金屬氫化物的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種高純度的金屬氨化物的穩定的制造方法。
【背景技術】
[0002] 儀氨化物等堿±金屬氨化物作為該金屬氨化物與金屬間的可逆儲氨體系而受到 期待，因此報告有各種制造方法。例如，報告有如下方法：W具有高反應性的微粒狀儀作為 催化劑而對儀微粒子進行氨化的方法(專利文獻1);在將儀氨化時維持為特定的溫度，去除 原料粉體表面的被膜而進行制造的方法(專利文獻2);經由將多片儀薄片堆積并進行壓縮 而成的壓縮物的方法(專利文獻3)。
[0003] 現有技術文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1:日本特開平7-330305號公報
[0006] 專利文獻2:日本第4083786號公報
[0007] 專利文獻3:日本第4425990號公報

【發明內容】

[000引然而，在運些W往的制法中，有如下問題:難W制造用作催化劑的微粒狀儀，或氨 化反應為產生極大反應熱的反應，因此反應失控，在產物中混入來自反應容器的鐵。
[0009] 在使用金屬氨化物作為儲氨材料的情況下，微量的金屬的混入并無問題。然而，最 近有金屬氮化物可用作巧光原料的報告，并已知可由金屬氨化物制造該金屬氮化物。作為 此種巧光原料的制造中間物的金屬氨化物必須為高純度，而必須避免微量的其它金屬的混 入。
[0010] 因此，本發明的課題在于提供一種迅速使反應開始并有效率地制造不混入其它金 屬的高純度的金屬氨化物的方法。
[0011] 因此，本發明者為了迅速使反應開始且防止因金屬氨化反應的進行所產生的反應 熱的失控，進行了各種研究，結果發現，若同時進行反應溫度的控制與氨導入量的控制，并 逐步進行反應，則可防止反應熱的失控，高效率地獲得高純度的金屬氨化物，從而完成本發 明。
[0012] 旨P，本發明提供如下的[1]至[4]。
[0013] [1]-種金屬氨化物的制造方法，其特征在于:是由選自第2族及第3族中的金屬制 造該金屬氨化物的方法，進行如下工序：
[0014] (A)在耐壓容器中添加上述金屬并在容器內導入氨，進行加熱而使反應開始，其 中，將表壓力(a)設為0.1~1.5MPa，將加熱溫度(b)設為50~250°C，且將表壓力與加熱溫度 的乘積(aXb)設為20~100的范圍；
[0015] (B)在反應容器內的溫度比該加熱溫度上升10~100°C的時刻停止氨的導入而使 反應進行；
[0016] (C)在反應容器內的溫度下降至停止該氨的導入的溫度的時刻導入0.1~1.5MPa 的氨而使反應進行;及
[0017] (D)重復進行上述工序(B)及(C)，直至在氨的導入后反應容器內的溫度不上升。
[0018] [2]如[1]所述的制造方法，其中，工序(A)及（C)的氨的導入量為理論需要量的 0.002 ~0.2。
[0019] [ 3巧日[1 ]或[2 ]的制造方法，其中，各工序中的反應容器內的最高溫度為800°C W 下。
[0020] [4]如[1]至[3]中任一項的制造方法，其中，原料金屬的平均粒徑為0.1mm~ 300mm。
[0021] 根據本發明方法，可防止氨化反應時的反應熱的急劇上升，而在低溫條件下穩定 地獲得高純度的金屬氨化物。
【附圖說明】
[0022] 圖1為表示實施例2中的運轉狀況的圖。
[00剖圖2為表示實施例帥獲得的La出的XRD圖案的圖。
【具體實施方式】
[0024] 本發明的由選自第2族及第3族中的金屬制造該金屬氨化物的方法的特征在于進 行W下的工序(A)~(D)。
[0025] (A)在耐壓容器中添加上述金屬并在容器內導入氨，進行加熱而使反應開始，其 中，將表壓力(a)設為0.1~1.5MPa，將加熱溫度(b)設為50~250°C，且將表壓力與加熱溫度 的乘積(aXb)設為20~100的范圍；
[00%] (B)在反應容器內的溫度比該加熱溫度上升10~100°C的時刻停止氨的導入而使 反應進行；
[0027] (C)在反應容器內的溫度下降至停止該氨的導入的溫度的時刻導入0.1~1.5MPa 的氨而使反應進行;及
