化学物質の知識

赤外線および紫外線を吸収する褐色のサングラス

Fri, 20 Aug 2010 12:46:34 GMT

赤外線および紫外線を吸収するサングラスを製造するための眼鏡用レンズの組成に関する。
この方法によって解決された技術的な問題は、本来壊れやすいFe3+とFe2+の平衡のもとに赤外線および紫外線の吸収特性を保持しながら、グラスの褐色の色調を得ることである。グラスを褐色にするために、マンガン、バナジウムあるいはセリウムの酸化物を加えるが、これらは、その多価の性質により、鉄の酸化還元反応の平衡を混乱させ、赤外線および紫外線の吸収の特性の質を下げる傾向がある。そこで、セレン酸化物を介在させて、赤外線および紫外線吸収率を保持する。そのグラスの組成は、SiO2 64～71, B2O2 2～8, Ⅰl2O3 0～4, ZrO2 0～2, Li2O 0～4, Na2O 6～10, K2O 7～16, Cao 0～55, ZnO 0～5.5, TiO2 0～2, Fe2O3 3～9, Co3O4 0～0.030, NiO 0～0.2, Se92 0.0030～0.1, Ⅰs2O3 0～0.1, Sb2O3 0～0.1, SnO2 0～0.1, Cl 0～2, Br 0～2, F 0～2 (wt％)である。

この方法による組成の厚さ2mmのレンズを使用して、次の特性を持つ眼鏡を製造した。光スペクトルの可視部分の透過率は10%を越え、できれば15%を越える。サングラス用レンズの場合の透過率は25%未満である。有色の交通信号灯を認識する能力を持つ。（ⅠNSI Z80.3～1986に記述された標準をクリア）380nmの最小波長までの紫外線を吸収する。光スペクトルの近赤外部分の放射をフィルターする能力がある。（780～2,000nmの透過率が380～780nm（可視光線）の透過率より低い。）化学的耐性を持つ。標準の屈折率(1.523)を持つ。表1に例1から例2の組成と特性を示す。（表1の記号、Tv:可視光線の透過率、x,y:色座標、TSR：信号認識の判定規準を満たすかどうか、UV:紫外線の透過率範囲が1%である波長、IR：1,100nmの波長の透過レベル）

内燃機関の排気からの二酸化炭素の固定処理法

Tue, 17 Aug 2010 11:22:55 GMT

内燃機関排気の二酸化炭素固定による転化方法は、以下のステップから成る。(1)リブロース　1,5-両リン酸エステル(RuBP)をICE排気と接触させ、その中の二酸化炭素を3-ホスホグリセルアルデヒドに変換する。(2)RuBPを再生成するために、ⅠTPを前記3-ホスホグリセルアルデヒドと接触させる。(3)前記再生成されたRuBPを再利用して、二酸化炭素をさらに固定する。前記ⅠTPは太陽エネルギーおよび生物触媒を用いて、ⅠDPおよび無機燐酸塩から生産される。

この方法を実施する装置は、Ⅰ,Ⅱ,Ⅲのモジュールから成る。Ⅰでは、排気からの二酸化炭素が5つの炭素分子上に固着され、同時に可溶の三炭素分子に変換される。Ⅱは、有機分子(ATP)の形成のための生物触媒を用いる太陽電池板およびチャンバーで構成される。Ⅱの中で生成されたATP、およびⅠの中で生成された3-ホスホグリセルアルデヒドは、Ⅲの中で用いられ、RuBPを再生成する。部分1は排気へのコネクター、部分2,3は、CO,NOx,SO2のような有害ガスを転化する触媒コンバーターを収容する。部分2では、還元触媒(ロジウム)が、部分3では、酸化触媒(白金)が、保持される。部分4では、SO2が水に吸収される。部分5は、排気のためのコネクター・パイプで、部分6は、向流熱交換器およびその外部カバー、部分7は、向流熱交換器の入口である。部分8は、SO2をトラッピングするための貯水池で、部分11は、触媒現象による転化用チャンバーである。部分10は安全排気、部分12はコネクター・パイプ、部分13はポンプである。部分14は、多数のプラグフロー型リアクターより成る転化装置で、三炭糖P-イソメラーゼ、アルドラーゼ、フルクトース-6-フォスファターゼ、トランスケトラーゼ、アルドラーゼ、セドヘプツロース-1,7P-フォスファターゼ。トランスケトラーゼ、リブロース-5P-3-エピメラーゼ、リボース-5P-イソメラーゼ、リブロース-5P-キナーゼを保持する。

