JP2000189771A - 水素分離体 - Google Patents
水素分離体Info
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- JP2000189771A JP2000189771A JP37155898A JP37155898A JP2000189771A JP 2000189771 A JP2000189771 A JP 2000189771A JP 37155898 A JP37155898 A JP 37155898A JP 37155898 A JP37155898 A JP 37155898A JP 2000189771 A JP2000189771 A JP 2000189771A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素分離膜の亀裂や多孔質基体からの剥離を
防止することができ、水素分離効率および耐久性に優れ
た水素分離体を提供する。 【解決手段】 多孔質基体２上に水素分離膜４を形成さ
せた水素分離体１である。水素分離膜４は、水素分離能
を有する金属３中に無機材料粒子６を分散させたもので
あるとともに、無機材料粒子６の熱膨張率が、多孔質基
体２と水素分離能を有する金属３との間の値である。
防止することができ、水素分離効率および耐久性に優れ
た水素分離体を提供する。 【解決手段】 多孔質基体２上に水素分離膜４を形成さ
せた水素分離体１である。水素分離膜４は、水素分離能
を有する金属３中に無機材料粒子６を分散させたもので
あるとともに、無機材料粒子６の熱膨張率が、多孔質基
体２と水素分離能を有する金属３との間の値である。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、多成分混合ガス
（原料ガス）から水素のみを拡散分離する水素分離体に
関する。
（原料ガス）から水素のみを拡散分離する水素分離体に
関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来、多成分混合ガスから特定のガス
成分のみを得る方法として、有機又は無機のガス分離膜
によって分離する方法が知られている。膜分離法に用い
られる分離膜は、水素分離膜としてポリイミドやポリス
ルホンなどの有機高分子膜及びパラジウム又はパラジウ
ム合金膜などの無機化合物膜が、酸素分離膜として銀又
は銀合金膜が知られている。特に、パラジウム又はパラ
ジウム合金膜は耐熱性もあり、また極めて高純度の水素
を得ることができる。
成分のみを得る方法として、有機又は無機のガス分離膜
によって分離する方法が知られている。膜分離法に用い
られる分離膜は、水素分離膜としてポリイミドやポリス
ルホンなどの有機高分子膜及びパラジウム又はパラジウ
ム合金膜などの無機化合物膜が、酸素分離膜として銀又
は銀合金膜が知られている。特に、パラジウム又はパラ
ジウム合金膜は耐熱性もあり、また極めて高純度の水素
を得ることができる。
【０００３】 パラジウム又はパラジウム合金は、水素
を固溶して透過させる性質があり、この性質を利用し、
パラジウム又はパラジウム合金からなる薄膜は水素を含
有する混合ガスから水素を分離する水素分離体に広く用
いられている。しかしながら、このパラジウム薄膜単独
では機械的強度が弱いので、特開昭６２−２７３０３０
号公報には、多孔質ガラス、多孔質セラミックス、又は
多孔質酸化アルミニウムなどの無機多孔質支持体の表面
に、パラジウム又はパラジウム合金を被着させ、パラジ
ウム又はパラジウム合金からなる薄膜の機械強度を高め
ている。
を固溶して透過させる性質があり、この性質を利用し、
パラジウム又はパラジウム合金からなる薄膜は水素を含
有する混合ガスから水素を分離する水素分離体に広く用
いられている。しかしながら、このパラジウム薄膜単独
では機械的強度が弱いので、特開昭６２−２７３０３０
号公報には、多孔質ガラス、多孔質セラミックス、又は
多孔質酸化アルミニウムなどの無機多孔質支持体の表面
に、パラジウム又はパラジウム合金を被着させ、パラジ
ウム又はパラジウム合金からなる薄膜の機械強度を高め
ている。
【０００４】 また、特開平３−１４６１２２号公報に
