JPS59109203A - 多孔質隔膜 - Google Patents
多孔質隔膜Info
- Publication number
- JPS59109203A JPS59109203A JP21956382A JP21956382A JPS59109203A JP S59109203 A JPS59109203 A JP S59109203A JP 21956382 A JP21956382 A JP 21956382A JP 21956382 A JP21956382 A JP 21956382A JP S59109203 A JPS59109203 A JP S59109203A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous
- membrane
- inorg
- film
- porous body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
に関する。
金践粉末あるいはセラミック粉末を焼結したり,又はフ
ッ素樹脂等の有機合成樹脂粉末を圧縮成形した多孔質体
を基体とした微小孔径,特に数lO〜数+oo Xの超
微細々孔を有する多孔質隔膜を用いて,例えばカス拡散
法によυ気体を分離濃縮する場合,効率よく行うために
は多孔質隔膜を可能外隅り薄くすることが必要であるが
,強度の点から極端に薄くすることはできない。又,こ
のような場合には任意の形状に成形することは困難であ
った。そこで、カス拡散の妨害とならないように,孔径
が大きく且充分の強度を有するようにある程度の厚みを
有するガス透過性の高い多孔質体又は金網様の支持体で
微細孔を有する薄い多孔質隔膜を補強し,多層構造とす
る方策等がとられている。例えば、多層構造の多孔質膜
を管状とするためには各種の方法があるが,一般にはン
ート状の多層多孔質隔膜を円管状に成形加工し,端末を
つき合せ溶接,あるいは重ね合せ接着を行っている。し
かし、多孔質体が金属のように柔軟性の高いものでは円
管成形も可能であるが,セラミックのように柔軟性のな
いものでは極めて困難である。
ッ素樹脂等の有機合成樹脂粉末を圧縮成形した多孔質体
を基体とした微小孔径,特に数lO〜数+oo Xの超
微細々孔を有する多孔質隔膜を用いて,例えばカス拡散
法によυ気体を分離濃縮する場合,効率よく行うために
は多孔質隔膜を可能外隅り薄くすることが必要であるが
,強度の点から極端に薄くすることはできない。又,こ
のような場合には任意の形状に成形することは困難であ
った。そこで、カス拡散の妨害とならないように,孔径
が大きく且充分の強度を有するようにある程度の厚みを
有するガス透過性の高い多孔質体又は金網様の支持体で
微細孔を有する薄い多孔質隔膜を補強し,多層構造とす
る方策等がとられている。例えば、多層構造の多孔質膜
を管状とするためには各種の方法があるが,一般にはン
ート状の多層多孔質隔膜を円管状に成形加工し,端末を
つき合せ溶接,あるいは重ね合せ接着を行っている。し
かし、多孔質体が金属のように柔軟性の高いものでは円
管成形も可能であるが,セラミックのように柔軟性のな
いものでは極めて困難である。
又,多孔質金属であっても空孔の存在により無孔質体に
比べて強度が低くなり,円管成形可能な曲率半径に限度
があり,細い管状に成形することは極めて困難であった
。そこでこのような難点を解決する方法として多孔質支
持管とその内側又は外側に配置したパイプ又は芯金とを
同心円状に保持して多孔質支持管とパイプ又は芯金とに
振動を与えながら多孔質支持管とパイプ又は芯金との間
の空隙部に気体を噴出させて空隙部内に粉末を均一に充
填し、空隙部内に充填した粉末を多孔質支持管に静圧成
形により圧着し、多孔質支持管に粉末の圧着層を形成す
る管状多孔質膜の成形法が知られている(特開昭50−
77410号公報参照)が粉末を均一に充填すること及
び非常に薄い膜を作製することなど実際には困難な点が
多い。このような問題の対策として2例えば大きな細孔
(5000X以上)の多孔質体の細孔内に、非常に小さ
な粒子を充填し。
比べて強度が低くなり,円管成形可能な曲率半径に限度
があり,細い管状に成形することは極めて困難であった
。そこでこのような難点を解決する方法として多孔質支
持管とその内側又は外側に配置したパイプ又は芯金とを
同心円状に保持して多孔質支持管とパイプ又は芯金とに
振動を与えながら多孔質支持管とパイプ又は芯金との間
の空隙部に気体を噴出させて空隙部内に粉末を均一に充
填し、空隙部内に充填した粉末を多孔質支持管に静圧成
形により圧着し、多孔質支持管に粉末の圧着層を形成す
る管状多孔質膜の成形法が知られている(特開昭50−
77410号公報参照)が粉末を均一に充填すること及
び非常に薄い膜を作製することなど実際には困難な点が