防音材や断熱材適するミネラルウールの組成

Sun, 15 Aug 2010 11:43:08 GMT

このミネラルウール組成は、増強された生物分解性および熱安定性を備え、製造コストも低い。その組成を下記に示す。ⅠL2O3:16～25wt％、CaO:33wt％を超える、SiO2:30wt％以上35wt％未満、MgO:15wt％未満、鉄:5wt％未満、K2O:4wt％未満、P2O5:0.8wt％未満。前記の鉄はFe、FeOおよびFe2O3の合計である。CaOとMgOを合わせた重量は、SiO2の重量より大きい。Ⅰl2O3とSiO2を合わせた重量は総量の60wt％未満である。このミネラルウールの生物分解性はpH4.5において、1000ng/cm2*hrを越える。

このミネラルウールは、必要なエネルギー入力を縮小するために、シリカ含有量が比較的低い。そして、鉄の含量も比較的低いので、白く着色されたタイルの製造にふさわしい薄緑または灰色を呈する。ミネラルウールは、従来のカプラにスラグ、小石、ボーキサイトおよびコークスを充填することにより生産された。原料は酸素および熱した空気の化合で1450～1480℃に熱され、カプラの底に溶融状の塊を成形し、側面の開口部を通って延伸された。溶融した原料はカータイプ紡績装置に重力で送られた。いずれの例も、溶解可能な石1000Kgに対してコークス約140～170Kgが使用された。ウールの直径は3～7μであった。その生物分解性は、フラウンホーファー研究所で開発されたテスト方法を利用して測定された。表2の試料の生物分解性は、フラウンホーファー研究所の比較試料より著しく改善されていた。耐熱性は、ミネラルウールで内張りをしたボードの耐火試験によって実証した。ⅠSTM E 119を利用する試験はすべて10～20mmのたるみを示し、適切な耐火性の範囲であった。

廃棄物の焼却から生じた煙を浄化し、水溶性の塩化ナトリウム溶液を製造する方法

Tue, 10 Aug 2010 12:22:47 GMT

重金属、塩化ナトリウムおよび有機塩素化合物残留物を含む廃棄物の焼却から生じた煙ガスを浄化し、水溶性塩化ナトリウム溶液を製造する方法は、以下の工程から成る。

(1) 煤煙から、塩化ナトリウムと重金属を含むダストおよび灰じんを取り除く。
(2) (1)の煙をナトリウム化合物50wt％以上を含む塩基性の試薬で処理する。
(3)塩化ナトリウムと重金属を含むダストで満たされたガスを集め、ダスト除去処理にさらす。ダストを取り除かれたガスおよびダストは別々に集める。
(4) ダストを水中に分散させる。また、水溶性塩化ナトリウム溶液を含む媒体を集める。
(5) 水溶性の媒体を精製する。
前記(1)では、灰じんの塩化ナトリウムを溶かす十分な量の水を使って灰じんを洗う。洗浄後の水は、pH8を超える。
(4)の水は、灰じんの洗浄後の水を含む。前記洗浄で集めた灰じんには、リン酸とアルカリ金属リン酸塩から選んだ試薬が加えられ、不活性化される。
(2)のナトリウム化合物は炭酸ナトリウムおよび重炭酸ナトリウムを含む。また重金属は、カドミウム、水銀、アンチモン、鉛、コバルト、クロム、銅、マンガン、バナジウム、スズ、鉄、ニッケル、亜鉛などである。

プラントの炉に、家庭または病院の廃棄物が供給される。この廃棄物はポリ塩化ビニル、塩化ナトリウムなどの有機塩素化合物、重金属およびアルミニウムを含む。

廃棄物は、炉の中で灰になる。炉から出た煙は、灰じんを分離するために、例えばサイクロン、静電気のフィルターなどの除塵ユニットで処理される。

煙は塩化水素および揮発性の重金属を含む。硫黄二酸化物および窒素酸化物を含む場合もある。塩化ナトリウム、重金属およびアルミニウムを含む灰じんは、洗浄チャンバーへ転送され、塩化ナトリウムを溶かすための水流で洗浄される。洗浄水は溶け出た塩化ナトリウムを含む。塩化ナトリウムが除かれた灰じんは、不活性化プラントに送られる。

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蒸気中の炭化水素を改質する方法および触媒構造

Sat, 07 Aug 2010 11:04:06 GMT

蒸気中の炭化水素を改質するための改良された方法は下記の手順で行われる。

1)温度約650℃～約900℃で、担体触媒のもとで蒸気および炭化水素の混合物（蒸気の炭素に対する比率は0.9～2.5）を反応させる。
2)前記担体触媒は、スピネル担体および触媒金属を含む。
3)蒸気および炭化水素の混合物の反応は、約0.1秒未満の滞留時間で導かれる。
4)その反応は、炭化水素転化の約50％以上約70％未満のCO選択率に帰着する。前記の触媒金属は、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、グループVIbのカーバイドおよびそれＲの組み合わせである。また炭化水素は、アルカン、アルケン、アルキン、枝分かれした異性体、芳香族、飽和または不飽和炭化水素などである。

