BRPI0702895A2

BRPI0702895A2 - filtro de cerámica

Info

Publication number: BRPI0702895A2
Application number: BRPI0702895-4A
Authority: BR
Inventors: Akimasa Ichikawa; Toshihiro Tomita
Original assignee: Ngk Insulators Ltd
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2011-03-15
Also published as: US20080105613A1; AU2007263408B2; CA2615643C; EP2045001A1; AU2007263408A2; EP2045001B1; EP2045001A4; JPWO2008010452A1; CN101351263A; CN101351263B; CA2615643A1; WO2008010452A1; AU2007263408A1

Abstract

FILTRO DE CERáMICA. A presente invenção refere-se a um filtro de cerâmica formado sobre um material de base poroso e que tem uma quantidade e seletividade de transmissão satisfatórias. O filtro de cerâmica tem uma primeira camada densa de superfície 3 que tem um diâmetro de poro médio de 0,1 a 3 um sobre um material de base poroso de alumina 2 que tem um diâmetro de poro médio de 1 a 30 <109>m, uma segunda camada densa de superfície 4 que tem um diâmetro de poro médio 0,01 a 0,5 <109>m sobre primeira camada densa de superfície 3, uma terceira camada densa de superfície 5 feita de um sol de titânia que tem um diâmetro de 0,3 a 20 nm sobre a segunda camada densa de superfície 4. Mais ainda, sobre a terceira camada densa de superfície 5 uma camada de membrana de carbono 6 como uma membrana de carbono de peneira molecular está formada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FILTRO DECERÂMICA".

CAMPO DA TÉCNICA

A presente invenção refere-se a um filtro de cerâmica para utili-zação na separação de várias misturas.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

Dos pontos de vista de meio ambiente e economia de energia, odesenvolvimento de uma membrana de separação para filtrar e separar umgás específico ou similar de uma mistura de vários gases ou similar foi de-senvolvido. Como tal membrana de separação, um filme de polímero tal co-mo um filme de polissulfona, um filme de silício, um filme de poliamida ou umfilme de poliimida ou similares é conhecido, mas existem problemas de resis-tência térmica e de resistência química, por exemplo, um problema quequando a mistura inclui um solvente orgânico, o filme é degradado e deteriorado.

Por outro lado, exemplos da membrana de separação que têmexcelente resistência térmica e estabilidade química incluem uma membranade carbono, e uma membrana de separação que inclui a membrana de car-bono formada sobre um material de base poroso é conhecida. Por exemplo,o Documento de Patente 1 descreve uma membrana de carbono de peneiramolecular na qual uma camada de revestimento é formada sobre a superfí-cie de um corpo poroso de cerâmica para formar a membrana de carbono demodo que a membrana de carbono entre em contato próximo com a superfí-cie da camada de revestimento. Como um grande número de poros que temdiâmetros de poro de 1 nm ou menos está presente nesta membrana decarbono de peneira molecular, somente componentes que têm um diâmetrode molécula específico podem ser separados e refinados de vários gasesmisturados que tem diferentes diâmetros de molécula.

Documento de Patente 1: Patente Japonesa Número 3647985

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

No entanto, em um caso onde uma membrana de carbono estáformada sobre um material de base poroso, como um precursor de membra-na de carbono é mergulhado no material de base, é difícil formar um filmeuniforme. Portanto, o filme não é uniformemente formado, e com isto a sele-tividade para separar uma mistura deteriora. Quando o precursor é mergu-lhado para formar a membrana de carbono, a membrana de carbono tende aser formada sendo espessa, e o fluxo (fluxo de transmissão) deteriora. Maisainda, em um método no qual a superfície do material de base poroso é im-pregnada com um sílica-sol para formar a membrana de carbono sobre asuperfície como no Documento de Patente 1, os diâmetros de poro da mem-brana de carbono aumentam devido à formação da camada de sol, e comisto um desempenho de separação aperfeiçoa em relação a uma parte degases, por exemplo, C3H8/ C3H6 ou similar que tem diâmetros de moléculade 0,43 nm ou mais e um peso molecular comparativamente grande. No en-tanto, em outra mistura industrialmente útil que tem um peso molecular com-parativamente pequeno, por exemplo, CO2 / CH4, N2 / O2, a água / EtOH ousimilares, a seletividade deteriora, o fluxo também diminui devido a uma in-fluência de perda de pressão devido à sílica-sol, e o desempenho de sepa-ração permanece sendo baixo se comparado com um método de formar di-retamente a membrana de carbono sobre o material de base poroso.