多い。このような問題の対策として2例えば大きな細孔
(5000X以上)の多孔質体の細孔内に、非常に小さ
な粒子を充填し。
その後乾燥焼成することにより、100〜1000 X
の細孔径を有する多孔質体を得る方法等が考案されてい
るが、細孔分布の幅が大きく、厚みも犬なので、ガス分
離膜として使用する場合期待した性能よシも悪くなると
いう欠点かあった。
の細孔径を有する多孔質体を得る方法等が考案されてい
るが、細孔分布の幅が大きく、厚みも犬なので、ガス分
離膜として使用する場合期待した性能よシも悪くなると
いう欠点かあった。
本発明は、このような現状に鑑みなされたもので、無機
多孔質体の片面に微細な細孔を有する無機質の膜を形成
させた多孔質隔膜で、大きさと形状を自由に選択できる
と同時に選択的透過性の秀れた多孔質隔膜を提案するも
のである。
多孔質体の片面に微細な細孔を有する無機質の膜を形成
させた多孔質隔膜で、大きさと形状を自由に選択できる
と同時に選択的透過性の秀れた多孔質隔膜を提案するも
のである。
以下9本発明について詳細に説明する。発泡ブリ力、焼
結アルミナ及びムライトなどの比較的大きな細孔(通常
細孔径+oooX以上)を持つ任意の形状の無機多孔質
体の片面に、微粒子を塗布し乾燥、焼成することによっ
て無機質の膜を形成して成る多孔質隔膜である。無機多
孔質体の表面の片面に塗布された微粒子は乾燥、焼成工
程を経ることによって、該無機多孔質体の表面に微細孔
の薄膜を形成する。そのだめ、このようにして調製した
多孔質体をカス分離用隔膜として使用すれば2分離効率
のよいガス分離膜となる。一般に多孔質膜による混合ガ
スからの特定カスの分離は、混合ガスのそれぞれの分子
の平均自由行程が膜の細孔直径よりも相当大きな場合に
可能であり、細孔直径が平均自由行程に近くなるにつ扛
て分離が困難となる。従って、上記無機多孔質体のみで
はガス分離は不可能であるが1本発明によれば無機多孔
質体の片面に微細な細孔を有する多孔質膜を形成させた
ことによりガス分離に適した任意の形状及び大きさの多
孔質隔膜が得られる利点がある。
結アルミナ及びムライトなどの比較的大きな細孔(通常
細孔径+oooX以上)を持つ任意の形状の無機多孔質
体の片面に、微粒子を塗布し乾燥、焼成することによっ
て無機質の膜を形成して成る多孔質隔膜である。無機多
孔質体の表面の片面に塗布された微粒子は乾燥、焼成工
程を経ることによって、該無機多孔質体の表面に微細孔
の薄膜を形成する。そのだめ、このようにして調製した
多孔質体をカス分離用隔膜として使用すれば2分離効率
のよいガス分離膜となる。一般に多孔質膜による混合ガ
スからの特定カスの分離は、混合ガスのそれぞれの分子
の平均自由行程が膜の細孔直径よりも相当大きな場合に
可能であり、細孔直径が平均自由行程に近くなるにつ扛
て分離が困難となる。従って、上記無機多孔質体のみで
はガス分離は不可能であるが1本発明によれば無機多孔
質体の片面に微細な細孔を有する多孔質膜を形成させた
ことによりガス分離に適した任意の形状及び大きさの多
孔質隔膜が得られる利点がある。
以下、実施例により本発明の多孔質隔膜について、さら
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
実施例1
アルミニウムイソプロピレート2ロ0
℃に保持した1,0 0 0 gの水に添加し,アルミ
ニウムインプロピレートを加水分解し,アルミナゾルと
した。その後,80シて攪拌を行いながら5時間保持し
て熟成を行った。このようにして得られたアルミナゾル
を比較のため細孔径2oooX。
ニウムインプロピレートを加水分解し,アルミナゾルと
した。その後,80シて攪拌を行いながら5時間保持し
て熟成を行った。このようにして得られたアルミナゾル
を比較のため細孔径2oooX。
細孔容積0.8cnl/gのアルミナ質平膜(50mm
X50mm 、厚さ2mm)にそれぞれ両面と片面に塗
布した後,乾燥及び1000℃での焼成を行って二つの
アルミナ膜を得た。塗布したアルミナ膜の厚さは切断面
の顕微鏡観察の結果的0.5 mmであった。
X50mm 、厚さ2mm)にそれぞれ両面と片面に塗
布した後,乾燥及び1000℃での焼成を行って二つの
アルミナ膜を得た。塗布したアルミナ膜の厚さは切断面
の顕微鏡観察の結果的0.5 mmであった。
また、アルミナゾルを塗布したアルミナ膜の細孔径は水
銀圧入法により測定した結果150Xであった。次に,
アルミナ質平膜及び前記のようにして得たアルミナゾル
を塗布した多孔質隔膜を,それぞれ流通式ガス分離装置
に設置し,これに各種H2/C02 混合ガスを流通さ
せ,これらの分離膜を通して流出する炭酸ガス及び水素
の濃度変化を,供給側圧力2〜20 kQ / cnl
、流出側圧力1kg/crdに定めて測定した。この
ようにして原料ガス組成H,,/ co2= + 0.
