專(zhuān)利名稱(chēng)：從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的方法、以及從樹(shù)脂廢料制造氫的裝置的制作方法
從前的技術(shù)使用、消費(fèi)物品時(shí)產(chǎn)生廢棄物。從前鐵、銅等金屬類(lèi)、舊服裝、廢紙等被回收再利用。但是，近年來(lái)隨著生活水準(zhǔn)的提高，合成樹(shù)脂(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“樹(shù)脂”)、化學(xué)藥品、纖維、金屬(鐵、鋁等)屑等被大量生產(chǎn)、消費(fèi)和廢棄。近年來(lái)，從資源的有效利用的觀點(diǎn)提倡再利用這樣的廢棄物乃至廢料，1991年公布、施行「關(guān)于促進(jìn)再生資源的利用的法律」。對(duì)于地方公共團(tuán)體也面向促進(jìn)廢棄物的再循環(huán)而推出種種對(duì)策。
樹(shù)脂廢料付諸材料再循環(huán)、化學(xué)再循環(huán)、熱再循環(huán)等的再循環(huán)。材料再循環(huán)是使樹(shù)脂廢棄物再利用乃至再生成樹(shù)脂?；瘜W(xué)再循環(huán)使用化學(xué)分解。熱再循環(huán)是通過(guò)焚燒處理進(jìn)行的發(fā)電。從資源循環(huán)的環(huán)境負(fù)荷的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選的順序依次為材料再循環(huán)、化學(xué)再循環(huán)、熱再循環(huán)。但是，從實(shí)施材料再循環(huán)的觀點(diǎn)考慮，樹(shù)脂材料伴隨時(shí)間的劣化是不可避免的，因此永遠(yuǎn)不滅保持其物性是不可能的。又，伴隨制品制造、使用、再循環(huán)，污染、含有雜質(zhì)、以及由于熱或光或氧等引起的物性下降是不可避免的。另一方面，樹(shù)脂材料的使用方法高度化·高功能化，進(jìn)行著樹(shù)脂之間的混合、合金化、與多個(gè)材料的復(fù)合化。在此，例如，如果要進(jìn)行材料的再循環(huán)，則在基本原材料的制造或加工事業(yè)所內(nèi)進(jìn)行為宜。高次加工事業(yè)所、銷(xiāo)售機(jī)構(gòu)、購(gòu)貨者遠(yuǎn)離使用和制造時(shí)，提高伴隨收集回收的環(huán)境負(fù)荷，同時(shí)減低作為上述資源的價(jià)值。象以上那樣，最終材料回收存在極限，不得不依靠化學(xué)再循環(huán)、熱再循環(huán)的再資源化(2000年7月10日株式會(huì)社CMC發(fā)行「塑料再循環(huán)技術(shù)」第220～223頁(yè)，特開(kāi)平2-273557、特開(kāi)平3-106632、特開(kāi)平3-179088、特開(kāi)平3-207618、特開(kāi)平3-247634)。
采用上述的樹(shù)脂廢料的再循環(huán)的再資源化，有時(shí)過(guò)多投入資源以及能源來(lái)完成，以其樹(shù)脂、石油為主體的資源制造新品的方式對(duì)環(huán)境負(fù)荷少的情況也不少。作為它們的再循環(huán)、再資源化提高資源效率的方法，曾經(jīng)提出從樹(shù)脂廢料中回收氫(WO96/31736)。但是，該法的現(xiàn)狀是單純依靠熱反應(yīng)、反應(yīng)溫度必須要高，使能源效率降低。于是，考慮使用催化劑，但是在廢料中含有各種元素，容易失去活性。又，鉑族元素等在活性上有效，但是從成本上沒(méi)有實(shí)用性。又，催化劑使用環(huán)境污染物質(zhì)等的重金屬等，產(chǎn)生新的環(huán)境負(fù)荷。為了解決這些課題，使用便宜且安全的一次性類(lèi)型的催化劑是有效的。
本發(fā)明根據(jù)上面所述進(jìn)行研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將含水氧化鐵顆?；蛘哐趸F顆?；蛟擃w粒的混合物作為催化劑或者催化劑的前體使用，能夠達(dá)到本發(fā)明目的。
又，本發(fā)明又通過(guò)使用分散劑使上述催化劑或者催化劑的前體的活性或者上述反應(yīng)的效率提高。
發(fā)明的公開(kāi)有關(guān)本發(fā)明的第1發(fā)明的從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的方法，是使含有樹(shù)脂的廢棄物在含水氧化鐵顆粒或者氧化鐵顆?；蛟擃w粒的混合物的存在下與水反應(yīng)，從提高了生成氣體的氫含量的樹(shù)脂廢料制造或回收氫的方法，又，是從相對(duì)于上述含有樹(shù)脂的廢棄物添加0.01～50重量百分?jǐn)?shù)的上述含水氧化鐵顆?；蛘哐趸F顆粒或該顆粒的混合物而構(gòu)成的樹(shù)脂廢料制造或回收氫的方法。又，是上述含水氧化鐵顆?；蛘哐趸F顆?；蛟擃w粒的混合物的比表面積在5m2/g以上的從樹(shù)脂廢料中制造或回收氫的方法。
即本發(fā)明的第1發(fā)明涉及以下內(nèi)容(1).一種氫的制造方法，其特征在于在含水氧化鐵顆?；?和氧化鐵顆粒的存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)。
(2).根據(jù)上述(1)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆?；?和氧化鐵顆粒相對(duì)于含有樹(shù)脂的廢棄物的使用量為0.01～50重量％。