は、耐熱性多孔質基体の表面に、無電解めっき法により
パラジウム薄膜を形成し、パラジウム薄膜上に無電解め
っき法により銀薄膜を形成し、次いで、熱処理を行う水
素分離体の製造方法を開示している。この製造方法は、
多孔質基体とそれを被覆するパラジウム合金薄膜とを有
する水素分離体が得られるが、この熱処理によって、パ
ラジウム合金薄膜において、パラジウムと銀とが均一に
分布するようになっている。
は、耐熱性多孔質基体の表面に、無電解めっき法により
パラジウム薄膜を形成し、パラジウム薄膜上に無電解め
っき法により銀薄膜を形成し、次いで、熱処理を行う水
素分離体の製造方法を開示している。この製造方法は、
多孔質基体とそれを被覆するパラジウム合金薄膜とを有
する水素分離体が得られるが、この熱処理によって、パ
ラジウム合金薄膜において、パラジウムと銀とが均一に
分布するようになっている。
【０００５】 更に、特公平５−５３５２７号公報に
は、多孔質セラミック層の表面に、無電解パラジウムめ
っきを施して電気伝導性を付与した後、その上に、電解
パラジウムめっきにより、表面を完全に被覆する電解パ
ラジウム又はパラジウム合金めっき膜の被膜を形成する
ガス分離薄膜の製造方法を開示している。これにより、
比較的大きな孔径を有する多孔質セラミック表面であっ
ても、より緻密なパラジウム又はパラジウム合金薄膜を
得ることができる。
は、多孔質セラミック層の表面に、無電解パラジウムめ
っきを施して電気伝導性を付与した後、その上に、電解
パラジウムめっきにより、表面を完全に被覆する電解パ
ラジウム又はパラジウム合金めっき膜の被膜を形成する
ガス分離薄膜の製造方法を開示している。これにより、
比較的大きな孔径を有する多孔質セラミック表面であっ
ても、より緻密なパラジウム又はパラジウム合金薄膜を
得ることができる。
【０００６】 しかしながら、以上に示したそれぞれの
水素分離体は、例えば、低温（室温）から高温（３００
〜５００℃）までの広い温度範囲で変動する雰囲気下に
晒された場合、多孔質基体とパラジウムを含む水素分離
膜との熱膨張率の違いから、昇温時に圧縮応力、降温時
に引張応力が水素分離膜に発生し、この操作の繰り返し
により、加工硬化を起こし、変形ができなくなった時点
で水素分離膜に亀裂が生じたり、多孔質基体から剥離す
るという問題点があった。
水素分離体は、例えば、低温（室温）から高温（３００
〜５００℃）までの広い温度範囲で変動する雰囲気下に
晒された場合、多孔質基体とパラジウムを含む水素分離
膜との熱膨張率の違いから、昇温時に圧縮応力、降温時
に引張応力が水素分離膜に発生し、この操作の繰り返し
により、加工硬化を起こし、変形ができなくなった時点
で水素分離膜に亀裂が生じたり、多孔質基体から剥離す
るという問題点があった。
【０００７】 これらを解消するために、特開平１０−
２８８５０号公報には、図４に示すような、多孔質セラ
ミックスからなる基材３２と、基材３２上に形成された
第１層３４と、第１層３４上に形成されかつパラジウム
又はパラジウムを含む合金からなる第２層３６とを積層
して構成された水素分離構造体３０が開示されている。
これは、第１層３４を基材３２と第２層３６との間の熱
膨張係数の材料で形成することにより、温度変動の激し
い雰囲気下において、基材３２と第２層３６との熱膨張
差により発生する応力を緩和して、基材３２から第２層
３６の剥離を防止するものである。
２８８５０号公報には、図４に示すような、多孔質セラ
ミックスからなる基材３２と、基材３２上に形成された
第１層３４と、第１層３４上に形成されかつパラジウム
又はパラジウムを含む合金からなる第２層３６とを積層
して構成された水素分離構造体３０が開示されている。
これは、第１層３４を基材３２と第２層３６との間の熱
膨張係数の材料で形成することにより、温度変動の激し
い雰囲気下において、基材３２と第２層３６との熱膨張
差により発生する応力を緩和して、基材３２から第２層
３６の剥離を防止するものである。
【０００８】 しかしながら、上記の第１層３４は、パ
ラジウムを含まないため、水素透過の点から阻害層とな
り、第１層３４をポーラスな膜（基材の表面の孔の一部
を埋めるように形成した膜）にしても、水素透過速度の