Um objetivo da presente invenção é de prover um filtro de cerâ-mica formado sobre um material de base poroso e que tenha uma quantida-de de transmissão e uma seletividade satisfatórias.

Para atingir o objetivo acima, de acordo com a presente inven-ção, está provido um filtro de cerâmica provido com um corpo principal dematerial de base que consiste em um corpo poroso de cerâmica, pelo menosuma ou mais camadas depositadas de superfície de cerâmica formadas so-bre a superfície do corpo principal de material de base e que consistem emum corpo poroso de cerâmica que tem um diâmetro de partícula médio me-nor do que aquele do corpo poroso de cerâmica que constitui o corpo princi-pal de material de base, e uma camada de membrana de carbono formadacomo uma membrana de carbono de peneira molecular sobre uma superfíciemais externa da camada depositada de superfície de cerâmica.

Mais especificamente, pode ser constituído que um diâmetro departícula médio de partículas de cerâmica que constituem o corpo principalde material de base que consiste no corpo poroso de cerâmica é de 10 μιηou mais. Pode também ser constituído que um diâmetro de partícula médioda camada depositada de superfície de cerâmica é de 0,03 μιτι ou mais e 10μιτι ou menos.

Mais ainda, para atingir o objetivo acima, de acordo com a pre-sente invenção, está provido o filtro de cerâmica provido com uma camadadepositada de superfície heterogênea formada sobre a superfície da camadadepositada de superfície de cerâmica e que tem um diâmetro de partículamédio menor do que aquele do corpo poroso de cerâmica da camada depo-sitada de superfície de cerâmica, e da camada de membrana de carbonoformada sobre a camada depositada de superfície heterogênea.

Especificamente, a camada depositada de superfície heterogê-nea pode ser formada de um sol de titânia. Pode ser constituído que um di-âmetro de poro médio da camada depositada de superfície heterogênea éde 0,3 nm ou mais e 20 nm ou menos.

Ainda especificamente, pode ser constituído que um diâmetro deporo médio da camada depositada de superfície de cerâmica é de 0,01 μιτιou mais e 3 μιτι ou menos. Mais ainda, pode ser constituído que a camadadepositada de superfície de cerâmica inclui uma pluralidade de camadas quetêm diferentes diâmetros de poro médios.

Mais ainda, o corpo principal de material de base pode ser cons-tituído de um corpo poroso de alumina, sílica, titânia, zircônia ou similar. Acamada depositada de superfície de cerâmica pode ser constituída de umcorpo poroso de alumina, sílica, titânia, zircônia ou similar.

O filtro de cerâmica da presente invenção tem uma função deseparação de separar água e etanol.

No filtro de cerâmica da presente invenção, como a camada de-positada de superfície de cerâmica que consiste no corpo poroso de cerâmi-ca que tem o diâmetro de partícula médio menor do que aquele do corpoporoso de cerâmica que constitui o corpo principal de material de base estáformada sobre a superfície do corpo principal de material de base que con-siste no corpo poroso de cerâmica e a camada de membrana de carbonoestá formada sobre a camada depositada de superfície de cerâmica, umaumento de perda de pressão em uma porção de material de base pode serimpedido, e uma quantidade de transmissão de um alvo a ser separado po-de ser aperfeiçoada. Mais ainda, como a camada de membrana de carbonoestá formada sobre a camada depositada de superfície de cerâmica ou so-bre a camada depositada de superfície heterogênea que tem um pequenodiâmetro de partícula médio, a penetração de uma resina de precursor defilme que constitui a camada de membrana de carbono em um material debase pode ser inibida. Portanto, uma quantidade de uma solução de resinade precursor de filme a ser utilizada diminui, e a camada de membrana decarbono pode ser finamente e uniformemente formada sobre o material debase.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Figura 1 é uma vista em corte esquemática que mostra um filtrode cerâmica e uma membrana de carbono de peneira molecular de acordocom a presente invenção;