(3).根據(jù)上述(1)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒或/和氧化鐵顆粒的比表面積或表面積為5m2/g以上。
(4).根據(jù)上述(1)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)溫度為300～2000℃。
(5).根據(jù)上述(1)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)壓為0.001～1000個(gè)大氣壓。
(6).根據(jù)權(quán)利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
(7).根據(jù)權(quán)利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
(8).一種氫的回收方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹(shù)脂與水反應(yīng)，從反應(yīng)混合物中采集氫。
(9).根據(jù)上述(8)所記載的氫的回收方法，其特征在于樹(shù)脂是含有樹(shù)脂的廢棄物。
(10).含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的用于從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的用途。
(11).一種搭載了含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的裝置。
采用以上那樣的構(gòu)成，在從樹(shù)脂廢料中制造或回收氫時(shí)不會(huì)使能源效率降低、不提高環(huán)境負(fù)荷，能夠便宜地回收氫。由此，能夠?qū)⒆鳛閺U棄物不便處理的高分子廢料再資源化利用，對(duì)地球環(huán)境作出貢獻(xiàn)。
有關(guān)本發(fā)明的第2發(fā)明的從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的方法，是在分散劑與含水氧化鐵顆?；蜓趸F顆?；蛘咴擃w粒的混合物存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)，從提高了生成氣體的氫含量的樹(shù)脂廢料制造或回收氫的方法；又，是上述分散劑粘附在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的表面的、從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的方法；又，是分散劑相對(duì)于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的使用量為0.1～500重量％的、從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的方法。
即，本發(fā)明的第2發(fā)明涉及以下內(nèi)容(12).一種氫的制造方法，其特征在于在分散劑和含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)。
(13).根據(jù)前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于分散劑粘附在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的表面。
(14).根據(jù)前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于分散劑相對(duì)于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的使用量為0.1～500重量％。
(15).根據(jù)前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對(duì)于含有樹(shù)脂的廢棄物的使用量為0.01～50重量％。
(16).根據(jù)前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積是5m2/g以上。
(17).根據(jù)前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)溫度為300～2000℃。
(18).根據(jù)前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)壓為0.001～1000大氣壓。
(19).根據(jù)前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
(20).根據(jù)前述(12)所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
(21).一種氫的回收方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹(shù)脂與水反應(yīng)，從反應(yīng)混合物中采取氫。
(22).根據(jù)前述(21)所記載的氫的回收方法，其特征在于樹(shù)脂是含有樹(shù)脂的廢棄物。
(23).分散劑粘附于表面的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的用于從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的用途。
