(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｒおよびＢａの少なくとも１種である成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、一般式Ｘ2ＴｉＯ4で表される複合酸化物を主成分とすることを特徴とする炭酸ガス吸収材。
【請求項２】
ＳｒおよびＢａの少なくとも１種である前記成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質を、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムの少なくとも１種の存在下に焼成することにより得られたものであることを特徴とする請求項１記載の炭酸ガス吸収材。
【請求項３】
ＳｒとＢａの少なくとも１種である前記成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質を主成分とする、電子部品の製造工程で用いられたグリーンシート、グリーンシート廃材、グリーンシート積層体廃材、およびグリーンシート前駆物の少なくとも１種を、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムの少なくとも１種の存在下に焼成することにより得られたものであることを特徴とする請求項１または２記載の炭酸ガス吸収材。
【請求項４】
前記成分物質Ｘがモル比で１／２までＣａで置換されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材。
【請求項５】
ＳｒおよびＢａの少なくとも１種である前記成分物質Ｘと、Ｃａと、Ｔｉとを含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質を、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムの少なくとも１種の存在下に焼成することにより得られたものであることを特徴とする請求項４記載の炭酸ガス吸収材。
【請求項６】
前記Ｔｉの一部がＺｒで置換されており、Ｔｉに対するＺｒの割合がモル比（Ｚｒ／Ｔｉ）で０．２５以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材。
【請求項７】
見かけの比表面積が０．２５ｍ2／ｇ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材。
【請求項８】
ペレット状の炭酸ガス吸収材であって、ペレット状に成形した後、１０００〜１１００℃で焼成したものであることを特徴とする請求項２，３，５，および７のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材を用いて、
圧力：１．０×１０4〜１．０×１０6Ｐａ、
温度：５００〜９００℃
の条件下で炭酸ガスを吸収させる工程と、
前記炭酸ガス吸収材に吸収させた炭酸ガスを、
圧力：１０００Ｐａ以下、
温度：７５０℃以上
の条件下で放出させる工程と
を具備することを特徴とする炭酸ガス分離方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材を、
圧力：１．０×１０4〜１．０×１０6Ｐａ、
温度：５００〜９００℃
の条件下で炭酸ガスを含む気流と接触させて炭酸ガスを前記炭酸ガス吸収材に吸収させる炭酸ガス吸収機構部と、
炭酸ガスを含む気流と接触して炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材を、
圧力：１０００Ｐａ以下の減圧下、
温度：７５０℃以上
の条件で加熱して、炭酸ガスを放出させる炭酸ガス放出機構部と
を具備することを特徴とする炭酸ガス分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、高温条件下で炭酸ガスを吸収し、所定の条件下で吸収した炭酸ガスを放出して再生されることにより、繰り返して使用することが可能な炭酸ガス吸収材、それを用いた炭酸ガス分離方法、および炭酸ガス分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品は、通常、例えば、チタン酸バリウムなどの誘電体原料粉末を主成分とするセラミック原料スラリーをシート状に成型し、得られたセラミックグリーンシート（誘電体シート）に電極を印刷し、必要な部分を打ち抜いて積層する工程を経て製造されている。
【０００３】
しかし、セラミックグリーンシートを打ち抜いた後の不要部分は、回収して、セラミック原料として再使用される場合もあるが、再分散後の粒度分布の違いにより焼成後に得られる誘電体の誘電特性にばらつきが生じる場合があること、セラミックグリーンシート上に印刷されて残留する電極成分が不純物となり、特性に悪影響を与える場合があることなどの理由により、再利用が制約される場合が少なくないのが実情である。
このため、チタン酸バリウムを主成分とするチタネート系セラミック原料の廃棄物が生じ、有効な再利用方法が検討されるに至っている。
【０００４】
一方、炭化水素を主成分とする燃料を利用するエネルギープラントや、自動車から排出される炭酸ガス（ＣＯ2）の、高温化での分離を目的とした炭酸ガス吸収材として、一般式：ＬｉxＳｉyＯzで表されるリチウムシリケートからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とする炭酸ガス吸収材が提案されている（特許文献１参照）。そして、この炭酸ガス吸収材は、軽量で、かつ約５００℃を超える温度域で炭酸ガスを吸収する作用を有するとされている。
【０００５】
しかしながら、リチウムシリケートは、炭酸ガスの吸収及び脱離時の体積変化が大きく、繰り返し使用によるストレスにより、吸収材の強度が低下するという問題点がある。すなわち、リチウムシリケート（Ｌｉ4ＳｉＯ4）は、下記の化学式(１) のように炭酸ガスと反応して、５００℃を超える高温下で炭酸ガスを吸収する作用を奏する。
Ｌｉ4ＳｉＯ4＋ＣＯ2  →  Ｌｉ2ＳｉＯ3＋Ｌｉ2ＣＯ3    （１）
【０００６】
しかし、このリチウムシリケートは、炭酸ガスを吸収すると体積が約１．４倍に膨張するため、炭酸ガスの吸収と放出を繰り返すと、強度が低下して崩壊するため、耐用性に欠けるという問題点がある。