0/90.0のガスについて分離効果を調べたところ供
給側圧力が4 kg /calのとき分離膜透過後のガ
ス組成はアルミナ質平膜(細孔径2000X )の場合
にはH2/ 002 = +1t.。
銀圧入法により測定した結果150Xであった。次に,
アルミナ質平膜及び前記のようにして得たアルミナゾル
を塗布した多孔質隔膜を,それぞれ流通式ガス分離装置
に設置し,これに各種H2/C02 混合ガスを流通さ
せ,これらの分離膜を通して流出する炭酸ガス及び水素
の濃度変化を,供給側圧力2〜20 kQ / cnl
、流出側圧力1kg/crdに定めて測定した。この
ようにして原料ガス組成H,,/ co2= + 0.
0/90.0のガスについて分離効果を調べたところ供
給側圧力が4 kg /calのとき分離膜透過後のガ
ス組成はアルミナ質平膜(細孔径2000X )の場合
にはH2/ 002 = +1t.。
/s 9.0,両面にアルミナゾルを塗布した多孔質隔
膜はI(2/ co2= I B.O/8 7.0,
片面にアルミナゾルを塗布した多孔質隔膜はH2/C
02=+5.0785.0となった。本試験の結果,無
機多孔質体の片側にだけ微細な細孔を有する無機質膜を
形成させた多孔質隔膜が気体の分離性能が秀れているこ
とがわかる。
膜はI(2/ co2= I B.O/8 7.0,
片面にアルミナゾルを塗布した多孔質隔膜はH2/C
02=+5.0785.0となった。本試験の結果,無
機多孔質体の片側にだけ微細な細孔を有する無機質膜を
形成させた多孔質隔膜が気体の分離性能が秀れているこ
とがわかる。
実施例2
塩化アルミニウムとアンモニアカスを用い水酸化アルミ
ニウムの超微粒子を含むコロイド水溶液を得た。コロイ
ド溶液中のA403の量を重量分析により分析したとこ
ろ、25%であった。
ニウムの超微粒子を含むコロイド水溶液を得た。コロイ
ド溶液中のA403の量を重量分析により分析したとこ
ろ、25%であった。
これをaoocc取り、ポリビニルアルコールヲ60g
加え充分に溶解させた。この溶液を細孔径goooXの
多孔質コーンライト管(内径15.0mm。
加え充分に溶解させた。この溶液を細孔径goooXの
多孔質コーンライト管(内径15.0mm。
外径16.5 mm 、長さ200mm)の片面及び両
面にそれぞれ塗布し50℃において2時間乾燥した後。
面にそれぞれ塗布し50℃において2時間乾燥した後。
800℃まで昇温速度50℃/時間で昇温後、800℃
において2時間保持し、放冷を行った。次に多孔質コー
ンライト管及び前記の処理を施し。
において2時間保持し、放冷を行った。次に多孔質コー
ンライト管及び前記の処理を施し。
無機質膜を形成させた多孔質隔膜の分離膜を流通式高圧
反応装置に設置し、これに各種I■2/■(2S混合カ
スを流通させ、これらの分離膜を通して流出する硫化水
素及び水素の濃度変化を供給側圧力2〜20 kq /
CII+ 、流出側圧力1にり/Cml、供給流量を
分離膜透過後の流量の2倍の条件に定めて測定した。こ
のようにして原料カス組成H2/I■28二4.0/9
e、oのガスについて分離効果を調ヘタところ、多孔
質コージライト管(細孔径aoooX)の場合には分離
効果は認められなかった。両面塗布した多孔質隔膜及び
片面塗布した多孔質隔膜では供給側圧力が41g /
cnlのとき分離膜透過後のガス組成はそれぞれ5.0
/ 95.0.6.0/94.0となった。このとき
塗布した膜の部分の細孔径を水銀圧入法により6L1]
定すると150Xであった。本試験の結果、大きな細孔
を有する多孔質体の表面に微細孔の薄膜を生成させるこ
とでカスの分離が用油となることが判明した。また1両
面と片面の場合では片面だけの塗布のほうが分離効率が
いいことが明らかとなった。
反応装置に設置し、これに各種I■2/■(2S混合カ
スを流通させ、これらの分離膜を通して流出する硫化水
素及び水素の濃度変化を供給側圧力2〜20 kq /
CII+ 、流出側圧力1にり/Cml、供給流量を
分離膜透過後の流量の2倍の条件に定めて測定した。こ
のようにして原料カス組成H2/I■28二4.0/9
e、oのガスについて分離効果を調ヘタところ、多孔
質コージライト管(細孔径aoooX)の場合には分離
効果は認められなかった。両面塗布した多孔質隔膜及び
片面塗布した多孔質隔膜では供給側圧力が41g /
cnlのとき分離膜透過後のガス組成はそれぞれ5.0
/ 95.0.6.0/94.0となった。このとき
塗布した膜の部分の細孔径を水銀圧入法により6L1]
定すると150Xであった。本試験の結果、大きな細孔
を有する多孔質体の表面に微細孔の薄膜を生成させるこ
とでカスの分離が用油となることが判明した。また1両
面と片面の場合では片面だけの塗布のほうが分離効率が
いいことが明らかとなった。
実施例3
箱販ノコロイダルンリ力100 gをメチルセルローズ
5gに溶解し、細孔径850θχの窒化けい素管(内径
10 mm 、外径12mm、長さ200mm)の外表
面に塗布した。その後50℃において2時間乾燥した後
、50℃/時間の昇温速度で700’Cまで昇温しだ後
、2時間保持しその後放冷を行った。
5gに溶解し、細孔径850θχの窒化けい素管(内径