(24).一種搭載了分散劑粘附于表面的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的裝置。
根據(jù)以上那樣的構(gòu)成，在從樹(shù)脂廢料中制造或回收氫時(shí)不會(huì)使能源效率降低、不提高環(huán)境負(fù)荷，能夠便宜地回收氫。由此，能夠?qū)⒆鳛閺U棄物不便處理的高分子廢料再資源化利用，對(duì)地球環(huán)境作出貢獻(xiàn)。
有關(guān)本發(fā)明的第3發(fā)明的從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的方法，是在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)的氫的制造方法中，是使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與上述含有樹(shù)脂的廢棄物混合并使之反應(yīng)的制造或回收氫的方法；又，是使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與上述含有樹(shù)脂的廢棄物熔融混合制造或回收氫的方法。
即，本發(fā)明的第3發(fā)明涉及以下內(nèi)容(25).一種氫的制造方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)的氫的制造方法中，使含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與上述含有樹(shù)脂的廢棄物混合，使之反應(yīng)。
(26).根據(jù)上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于上述含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與上述含有樹(shù)脂的廢棄物的混合是二者的熔融混合。
(27).根據(jù)權(quán)利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對(duì)于含有樹(shù)脂的廢棄物和樹(shù)脂組成物的樹(shù)脂量的使用量為0.01～50重量％。
(28).根據(jù)上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積是5m2/g以上。
(29).根據(jù)上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)溫度為300～2000℃。
(30).根據(jù)上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)壓為0.001～1000大氣壓。
(31).根據(jù)上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
(32).根據(jù)上述(25)所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
33.一種氫的制造裝置，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)的氫的制造裝置中，使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與上述含有樹(shù)脂的廢棄物混合，進(jìn)行反應(yīng)。
34.根據(jù)上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與上述含有樹(shù)脂的廢棄物的混合是二者的熔融混合。
35.根據(jù)上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對(duì)于含有樹(shù)脂的廢棄物和樹(shù)脂組成物的樹(shù)脂量的使用量為0.01～50重量％。
36.根據(jù)上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積在5m2/g以上。
37.根據(jù)上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于反應(yīng)溫度為300～2000℃。
38.根據(jù)上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于反應(yīng)壓為0.001～1000大氣壓。
39.根據(jù)上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
40.根據(jù)上述(33)所記載的氫的制造裝置，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
41.一種制造或回收氫的方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹(shù)脂與水反應(yīng)，從反應(yīng)混合物采集氫。
42.根據(jù)上述(41)所記載的制造或回收氫的方法，其特征在于樹(shù)脂是含有樹(shù)脂的廢棄物。
43.含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物的用于從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的用途。