この方法を実証するための実験を行った。マグネシア(MgO)不動態化層およびロジウム酸化物(Rh2O3)を備えたガンマアルミナ(γAl2O3)担体スピネルを触媒とした。

その組成は、MgO約5wt％、γAl2O3約80wt％、Rh2O3約15wt％であった。触媒は、以下の手順で準備した。(1)高い表面のエリアγAl2O3を5時間、500℃でか焼した。
(2)マグネシウム硝酸エステルの溶液を用いた湿潤技術で、γAl2O3にMgOをしみ込ませせた。そして、MgOに修正済のγAl2O3担体を得させた。
(3)4時間100℃で修正済の担体を乾燥した。
(4)2時間900℃で二度目のか焼を行った。
(5)修正済の担体にロジウム硝酸エステル溶液からRh2O3をしみ込ませた。
(6)それを4時間110℃で乾燥させた。
(7)3時間500℃の最終か焼処理で、パウダー状の担体触媒を得た。ID4mmおよびOD6.35mmの石英チューブのミクロリアクターに、約0.2gのパウダー状の担体触媒を充填した。

反応物はメタンを含む蒸気で、蒸気の炭素に対する比率が化学量的におよそ1であった。反応物は650℃から900℃までの温度でリアクターをの中を流された。

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スラグのほとんどない、バナジウムと硫黄を含むコークスの溶融加工

Mon, 02 Aug 2010 13:03:56 GMT

石油コークス中のVを回収および浄化する方法は以下の工程から成る。

（1) 金属溶融浴でVおよび硫黄を含むコークスを溶かして、炭素、バナジウムおよび硫黄を含む金属溶融液を得る。
(2)前記溶融液に十分な量のガスを含む酸素を加えて、先に加えられた炭素を酸化させ熱を生産する。ただし還元条件を維持するために、溶融液の炭素および酸素の量を調整する。
(3)前記溶融液に少なくとも周期的に還元ガスを加える。また、硫化水素として溶けた硫黄の過半数を追い出す。その溶融液は、10wt％以上のVを蓄積する。

コークス材料はライン5経由で供給ホッパーに装填される。コークスは、回転式バルブ経由で開いたスイング・バルブを通って上部のホッパーへ放出される。そしてスイング・バルブを通り気圧調節されたホッパーへ放出される。

そこから、回転式のバルブ経由で連続的にあるいは断続的にラインからの蒸気流へ放出される。ラインを通って流れる蒸気/コークス混合物は、HyMeltリアクターに入り、金属浴槽へできれば下方へ放出される。

鉄/バナジウムの浮遊小滴およびスラグ小滴を含むガスは、ライン経由で取り除かれる。それは、循環ガスラインから供給される循環ガスで急冷され、高圧蒸気を生産する熱交換器およびより低い圧力蒸気を生産する熱交換器を通る。

蒸気の温度が交換器の通過によって1000°Fおよび350°Fに減る一方、リアクターから回収される原料の温度は約2800°Fである。浮遊させて運ばれた固形物は、サイクロンに装填される。サイクロンの気相は、バグフィルターに装填され、固形相は、回転式バルブ経由で取り除かれる。そして、サイクロンの固相と混合するためにライン経由で装填される。

熱水に強い合成沸石の製造法

Thu, 13 Aug 2009 23:59:37 GMT

この合成沸石は、大きなクリスタライトで、高度に結晶している。次の方法で製造する。
(1) 水、シリカの源、アルミナの源、Na2Oおよび生成核から成る混合物を用意する。混合物は、表1のような、また生成核は表2のようなモル比率を持つ。
(2)23～29時間に及ぶ期間、90～110℃の温度で反応混合物を熱する。合成のfaujasite沸石は、アンモニア交換され、3時間におよぶ100％蒸気による650℃の熱水処理にさらした時、クリスタライト・サイズ1500～2000Å、粒径4000～8000Å、親沸石の表面の保持率70％以上である。