低下による水素分離効率の低下は避けられない。また、
水素透過速度の低下を防ぐために、第１層３４をよりポ
ーラスな膜にした場合、第２層３６で基材の表面の孔を
埋めきることができず、ピンホールが発生し、第２層３
６の気密性が保てなくなるため、高純度の水素が得られ
なくなるという問題点があった。
ラジウムを含まないため、水素透過の点から阻害層とな
り、第１層３４をポーラスな膜（基材の表面の孔の一部
を埋めるように形成した膜）にしても、水素透過速度の
低下による水素分離効率の低下は避けられない。また、
水素透過速度の低下を防ぐために、第１層３４をよりポ
ーラスな膜にした場合、第２層３６で基材の表面の孔を
埋めきることができず、ピンホールが発生し、第２層３
６の気密性が保てなくなるため、高純度の水素が得られ
なくなるという問題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、上記した
従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、昇降温時に多孔質基体と水素分離膜との熱
膨張差により発生する応力を緩和することにより、水素
分離膜の亀裂や多孔質基体からの剥離を防止することが
でき、水素分離効率および耐久性に優れた水素分離体を
提供することにある。
従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、昇降温時に多孔質基体と水素分離膜との熱
膨張差により発生する応力を緩和することにより、水素
分離膜の亀裂や多孔質基体からの剥離を防止することが
でき、水素分離効率および耐久性に優れた水素分離体を
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、多孔
質基体上に水素分離膜を形成させた水素分離体であっ
て、上記水素分離膜が、水素分離能を有する金属中に無
機材料粒子を分散させたものであるとともに、無機材料
粒子の熱膨張率が、多孔質基体と水素分離能を有する金
属との間の値であることを特徴とする水素分離体が提供
される。
質基体上に水素分離膜を形成させた水素分離体であっ
て、上記水素分離膜が、水素分離能を有する金属中に無
機材料粒子を分散させたものであるとともに、無機材料
粒子の熱膨張率が、多孔質基体と水素分離能を有する金
属との間の値であることを特徴とする水素分離体が提供
される。
【００１１】 このとき、本発明では、水素分離膜が、
多孔質基体の表面から水素分離膜の表面に向い、水素分
離能を有する金属中に無機材料粒子を段階的又は連続的
に傾斜して分散させたものであることが好ましく、水素
分離膜中の無機材料粒子の含有率が、５〜４０容積％で
あることが好ましい。
多孔質基体の表面から水素分離膜の表面に向い、水素分
離能を有する金属中に無機材料粒子を段階的又は連続的
に傾斜して分散させたものであることが好ましく、水素
分離膜中の無機材料粒子の含有率が、５〜４０容積％で
あることが好ましい。
【００１２】 また、本発明によれば、多孔質基体上に
水素分離膜を形成させた水素分離体であって、上記水素
分離膜が、水素分離能を有する金属中に無機材料粒子を
分散させたものであるとともに、無機材料粒子が多孔質
基体と水素分離能を有する金属との間の値である第１層
と、第１層上に積層され、水素分離能を有する金属から
なる第２層と、からなることを特徴とする水素分離体が
提供される。
水素分離膜を形成させた水素分離体であって、上記水素
分離膜が、水素分離能を有する金属中に無機材料粒子を
分散させたものであるとともに、無機材料粒子が多孔質
基体と水素分離能を有する金属との間の値である第１層
と、第１層上に積層され、水素分離能を有する金属から
なる第２層と、からなることを特徴とする水素分離体が
提供される。
【００１３】 このとき、本発明では、第１層が、多孔
質基体の表面から第１層の表面に向い、水素分離能を有
する金属中に無機材料粒子を段階的又は連続的に傾斜し
て分散させたものであることが好ましく、第１層中の無
機材料粒子の含有率が、５〜４０容積％であることが好
ましい。
質基体の表面から第１層の表面に向い、水素分離能を有