Figura 2 é uma vista em perspectiva que mostra uma modalida-de do filtro de cerâmica de acordo com a presente invenção;

Figura 3 é uma vista explicativa que mostra uma etapa de formaruma camada depositada de superfície de cerâmica sobre a superfície de ummaterial de base poroso; e

Figura 4 é uma fotografia de microscópio eletrônico que mostrauma forma em corte do filtro de cerâmica de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DOS NÚMEROS DE REFERÊNCIA

1: um filtro de cerâmica, 1a: um lado de parede interna, 1b: umlado de parede externa, 2: um material de base poroso de alumina, 3: umaprimeira camada densa de superfície, 4: uma segunda camada densa desuperfície, 5: uma terceira camada densa de superfície. 6: uma camada demembrana de carbono, 12: paredes divisórias, 13: células, 15: uma superfí-cie de extremidade de lado de entrada, 20: um contentar de pressão, 21: umsuporte e 25: uma pasta.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

Uma modalidade da presente invenção será daqui em diantedescrita com referência aos desenhos. A presente invenção não está Iimita-da à modalidade seguinte, e pode ser alterada, modificada ou aperfeiçoadasem afastar-se do escopo da presente invenção.

Uma modalidade de um filtro de cerâmica de acordo com a pre-sente invenção será especificamente descrita. Como mostrado na Figura 1,um filtro de cerâmica 1 da presente invenção tem uma primeira camadadensa de superfície 3 que tem um diâmetro de poro médio de 0,1 a 3 μπιsobre um material de base poroso de alumina do tipo monolítico 2 que temum diâmetro de partícula médio de 10 a 100 μηι e um diâmetro de poro mé-dio de 1 a 30 μηι; uma segunda camada densa de superfície 4 provida sobrea primeira camada densa de superfície 3 e que tem um diâmetro de partículamédio menor do que aquele da primeira camada densa de superfície 3 e umdiâmetro de poro médio 0,01 a 0,5 μηι; e uma terceira camada densa de su-perfície 5 provida sobre a segunda camada densa de superfície 4 formadade um sol de titânia que tem um diâmetro de partícula médio menor do queaquele da segunda 4, e que tem um diâmetro de poro médio 0,3 a 20 nm.Então, a camada de membrana de carbono 6 como uma membrana de car-bono de peneira molecular é formada sobre a terceira camada densa de su-perfície 5. A primeira camada densa de superfície 3 e a segunda camadadensa de superfície 4 correspondem a uma camada depositada de superfí-cie de cerâmica, e a terceira camada densa de superfície 5 corresponde auma camada depositada de superfície heterogênea.