【特許文献１】特開２０００−２６２８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、約５００℃以上の温度域において炭酸ガスを吸収することが可能で、炭酸ガスを吸収した場合の膨張が少なく耐用性に優れた炭酸ガス吸収材、それを用いた炭酸ガス分離方法、および炭酸ガス分離装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願発明（請求項１）の炭酸ガス吸収材は、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種である成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、一般式Ｘ2ＴｉＯ4で表される複合酸化物を主成分とすることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２の炭酸ガス吸収材は、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種である前記成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質を、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムの少なくとも１種の存在下に焼成することにより得られたものであることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３の炭酸ガス吸収材は、ＳｒとＢａの少なくとも１種である前記成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質を主成分とする、電子部品の製造工程で用いられたグリーンシート、グリーンシート廃材、グリーンシート積層体廃材、およびグリーンシート前駆物の少なくとも１種を、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムの少なくとも１種の存在下に焼成することにより得られたものであることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４の炭酸ガス吸収材は、前記成分物質Ｘがモル比で１／２までＣａで置換されていることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５の炭酸ガス吸収材は、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種である前記成分物質Ｘと、Ｃａと、Ｔｉとを含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質を、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムの少なくとも１種の存在下に焼成することにより得られたものであることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６の炭酸ガス吸収材は、前記Ｔｉの一部がＺｒで置換されており、Ｔｉに対するＺｒの割合がモル比（Ｚｒ／Ｔｉ）で０．２５以下であることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項７の炭酸ガス吸収材は、見かけの比表面積が０．２５ｍ2／ｇ以上であることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項８の炭酸ガス吸収材は、ペレット状の炭酸ガス吸収材であって、ペレット状に成形した後、１０００〜１１００℃で焼成したものであることを特徴としている。
【００１６】
また、本願発明（請求項９）の炭酸ガス分離方法は、
請求項１〜８のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材を用いて、
圧力：１．０×１０4〜１．０×１０6Ｐａ、
温度：５００〜９００℃
の条件下で炭酸ガスを吸収させる工程と、
前記炭酸ガス吸収材に吸収させた炭酸ガスを、
圧力：１０００Ｐａ以下、
温度：７５０℃以上
の条件下で放出させる工程と
を具備することを特徴としている。
【００１７】
また、本願発明（請求項１０）の炭酸ガス分離装置は、
請求項１〜８のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材を、
圧力：１．０×１０4〜１．０×１０6Ｐａ、
温度：５００〜９００℃
の条件下で炭酸ガスを含む気流と接触させて炭酸ガスを前記炭酸ガス吸収材に吸収させる炭酸ガス吸収機構部と、
炭酸ガスを含む気流と接触して炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材を、
圧力：１０００Ｐａ以下の減圧下、
温度：７５０℃以上
の条件で加熱して、炭酸ガスを放出させる炭酸ガス放出機構部と
を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明（請求項１）の炭酸ガス吸収材は、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種である成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、一般式Ｘ2ＴｉＯ4で表される複合酸化物を主成分とするものであり、具体的な物質としては、式：Ｂａ2ＴｉＯ4、式：Ｓｒ2ＴｉＯ4で示される化合物を主成分とする物質などが挙げられる。
なお、本願発明の炭酸ガス吸収材は、不純物としてＭｇ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｎｉなどの不純物を含んでいてもよく、さらに、Ｄｙなどの希土類を不純物として含んでいてもよい。
【００１９】
また、本願発明の炭酸ガス吸収材（例えば、Ｂａ2ＴｉＯ4）は、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）を、炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）の存在下に焼成し、下記の化学式(２)で示される反応を生起させることにより得ることができる。
ＢａＴｉＯ3＋ＢａＣＯ3  →  Ｂａ2ＴｉＯ4＋ＣＯ2↑       （２）
そして、このＢａ2ＴｉＯ4で示される物質は、特定の条件下で、下記の化学式(３)の反応により炭酸ガスを吸収してＢａＴｉＯ3になる。
Ｂａ2ＴｉＯ4＋ＣＯ2  →  ＢａＴｉＯ3＋ＢａＣＯ3       （３）
また、炭酸ガスを吸収することにより生じたＢａＴｉＯ3は、所定の圧力条件下（１０００Ｐａ以下の減圧下）に、所定の温度以上（７５０℃以上）に加熱することにより、下記の化学式(４)の反応により炭酸ガスを放出して、Ｂａ2ＴｉＯ4に戻る。
ＢａＴｉＯ3＋ＢａＣＯ3  →  Ｂａ2ＴｉＯ4  ＋ＣＯ2↑   （４）
すなわち、本願発明の炭酸ガス吸収材は、この化学式(３)および(４)の反応を利用して炭酸ガスの吸収・放出を行うものである。
