[发明专利]碳纳米管和氢的同时制造方法以及碳纳米管和氢的同时制造装置

权利要求书

1.一种碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

是使用含有碳原子和氢原子并且在加热状态下被分解的碳源、和用于由该碳源生成碳纳米管和H₂的催化剂，在反应器中配置的加热状态的支承体上合成所述碳纳米管，同时从所述碳源合成所述H2的碳纳米管和氢的同时制造方法，具有如下合成工序：

通过使含所述碳源的原料气体在担载有所述催化剂的所述支承体上流通，在所述支承体上合成所述碳纳米管，同时在气流中合成所述H₂。

2.如权利要求1所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

所述合成工序中所述原料气体的供给量是每1m³所述反应器的容积为0.01～100m³/s。

3.如权利要求1或2所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

所述支承体在该支承体的内部或周围具有宽0.03mm以上30mm以下的气体流路。

4.如权利要求1～3中任一项所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

所述支承体是具有从粉末状、珠状、蜂窝状、多孔状、纤维状、管状、丝状、网状、格子状、海绵状、板状和层状中选择的1种形状的结构物。

5.如权利要求4所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

所述支承体为粉末状或珠状，在流动床状态下进行所述合成工序。

6.如权利要求1～5中任一项所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

所述催化剂包含载体层和催化剂粒子。

7.如权利要求6所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

所述催化剂粒子包含从V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、W和Au中选择的至少一种元素。

8.如权利要求6或7所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

所述载体层包含从Si、Al、Mg、Zr、Ti、O、N、C、Mo、Ta和W中选择的至少一种元素。

9.如权利要求1～5中任一项所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

所述支承体的原料包含从Si、Al、Mg、Zr、Ti、O、N、C、Mo、Ta和W中选择的至少一种元素。

10.如权利要求6～9中任一项所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

所述支承体兼有所述载体层的作用，将所述催化剂粒子直接担载到该支承体上。

11.如权利要求1～10中任一项所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

在所述合成工序前，具有通过使成为所述催化剂的原料的催化剂原料在加热状态的所述支承体上流通从而在所述支承体上担载所述催化剂的催化剂担载工序。

12.如权利要求1～11中任一项所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，具有：

分离工序，其通过使分离气体在合成了所述碳纳米管的所述支承体上流通，从而将所述碳纳米管从所述支承体分离到所述分离气体中；和

除去工序，其通过使氧化气体在将所述碳纳米管分离后的所述支承体上流通，从而将所述支承体上残留的碳氧化除去；

在将所述支承体保持在加热状态的情况下通过切换向所述反应器供给的气体来反复进行碳纳米管和氢的同时制造方法中的各工序。

13.如权利要求12所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

具有从由所述反应器排出的排出气体中回收碳纳米管的碳纳米管回收工序、和

从所述排出气体中回收H₂的氢回收工序。

14.如权利要求1～10中任一项所述的碳纳米管和氢的同时制造方法，其特征在于，

在所述合成工序前具有如下的催化剂担载工序：使成为所述催化剂的原料的催化剂原料在所述支承体上附着，将附着有所述催化剂原料的所述支承体导入所述反应器中，在所述反应器中对附着有所述催化剂原料的所述支承体进行加热处理，使所述催化剂担载于所述支承体上。