A Figura 2 mostra um diagrama inteiro do filtro de cerâmica 1como uma modalidade. Como mostrado na Figura 2, o filtro de cerâmica 1da presente invenção tem uma forma monolítica que tem uma pluralidade decélulas 13 definidas por paredes divisórias 12 de modo a formar uma passa-gem de fluido em uma direção axial. Na presente modalidade, as células 13tem uma seção hexagonal, e a camada depositada de superfície e a mem-brana de carbono de peneira molecular mostradas na Figura 1 estão forma-das sobre as superfícies de parede interna das células. As células 13 podemser formadas de modo a terem uma seção circular ou uma seção quadran-gular. De acordo com uma tal estrutura, por exemplo, quando uma mistura(por exemplo, água e etanol) é introduzida nas células 13 de uma superfíciede extremidade de lado de entrada 15, um elemento que constitui a misturaé separado na membrana de carbono de peneira molecular formada sobreas paredes internas das células 13, passa através das paredes divisóriasporosas 12, e é descarregado de uma parede mais externa do filtro de ce-râmica 1, de modo que a mistura possa ser separada. Isto é, a camada demembrana de carbono 6 formada no filtro de cerâmica 1 pode ser utilizadacomo uma membrana de separação de moléculas, e tem uma alta proprie-dade de separação em relação a, por exemplo, água e etanol. Como o filtrode cerâmica 1, um filtro que tem uma estrutura de fenda pode ser utilizadono qual para o propósito de adicionalmente aperfeiçoar uma velocidade detransmissão de uma substância separada, as células providas com superfí-cies de extremidade vedadas estão dispostas em um intervalo de diversasfilas sem formar nenhuma membrana de carbono ou nenhuma camada de-positada de superfície e no qual furos vazados estão providos entre as célu-las e uma parede externa (ver Pedido de Patente Japonesa Aberta à Inspe-ção Pública Número H06-99039, Publicação de Patente Japonesa NúmeroH06-16819, Pedido de Patente Japonesa Aberta à Inspeção Pública Número2000-153117, etc.).

A seguir, as respectivas camadas mostradas na Figura 1 serãoespecificamente descritas. O material de base poroso 2 como um corpoprincipal de material de base está formado como um elemento de filtro dotipo monolítico colunar formado de um material poroso por extrusão ou simi-lar. Como o material poroso, por exemplo, a alumina pode ser utilizada, co-mo o material tem uma resistência à corrosão, existe pouca mudança dediâmetros de poro de uma porção de filtragem devido a uma mudança detemperatura, e uma resistência suficiente é obtida, mas ao invés de alumina,um material de cerâmica tal como a cordierite, a mulite ou o carbureto desilício pode ser utilizado. O material de base poroso 2 está constituído departículas de cerâmica que tem um diâmetro de partícula médio 10 a 100μητι, por exemplo, um corpo sinterizado de partículas de alumina, e incluinumerosos poros que têm um diâmetro de poro médio de 1 a 30 μιτι e quecomunica com as superfícies dianteira e traseira.

A seguir, a primeira camada densa de superfície 3 e a segundacamada densa de superfície 4 serão descritas. A primeira camada densa desuperfície 3 e a segunda camada densa de superfície 4 estão formadas porum processo de formação de filme de filtragem que utiliza vários materiaisde cerâmica tais como as partículas de alumina no mesmo modo que no ma-terial de base poroso 2. Como as partículas de alumina para formar a primei-ra camada densa de superfície 3, são utilizadas partículas que têm um diâ-metro de partícula médio menor do que aquele das partículas de aluminapara formar o material de base poroso 2. Como as partículas de alumina pa-ra formar a segunda camada densa de superfície 4, são utilizadas partículasque têm um diâmetro de partícula médio menor do que aquele das partículasde alumina para formar a primeira camada densa de superfície 3. Em umatal constituição, o diâmetro de poro médio da camada depositada de superfí-cie diminui em estágios, por meio disto obtendo uma estrutura de superfícieporosa na qual a membrana de carbono é facilmente formada com poucaperda de pressão.