なお、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）を原料として用いる場合にも、上記のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）の場合に準じる反応により、炭酸ガス吸収材と有効な一般式：Ｓｒ2ＴｉＯ4で表される物質を得ることが可能である。
【００２０】
本願発明の炭酸ガス吸収材は、圧力：１．０×１０4〜１．０×１０6Ｐａの範囲、特に常圧付近では、５００〜９００℃というような高温下で炭酸ガスを吸収する能力を備えている。
一方、炭酸ガスを吸収した本願発明の炭酸ガス吸収材は、圧力：１０００Ｐａ以下、温度：７５０℃以上の条件下で炭酸ガスを放出して、Ｂａ2ＴｉＯ4、Ｓｒ2ＴｉＯ4などに再生され、繰り返して炭酸ガスの吸収に供することが可能であり、炭酸ガス吸収時の体積膨張が１０％程度と低いことから、繰り返し使用によるストレスの発生が小さく優れた耐用性を実現することができる。
【００２１】
また、請求項２の炭酸ガス吸収材は、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種である成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質を、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムの少なくとも１種の存在下に焼成することにより得られたものであり、上述の化学式(２)に示される反応により容易かつ確実に製造される物質である。したがって、請求項１の発明にかかる炭酸ガス吸収材が奏する効果を有する物質を経済的に提供することが可能になる。
【００２２】
また、本願発明の炭酸ガス吸収材は、請求項３のように、ＳｒとＢａの少なくとも１種である前記成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質を主成分とする、電子部品の製造工程で用いられたグリーンシート、グリーンシート廃材、グリーンシート積層体廃材、およびグリーンシート前駆物の少なくとも１種を、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムの少なくとも１種の存在下に焼成することにより得ることができる。
【００２３】
ＳｒとＢａの少なくとも１種である前記成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質（例えば、ＢａＴｉＯ3）は、上述のように、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）の少なくとも１種の存在下に焼成することにより、下記の化学式(２)で示される反応を生起させることにより得ることができる。
ＢａＴｉＯ3＋ＢａＣＯ3  →  Ｂａ2ＴｉＯ4＋ＣＯ2↑    （２）
なお、ＢａＴｉＯ3に代えてＳｒＴｉＯ3を用いた場合にも、上記のＢａＴｉＯ3の場合に準じる反応により、炭酸ガス吸収材と有効な一般式：Ｓｒ2ＴｉＯ4で表される物質を得ることが可能である。
なお、ペロブスカイト構造を有する物質（例えば、ＢａＴｉＯ3）としては、不純物としてＭｇ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｎｉなどの不純物を含んでいてもよく、さらに、Ｄｙなどの希土類を不純物として含んでいてもよい。
【００２４】
なお、グリーンシートとは、例えば、ＢａＴｉＯ3を主成分とし、これにバインダーなどが添加されたスラリーをシート状に成形したものであり、電子部品の製造用に作製されたがその後に不要になったような場合に、本願発明の炭酸ガス吸収材を製造する際の原料として利用することができる。
【００２５】
また、グリーンシート廃材とは、上記のグリーンシートから必要部分を取り出した後の不要シートなどであり、これらは本願発明の炭酸ガス吸収材を製造する際の原料として好適に利用することができる。
【００２６】
また、グリーンシート積層体廃材とは、例えば、電極材料を印刷した上記グリーンシートを積層して圧着した未焼成の積層体の廃材などであり、これらも本願発明の炭酸ガス吸収材を製造する際の原料として好適に利用することができる。
【００２７】
また、グリーンシート前駆物とは、例えば、ＢａＴｉＯ3をバインダーとともに分散剤に分散させたセラミック原料スラリーや、分散剤に分散させるために用意されたＢａＴｉＯ3などであり、用意はしたが電子部品の製造に不要になったような場合に、本願発明の炭酸ガス吸収材を製造する際の原料として利用することができる。
【００２８】
また、請求項４の炭酸ガス吸収材のように、請求項１〜３のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材において、成分物質Ｘの一部がＣａで置換されている場合にも、炭酸ガス吸収材として有効に利用することができる。すなわち、具体的には、実施例でも示されているように（実施例２の表１参照）、最大でＸの１／２（モル比）までをＣａで置換することができる。
なお、本願発明において、この請求項４の発明のように、Ｘの一部がＣａで置換された構成の場合における成分物質Ｘの値は、Ｃａで置換される前のＸを意味するものであり、例えば、成分物質Ｘと、Ｔｉとのモル比（Ｘ／Ｔｉ）：２である場合において、モル比でＸの１／２がＣａで置換された場合にも、成分物質ＸとＴｉとのモル比（Ｘ／Ｔｉ）は２であるとみなす考え方をとっている。
【００２９】
また、請求項５の炭酸ガス吸収材のように、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種である成分物質Ｘと、Ｃａと、Ｔｉとを含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質を、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウムの少なくとも１種の存在下に焼成することにより、最大でＸの１／２がＣａで置換された、炭酸ガス吸収材として有効な物質を得ることができる。
【００３０】
また、請求項６の炭酸ガス吸収材のように、請求項１〜５のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材において、複合酸化物中のＴｉの一部がＺｒで置換されている場合にも、Ｔｉに対するＺｒの割合がモル比（Ｚｒ／Ｔｉ）で０．２５以下である場合には、炭酸ガス吸収材として有効に利用することが可能である。
ただし、Ｔｉに対するＺｒの割合がモル比（Ｚｒ／Ｔｉ）で０．２５を超えると、炭酸ガス放出温度の高いＢａ2ＺｒＯ4の割合が高くなるため好ましくない。
【００３１】
