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1、能源國家型科技計畫專利資料能源國家型科技計畫所屬計畫專用，一項專利(不論申請多少國家)請填寫一個表格基本資料所屬分項/主軸節能減碳技術所屬子項(主軸免填)淨媒、碳捕捉與儲存計畫名稱高溫CO2 捕捉與轉化-新穎奈米層狀與複合奈米材料設計及研發(2/2)計畫主持人姓名服務單位職稱陳三元交通大學材料科學與工程學系教授電話行動電話電子郵件03-5731818sanyuanchenmail.nctu.edu.tw連絡人/助理服務單位職稱楊翊筠交通大學材料科學與工程學系計畫助理電話行動電話電子郵件03-5712121#55397yyyangmail.nctu.edu.tw專利資料專利名稱中文多孔鈣鋁氧化物
2、結構的製造方法英文/外文PREPARING METHOD FOR POROUS Ca-Al OXIDES STRUCTURE專利基本資料註：授予國家若兩個國家以上，申請日、獲證日、申請號碼、證書號碼、有效期限等欄請自行補填完整。專利類別發明專利 新型/新式樣(Design)專利 其他專利 商標 著作智財授予國家(1)中華民國 美國 日本 大陸 歐洲: 其它: 申請中 申請日期西元 2012 年 1 月 18 日申請案號101102014獲證日期西元 年 月 日證書號碼發明人陳三元，張博學，張彥博，陳俞君專利權人國立交通大學有效期限西元 年 月 日至西元 年 月 日授予國家(2)中華民國 美國
3、日本 大陸 歐洲: 其它: 申請日期西元 年 月 日申請案號獲證日期西元 年 月 日證書號碼發明人專利權人有效期限西元 年 月 日至西元 年 月 日專利中英文關鍵字中文關鍵字二氧化碳吸附劑鈣鋁中孔洞吸/脫附迴圈英文關鍵字carbon dioxideadsorbentCa-Al mesoporouscycle專利申請技術文件簡述版本 (限1000字以內) (請自原始專利申請文件濃縮技術內容填寫)本發明提供一種多孔鈣鋁氧化物結構的製造方法，包括：將多孔氧化鋁、含鈣溶液以及尿素溶液混合成混合溶液；對混合溶液進行第一加熱處理，於多孔氧化鋁的表面上形成含鈣氫氧化物；於第一加熱處理後，對混合溶液進行離心處
4、理，使形成有含鈣氫氧化物的多孔氧化鋁轉變成多孔鈣鋁層狀水滑石結構；以及對多孔鈣鋁層狀水滑石結構進行第二加熱處理，使多孔鈣鋁層狀水滑石結構轉變成多孔鈣鋁氧化物結構。專利內容網路連結註：完整申請文件請附檔一併回傳。專利申請技術文件簡述版本說明圖式(請插入高解析度圖檔，或附高解析度原始圖式檔案)圖式1圖標1圖A是MA、LDH/MA以及M-CaAlO的小角度X光繞射光譜。圖B是MA、LDH/MA以及M-CaAlO的大角度X光繞射光譜。圖式2圖標2圖C為M-CaAlO的穿透式電子顯微鏡影像圖式3圖標3圖a為M-CaAlO在600下吸附二氧化碳後的重量變化量對時間的關係圖。圖b為對M-CaAlO以5分鐘吸
5、附二氧化碳，8分鐘脫附二氧化碳的條件下進行30次循環的重量變化量對時間的關係圖。註：圖式欄位不足請自行複製增補。專利特色說明文字 (限1000字以內)(請以向廠商宣導的角度撰寫推廣性的文字)專利目的二氧化碳吸附劑於多次吸附/脫附迴圈後，捕獲效能劣化嚴重，從目前的已習知的技術，無法製備出具有中孔洞鈣-鋁氧化物結構之二氧化碳吸附劑，此中孔洞鈣-鋁氧化物結構吸附劑，可應用於中高溫環境二氧化碳吸附，而且具有高效能之二氧化碳氣體捕獲效率/動力，同時具備高穩定性效能循環吸附/脫附性能。可應用之產業：節能減碳、台電廠、中油廠及鋼鐵廠。可應用之產品：甲醇或甲烷等化學品、氫能源及燃料電池專利突破點1. 利用中孔