する金属中に無機材料粒子を段階的又は連続的に傾斜し
て分散させたものであることが好ましく、第１層中の無
機材料粒子の含有率が、５〜４０容積％であることが好
ましい。
【００１４】 尚、本発明では、無機材料粒子の平均粒
子径が、０．１〜５μｍであることが好ましく、無機材
料粒子の主成分が、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔｉ
Ｏ2、Ｃｒ2Ｏ3のいずれかであることが好ましい。
子径が、０．１〜５μｍであることが好ましく、無機材
料粒子の主成分が、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔｉ
Ｏ2、Ｃｒ2Ｏ3のいずれかであることが好ましい。
【００１５】 また、水素分離能を有する金属は、パラ
ジウム、パラジウムを主成分とする合金、又はパラジウ
ムを含有する合金であることが好ましい。
ジウム、パラジウムを主成分とする合金、又はパラジウ
ムを含有する合金であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】 本発明の水素分離体は、多孔質
基体上に形成させた水素分離膜が、水素分離能を有する
金属中に無機材料粒子を分散させたものであるととも
に、無機材料粒子が多孔質基体と水素分離能を有する金
属との間の値である第１層と、第１層上に積層され、水
素分離能を有する金属からなる第２層とからなるもので
ある。尚、上記の水素分離膜は、第１層のみであっても
よい。
基体上に形成させた水素分離膜が、水素分離能を有する
金属中に無機材料粒子を分散させたものであるととも
に、無機材料粒子が多孔質基体と水素分離能を有する金
属との間の値である第１層と、第１層上に積層され、水
素分離能を有する金属からなる第２層とからなるもので
ある。尚、上記の水素分離膜は、第１層のみであっても
よい。
【００１７】 これにより、昇降温時における多孔質基
体と水素分離膜との熱膨張差により発生する応力を緩和
することにより、水素分離膜の亀裂や多孔質基体からの
剥離を防止することができるため、水素分離効率および
耐久性に優れた水素分離体を得ることができる。
体と水素分離膜との熱膨張差により発生する応力を緩和
することにより、水素分離膜の亀裂や多孔質基体からの
剥離を防止することができるため、水素分離効率および
耐久性に優れた水素分離体を得ることができる。
【００１８】 以下、図面に基づき本発明を更に詳細に
説明する。図１は、本発明の水素分離体の一例を示す部
分断面説明図である。本発明の水素分離体の一例は、図
１に示すように、多孔質基体２上に、水素分離能を有す
る金属３中に無機材料粒子６を分散させた水素分離膜４
を形成させたものである。上記の水素分離体１は、水素
分離膜４の熱膨張率を多孔質基体２の熱膨張率に近づけ
ることにより、水素分離膜４の降伏応力を小さくするこ
とができ、昇降温時に水素分離膜４に発生する応力を緩
和することができるため、水素分離膜４の亀裂や多孔質
基体からの剥離を防止することができる。これにより、
水素分離体１の耐久性および信頼性を大幅に向上させる
ことができる。
説明する。図１は、本発明の水素分離体の一例を示す部
分断面説明図である。本発明の水素分離体の一例は、図
１に示すように、多孔質基体２上に、水素分離能を有す
る金属３中に無機材料粒子６を分散させた水素分離膜４
を形成させたものである。上記の水素分離体１は、水素
分離膜４の熱膨張率を多孔質基体２の熱膨張率に近づけ
ることにより、水素分離膜４の降伏応力を小さくするこ
とができ、昇降温時に水素分離膜４に発生する応力を緩
和することができるため、水素分離膜４の亀裂や多孔質
基体からの剥離を防止することができる。これにより、
水素分離体１の耐久性および信頼性を大幅に向上させる
ことができる。
【００１９】 上記のことを実現するために、無機材料
粒子６の熱膨張率は、多孔質基体２と水素分離能を有す
る金属３との間の値、より好ましくは、多孔質基体２と
水素分離能を有する金属３との中間の値であることが重
要である。これは、水素分離能を有する金属３中に、上
記の条件を満たした無機材料粒子６を分散させることに