44.一種搭載了含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物的從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的裝置。
采用以上那樣的構(gòu)成，在從樹(shù)脂廢料中制造或回收氫時(shí)不會(huì)使能源效率降低、不提高環(huán)境負(fù)荷，能夠便宜地回收氫。由此，能夠?qū)⒆鳛閺U棄物不便處理的高分子廢料再資源化利用，對(duì)地球環(huán)境作出貢獻(xiàn)。
實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)在第1發(fā)明、第2發(fā)明、以及第3發(fā)明中，將含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆?；蛘咴擃w粒的混合物作為催化劑或催化劑的前體使用。作為含水氧化鐵，可以使用針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)、δ-FeOOH。又，作為氧化鐵，可以使用赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)以及赤鐵礦或磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵，又可以使用它們的混合物。顆粒的形狀可以使用粒狀、針狀、片狀、紡錘狀等任何的形狀。上述的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆?；蛘咴擃w粒的混合物的比表面積為5m2/g以上250m2/g以下為宜。在不足上述下限時(shí)，表面的活性部位的暴露量少，催化劑單位重量的催化劑活性降低；在超過(guò)上述上限時(shí)，作為上述顆粒的一次顆粒的分散性很難得到，表面的活性部位的暴露量少，催化劑單位重量的催化劑活性降低。
作為有關(guān)第2發(fā)明的分散劑，可以適宜地使用表面活性劑、例如陰離子系表面活性劑、陽(yáng)離子系表面活性劑、非離子系表面活性劑、兩性離子系表面活性劑等、脂肪酸(例如油酸、亞油酸、亞麻酸等)可以適宜地使用。作為陰離子系表面活性劑，可以列舉脂肪酸鹽、高級(jí)醇硫酸酯鹽、液體脂肪油硫酸酯鹽、脂肪族胺以及脂肪族酰胺的硫酸鹽、脂肪族醇磷酸酯鹽、二元性脂肪酸酯的磺酸鹽、脂肪酸酰胺磺酸鹽、甲醛縮合的萘磺酸鹽等。作為陽(yáng)離子表面活性劑，可以列舉脂肪族胺鹽、季銨鹽、烷基吡啶嗡鹽等。作為非離子系表面活性劑，可以列舉聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基酯、山梨糖醇酐烷基酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐烷基酯等。脂肪酸鹽的脂肪酸的例示與上述相同。又，除了上述各種表面活性劑以外，還可以使用有機(jī)硅烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑、鋁酸酯偶合劑、鋯酸酯偶合劑等的各種偶合劑等。
有關(guān)第2發(fā)明的分散劑的使用量，對(duì)于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒，以0.1～500重量％為宜，更好是在1～100重量％，最好是在2～50重量％。又，本發(fā)明的分散劑粘附在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的表面上為宜。通過(guò)提高該粘附率來(lái)提高上述催化劑顆粒的該樹(shù)脂的分散性。由此，增大上述催化劑與該樹(shù)脂的表面，提高單位重量催化劑的催化活性。
表面上粘附有分散劑的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒，用本來(lái)熟知的手段例如通過(guò)將分散劑與含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相混合能容易地制造。此時(shí)，如果使分散劑在適宜的溶劑(例如水、甲苯、二甲苯、苯等)中溶解，與含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆?；旌?，混合后很好地在減壓下餾出溶劑，可以得到表面粘附分散劑的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒。
有關(guān)第1發(fā)明、第2發(fā)明、第3發(fā)明的樹(shù)脂廢料、以及有關(guān)第3發(fā)明的含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物的樹(shù)脂屬于熱塑性樹(shù)脂和熱硬化性樹(shù)脂的哪一種都沒(méi)有關(guān)系，但是伴隨升溫與催化劑接觸性能夠提高的熱塑性樹(shù)脂為宜。