また、請求項７の炭酸ガス吸収材のように、請求項１〜６のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材において、見かけの比表面積が０．２５ｍ2／ｇ以上になるようにした場合、高い炭酸ガス吸収率を得ることが可能になるとともに、炭酸ガスの吸収と放出を繰り返した際の体積膨張・収縮に起因してクラックが発生することを抑制して、耐用性を向上させることが可能になる。
【００３２】
なお、本願発明の炭酸ガス吸収材において、見かけの比表面積が０．２５ｍ2／ｇのときの空孔率は約２０％であることが確認されており、本願発明の炭酸ガス吸収材の形状が不定形であることを考慮すれば、空孔率よりもむしろ見かけの比表面積で定量化することにより、特性の安定した炭酸ガス吸収材を提供することが可能になり有意義である。
【００３３】
また、請求項８の炭酸ガス吸収材のように、請求項２，３，５，および７のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材において、ペレット状に成形した後、１０００〜１１００℃で焼成したペレット状の炭酸ガス吸収材の場合、大きさが数mmのペレット状吸収材であっても、炭酸ガスの吸収性能が高く、安定性および耐用性に優れ、しかも低コストの炭酸ガス吸収材を提供することが可能になる。
また、見かけの比表面積が０．２５ｍ2／ｇ以上という要件を備えた炭酸ガス吸収材の場合、さらに炭酸ガスの吸収性能を向上させることが可能になる。
【００３４】
なお、本願発明の炭酸ガス吸収材は、例えば、リチウムシリケート系の炭酸ガス吸収材と比較して、熱的な面で安定であるが、その焼結状態によって吸収率が変化する場合がある。
【００３５】
なお、粉末状の吸収材の場合は、１１００℃を超える温度で焼成しても、吸収性能の低下は認められないが、ペレット状の吸収材の場合、１１００℃を超える温度で焼成すると、得られる炭酸ガス吸収材の焼結密度が高くなり、吸収率の低下や、炭酸ガス吸収時にクラックの発生を招く場合がある。
しかし、１１００℃を超える温度で焼成したペレット状の吸収材であっても、これを粉砕し、粉末状の吸収材として使用する場合には、吸収率の低下は認められない。
【００３６】
一方、１０００〜１１００℃の温度で焼成することにより、内部に空隙を確保して、比表面積を０．２５ｍ2／ｇ以上とすることが可能になるとともに、炭酸ガスの吸収と放出を繰り返した際の体積膨張・収縮に起因してクラックが発生することを抑制して、耐用性を向上させることが可能になる。
【００３７】
また、本願発明（請求項９）の炭酸ガス分離方法は、請求項１〜８のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材を用いて、圧力：１．０×１０4〜１．０×１０6Ｐａ、温度：５００〜９００℃の条件下で炭酸ガスを吸収させる工程と、前記炭酸ガス吸収材に吸収させた炭酸ガスを、圧力：１０００Ｐａ以下、温度：７５０℃以上の条件下で放出させる工程とを具備しており、高温下での炭酸ガスの吸収と、吸収した炭酸ガスの放出（炭酸ガス吸収材の再生）を効率よく行うことが可能で、この方法を用いることにより、高温下での炭酸ガスの分離を経済的に、しかも効率よく行うことが可能になる。
なお、本願発明の炭酸ガス分離方法においては、炭酸ガスの放出（脱着）を圧力：１０００Ｐａ以下の減圧下で行うようにしているため、高濃度の炭酸ガスを回収することが可能になる。
【００３８】
また、本願発明（請求項１０）の炭酸ガス分離装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の炭酸ガス吸収材を、圧力：１．０×１０4〜１．０×１０6Ｐａ、温度：５００〜９００℃の条件下で炭酸ガスを含む気流と接触させて炭酸ガスを前記炭酸ガス吸収材に吸収させる炭酸ガス吸収機構部と、炭酸ガスを含む気流と接触して炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材を、圧力：１０００Ｐａ以下の減圧下、温度：７５０℃以上の条件で加熱して、炭酸ガスを放出させる炭酸ガス放出機構部とを具備しており、炭酸ガス吸収機構部において、高温下での炭酸ガスの吸収を確実に行い、炭酸ガス放出機構部において、吸収した炭酸ガスの放出（炭酸ガス吸収材の再生）を確実に行うことができることから、この炭酸ガス分離装置を用いることにより、高温下での炭酸ガスの分離を経済的に、しかも効率よく行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本願発明の実施例（実施例１）にかかる炭酸ガス吸収材の結晶相をＸ線回折分析により調べた結果を示す図である。
【図２】本願発明の実施例（実施例１）にかかる炭酸ガス吸収材について、炭酸ガス吸収性能（炭酸ガスとの反応率）を調べるために用いた試験装置を示す図である。
【図３】本願発明の実施例（実施例１）にかかる炭酸ガス吸収材について調べた炭酸ガス吸収性能（炭酸ガスとの反応率）と温度の関係を示す図である。
【図４】本願発明の実施例（実施例１）にかかる炭酸ガス吸収材について、炭酸ガス放出性能（炭酸ガスの放出率）を調べるために用いた試験装置を示す図である。
【図５】本願発明の実施例（実施例１）にかかる炭酸ガス吸収材について調べた炭酸ガス放出性能（炭酸ガスの放出率）と温度の関係を示す図である。
【図６】実施例１の第１の炭酸ガス吸収材について行った、ＴＧ−ＤＴＡ分析の結果を示す図である。
【図７】本願発明の実施例（実施例３）にかかる炭酸ガス分離装置の概略構成を示す図である。
【図８】実施例４において、１１００℃、１１５０℃、１２００℃で焼成した試料番号１２，１３，１４の試料のＴＧ−ＤＴＡ分析のチャートを示す図である。
【図９】実施例４において得た炭酸ガス吸収材について調べた比表面積と炭酸ガス最大吸収量の関係と、実施例５において得た炭酸ガス吸収材について調べた比表面積と炭酸ガス最大吸収量の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１        ガス吸収管
２        ヒーター
３        炭酸ガス吸収材
１０      切替弁
１１      容器
１２      ヒーター
Ａ，Ｂ    機構部
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００４２】
［本願発明の第１の炭酸ガス吸収材の作製］
ＢａＴｉＯ3粉末に対して、ＢａＴｉＯ3とＢａＣＯ3のモル比が１／１となる量のＢａＣＯ3を添加し、さらに水を加えて、ボールミルで２時間混合を行った。
それから、混合物を１２０℃で１０時間乾燥した後、得られた粉末を１２００℃、２時間の条件で焼成し、Ｂａ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材（セラミックス粉末）を得た。
【００４３】
［本願発明の第２の炭酸ガス吸収材の作製］