より、水素分離膜４と多孔質基材２との熱膨張差をマク
ロ的に補完することができるため、昇降温時に多孔質基
材２と水素分離膜４との熱膨張差により発生する応力を
緩和することができるからである。
粒子６の熱膨張率は、多孔質基体２と水素分離能を有す
る金属３との間の値、より好ましくは、多孔質基体２と
水素分離能を有する金属３との中間の値であることが重
要である。これは、水素分離能を有する金属３中に、上
記の条件を満たした無機材料粒子６を分散させることに
より、水素分離膜４と多孔質基材２との熱膨張差をマク
ロ的に補完することができるため、昇降温時に多孔質基
材２と水素分離膜４との熱膨張差により発生する応力を
緩和することができるからである。
【００２０】 また、水素分離膜４は、多孔質基体の表
面２ａから水素分離膜の表面４ａに向い、水素分離能を
有する金属３中に無機材料粒子６を段階的又は連続的に
傾斜して分散させたものであることが好ましい。これ
は、多孔質基体の表面２ａ付近の無機材料粒子６の含有
率を水素分離膜の表面４ａ付近よりも相対的に高くする
ことにより、昇降温時に多孔質基材２と水素分離膜４と
の熱膨張差により発生する応力がより緩和されるため、
水素分離膜４の亀裂や多孔質基体２からの剥離を防止す
る効果をより向上させることができるからである。
面２ａから水素分離膜の表面４ａに向い、水素分離能を
有する金属３中に無機材料粒子６を段階的又は連続的に
傾斜して分散させたものであることが好ましい。これ
は、多孔質基体の表面２ａ付近の無機材料粒子６の含有
率を水素分離膜の表面４ａ付近よりも相対的に高くする
ことにより、昇降温時に多孔質基材２と水素分離膜４と
の熱膨張差により発生する応力がより緩和されるため、
水素分離膜４の亀裂や多孔質基体２からの剥離を防止す
る効果をより向上させることができるからである。
【００２１】 更に、水素分離膜４中の無機材料粒子の
含有率は、５〜４０容積％であることが好ましい。これ
は、水素分離膜４中の無機材料粒子６の含有率が、５容
積％未満である場合、昇降温時に多孔質基材２と水素分
離膜４との熱膨張差により発生する応力を緩和すること
ができないからである。一方、水素分離膜４中の無機材
料粒子６の含有率が、４０容量％を超過する場合、無機
材料粒子６が水素拡散を阻害するため、水素透過速度が
低下するからである。
含有率は、５〜４０容積％であることが好ましい。これ
は、水素分離膜４中の無機材料粒子６の含有率が、５容
積％未満である場合、昇降温時に多孔質基材２と水素分
離膜４との熱膨張差により発生する応力を緩和すること
ができないからである。一方、水素分離膜４中の無機材
料粒子６の含有率が、４０容量％を超過する場合、無機
材料粒子６が水素拡散を阻害するため、水素透過速度が
低下するからである。
【００２２】 尚、水素分離膜４の厚さｂは、５０μｍ
以下であることが好ましい。これは、水素分離膜４の厚
さｂが、５０μｍを超過すると、水素分離体１による水
素分離の際に、水素分離膜４中で水素が拡散するのに時
間がかかるため、水素分離時間が長時間となり、水素分
離効率が低下するからである。
以下であることが好ましい。これは、水素分離膜４の厚
さｂが、５０μｍを超過すると、水素分離体１による水
素分離の際に、水素分離膜４中で水素が拡散するのに時
間がかかるため、水素分離時間が長時間となり、水素分
離効率が低下するからである。
【００２３】 次に、本発明の水素分離体の他の例につ
いて説明する。本発明の水素分離体の他の例は、図２に
示すように、多孔質基体２上に、水素分離能を有する金
属３中に無機材料粒子６を分散させた第１層７と、第１
層４上に積層され、水素分離能を有する金属３からなる
第２層８とからなる水素分離膜４を形成させたものであ
る。
いて説明する。本発明の水素分離体の他の例は、図２に
示すように、多孔質基体２上に、水素分離能を有する金
属３中に無機材料粒子６を分散させた第１層７と、第１
層４上に積層され、水素分離能を有する金属３からなる
第２層８とからなる水素分離膜４を形成させたものであ
る。
【００２４】 上記に示す水素分離体１０は、多孔質基
体２の熱膨張率に近づけた第１層７を多孔質基体２と第
２層８との間に緩衝層として存在させることにより、昇