Um método para formar a primeira camada densa de superfície3 e a segunda camada densa de superfície 4 será descrito. Como mostradona Figura 3, o material de base poroso cilíndrico 1 contido por um suporte 21está instalado dentro de um contentor de pressão 20. Neste caso, o materialde base poroso 1 está instalado de modo a separar seu lado de parede in-terna 1a e um seu lado de parede externa 1b. Subseqüentemente, em umestado no qual uma pressão do lado de parede externa 1b dentro do conten-tor de pressão 20 é reduzida por uma bomba ou similar, uma pasta fluid quecontém aglutinante 25 para a primeira camada densa de superfície é permi-tida fluir de uma porta de projeção de pasta 21a do suporte 21 para dentrodo lado de parede interna 1 a do material de base poroso 1. A pasta fluida 25para a primeira camada densa de superfície pode ser obtida misturando par-tículas de agregado feitas das partículas de alumina que tem um diâmetro departícula médio de 0,3 a 10μιη ou similar e um agente de sinterização auxi-liar constituído de pó calcinado de vidro ou similar em uma razão predeter-minada em um solvente tal como a água. Neste caso, uma razão de um con-teúdo de um aglutinante em relação a um conteúdo de um material inorgâni-co que constitui a pasta fluida 25 para a primeira camada densa de superfí-cie é de preferência 2 a 10% em massa, ainda de preferência 4 a 8% emmassa. Uma pasta fluida 5 para a primeira camada densa de superfície aqual flui do lado de parede interna 1a do material de base poroso 1 é atraídana direção do lado de parede externa 1b e depositada sobre a superfície dolado de parede interna 1a do material de base poroso 1. Isto é queimadopara formar a primeira camada densa de superfície 3 que tem um diâmetrode poro médio de 0,1 a 3 μιτι.

As partículas de alumina que têm um diâmetro de partícula mé-dio de 0,03 a 1 μηι são depositadas sobre a primeira camada densa de su-perfície 3 por um processo de formação de filme de filtragem similar e quei-madas, para formar a segunda camada densa de superfície 4 que tem umdiâmetro de partícula médio de 0,03 a 1 μηι e um diâmetro de poro médio de0,01 a 0,5 μηι. Em conseqüência, a camada depositada de superfície de ce-râmica é formada. Deve ser notado que na camada depositada de superfíciede cerâmica, o mesmo tipo de cerâmica que aquele do corpo principal dematerial de base pode ser utilizado, ou um tipo diferente de cerâmica podeser utilizado. A primeira camada densa de superfície 3 e a segunda camadadensa de superfície 4 são formadas como camadas que têm diferentes diâ-metros de poro médios, mas as camadas podem ser formadas de modo queo diâmetro de poro médio mude continuamente (o diâmetro de poro médiodiminui em uma direção da superfície). Mais ainda, três ou mais camadasdensas de superfície podem ser formadas.

Mais ainda, as partículas de sol de titânia que têm um diâmetrode partícula médio de 1 a 50 nm e que incluem o oxido de titânio são deposi-tadas sobre a segunda camada densa de superfície 4 por um processo deformação de filme de filtragem similar e queimadas, para formar a terceiracamada densa de superfície 5 que tem um diâmetro de poro médio de 0,3 a20 nm. Ao invés de titânia, alumina, sílica, zircônia ou similares podem serutilizadas.

Após a formação da segunda camada densa de superfície 4 ouda terceira camada densa de superfície 5, a membrana de carbono é forma-da sobre a segunda camada densa de superfície 4 ou a terceira camadadensa de superfície 5 por imersão, revestimento por votação, revestimentopor pulverização ou similar utilizando uma solução de precursor que forma amembrana de carbono, e carbonizada em nitrogênio a 700° C para formar acamada de membrana de carbono 6 sobre a superfície da segunda camadadensa de superfície 4 ou da terceira camada densa de superfície 5. Deve sernotado que a solução de precursor para formar a membrana de carbono éformada misturando ou dissolvendo uma resina termoestável tal como umaresina de fenol, uma resina de melamina, uma resina de uréia, uma resinade furano, uma resina de poliimida, ou uma resina de epóxi, uma resina determoplástico tal como o polietileno, uma resina baseada em celulose, ouuma substância de precursor de tal resina com um solvente orgânico tal co-mo metanol, acetona, tetrahidrofurano, NMP ou tolueno, água ou similares.