積層セラミックコンデンサを製造する場合に用いられる、ＢａとＴｉを、モル比（Ｂａ／Ｔｉ）：０．９９〜１．０１の割合で含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質（ＢａＴｉＯ3）を主成分とするグリーンシートから必要部分を取り出した後の不要部分（不要グリーンシート）を、５００℃で脱脂し、ＢａＴｉＯ3の含有量が８７％のセラミック原料粉末とした。
なお、このセラミック原料粉末は残部に、Ｃａ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎａの酸化物を主として含有するものである。
【００４４】
それから、第１の炭酸ガス吸収材の作製方法の場合と同様に、このセラミック原料粉末に、ＢａＴｉＯ3とＢａＣＯ3のモル比が１／１となる量のＢａＣＯ3を添加し、さらに水を加えて、ボールミルで２時間混合を行った。
その後、混合物を１２０℃で１０時間乾燥した後、得られた粉末を１２００℃、２時間の条件で焼成し、Ｂａ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材（セラミックス粉末）を得た。
【００４５】
そして、Ｘ線回折分析によりこの炭酸ガス吸収材の結晶相を調べた。その結果を図１に示す。
図１に示すように、この炭酸ガス吸収材は、Ｂａ2ＴｉＯ4単斜晶と、Ｂａ2ＴｉＯ4斜方晶の両方を含んでおり、図１のＸ線回折チャートからは、Ｂａ2ＴｉＯ4単斜晶の占める割合が、Ｂａ2ＴｉＯ4斜方晶の占める割合よりもやや多いことがわかる。
なお、Ｂａ2ＴｉＯ4単斜晶と、Ｂａ2ＴｉＯ4斜方晶の性質には大きな差異はなく、炭酸ガス吸収材としての特性にも有意な差のないことが確認されている。
【００４６】
［特性の測定］
上述のようにして作製した第１の炭酸ガス吸収材および第２の炭酸ガス吸収材について、図２に示すような試験装置を用いて炭酸ガス吸収性能を調べるとともに、炭酸ガスを吸収した後の炭酸ガス吸収材の炭酸ガス放出特性を調べた。
【００４７】
図２の試験装置は、管型炉を利用したものであって、炭酸ガス（ＣＯ2）と窒素ガス（Ｎ2）の混合ガスが供給されるガス吸収管１と、ガス吸収管１の外周側に配設され、ガス吸収管１の内部を加熱するヒーター２とを備えており、ガス吸収管１の内部を常温〜１３００℃の範囲で温度制御することができるように構成されている。
【００４８】
そして、この試験装置のガス吸収管１の中央に、１．５ｇの炭酸ガス吸収材３を配置し、ヒーター２によりガス吸収管１の内部を所定の温度に加熱しながら炭酸ガスと窒素ガスの混合ガスを毎分５００mLの割合で供給して、炭酸ガス吸収材の重量変化（炭酸ガスの吸収の挙動）を調べた。
そして、炭酸ガス吸収材の重量変化から、下記の式(ａ)により、炭酸ガス吸収材と、炭酸ガスとの反応率を算出した。
反応率＝ＣＯ2吸着量(mol％)／Ｂａ2ＴｉＯ4含有量(mol％)      (ａ)
【００４９】
その結果を図３に示す。図３に示すように、第１の炭酸ガス吸収材と、第２の炭酸ガス吸収材のいずれについても、約５００℃で炭酸ガスの吸収が起こり、７００℃付近に吸収のピークがあり、９００℃付近まで優位性のある吸着性能を示すことが確認された。
【００５０】
この結果から、この第１および第２の炭酸ガス吸収材は、５００〜９００℃の範囲で炭酸ガス吸収性能を発揮すること、すなわち炭酸ガス吸収材として使用できることが確認された。
【００５１】
また、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材について、以下の方法で炭酸ガス放出特性を調べた。
上述のようにして、ガス吸収管１の中央に炭酸ガス吸収材３を配置し、ヒーター２によりガス吸収管１の内部を所定の温度に加熱しながら炭酸ガスと窒素ガスの混合ガスを毎分５００mLの割合で供給した後、炭酸ガスの供給を止め、図４に示すように、ガス吸収管１の入口側を閉止し、出口側からロータリーポンプで所定の真空度（この実施例では１００Ｐａ）になるように吸引しながら、炭酸ガス吸収材３の重量変化（炭酸ガスの放出の挙動）を調べた。そして、炭酸ガス吸収材３の重量の減少量から炭酸ガスの放出率を求めた。その結果を図５に示す。
【００５２】
なお、図５における炭酸ガスの放出率（反応率）は、上記の式(ａ)に基づいて求めたものであり、式(ａ)において求めた炭酸ガス吸収の反応率が１．０の状態のときに図５の放出率（反応率）が０となり、吸収されていた炭酸ガスがすべて放出されたとき（炭酸ガス吸収の反応率が０のとき）に図５の放出率（反応率）が−１．０となるような概念である。
【００５３】
図５に示すように、炭酸ガスの放出に関しても、第１および第２の炭酸ガス吸収材は、いずれも同様の傾向を示しており、７５０℃以上の温度で炭酸ガスを効率よく放出させることが可能になることが確認された。なお、この試験では、１００Ｐａの圧力で炭酸ガス放出特性を調べたが、圧力：１０００Ｐａ以下の減圧下で炭酸ガスの放出（脱着）を行うことにより、効率よく炭酸ガスを放出させることが可能であることが確認されている。
また、本願発明のように、圧力：１０００Ｐａ以下の減圧下で炭酸ガスの放出（脱着）を行うことにより、高濃度の炭酸ガスを回収することが可能になる。
【００５４】
なお、上記実施例１では、ＢａＴｉＯ3粉末および不要グリーンシートを原料として炭酸ガス吸収材を製造する場合を例にとって説明したが、本願発明においては、例えば、ＢａＴｉＯ3を主成分とし、これにバインダーなどが添加されたスラリーをシート状に成形した状態のグリーンシートそのものや、グリーンシートに導電ペーストを塗布したもの、グリーンシート前駆物（例えば、ＢａＴｉＯ3をバインダーとともに分散剤に分散させたセラミック原料スラリーや、分散剤に分散させる前のＢａＴｉＯ3など）などを原料とすることも可能であり、その場合にも上記実施例１の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【実施例２】
【００５５】
ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＣａＴｉＯ3、ＢａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、ＣａＣＯ3、およびＢａＺｒＯ3の各原料を、表１に示すような割合（モル比）で配合し、ボールミルで２時間混合を行った。
【００５６】
【表１】
0003938212.tif 000002
【００５７】
次に、混合物を１２０℃で１０時間乾燥した後、得られた粉末を１２００℃、２時間の条件で焼成し、複合酸化物粉末（炭酸ガス吸収材（セラミックス粉末））を得た。
【００５８】
それから、得られた複合酸化物を用いて、ＣＯ2とＮ2の割合が、体積比でＣＯ2：２０、Ｎ2：８０の割合の混合ガス雰囲気中で、ＴＧ−ＤＴＡ分析（熱重量分析−示差熱分析）を行った。
【００５９】