作為這些樹(shù)脂，可以列舉高密度聚乙烯、線狀低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子聚乙烯、水交聯(lián)聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丁烯、ABS樹(shù)脂、ACS樹(shù)脂、AES樹(shù)脂、ABS/PVC摻合物、醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、雙馬來(lái)三氯雜苯樹(shù)脂、ASA樹(shù)脂、纖維素塑料、氯化聚醚、鄰苯二甲酸二烯丙基酯樹(shù)脂、乙基-α-烯烴共聚合物、乙基-醋酸乙烯-氯乙烯共聚合物、乙基-氯乙烯共聚合物、EVA樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂、聚酰胺亞胺、聚異丙巴比妥、聚丙烯諷、聚丁二烯、聚苯并咪唑、環(huán)氧樹(shù)脂、烯烴乙基醇共聚合物、芳香族聚酯、甲基丙烯-共聚合物、丁腈樹(shù)脂、石油樹(shù)脂、聚甲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、強(qiáng)化聚酰胺樹(shù)脂、變性聚酰胺樹(shù)脂、聚丁基對(duì)苯二酰丙基酯、聚碳酸酯、PC/ABS摻合物、PC/AES摻合物、聚醚醚酮、聚醚亞胺、聚醚酮、聚醚丙烯、聚醚石諷、聚硫醚石諷、聚乙烯對(duì)苯二酰丙基酯、聚乙烯丙基酯、聚酰亞胺、熱塑性聚酰亞胺、聚酰胺馬二來(lái)酰胺、聚酮、甲基丙烯樹(shù)脂、聚甲基戊烯、原菠烷樹(shù)脂、聚苯撐醚、聚環(huán)氧乙烯、聚苯撐硫醚聚石諷、不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯酯系環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙酸乙烯、二甲苯樹(shù)脂、聚苯乙烯、SAN樹(shù)脂、苯乙烯共聚合物、丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂、聚乙烯縮醛、聚胺酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯變性聚氯乙烯、聚氯吡啶、乙酸纖維素、賽璐吩、硝酸纖維素、乙?；w維素、苯酚樹(shù)脂、尿素樹(shù)脂、三聚氰胺、呋喃樹(shù)脂、二烯丙基丙基酯、鳥(niǎo)糞胺樹(shù)脂、酮樹(shù)脂、聚丁二烯、聚甲基戊烯、聚-α-甲基苯乙烯、聚對(duì)乙烯基苯酚、AAS樹(shù)脂、聚丙烯腈、聚乙烯丁縮醛等。
在第1發(fā)明乙基第2發(fā)明中，上述催化劑與上述樹(shù)脂廢料盡量配制得接觸面積大一些為宜。為此，上述催化劑顆粒微細(xì)化、其顆粒很好地分散在上述樹(shù)脂廢料上為宜。因此，上述樹(shù)脂廢料例如使用切斷機(jī)、破碎機(jī)、粉碎機(jī)等進(jìn)行微?；部梢裕巧鲜鰳?shù)脂廢料在高溫具有流動(dòng)性的狀態(tài)下可以使上述催化劑顆粒分散在上述樹(shù)脂廢料上。又，通過(guò)將上述樹(shù)脂廢料用溶劑溶解、使上述催化劑顆粒分散在上述樹(shù)脂廢料的溶液中然后去除溶劑，能夠使上述催化劑顆粒分散在上述樹(shù)脂廢料中。為了使樹(shù)脂廢料溶解使用的溶劑根據(jù)樹(shù)脂的種類(lèi)而不同，按照從前充分確立的技術(shù)也可以。例如，可以列舉檸檬烯、乙酸異戊酯、丙酸苯偶酰、鉻酸酯或者它們的混合物等。又，根據(jù)要求，在本發(fā)明的反應(yīng)之前以公知的手段從樹(shù)脂廢料中事先回收鐵、銅等有用的金屬以及金、銀等貴金屬也可以。為此，使用磁選機(jī)、粒選機(jī)也可以。
在第1發(fā)明以及第2發(fā)明中，含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的使用量，對(duì)上述樹(shù)脂廢料以0.01～50重量％為宜，更好是在0.1～40重量百分?jǐn)?shù)。在不足上述的下限時(shí)，不能看到足夠的催化效果；又，在超過(guò)上述的上限時(shí)，催化劑的量過(guò)多，從經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)以及環(huán)境負(fù)荷的觀點(diǎn)并不理想。
在第3發(fā)明中，于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水發(fā)生反應(yīng)的制造方法，是使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與含有上述樹(shù)脂的廢棄物混合發(fā)生反應(yīng)，又是使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與含有上述樹(shù)脂的廢棄物熔融混合。對(duì)于它們的混合，進(jìn)行所謂混料的強(qiáng)烈的共同混合為宜。為了高效率地完成這一混合，將含有上述樹(shù)脂的廢棄物的樹(shù)脂或含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物的樹(shù)脂在軟化狀態(tài)或熔融狀態(tài)進(jìn)行混合為宜。為此，提高該混合系的溫度為宜。所以，對(duì)該混合系設(shè)置加熱手段、或者利用伴隨上述強(qiáng)烈的共同混合的能源損失的熱量為宜。進(jìn)行所謂的混合，可以使用2輥和3輥捏合機(jī)、開(kāi)式捏合機(jī)、連續(xù)捏合機(jī)、加壓捏合機(jī)、擠壓機(jī)等，又對(duì)這些機(jī)器可以使用輔助加熱手段。
作為實(shí)施本發(fā)明的裝置，在反應(yīng)系統(tǒng)連接上述混合手段、裝備混合手段或者裝備加熱混合手段，混合物被直接擠壓出來(lái)而供給是有效的。