Durante a formação do filme, a mistura ou a solução pode ser sujeita a umtratamento térmico apropriado de acordo com um tipo da resina. A carboni-zação pode ser executada em uma atmosfera de redução de vácuo, argônio,hélio ou similar ao invés da atmosfera de nitrogênio. Em geral, quando acarbonização é executada a 400° C ou menos, a resina não é suficientemen-te carbonizada, e a seletividade e a velocidade de transmissão do filme depeneira molecular deterioram. Por outro lado, quando a resina é carbonizadaa 1000° C ou mais, os diâmetros de poro contraem para reduzir a velocidadede transmissão.

Como acima descrito, a camada depositada de superfície é for-mada de modo que o diâmetro de poro médio diminui em estágios, de modoque a perda de pressão do próprio material de base pode ser suprimida, apenetração da solução de precursor de membrana de carbono em um ladode membro poroso e a formação de uma camada composta são inibidas, euma estrutura de filme que tem uma espessura uniforme e somente poucaperda de pressão pode ser obtida. Em conseqüência, apesar de uma diminu-ição de fluxo ser impedida, um alto fator de separação pode ser obtido.

EXEMPLOS

A presente invenção será daqui em diante descrita em mais de-talhes com base em exemplos, mas a presente invenção não está limitada aestes exemplos.

EXEMPLOS E EXEMPLO COMPARATIVO

Como posteriormente descrito, foram formados um material debase A que tem uma forma monolítica e que consiste em um material de ba-se poroso de alumina, um material de base B que constitui uma primeiracamada densa de superfície formada sobre o material de base A, um mate-rial de base C que constitui uma segunda camada densa de superfície for-mada sobre o material de base B, e um material de base D que constituiuma terceira camada densa de superfície formada sobre o material de baseC. Mais ainda, um material de base E similar ao material de base D foi for-mado como um material de base poroso de alumina cilíndrico. Estes materi-ais de base A até E foram utilizados, e camadas de membrana de carbonoforam formadas sobre as superfícies dos materiais de base A até E.

Mais ainda, os materiais de base A até E serão descritos em de-talhes. O material de base A é um material de base poroso de alumina dotipo monolítico que tem um diâmetro de partícula médio de 10 a 100 μιη eum diâmetro de poro médio de 1 a 30 μιτι. Com referência ao material debase B, partículas de alumina que têm um diâmetro de partícula médio de0,3 a 10 μιτι foram depositadas sobre o material de base A por formação defilme de filtragem, e queimadas para formar a primeira camada densa desuperfície que tem uma espessura de 10 a 1000 μιτι e um diâmetro de poromédio de 0,1 8 3μπι. Com referência ao material de base C, partículas dealumina que têm um diâmetro de partícula médio de 0,03 a 1 μιτι foram adi-cionalmente depositadas sobre a camada densa de superfície do material debase B pela formação de filme de filtragem, e queimadas para formar a se-gunda camada densa de superfície que tem uma espessura de 1 a 100 μιτι eum diâmetro de poro médio de 0,01 a 0,5 μιτι. Com referência ao material debase D, partículas de sol de titânia que tem um diâmetro de partícula médiode 1 a 50 nm foram adicionalmente depositadas sobre o material de base Cpela formação de filme de filtragem, e queimadas para formar a terceira ca-mada densa de superfície que tem uma espessura de 0,1 a 5 μηι e um diâ-metro de poro médio de 0,3 a 20 nm. O material de base E foi um materialde base poroso de alumina cilíndrico preparado por um método similar àque-le do material de base C.

Estes materiais de base A até E foram utilizados, uma soluçãoprecursor de uma membrana de carbono foi formada em um filme por umprocesso de imersão, o filme foi carbonizado em nitrogênio a 700° C, e asmembranas de carbono formadas sobre as superfícies dos materiais de ba-se foram obtidas (Exemplo Comparativo 1, Exemplos 1 a 4). Estas membra-nas de carbono foram avaliadas por uma pervaporação de água - etanol(condições de teste: água / EtOH = 10/90% em peso, uma temperatura delíquido de suprimento de 75° C). Uma quantidade da solução de precursorconsumida em um momento quando a membrana de carbono foi formadasobre cada material de base e um desempenho de pervaporação estão mos-trados na Tabela 1. Uma fotografia de microscópio eletrônico que indica umaforma de corte de um filtro de cerâmica do Exemplo 3 está mostrada na Fi-gura 4.