また、すでに炭酸ガス吸収材としての効果が確認されている、上記実施例１の第１の炭酸ガス吸収材（すなわち、ＢａＴｉＯ3粉末に対して、ＢａＴｉＯ3とＢａＣＯ3のモル比が１／１となる量のＢａＣＯ3を添加し、混合した後、１２００℃、２時間の条件で焼成することにより得たＢａ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材）についても、同じ条件でＴＧ−ＤＴＡ分析（熱重量分析−示差熱分析）を行った。
【００６０】
図６に上記実施例１の第１の炭酸ガス吸収材について行った、ＴＧ−ＤＴＡ分析の結果を示す。
図６に示すように、ＣＯ2とＮ2の割合が、体積比でＣＯ2：２０、Ｎ2：８０の雰囲気ガス中での上記実施例１の第１の炭酸ガス吸収材（表１および表２の試料Ａ）の重量は、６１８℃から炭酸ガスの吸収により増大し、１０２１℃以上になると炭酸ガスの放出により重量が低下し、元の重量に戻る。ここで、ＴＧ最大値が、炭酸ガスの最大吸収量を示す。
したがって、この方法により、炭酸ガス吸収材として有効に使用することが可能な物質の場合には、炭酸ガスの吸放出による重量変化を確認することができる。
【００６１】
表２はＴＧ−ＤＴＡ分析により、この実施例２の方法で製造した複合酸化物（試料番号１〜１０の試料）と、実施例１の第１の炭酸ガス吸収材（表１および表２の試料Ａ）について調べた炭酸ガス吸収開始温度、炭酸ガス放出開始温度、炭酸ガスの最大吸収量（ＴＧ最大値）を示すものである。
【００６２】
【表２】
0003938212.tif 000003
【００６３】
表２より、各試料間で、炭酸ガス吸収開始温度、炭酸ガス放出開始温度、および炭酸ガスの最大吸収量に差は認められるが、いずれの試料も炭酸ガスの最大吸収量（ＴＧ最大値）は相当に大きく、すべての試料が炭酸ガス吸収材として使用することが可能なものであることがわかる。
【００６４】
また、表２より、Ｓｒを含有させた場合には、放出開始温度が高温側になり、ＴＧの最大値が大きくなる傾向があることがわかる。
【００６５】
また、ＳｒおよびＢａの少なくとも１種である成分物質Ｘに対するＣａの割合がモル比（Ｃａ／Ｘ）で１．０以下となるような割合でＣａを含有させた場合にも、ＴＧの最大値は小さくなるが、放出開始温度が低温になり、より容易に炭酸ガスを回収することが可能になることがわかる。
また、Ｃａ含有量の少ない領域では、ＴＧの最大値はそれほど変わらず、吸収開始温度が低くなることから、低温での吸収効率が向上することがわかる。
【００６６】
なお、試料番号１０の試料のように、Ｔｉの一部をＺｒに置換した物質も、炭酸ガス吸収材として使用することが可能である。
【００６７】
なお、表２に示した各試料では、炭酸ガスの放出には、９００℃以上の高温での処理が必要となるが、反応系を減圧にすることにより、炭酸ガス放出温度を低下させることが可能である。
【００６８】
また、上記実施例では、ＢａＴｉＯ3粉末、ＳｒＴｉＯ3粉末、および、ＣａＴｉＯ3粉末を原料として炭酸ガス吸収材を製造する場合を例にとって説明したが、本願発明においては、例えば、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＣａＴｉＯ3などを原料として用い、これにバインダーなどを添加したスラリーをシート状に成形した状態のセラミックグリーンシート、セラミックグリーンシートに導電性ペーストを塗布したもの、グリーンシートを積層した未焼成の積層体廃材、グリーンシート前駆物（例えば、ＢａＣＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＣａＴｉＯ3などをバインダーとともに分散剤に分散させたセラミック原料スラリー、分散剤に分散させる前のＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＣａＴｉＯ3など）を原料とすることも可能である。なお、このような材料を用いる場合、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｎｉなどの不純物や、Ｄｙなどの希土類を不純物として含むことになるが、表２の各試料の場合と同様の作用効果を得ることができることが確認されている。
【実施例３】
【００６９】
図７は本願発明の一実施例にかかる炭酸ガス分離装置の概略構成を示す図である。
【００７０】
この炭酸ガス分離装置は、燃焼排ガス（炭酸ガス含有ガス）中の炭酸ガスを本願発明の炭酸ガス吸収材により吸収、分離した後、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを放出させて回収するための炭酸ガス分離装置であり、燃焼排ガスの流れを切り替える切替弁１０と、炭酸ガス吸収機構部および炭酸ガス放出機構部として機能する二つの機構部Ａ，Ｂを備えている。
【００７１】
なお、図７においては、切替弁１０により、左側の機構部Ａに炭酸ガス含有ガス（原料ガス）が供給されるように設定された状態を示しており、左側の機構部Ａが炭酸ガス吸収機構部として機能し、右側の機構部Ｂが炭酸ガスを放出させる炭酸ガス放出機構部として機能する状態を示している。
各機構部ＡおよびＢはいずれも、容器１１と、ヒーター１２と、容器１１の内部に充填された本願発明にかかる炭酸ガス吸収材（実施例１の第１の炭酸ガス吸収材）３とを備えている。
【００７２】
そして、図７に示すように、左側の機構部Ａに燃焼排ガスが供給されるように切替弁１０を切り替えた状態で、燃焼排ガス（この実施例３では、圧力：常圧、温度：約７００℃、炭酸ガス（ＣＯ2）含有率：２０vol％の燃焼排ガス）を供給することにより、機構部（炭酸ガス吸収機構部）Ａで炭酸ガスの吸収が行なわれる。
【００７３】
一方、機構部（炭酸ガス放出機構部）Ｂでは、容器１１の出口側から真空吸引して、圧力を１０００Ｐａ以下の減圧状態（例えば１００Ｐａ）とし、ヒーター１２により容器１１内の炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材３を８５０℃に加熱することにより、炭酸ガス吸収材３から炭酸ガスが放出され、放出された炭酸ガスが高濃度で回収されるとともに、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材３が再生され、再使用に供されることになる。
【００７４】
なお、炭酸ガス分離装置における、炭酸ガス吸収材による炭酸ガスの吸収反応は下記の化学式(３)の通りであり、
Ｂａ2ＴｉＯ4＋ＣＯ2→ＢａＴｉＯ3＋ＢａＣＯ3           （３）
また、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材からの炭酸ガスの放出反応は、下記の化学式(４)の通りである。
ＢａＴｉＯ3＋ＢａＣＯ3  →  Ｂａ2ＴｉＯ4  ＋ＣＯ2↑   （４）
【００７５】