[00%] (D)重復進行上述工序(B)及(C)，直至在氨的導入后反應容器內的溫度不上升。
[0029] 本發明方法的原料為選自第2族及第3族中的金屬，其中，優選銅、巧、鎖、姉、禮及 錠，特別優選銅、巧及鎖。
[0030] 所使用的上述金屬的粒徑不僅無需為如專利文獻1中所使用的微粒子，而且從防 止急劇的反應的方面來看，優選為并非特別的微粒子。具體而言，關于上述金屬的粒徑，為 了使金屬不殘留在所生成的金屬氨化物中而收容在反應容器內，優選最大粒徑為300mmW 下的金屬，更優選平均粒徑為200mmW下的金屬，進而優選150mmW下的金屬。另外，從避免 因反應所引起的急劇的放熱而確保安全性的方面來看，優選為平均粒徑為O.lmmW上的金 屬，更優選為使用平均粒徑為〇.5mmW上的金屬，進而優選為平均粒徑ImmW上的金屬。作為 更具體的平均粒徑，優選0.1mm~300mm，更優選0.5mm~200mm，進而優選1mm~150mm。
[0031] 本發明方法在產生因急劇的反應所引起的大量熱的情況下有用，因此一次進行反 應的上述金屬的量越多越好。具體而言，一次進行反應的金屬的量優選為〇.3molW上，更優 選為0.5molW上，進而優選為ImolW上。
[0032] 作為反應中所使用的耐壓容器，優選為SUS制造，更優選為儀合金制造(具體而言， Inconel (注冊商標）、化stelloy (注冊商標））。
[0033] 關于工序(A)中的向耐壓容器中添加的上述金屬的添加體積，為了不使進行反應 的氨量增多而產生急劇的放熱，相對于耐壓容器的內容積，優選為1〇V〇1%W上，更優選為 25Vol % W上，進而優選為40V〇1 % W上。上述金屬的添加體積的上限優選為50V〇1 %。
[0034] 在工序(A)中，在耐壓容器中添加上述金屬并在容器內導入氨，進行加熱而使反應 開始，此時，將表壓力(a)設為0.1~1.5MPa，將加熱溫度(b)設為50~250°C，且將表壓力與 加熱溫度的乘積(a X b)設為20~100的范圍。
[0035] 在氨的表壓力低于0.1M化的情況下，存在未發生反應的情況，或至發生反應為止 需要較多時間，另一方面，在高于1.5MPa的情況下，在發生反應時產生急劇的放熱。
[0036] 在開始反應的方面上必須設為加熱溫度50°CW上，在抑制急劇的反應的方面上重 要的是不超過250°C。關于溫度，可利用熱電偶等直接測定容器內的物質，或也可利用放射 溫度計等在不接觸的情況下進行測定。
[0037] 另外，從使反應開始且抑制急劇的反應的方面來看，必須W使表壓力與加熱溫度 的乘積(a Xb)成為20~100的范圍的方式進行調整。若a Xb未達20,則反應未開始，另一方 面，若a X b超過100，則在發生反應時產生急劇的放熱。
[003引優選的表壓力（a)為0.1~l.SMPa，更優選為0.2~1.3MPa，進而優選為0.25~ 1.3MPa，進而優選為0.3~l.OMPa。另外，優選的加熱溫度(b)為60~250°C，更優選為60~ 200°C，進而優選為80~200°C。另外，優選的a X b為20~90，更優選為30~90。
[0039] 在工序(A)中，在反應容器中導入理論需要量的0.002~0.2的氨。在氨的導入量少 于0.002的情況下，至反應結束為止需要較多時間，另一方面，在多于0.2的情況下，產生因 反應所引起的急劇的放熱。更優選的氨導入量為0.003~0.1，進而優選為0.005~0.05。氨 量可根據利用流量計的測定、容器的容積或者工序(B)及(C)的重復次數求出。
[0040] 在工序(B)中，反應開始后，在反應容器內的溫度比工序(A)的加熱溫度上升10~ l〇〇°C的時刻停止氨的導入而使反應進行。若至反應容器內的溫度比工序(A)的加熱溫度超 過100°C的溫度為止持續導入氨，則有因反應的進行導致溫度急劇上升而變得無法控制的 擔屯、。另一方面，若非比工序(A)的加熱溫度上升10°CW上的溫度，則存在反應會停止的情 況。停止氨的導入的溫度更優選為比加熱溫度上升15~80°C的時刻，進而優選為比加熱溫 度上升25~60°C的時刻。
[0041] 在工序(A)及(B)中，通過如上所述那樣控制反應條件，