Deve ser notado que na presente invenção, um valor de um di-âmetro de poro médio D (μηι) do material de base medido por um processode porosimetria de mercúrio, um processo de adsorção de gás ou similaresfoi utilizado. Como um diâmetro de partícula médio d (μηι) de partículas decerâmica, foi utilizado um valor de um diâmetro de partícula de 50% medidopelo processo de sedimentação de camada de líquido Stokes, um dispositivode medição de distribuição de tamanho de partícula de sistema de transmis-são de raios-X (por exemplo, o modelo Sedigraph, 5000-2 fabricado pelaShimadzu Corporation ou similar) o qual executa uma detecção por um pro-cesso de transmissão de raios-X, um processo de dispersão de fotodinâmicoou similar.EXEMPLO COMPARATIVO

Um material de base poroso de alumina cilíndrico que tem umdiâmetro de poro médio de 1 μηι foi mergulhado em uma solução de sílica-sol, e seco para obter um material de base F que tem a superfície impregna-da com um sílica-sol (Exemplos Comparativos 2 e 3). No mesmo modo quenos Exemplos 1 a 4, as membranas de carbono foram formadas sobre assuperfícies dos Exemplos Comparativos 2 e 3, e os exemplos comparativosforam avaliados por uma pervaporação de água - etanol (condições de teste:uma composição de líquido de suprimento, água / EtOH = 10/90% em peso,uma temperatura de líquido de suprimento de 75° C). Os resultados estãomostrados na Tabela 1.

TABELA 1

<table>table see original document page 13</column></row><table>

No Exemplo Comparativo 1 no qual nenhuma camada densa foiformada sobre a superfície, um desempenho de separação foi escassamen-te obtido, e a membrana de carbono foi dificilmente formada sobre a superfí-cie do material de base. No Exemplo 1 no qual a primeira camada densa desuperfície que tem um diâmetro de poro médio de 0,1 a 3 μιτι, o desempe-nho de separação foi obtido, mas um fator de separação foi baixo. Nos E-xemplos 2 e 4 nos quais a segunda camada densa de superfície que tem umdiâmetro de poro médio de 0,01 a 0,5 μιη foi formada e no Exemplo 3 noqual a terceira camada densa de superfície que tem um diâmetro de poromédio de 0,3 a 20 nm foi formada, um alto fator de separação foi obtido.

Por outro lado, no Exemplo Comparativo 2 a superfície do mate-rial de base poroso de alumina que tem um diâmetro de poro médio de 1 μιτιfoi impregnada com um sílica-sol, quando a imersão foi executada uma vez,um fator de separação suficiente não foi obtido, e adicionalmente o fluxo erabaixo. No Exemplo Comparativo 3 no qual a imersão foi executada três ve-zes, um fator de separação comparativamente alto foi obtido, mas o fluxodiminuiu grandemente. No Exemplo 2 que tem uma forma monolítica, o fluxoem volume aperfeiçoou tanto quanto aproximadamente quatro vezes aqueledo Exemplo 4 que tem uma forma cilíndrica.

O consumo da solução de precursor diminuiu, conforme a ca-mada depositada de superfície ficou densa. No Exemplo Comparativo 1, foiconfirmado que uma grande quantidade da solução de precursor da mem-brana de carbono foi imersa dentro do material de base. Foi presumido quecomo esta quantidade de imersão foi excessivamente grande, uma quanti-dade de um precursor deixada sobre a superfície do material de base paracontribuir com a formação de filme foi insuficiente, e isto foi uma causa paraum fato de que nenhuma membrana de carbono não foi formada em umaparte da superfície e que um desempenho de separação deteriorou. No E-xemplo 2, uma ligeira imersão foi vista, mas a membrana de carbono quetem uma espessura de filme de aproximadamente 1 a 2 μιτι foi uniformemen-te formada ao longo da camada de superfície de material de base. No E-xemplo 3, nenhuma imersão foi vista. Quando a imersão foi executada umavez (com uma quantidade de utilização de solução de precursor de 1/3), umfilme similar àquele do Exemplo 2 foi formado.