そして、機構部（炭酸ガス吸収機構部）Ａに充填された炭酸ガス吸収材３の炭酸ガス吸収性能が低下すると、右側の機構部Ｂに燃焼排ガスが供給されるように切替弁１０を切り替え、燃焼排ガスを機構部Ｂに供給し、機構部（炭酸ガス吸収機構部）Ｂに充填された炭酸ガス吸収材３により炭酸ガスの吸収を行う。
【００７６】
一方、機構部Ａでは、容器１１の出口側から真空吸引して、圧力を１０００Ｐａ以下の減圧状態（例えば１００Ｐａ）とし、ヒーター１２により容器１１内の、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材３を８５０℃に加熱して、炭酸ガス吸収材３から炭酸ガスを放出させ、放出させた炭酸ガスを回収するとともに、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材３を再生させる。
そして、これを繰り返すことにより、長期間にわたって、安定して炭酸ガスの分離、回収を行わせることが可能になる。
なお、機構部Ａと機構部Ｂを交互に炭酸ガス吸収機構部と炭酸ガス放出機構部に切り替える際の、各機構部Ａ、Ｂから排出されるガスの流路の切り替えは、切替弁を設けることで容易に行うことが可能である。
【００７７】
なお、この実施例３において、１molの炭酸ガス（ＣＯ2）を吸収するために必要な炭酸ガス吸収材の重量は３８６ｇであり、体積は８３mLであった。
なお、この体積（８３mL）は、真比重から計算したものであり、空隙率を４０％とすると、１molの炭酸ガス（ＣＯ2）を吸収するために必要な炭酸ガス吸収材の量（容積）は１３９mLとなる。
【００７８】
上述のように、本願発明の炭酸ガス分離装置によれば、実施例１の第１の炭酸ガス吸収材を、圧力：常圧、温度：約７００℃の条件下で２０vol％の燃焼排ガスと接触させて炭酸ガスを炭酸ガス吸収材に吸収させるとともに、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材を、減圧下（１００Ｐａ）で所定の温度（８５０℃）に加熱して、炭酸ガスを放出させるようにしているので、炭酸ガス吸収機構部において、高温下での炭酸ガスの吸収を確実に行い、炭酸ガス放出機構部において、吸収した炭酸ガスの放出（炭酸ガス吸収材の再生）を確実に行うことができることから、高温下での炭酸ガスの分離、回収を経済的に、かつ、安定して効率よく行うことができる。
【００７９】
また、実施例３では、機構部Ａと機構部Ｂを並列に設置し、切替弁１０により燃焼排ガスの流れを切り替えて、機構部Ａと機構部Ｂが交互に炭酸ガス吸収機構部としての機能と、炭酸ガス放出機構部としての機能を果たすようにしているが、炭酸ガス吸収機構部と炭酸ガス放出機構部とを異なる構造を備えた専用の機構部として構成し、炭酸ガス吸収機構部は炭酸ガスの吸収のみ、炭酸ガス放出機構部は炭酸ガスの放出のみを行うように構成することも可能である。なお、その場合には、適宜、炭酸ガス吸収材の詰め替えなどを行うことが必要になる。
【実施例４】
【００８０】
ＢａＴｉＯ3粉末に対して、ＢａＴｉＯ3とＢａＣＯ3のモル比が１／１となる量のＢａＣＯ3を添加し、さらに水を加えて、ボールミルで２時間混合を行った。
そして、上述のようにして得た混合物を１２０℃で１０時間乾燥した後、バインダを加えて造粒し、粒径が２〜５mmの球状の造粒体を得た。
それから、球状の造粒体を、５００℃で２時間脱脂した後、１０００〜１２００℃の範囲内の所定の温度で２時間の焼成を行い、Ｂａ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材を得た。
【００８１】
そして、得られた炭酸ガス吸収材について、非表面積、炭酸ガスの最大吸収量、および炭酸ガス吸収後のクラックの発生状態を調べた。
その結果を表３に示す。
【００８２】
【表３】
0003938212.tif 000004
【００８３】
なお、表３において、比表面積はＢＥＴ法で測定した結果である。
また、炭酸ガスの最大吸収量は、ＴＧ−ＤＴＡ分析におけるＴＧ最大値であり、昇温１０℃／ｍｉｎ、ＣＯ2濃度２０％の条件で測定したものである。
さらに、炭酸ガス吸収後のクラック状態は、炭酸ガス吸収後の試料を顕微鏡（５００倍）により観察した結果である。
【００８４】
表３に示すように、焼成温度が１０００℃である試料番号１１の試料（炭酸ガス吸収材）の場合および、焼成温度が１１００℃である試料番号１２の試料（炭酸ガス吸収材）の場合、比表面積が０．５３ｍ2／ｇ（試料番号１１），および０．３２ｍ2／ｇ（試料番号１２）で、０．２５ｍ2／ｇより大きく、炭酸ガスの最大吸収量も１０．５重量％（試料番号１１）、１０．６重量％（試料番号１２）と大きく、しかも炭酸ガス吸収後のクラックの発生も認められず、良好な結果が得られた。
【００８５】
これに対し、焼成温度が１１５０℃である試料番号１３の試料（炭酸ガス吸収材）の場合、比表面積が０．１６ｍ2／ｇと小さく、炭酸ガスの最大吸収量も６．９重量％と少なかった。また、微小ではあったが、炭酸ガス吸収後のクラックの発生も認められた。
【００８６】
また、焼成温度が１２００℃である試料番号１４の試料（炭酸ガス吸収材）の場合、比表面積が０．１１ｍ2／ｇと小さく、炭酸ガスの最大吸収量も３．４重量％と少なかった。さらに、炭酸ガス吸収後には、クラックの発生が認められた。
【００８７】
なお、図８は、１１００℃、１１５０℃、１２００℃で焼成した試料番号１２，１３，および１４の試料のＴＧ−ＤＴＡ分析のチャートを示す図である。
図８より、試料番号１２の比表面積が大きい試料の場合には、約９００℃から１０００℃の間にある炭酸ガスの最大吸収量が大きな値になっているのに対し、試料番号１３および１４の比表面積が小さい試料の場合には、約９００℃から１０００℃の間にある炭酸ガスの最大吸収量が低下していることがわかる。したがって、試料番号１３および１４の試料（炭酸ガス吸収材）では、十分な炭酸ガス吸収量が得られないことは明らかである。
【実施例５】
【００８８】
積層セラミックスコンデンサを製造する工程で、ＢａとＴｉを、モル比（Ｂ／Ｔｉ）：０．９９〜１．０１の割合で含み、主たる結晶構造がペロブスカイト構造である物質（ＢａＴｉＯ3）を主成分とするグリーンシートから必要部分を取り出した後の不要部分（不要グリーンシート）を、５００℃で脱脂し、ＢａＴｉＯ3の含有量が８７％のセラミック原料粉末を作製した。
なお、このセラミック原料粉末は残部に、Ｃａ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎａの酸化物を主として含有するものである。
【００８９】
それから、第１の炭酸ガス吸収剤の作製方法の場合と同様に、このセラミック原料粉末に、ＢａＴｉＯ3とＢａＣＯ3のモル比が１／１となる量のＢａＣＯ3を添加し、さらに水を加えて、ボールミルで２時間混合を行った。  それから、上述のようにして得た混合物を１２０℃で１０時間乾燥した後、バインダを加えて造粒し、粒径が２〜５mmの球状の造粒体を得た。