先ず生成核を準備するために、水ガラス(16.4％のNa2O、35.60％のSiO2、48.0％のH2O)102gを脱塩(DM)水104gで薄める。これを撹拌しながら、水80gで溶いた9.76gのアルミン酸ナトリウム(24.23％のNa2O、43.93％のAl2O3、31.84％のH2O)および25.68gの水酸化ナトリウム(77.5％のNa2O、22.5％のH2O)を滴下する。撹拌は5分間継続し、混合物を31～35℃で23時間ねかせる。次に水ガラス(16.4％のNa2O、35.60％のSiO2、48.0％のH2O)1368gを水480gで薄める。これを撹拌しながら、400gの水に100gの水酸化ナトリウムペレット(77.5％のNa2O、22.5％のH2O)を溶かして準備した水酸化ナトリウム溶液を加える。水1000ｇに溶かした504gの水和硫酸アルミニウム（Al2(SO4)3、16H2O(16.17％のAl2O3)）を水ガラスアルカリ溶液に撹拌しながら滴下する。この混合物を撹拌しながら、先に準備したシードをゆっくり加え、混合物を23時間100℃で熟成させる。濾液のpHが9に下るまで、生成物を煮沸DM水で洗浄し、16時間110℃で乾燥する。生成物の結晶化度は103％、表面のエリア759m/g、クリスタライト・サイズ1791Å、単位格子サイズ(UCS)24.67Å、粒径0.4～0.8μ、シリカのアルミナに対する比率5.3になる。

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フォルステライトの優勢な水晶の位相に基づいたトランスペアレントなガラスセラミックス

Wed, 12 Aug 2009 00:45:37 GMT

このガラスセラミックスは、0.003～0.3wt％の酸化クロムを含む。フォルステライト結晶位相は、四面体配位点および八面体配位点へ、Cr4-、Cr3-、Co2+、Cu2+、Mn2+、Ni2+、Fe3+、Fe2+およびCu+の遷移金属イオンを収容する。それによって光学活性が得られる。結晶サイズは10～50nmである。その結晶化度は、約10～50vl％である。

そのガラスセラミックスの製造方法は、先ず、ガラスから成分を溶かし、ガラスの変形範囲の温度以下にガラスを冷やす。そして十分な時間をかけて約600～1000℃の温度にガラスをさらす。次にガラスセラミックを室温に冷やす。ガラスをまず2～16時間ほど、約600～800℃の温度にさらして、核を生成する。次に1～4時間ほど約800～1000℃の温度にさらして、核の上の結晶を成長させる。液相の分離により自己核を形成しており、追加の核を形成する試薬を必要としない。しかしながら、TiO2(5wt％以内)のような試薬添加により、水晶のサイズがより細かくなり、透明性も改善される。この製品は、光増幅器およびポンプ・レーザー、波長可変レーザーなどに利用できる。

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飽和炭酸ナトリウム食塩水溶液へ無水炭酸ナトリウムを加えて炭酸ナトリウム一水化物結晶を生産する過程

Tue, 11 Aug 2009 07:34:25 GMT

炭酸ナトリウム再結晶の処置は次の手順による。
(1)無水炭酸ナトリウムと不純物から成るフィードを約100g/l/min以上の割合で飽和炭酸ナトリウム食塩水溶液に加え、約5g/l以上の過飽和を生じさせる。
(2)生成核のまわりに炭酸ナトリウム一水化物を迅速に結晶させて、優先的に過飽和状態を軽減させる。
(3)飽和食塩水溶液から炭酸ナトリウム一水化物の結晶の一部分を回収する。前記のフィードは、炭酸ナトリウム一水化物および無水炭酸ナトリウムの遷移温度以上の温度で、無水炭酸ナトリウムと飽和炭酸ナトリウム食塩水溶液とを混合して得られる。

激しく揺すられた4lの容器に、65×100メッシュの炭酸ナトリウム一水化物の種晶スラリーを充填し、88℃に熱する。150メッシュ以下にか焼され、125℃に熱されたトロナを前記の容器に急速に加える。トロナの添加完了直後に、種晶およびトロナを除外するために、スクリーンおよびフィルターを通した食塩水を回収し、そこから水分を蒸発させ、固体の残分を得る。

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P-構造の結晶のアルミノケイ酸塩とそれを製造する過程

Tue, 11 Aug 2009 06:41:15 GMT

そのP型ゼオライトは（式1で示される。式1で、yはAl2O31モル当たりの水のモルの数、Mはn価の陽イオンである。）この物質の温度25℃で測られるカルシウム結合力(CEBC)は100～145mg/g（最適は110～130mg/g）、カルシウム取込み率(CUR)は12～100秒（できれば50秒未満）、平均粒径は1～10μm（できれば3～6μm）である。前記のn価陽イオンは、アルカリ金属陽イオンで、Li、K、Na、CsおよびRbの中から選択される。次にその製造法を述べる。

(1)苛性のプールを形成するために苛性溶液をリアクタータンクに加える。
(2)前記の苛性プールにメタカオリンを加える。
(3)P型ゼオライトのシードが存在する状態で、前記のメタカオリンを苛性溶液と反応させる。前記P型ゼオライトのシードは、式1で示され、CURは12～100秒である。

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