硅胶管,由此分别设置空气注入部和二氧化碳注入部。另外,以同样的方式在下部的所述箱的上面开孔,使所述混合液能够从所述喷雾器喷雾到所述箱的内部。通过在上部和下部的所述箱子的连接部分别开大的切口,能够使二氧化碳从下部的箱子向上部的箱子上升。在所述连接部中,利用4层纱布(市售)设置了纱布层。打开了上部的所述箱的上面。另外,以同样的方式在上部的所述箱的侧面开孔,设置了二氧化碳浓度检测器(xp-3140、cosmo制造)的喷嘴。

将来自所述空气注入部的空气流量设为约100cm3/秒,将来自所述二氧化碳注入部的二氧化碳流量设为10cm3/秒,进行注入一直到二氧化碳浓度的测量值变为恒定为止。然后,从所述喷雾器连续喷雾所述混合液10次。所述混合液的喷射量10次合计约4ml。所述喷雾后约20秒后,二氧化碳浓度的测量值变为最低值。

其结果示于图11。图11是示出所述接触后约20秒后所述二氧化碳的测量值变为最低值时的所述箱内的二氧化碳浓度的图。在图11中,纵轴表示二氧化碳浓度(%),横轴从左边开始表示所述接触前、通过所述喷雾的接触后。另外,所述二氧化碳浓度值是合计10个样品的测量值的平均值。如图11所示,通过所述喷雾的接触与所述接触前立即相比,所述箱内的二氧化碳浓度减少。

如此,确认了即使在所述接触器件是开放系统的情况下,也可以通过所述混合液吸收二氧化碳。而且,从所述喷雾的混合液的量为约4ml的少量可知,即使所述混合液的量是少量,也能够充分降低高浓度的二氧化碳浓度。由此,可以说本发明的反应系统的反应效率极为优秀。

如上所述,可以确认通过在容器内使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体通过在所述混合液呈雾状的状态下接触,可以固定二氧化碳。

【参考例3】

确认了通过使含有氢氧化钠的溶液与含有二氧化碳的气体接触,可以吸收二氧化碳。

以与实施例1相同的方式制作了0.05n的所述氢氧化钠溶液。使用所述容积为2l的普通形状的pet瓶,并以与参考例1相同的方式使所述pet瓶内部与大气平衡。之后,在所述pet瓶中放入10ml的所述氢氧化钠溶液,通过静置使所述溶液与大气中的二氧化碳接触。所述接触后0分钟(接触后立即)、15分钟、30分钟、60分钟之后,以与参考例1同样的方式测量了所述pet瓶内的二氧化碳浓度。

其结果示于图28。图28是示出所述接触后的所述pet瓶内的二氧化碳浓度的图。在图28中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴表示所述接触后的经过时间(分钟)。另外,所述二氧化碳浓度值是合计3个样品的测量值的平均值。如图28所示,通过所述接触,与所述接触后立即相比,15分钟、30分钟、60分钟之后,所述pet瓶内的二氧化碳浓度减少。

然后,改变所述接触的方式进行了所述接触。使用了如图29所示的容积为2l的塑料盒(市售)替代所述pet瓶。另外,在图29中,以透视的方式示出了所述塑料盒的内部。在将500ml的0.1n的所述氢氧化钠溶液放入所述塑料盒后,如图29所示,所述塑料盒的上面用塑料制造的板覆盖。通过在所述溶液中使用鼓泡装置(产品名:microbubbler(f-1056-002),由front工业株式会社制造)鼓泡空气使其接触。以20cm3/秒的条件进行了所述鼓泡。通过将所述鼓泡的气泡的尺寸与比例尺进行比较,用目测测量的结果是微米-毫米的数量级。另外,在所述接触开始后立即(0分钟)、5分钟后、10分钟后和15分钟后,使用所述二氧化碳监测器测量了所述塑料盒内的上部空间的二氧化碳浓度。

其结果示于图30。图30是示出所述接触后的所述塑料盒内的二氧化碳浓度的图。在图30中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴从左边开始表示所述接触开始后立即(0分钟)、5分钟后(5分钟)、10分钟后(10分钟)、和15分钟后(15分钟)。如图30所示,在所述接触开始5分钟后,所述塑料盒内的二氧化碳浓度大幅降低。之后,随着所述接触后的经过时间,二氧化碳浓度逐渐减少。

然后,改变容器的形态进行了实验。作为所述容器,使用了实施例5中记载的所述导管替代所述塑料瓶。通过在所述导管中加入200ml的0.1n的所述氢氧化钠溶液,以与上述同样的方式在所述溶液中鼓泡二氧化碳浓度为10%的所述混合空气而使其接触。然后,从所述接触开始到5分钟后为止使用所述二氧化碳监测器持续地测量了所述导管内的上部空间的二氧化碳浓度。另外,除了使用1n的所述氢氧化钠溶液之外,以同样的方式测量了到2分钟后为止的二氧化碳浓度。

其结果示于图31。图31是示出所述接触开始2分钟后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图31中,纵轴表示二氧化碳浓度(ppm),横轴表示所述氢氧化钠溶液的浓度。如图31所示,在使用0.1n的所述氢氧化钠溶液时,所述导管内的二氧化碳浓度从所述接触开始后立即起急速减少,2分钟后与所述接触开始后立即的值相比减少到了7.5%。之后,从所述接触开始到5分钟后为止,所述浓度几乎是恒定的值。另外,使用1n的所述氢氧化钠溶液时,同样地,所述导管内的二氧化碳浓度从所述接触开始后立即急速减少,2分钟后变为“0”。

如上所述,可以确认通过使含有氢氧化钠的溶液与含有二氧化碳的气体接触,可以吸收二氧化碳。

以上参照实施方式和实施例对本发明进行了说明,但是本发明不限于上述实施方式和实施例。本发明的构成和细节可以在本发明的范围内做出本领域技术人员能够理解的各种改变。

工业可用性

如上所述,根据本发明,可以提供一种新的二氧化碳的固定方法。因此,本发明在处理含有二氧化碳的燃烧废气等方面极为有用。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1