6、洞結構特性增加二氧化碳吸附活性點，可大幅提升吸附動力。2. 利用尿素水熱法將Ca離子均勻分佈於中孔洞Al基材以構成Ca-Al複合材料，其結構穩定，具有多循環吸/脫附迴圈抗劣化之穩定性。特色說明本發明所發展出的中孔洞鈣-鋁氧化物之二氧化碳吸附粉體，具有非常快速的吸附動力與高吸附容量，此外，可利用基材之六角對稱排列的結構如圖五(c)，將氧化鈣奈米粉體均一的分散於每個孔洞結構內，此項優越特性對於長時間吸附/脫附使用有極大助益。我們為了驗證這方面的特點，利用熱重分析儀 (Thermogravimetric Analyzer) 測試其吸附劑對於二氧化碳吸附的特性。結果如圖六所示，此證明本發明之中孔洞鈣-
7、鋁氧化物 (M-CaAlO) 吸附粉體具有優越的吸附動力特性，在極短吸附時間下(兩分鐘)其吸附容量幾乎達到飽和狀態。由於目前一般所使用的二氧化碳吸附劑例如氫氧化鈣或氧化鈣粉體。當吸附二氧化碳後，須將碳酸鈣進行脫碳才可再利用，因此在高溫環境中經過多次循環的吸附/脫附迴圈後，由於其脫碳反應，並非每次皆可完全脫碳，且加上燒結影響造成粉體聚集，而使可反應的表面積下降，會有材料結構劣化的情況產生，導致可吸附二氧化碳的活性點降低，使其二氧化碳吸附效率呈現快速下降趨勢，此情況無法應用於鋼鐵廠、煉油廠及台電廠之最佳二氧化碳吸附劑。而本研究發明所提出的中孔洞鈣-鋁氧化物，可以隨著反應時間的增加或合成溶液pH值(
8、鹼性濃度)的提升，會有較多的鈣離子摻雜進入氧化鋁內，來形成鈣-鋁氧化物並抑制氫氧化鈣或氧化鈣的聚集，故可使其較不易衰減。由圖七觀察得知，本發明之中孔洞鈣-鋁氧化物在二氧化碳環境以5分鐘吸附時間，然後再以8分鐘脫附時間在氮氣環境下，經30次循環吸附/脫附程序後，仍然維持原本吸附量的85 %，且於第15次循環吸/脫附程序後，即呈現優異的穩定趨勢，整合上述之具備快速吸附動力、高穩定性、高效能、低能源損耗、製程簡便及低成本之中孔洞鈣-鋁氧化物材料，可應用鋼鐵廠及發電廠等，以達到節能減碳的效果。專利特色說明圖式(請插入高解析度圖檔，或附高解析度原始圖式檔案)圖式1圖標1圖5C為M-CaAlO的穿透式電子
9、顯微鏡影像圖式2圖標2圖a為M-CaAlO在600下吸附二氧化碳後的重量變化量對時間的關係圖。圖b為對M-CaAlO以5分鐘吸附二氧化碳，8分鐘脫附二氧化碳的條件下進行30次循環的重量變化量對時間的關係圖。註：圖式欄位不足請自行複製增補。應用對象(應用產業及產品)可應用之產業：節能減碳、台電廠、中油廠及鋼鐵廠。可應用之產品：甲醇或甲烷等化學品、氫能源及燃料電池國際分類號/IPC(可至 http:/web2.wipo.int/ipcpub/#¬ion=cw&refresh=page 查詢。)已完成技轉之廠商名單或自行推薦目標媒合對象之廠商名單 (5家)1公司名稱統編產業類別公司網址聯絡人部
10、門職稱地址電話電子郵件備註已技轉成功：西元 年，金額： 仟元 推薦目標媒合對象2公司名稱義聯集團 燁聯鋼鐵股份有限公司統編產業類別鋼鐵廠公司網址.tw聯絡人郭中起部門職稱總經理地址高雄縣岡山鎮嘉興里興隆街600號電話(07)623-2255#8005電子郵件備註已技轉成功：西元 年，金額： 仟元 推薦目標媒合對象3公司名稱統編產業類別公司網址聯絡人部門職稱地址電話電子郵件備註已技轉成功：西元 年，金額： 仟元 推薦目標媒合對象4公司名稱統編產業類別公司網址聯絡人部門職稱地址電話電子郵件備註已技轉成功：西元 年，金額： 仟元 推薦目標媒合對象5公司名稱統編產業類別公司網址聯絡人部門職稱地址電話電
11、子郵件備註已技轉成功：西元 年，金額： 仟元 推薦目標媒合對象證書彩色圖檔(專利獲證者請於此欄貼上專利證書高析圖檔)(請以DPI300以上之圖檔插入並自行拖曳縮小)(1)授予國家(1)(2)授予國家(2)102年能源國家型科技計畫專利媒合會展示品調查本表填寫之專利是否有相關之示範說明展示品?有 沒有 (勾選有者請繼續填寫下面內容)展示品名稱展示品尺寸長 公分，寛 公分，高 公分用電不需用電 110V 220V/單向 220V/三向，瓦數： w網路不需使用網路 有線 無線，頻寬： MB說明文字請提供展示品說明文字(500字以內)：展示品照片(請以DPI300以上之圖檔插入並自行拖曳縮小)：(製表：能源國家型科技計畫辦公室2013.4.29.)