10 mm 、外径12mm、長さ200mm)の外表
面に塗布した。その後50℃において2時間乾燥した後
、50℃/時間の昇温速度で700’Cまで昇温しだ後
、2時間保持しその後放冷を行った。
このようにして得た窒化けい素管の表面のシリカ膜の厚
さは100〜200μmであった。また、水銀圧入法に
よりその部分の細孔径を測定すると100Xであった。
さは100〜200μmであった。また、水銀圧入法に
よりその部分の細孔径を測定すると100Xであった。
次の窒化けい素及び窒化けい素管の表面にシリカ膜を形
成させた多孔質隔膜の分離膜を流通式ガス分離試験装置
に設置し。
成させた多孔質隔膜の分離膜を流通式ガス分離試験装置
に設置し。
これに各種1127N2混合カスを流通させ、これらの
分離膜を通して流出する窒素及び水素の濃度変化を供給
側圧力2〜20kQ/ad、流出側圧力1kq / c
xl、に条件を設定して測定を行った。このようにして
原料ガス組成HJN2= 50150のガスについて分
離効果を調べたところ窒化けい素管(細孔径a5ooX
)を用いた場合、気体の分離効果は認められなかった
。一方9本発明の窒化けい素管表面にシリカ膜を形成さ
せた多孔質隔膜では供給側圧力4−Okg / cnt
の条件で膜透過後のガス組成は室温においてH2/N2
= 55/45となり、水素の分離濃縮が確認された
。
分離膜を通して流出する窒素及び水素の濃度変化を供給
側圧力2〜20kQ/ad、流出側圧力1kq / c
xl、に条件を設定して測定を行った。このようにして
原料ガス組成HJN2= 50150のガスについて分
離効果を調べたところ窒化けい素管(細孔径a5ooX
)を用いた場合、気体の分離効果は認められなかった
。一方9本発明の窒化けい素管表面にシリカ膜を形成さ
せた多孔質隔膜では供給側圧力4−Okg / cnt
の条件で膜透過後のガス組成は室温においてH2/N2
= 55/45となり、水素の分離濃縮が確認された
。
Claims (1)
- 無機多孔質体の片面に微細な細孔を有する無機質膜を形
成させたことを特徴とする多孔質隔膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21956382A JPS59109203A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 多孔質隔膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21956382A JPS59109203A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 多孔質隔膜 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59109203A true JPS59109203A (ja) | 1984-06-23 |
Family
ID=16737465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21956382A Pending JPS59109203A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 多孔質隔膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59109203A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0231822A (ja) * | 1988-07-19 | 1990-02-01 | Ngk Insulators Ltd | 多孔質セラミック膜の製造方法 |
US5110470A (en) * | 1989-10-26 | 1992-05-05 | Toto Ltd. | Ceramic filter and process for making it |
JPH0667460B2 (ja) * | 1988-05-24 | 1994-08-31 | セラメム・コーポレーション | 熱反応性無機結合剤を有する多孔質で無機質の膜体の製法 |
-
1982
- 1982-12-15 JP JP21956382A patent/JPS59109203A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0667460B2 (ja) * | 1988-05-24 | 1994-08-31 | セラメム・コーポレーション | 熱反応性無機結合剤を有する多孔質で無機質の膜体の製法 |
JPH0231822A (ja) * | 1988-07-19 | 1990-02-01 | Ngk Insulators Ltd | 多孔質セラミック膜の製造方法 |
US5110470A (en) * | 1989-10-26 | 1992-05-05 | Toto Ltd. | Ceramic filter and process for making it |
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