Como acima descrito, de acordo com uma estrutura depositadana qual as partículas de alumina que têm um pequeno diâmetro de poro mé-dio são depositadas sobre o corpo principal de material de base, aumento deperda de pressão no material de base e uma porção de superfície do materi-al podem ser reduzidos, de modo que uma quantidade de transmissão possaser aumentada. Como a camada de superfície densa é formada, a penetra-ção da resina de precursor de filme no material de base pode ser inibida.Portanto, a quantidade da solução de precursor a ser utilizada pode ser re-duzida, e a quantidade de transmissão e a seletividade podem ser aperfei-çoadas. Mais ainda, como a forma monolítica é formada, a área de filme emvolume pode ser aumentada, e a miniaturização de um dispositivo pode serexecutada pelo aperfeiçoamento do fluxo em volume.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Um filtro de cerâmica da presente invenção pode ser amplamen-te utilizado em uma aplicação de separação de um líquido misturado e umgás misturado.

Claims

1. Filtro de cerâmica provido com um corpo principal de materialde base que consiste em um corpo poroso de cerâmica, pelo menos uma oumais camadas depositadas de superfície de cerâmica formadas sobre a su-perfície do corpo principal de material de base e que consistem em um corpoporoso de cerâmica que tem um diâmetro de partícula médio menor do queaquele do corpo poroso de cerâmica que constitui o corpo principal de mate-rial de base e dentro de um intervalo de 0,3 μιη ou mais até 10 μιη ou me-nos, e uma camada de membrana de carbono formada como uma membra-na de carbono de peneira molecular sobre uma superfície mais externa dacamada depositada de superfície de cerâmica.

2. Filtro de cerâmica de acordo com a reivindicação 1, em queum diâmetro de partícula médio de partículas de cerâmica que constituem ocorpo principal de material de base que consiste no corpo poroso de cerâmi-ca é de 10 μιη ou mais.

3. Filtro de cerâmica de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 1 a 2, o qual está provido com uma camada depositada de superfícieheterogênea formada sobre a superfície da camada depositada de superfíciede cerâmica e que tem um diâmetro de partícula médio menor do que aqueledo corpo poroso de cerâmica da camada depositada de superfície de cerâ-mica, e da camada de membrana de carbono formada sobre a camada de-positada de superfície heterogênea.

4. Filtro de cerâmica de acordo com a reivindicação 3, em que acamada depositada de superfície heterogênea está formada de um sol detitânia.

5. Filtro de cerâmica de acordo com a reivindicação 3 ou 4, emque um diâmetro de poro médio da camada depositada de superfície hetero-gênea é de 0,3 nm ou mais e 20 nm ou menos.

6. Filtro de cerâmica de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 1 a 5, em que um diâmetro de poro médio da camada depositada desuperfície de cerâmica é de 0,01 μιτι ou mais e 3 μηι ou menos.

7. Filtro de cerâmica de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 1 a 6, em que a camada depositada de superfície de cerâmica incluiuma pluralidade de camadas que tem diferentes diâmetros de poros médios.

8. Filtro de cerâmica de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 1 a 7, em que o corpo principal de material de base é um corpo po-roso de alumina.

9. Filtro de cerâmica de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 1 a 8, em que a camada depositada de superfície de cerâmica é umcorpo poroso de alumina.

10. Filtro de cerâmica de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 1 a 9, o qual separa água e etanol.

11. Filtro de cerâmica de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 1 a 10, em que o corpo principal de material de base tem uma formamonolítica.