本發(fā)明的含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂的組成物，其含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒在樹(shù)脂中很好地分散為宜。為此，上述樹(shù)脂例如使用切斷機(jī)、破碎機(jī)、粉碎機(jī)等進(jìn)行微?；部梢?，又通過(guò)將上述樹(shù)脂廢料用溶劑溶解、使上述催化劑顆粒分散在上述樹(shù)脂廢料的溶液中然后去除溶劑使上述催化劑顆粒分散在上述樹(shù)脂中也可以。為了溶解樹(shù)脂使用的溶劑根據(jù)樹(shù)脂的種類(lèi)而不同，按照從前充分確立的技術(shù)也可以。例如，可以列舉檸檬烯、乙酸異戊酯、丙酸苯偶酰、鉻酸酯或者它們的混合物等。又，作為上述樹(shù)脂，也可以使用樹(shù)脂廢料的樹(shù)脂。根據(jù)要求，在本發(fā)明的反應(yīng)之前以公知的手段從樹(shù)脂廢料中事先回收鐵、銅等有用的金屬以及金、銀等貴金屬也可以。為此，使用磁選機(jī)、粒選機(jī)也可以。含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒對(duì)整個(gè)含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂的組成物的含有比例通常在0.01～99重量％左右，較好的是5～70重量％左右，最好在10～50重量％左右。
在第3發(fā)明中，含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂的組成物與上述樹(shù)脂廢料盡量均勻混合為宜。為此，上述樹(shù)脂廢料例如使用切斷機(jī)、破碎機(jī)、粉碎機(jī)等進(jìn)行微?；部梢裕指鶕?jù)要求，在本發(fā)明的反應(yīng)之前以公知的手段從樹(shù)脂廢料中事先回收鐵、銅等有用的金屬以及金、銀等貴金屬也可以。為此，使用磁選機(jī)、粒選機(jī)也可以。
在本發(fā)明中含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的使用量對(duì)含有樹(shù)脂的廢棄物與樹(shù)脂組成物的樹(shù)脂量的使用量在0.01～50重量％，較好是在0.1～40重量％。在不足上述的下限時(shí)，不能看到足夠的催化效果；又，在超過(guò)上述的上限時(shí)，催化劑的量過(guò)多，從經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)以及環(huán)境負(fù)荷的觀點(diǎn)并不理想。
在第1發(fā)明、第2發(fā)明以及第3發(fā)明的化學(xué)反應(yīng)中，是從上述樹(shù)脂廢料中得到熱態(tài)的氫。這些反應(yīng)伴隨上述樹(shù)脂廢料的碳分與水的反應(yīng)，例如有生成一氧化碳或二氧化碳等的氧化的碳分與水的反應(yīng)。供給該反應(yīng)的水以冰、水、水蒸氣的形式供給，也可以以上述樹(shù)脂廢料中含有的形式供給，還可以以上述催化劑顆粒的物理吸水、化學(xué)吸水、結(jié)晶水的形式供給。上述的化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行反應(yīng)系的溫度降低。在此，為了進(jìn)行反應(yīng)，要求向反應(yīng)系統(tǒng)補(bǔ)充補(bǔ)給熱量。為此，可以由反應(yīng)系統(tǒng)外部的熱量補(bǔ)給裝置進(jìn)行反應(yīng)。即，通過(guò)同時(shí)使發(fā)熱反應(yīng)的上述樹(shù)脂廢料發(fā)生氧化反應(yīng)，能夠阻止反應(yīng)系統(tǒng)的溫度降低。在以上的氫生成反應(yīng)中，通過(guò)上述樹(shù)脂廢料的熱分解反應(yīng)也可以使其包括生成氫以及脫氫生成物的反應(yīng)。
作為第1發(fā)明、第2發(fā)明以及第3發(fā)明的反應(yīng)條件，反應(yīng)溫度為300～3000℃、反應(yīng)壓力為0.001～1000個(gè)大氣壓力。在不足上述參數(shù)的下限時(shí)，反應(yīng)效率降低，在超過(guò)上述參數(shù)的上限時(shí)反應(yīng)條件苛刻，裝置的實(shí)用性降低。
由第1發(fā)明、第2發(fā)明以及第3發(fā)明使其生成的氫從反應(yīng)氣體中分離出來(lái)可以作為例如化學(xué)原料合成氨的原料。又，上述分離出的氫氣可以由燃料電池變換成電能，作為清潔能源使用。
又，從反應(yīng)氣體采取氫的方法例如使用活性炭的方法等從前已經(jīng)充分地確立，在本發(fā)明中按照這樣的熟知的發(fā)明也可以(例如特開(kāi)平2-281096)。
實(shí)施例首先說(shuō)明第1發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)針鐵礦(α-FeOOH、形狀紡錘型、比表面積81m2/g)顆粒30重量份很好分散在聚乙烯70重量份的試料3.8重量份與玻璃毛細(xì)管中加入的水6.5重量份裝入硬質(zhì)玻璃管內(nèi)抽真空并密封。將其放在不銹鋼管中在600℃的電爐內(nèi)放置20分鐘后急冷。分析冷卻后的玻璃管內(nèi)的氣體成分。經(jīng)過(guò)確認(rèn)，生成了氫27體積份、甲烷18體積份、乙烯7體積份等主要?dú)怏w。
(比較例1)除了在實(shí)施例1中往玻璃毛細(xì)管中加入的水以外，進(jìn)行同樣的操作。經(jīng)過(guò)確認(rèn)，生成了氫16體積份、甲烷13體積份、乙烯6體積份等主要?dú)怏w。