降温時に第２層８に発生する応力を緩和することができ
るため、水素分離膜４の亀裂や多孔質基体２からの剥離
を防止することができる。これにより、水素分離体１０
の耐久性および信頼性を大幅に向上させることができ
る。また、上記に示す水素分離体１０は、第１層７のみ
を用いた場合（図１参照）と比較して、水素拡散を阻害
する無機材料粒子６の含有量を必要最小限にすることが
できるため、水素分離膜４の水素透過速度をより向上さ
せることができる。更に、第１層は、水素分離能を有す
る金属３中に無機材料粒子６を分散させたものであるた
め、第２層８である水素分離能を有する金属３との相性
がよい。
体２の熱膨張率に近づけた第１層７を多孔質基体２と第
２層８との間に緩衝層として存在させることにより、昇
降温時に第２層８に発生する応力を緩和することができ
るため、水素分離膜４の亀裂や多孔質基体２からの剥離
を防止することができる。これにより、水素分離体１０
の耐久性および信頼性を大幅に向上させることができ
る。また、上記に示す水素分離体１０は、第１層７のみ
を用いた場合（図１参照）と比較して、水素拡散を阻害
する無機材料粒子６の含有量を必要最小限にすることが
できるため、水素分離膜４の水素透過速度をより向上さ
せることができる。更に、第１層は、水素分離能を有す
る金属３中に無機材料粒子６を分散させたものであるた
め、第２層８である水素分離能を有する金属３との相性
がよい。
【００２５】 上記のことを実現するために、無機材料
粒子６の熱膨張率は、多孔質基体２と水素分離能を有す
る金属３との間の値、より好ましくは、多孔質基体２と
水素分離能を有する金属３との中間の値であることが重
要である。これは、水素分離能を有する金属３中に、上
記の条件を満たした無機材料粒子６を分散することによ
り、第１層７と多孔質基材２との熱膨張差をマクロ的に
補完することができるため、昇降温時に多孔質基材２と
第１層７との熱膨張差により発生する応力を緩和するこ
とができるからである。
粒子６の熱膨張率は、多孔質基体２と水素分離能を有す
る金属３との間の値、より好ましくは、多孔質基体２と
水素分離能を有する金属３との中間の値であることが重
要である。これは、水素分離能を有する金属３中に、上
記の条件を満たした無機材料粒子６を分散することによ
り、第１層７と多孔質基材２との熱膨張差をマクロ的に
補完することができるため、昇降温時に多孔質基材２と
第１層７との熱膨張差により発生する応力を緩和するこ
とができるからである。
【００２６】 また、第１層７は、多孔質基体の表面２
ａから第１層の表面７ａに向い、水素分離能を有する金
属３中に無機材料粒子６を段階的又は連続的に傾斜して
分散させたものであることが好ましい。これは、多孔質
基体の表面２ａ付近の無機材料粒子６の含有率を第１層
の表面７ａ付近よりも相対的に高くすることにより、昇
降温時に多孔質基材２と第１層７との熱膨張差により発
生する応力をより緩和することができるため、第１層７
の亀裂や多孔質基体からの剥離を防止する効果をより向
上することができるからである。
ａから第１層の表面７ａに向い、水素分離能を有する金
属３中に無機材料粒子６を段階的又は連続的に傾斜して
分散させたものであることが好ましい。これは、多孔質
基体の表面２ａ付近の無機材料粒子６の含有率を第１層
の表面７ａ付近よりも相対的に高くすることにより、昇
降温時に多孔質基材２と第１層７との熱膨張差により発
生する応力をより緩和することができるため、第１層７
の亀裂や多孔質基体からの剥離を防止する効果をより向
上することができるからである。
【００２７】 更に、第１層７中の無機材料粒子６の含
有率は、５〜４０容積％であることが好ましい。これ
は、第１層７中の無機材料粒子６の含有率が、５容積％
未満である場合、昇降温時に多孔質基材２と第１層７と
の熱膨張差により発生する応力を緩和することができな
いからである。一方、第１層中の無機材料粒子６の含有
率が、４０容量％を超過する場合、無機材料粒子６が水
素拡散を阻害するため、水素透過速度が低下するからで
ある。
有率は、５〜４０容積％であることが好ましい。これ
は、第１層７中の無機材料粒子６の含有率が、５容積％
未満である場合、昇降温時に多孔質基材２と第１層７と