得られた造粒体を、５００℃で２時間脱脂した後、１０００〜１２００℃の範囲内の所定の温度で２時間の焼成を行い、Ｂａ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材を得た。
【００９０】
そして、得られた炭酸ガス吸収材について、非表面積、炭酸ガスの最大吸収量、および炭酸ガス吸収後のクラックの発生状態を調べた。
その結果を表４に示す。
【００９１】
【表４】
0003938212.tif 000005
【００９２】
なお、表４のさや内チャージ量は、焼成時に用いた熱処理用のさやへの、上記造粒体のチャージ量を示している。
なお、表４における、比表面積、炭酸ガスの最大吸収量、および炭酸ガス吸収後のクラック状態は、上記表３の場合と同様の方法で測定、観察したものである。
【００９３】
表４に示すように、実施例４の場合と同様に、焼成温度が１１５０℃以上になると（試料番号２４，２５および２９）、比表面積が低下し、炭酸ガスの最大吸収量が低下することが確認された。
【００９４】
また、炭酸ガスの最大吸収量が低下した試料番号２４，２５および２９の試料のうち、さや内チャージ量が１００ｇの試料番号２４および２５の試料においては、炭酸ガス吸収後、試料表面にクラックの発生が認められた。
【００９５】
なお、炭酸ガスの最大吸収量が低下した試料番号２４，２５および２９の試料のうち、さや内チャージ量が２００ｇの試料番号２９の試料においては、試料番号２４，２５に比べて比表面積は大きくなっているが、これは焼成雰囲気中の炭酸ガス濃度が増大したことによるものと考えられる。
【００９６】
また、表４より、焼成温度が1１００〜１１００℃の範囲にある場合には、チャージ量に関わらず、得られる炭酸ガス吸収材（すなわち、試料番号２１，２２，２３，２６，２７，２８の試料（炭酸ガス吸収材））は、比表面積および炭酸ガスの最大吸収量が大きく、かつ、炭酸ガス吸収後のクラックの発生も認められず、炭酸ガス吸収材として必要な特性を備えていることがわかる。
【００９７】
［比表面積と炭酸ガス最大吸収量の関係について］
図９は上記実施例４において得た炭酸ガス吸収材について調べた比表面積と炭酸ガス最大吸収量の関係と、上記実施例５において得た炭酸ガス吸収材について調べた比表面積と炭酸ガス最大吸収量の関係を示す図である。
【００９８】
図９に示すように、実施例５の炭酸ガス吸収材の場合、最大吸収量が実施例４の炭酸ガス吸収材の場合よりも小さくなっているが、これは、実施例５の炭酸ガス吸収材の場合、試料（原料）中に含まれる不純物により、Ｂａ2ＴｉＯ4の含有率が実施例４の炭酸ガス吸収材の場合よりも低くなったことによるものである。
また、実施例４および５のいずれの炭酸ガス吸収材においても、比表面積が０．２５ｍ2／ｇ未満になると炭酸ガスの最大吸収率が低下しており、比表面積を０．２５ｍ2／ｇ以上とすることが望ましいことがわかる。
【実施例６】
【００９９】
外部に電熱ヒーターを備えた内径２２mm、長さ３００mmのステンレス製容器に、上記実施例１の第１の炭酸ガス吸収材に相当する、平均粒子径２mmの炭酸ガス吸収材（Ｂａ2ＴｉＯ4）２２ｇ（約１０mL）を充填し、１９NL／ｈで窒素ガスを流通させ、電熱ヒーターにより窒素ガス入口温度を７５０℃に制御した。
そして、流通させた窒素温度が安定した後に、炭酸ガスに１００ppmの割合で二酸化硫黄を含有させたガスを１NL／ｈの速度で流通させ（炭酸ガス濃度は５mol％となる）、炭酸ガスの吸収を行った。炭酸ガスの吸収操作中、炭酸ガス吸収装置から排出されるガス中の二酸化硫黄濃度は０ppmとなった。
【実施例７】
【０１００】
窒素ガス入口温度を９００℃に制御した以外は実施例６と同じ方法により、炭酸ガスに１００ppmの割合で二酸化硫黄を含有させたガスを供給して、炭酸ガスの吸収操作を行ったところ、炭酸ガスの吸収操作中、炭酸ガス吸収装置から排出されるガス中の二酸化硫黄濃度は０ppmとなった。
上記実施例６およびこの実施例７より、本吸収材を用いた場合、炭酸ガスを吸収する際に、ガス中に含まれる硫黄酸化物ガスを同時に除去することが可能であることが確認された。
【実施例８】
【０１０１】
外部に電熱ヒーターを備えた内径２２mm、長さ３００mmのステンレス製容器に、上記実施例１の第１の炭酸ガス吸収材に相当する、平均粒子径２mmの炭酸ガス吸収材（Ｂａ2ＴｉＯ4）２２ｇ（約１０mL）を充填し、１９NL／ｈで窒素ガスを流通させ、電熱ヒーターにより窒素ガス入口温度を７５０℃に制御した。
そして、流通させた窒素温度が安定した後に、炭酸ガスに１２０ppmの割合で窒素酸化物（一酸化窒素／二酸化窒素＝１／１）を含有させたガスを１NL／ｈの速度で流通させ（炭酸ガス濃度は５mol％となる）、炭酸ガスの吸収を行った。炭酸ガスの吸収操作中、炭酸ガス吸収装置から排出されるガス中の窒素酸化物濃度は７０ppmとなった。
この実施例８より、本吸収材を用いた場合、炭酸ガスを吸収する際に、ガス中に含まれる窒素酸化物ガスを同時に除去することが可能であることが確認された。
【０１０２】
なお、本願発明は、上記の各実施例に限定されるものではなく、炭酸ガス吸収材に含まれるＳｒおよびＢａの少なくとも１種である成分物質ＸとＴｉの割合、炭酸ガスの吸収条件および放出条件、炭酸ガス分離装置を構成する炭酸ガス吸収機構部や炭酸ガス放出機構部の具体的な構成などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本願発明の炭酸ガス吸収材は、ＳｒとＢａの少なくとも１種である成分物質Ｘと、Ｔｉとを含み、一般式Ｘ2ＴｉＯ4で表される複合酸化物を主成分とするものであり、約５００℃以上の温度域で炭酸ガスを吸収し、かつ、吸収した炭酸ガスを圧力：１０００Ｐａ以下、温度：７５０℃以上の条件下で効率よく放出させることができる。したがって、この炭酸ガス吸収材を用いて、炭酸ガスの吸収分離、回収を行うことにより、高温下での炭酸ガスの分離、回収を経済的に、しかも効率よく行うことができる。また、炭酸ガスの放出（脱着）を圧力：１０００Ｐａ以下の減圧下で行うことにより、高濃度の炭酸ガスを回収することができる。また、上記炭酸ガス吸収材を構成するＸの一部が所定の範囲でＣａにより置換された物質も炭酸ガスの吸収材として有効である。
それゆえ、本願発明は、工場において発生する燃焼排ガス中の炭酸ガスの除去や、自動車エンジンからの排ガス中の炭酸ガスの除去をはじめ、種々の分野で発生する炭酸ガスを含むガスからの炭酸ガスの分離に広く適用することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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