(比較例2)在實(shí)施例1中除去針鐵礦粒子以外，進(jìn)行同樣的操作。經(jīng)過(guò)確認(rèn)，生成了氫2體積份、甲烷13體積份、乙烯14體積份等主要?dú)怏w。
其次，說(shuō)明第2發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例2)在油酸5重量份溶解到甲苯95重量份的溶液中，加入針鐵礦(α-FeOOH、形狀紡錘型、比表面積81m2/g)顆粒100重量份，一邊充分地混合一邊使甲苯充分地蒸發(fā)。將油酸粘附處理的針鐵礦顆粒21重量份、聚乙烯79重量份在乳缽內(nèi)充分混合得到試料。將該試料3.8重量份與玻璃毛細(xì)管內(nèi)加入的水6.5重量份裝入硬質(zhì)玻璃管內(nèi)抽真空并密封。將其放在不銹鋼管中在600℃的電爐內(nèi)放置20分鐘后急冷。分析冷卻后的玻璃管內(nèi)的氣體成分。經(jīng)過(guò)確認(rèn)，生成了氫31體積份、5 甲烷20體積份、乙烯7體積份等主要?dú)怏w。
(比較例3)將針鐵礦(α-FeOOH、形狀紡錘型、比表面積81m2/g)顆粒30重量份與聚乙烯70重量份經(jīng)過(guò)充分分散的試料1.1重量份、和3.8重量份的聚乙烯片廢料經(jīng)過(guò)120℃熔融混合的試料、以及裝入玻璃毛細(xì)10 管中的水3.8重量份裝入硬質(zhì)玻璃管內(nèi)抽真空并密封。將其放在不銹鋼管中在600℃的電爐內(nèi)放置20分鐘后急冷。分析冷卻后的玻璃管內(nèi)的氣體成分。經(jīng)過(guò)確認(rèn)，生成了氫21體積份、甲烷12體積份、乙烯5體積份等主要?dú)怏w。
(比較例4)15 除了在實(shí)施例3中將針鐵礦顆粒分散的聚乙烯試料1.1重量份和3.8重量份的聚乙烯片廢料在乳缽中輕輕混合的試料以外，進(jìn)行同樣的操作。經(jīng)過(guò)確認(rèn)，生成了氫12體積份、甲烷11體積份、乙烯6體積份等主要?dú)怏w。
權(quán)利要求
1.一種氫的制造方法，其特征在于在含水氧化鐵顆?；?和氧化鐵顆粒的存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒或/和氧化鐵顆粒相對(duì)于含有樹(shù)脂的廢棄物的使用量為0.01～50重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆?；?和氧化鐵顆粒的比表面積或表面積為5m2/g以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)溫度為300～2000℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)壓為0.001～1000個(gè)大氣壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
8.一種氫的回收方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹(shù)脂與水反應(yīng)，從反應(yīng)混合物中采集氫。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所記載的氫的回收方法，其特征在于樹(shù)脂是含有樹(shù)脂的廢棄物。
10.含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的用于從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的用途。
11.一種搭載了含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的裝置。
12.一種氫的制造方法，其特征在于在分散劑和含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于分散劑粘附在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于分散劑相對(duì)于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的使用量為0.1～500重量％。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對(duì)于含有樹(shù)脂的廢棄物的使用量為0.01～50重量％。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積是5m2/g以上。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)溫度為300～2000℃。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)壓為0.001～1000大氣壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
21.一種氫的回收方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹(shù)脂與水反應(yīng)，從反應(yīng)混合物中采取氫。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所記載的氫的回收方法，其特征在于樹(shù)脂是含有樹(shù)脂的廢棄物。
23.分散劑粘附于表面的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的用于從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的用途。
24.一種搭載了分散劑粘附于表面的含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的裝置。
25.一種氫的制造方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)的氫的制造方法中，使含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與上述含有樹(shù)脂的廢棄物混合，使之反應(yīng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于上述含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與上述含有樹(shù)脂的廢棄物的混合是二者的熔融混合。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對(duì)于含有樹(shù)脂的廢棄物和樹(shù)脂組成物的樹(shù)脂量的使用量為0.01～50重量％。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積是5m2/g以上。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)溫度為300～2000℃。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于反應(yīng)壓為0.001～1000大氣壓。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所記載的氫的制造方法，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
33.一種氫的制造裝置，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)的氫的制造裝置中，使含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與上述含有樹(shù)脂的廢棄物混合，進(jìn)行反應(yīng)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于含有上述含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物與上述含有樹(shù)脂的廢棄物的混合是二者的熔融混合。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒相對(duì)于含有樹(shù)脂的廢棄物和樹(shù)脂組成物的樹(shù)脂量的使用量為0.01～50重量％。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的比表面積或表面積在5m2/g以上。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于反應(yīng)溫度為300～2000℃。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于反應(yīng)壓為0.001～1000大氣壓。
39.根據(jù)權(quán)利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于含水氧化鐵是從針鐵礦(α-FeOOH)、纖鐵礦(γ-FeOOH)及δ-FeOOH中選擇的1種或2種以上。
40.根據(jù)權(quán)利要求33所記載的氫的制造裝置，其特征在于氧化鐵是從赤鐵礦(α-Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)、赤鐵礦和磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵、以及磁赤鐵礦與磁鐵礦的中間的氧化狀態(tài)的氧化鐵中選擇的1種或2種以上的混合物。
41.一種制造或回收氫的方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使樹(shù)脂與水反應(yīng)，從反應(yīng)混合物采集氫。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所記載的制造或回收氫的方法，其特征在于樹(shù)脂是含有樹(shù)脂的廢棄物。
43.含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物的用于從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的用途。
44.一種搭載了含有含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的樹(shù)脂組成物的從樹(shù)脂廢料制造或回收氫的裝置。
全文摘要
本發(fā)明是一種從樹(shù)脂廢料中高效率回收氫的方法，其特征在于在含水氧化鐵顆粒和/或氧化鐵顆粒的存在下使含有樹(shù)脂的廢棄物與水反應(yīng)。
文檔編號(hào)C10B53/00GK1483070SQ02803396
公開(kāi)日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2002年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月3日
發(fā)明者渡邊春夫, 羽生和隆, 隆 申請(qǐng)人:索尼公司