の熱膨張差により発生する応力を緩和することができな
いからである。一方、第１層中の無機材料粒子６の含有
率が、４０容量％を超過する場合、無機材料粒子６が水
素拡散を阻害するため、水素透過速度が低下するからで
ある。
【００２８】 尚、水素分離膜４の厚さ（ｃ＋ｄ）は、
５０μｍ以下であることが好ましい。これは、水素分離
膜４の厚さ（ｃ＋ｄ）が、５０μｍを超過すると、水素
分離体１による水素分離の際に、水素分離膜４中を水素
が拡散するのに時間がかかるため、水素分離時間が長時
間となり、水素分離効率が低下するからである。また、
昇降温時に多孔質基材２と第２層８との熱膨張差により
発生する応力を緩和させつつ、水素分離膜４の水素分離
効率を向上させるため、水素分離膜４の膜厚割合は、第
１層７の厚さｃ：２０〜５０％、第２層８の厚さｄ：５
０〜８０％とすることが好ましい。
５０μｍ以下であることが好ましい。これは、水素分離
膜４の厚さ（ｃ＋ｄ）が、５０μｍを超過すると、水素
分離体１による水素分離の際に、水素分離膜４中を水素
が拡散するのに時間がかかるため、水素分離時間が長時
間となり、水素分離効率が低下するからである。また、
昇降温時に多孔質基材２と第２層８との熱膨張差により
発生する応力を緩和させつつ、水素分離膜４の水素分離
効率を向上させるため、水素分離膜４の膜厚割合は、第
１層７の厚さｃ：２０〜５０％、第２層８の厚さｄ：５
０〜８０％とすることが好ましい。
【００２９】 ここで、本発明の水素分離体１，１０
は、図１〜２に示すように、水素分離膜４中の水素分離
能を有する金属３の一部が、多孔質基体の表面２ａを被
覆することが好ましく、多孔質基体の表面２ａに開いて
いる小孔５の内部を充填して閉塞する水素分離能を有す
る金属３が、水素分離膜４と連続していることが好まし
い。これにより、水素分離膜４と多孔質基体２との密着
性が向上し、水素分離膜４が多孔質基体表面２ａから剥
離し難くなる。
は、図１〜２に示すように、水素分離膜４中の水素分離
能を有する金属３の一部が、多孔質基体の表面２ａを被
覆することが好ましく、多孔質基体の表面２ａに開いて
いる小孔５の内部を充填して閉塞する水素分離能を有す
る金属３が、水素分離膜４と連続していることが好まし
い。これにより、水素分離膜４と多孔質基体２との密着
性が向上し、水素分離膜４が多孔質基体表面２ａから剥
離し難くなる。
【００３０】 また、水素分離能を有する金属３が多孔
質基体２の内部に侵入している深さａは、多孔質基体の
表面２ａから１〜３０μｍであることが好ましく、１〜
２０μｍであることが更に好ましく、１〜１０μｍであ
ることが更になお好ましい。これは、この深さが１μｍ
より小さいと、水素分離能を有する金属３による小孔の
閉塞が充分でなく、原料ガスが精製ガス側に漏洩する可
能性があるとともに、水素分離膜４が多孔質基体の表面
２ａから剥離しやすくなるからである。一方、この深さ
が３０μｍより大きいと、水素分離体１による水素分離
の際に、水素分離能を有する金属３中を水素が拡散する
のに時間がかかるので、水素分離時間が長時間となり、
水素分離効率が低下するからである。また、多孔質基体
２が管形状を有するとき、水素分離能を有する金属３が
小孔内に充填される多孔質基体の表面２ａは、管形状を
有する多孔質基体の外側でも、内側でもよい。
質基体２の内部に侵入している深さａは、多孔質基体の
表面２ａから１〜３０μｍであることが好ましく、１〜
２０μｍであることが更に好ましく、１〜１０μｍであ
ることが更になお好ましい。これは、この深さが１μｍ
より小さいと、水素分離能を有する金属３による小孔の
閉塞が充分でなく、原料ガスが精製ガス側に漏洩する可
能性があるとともに、水素分離膜４が多孔質基体の表面
２ａから剥離しやすくなるからである。一方、この深さ
が３０μｍより大きいと、水素分離体１による水素分離
の際に、水素分離能を有する金属３中を水素が拡散する
のに時間がかかるので、水素分離時間が長時間となり、
水素分離効率が低下するからである。また、多孔質基体
２が管形状を有するとき、水素分離能を有する金属３が
小孔内に充填される多孔質基体の表面２ａは、管形状を
有する多孔質基体の外側でも、内側でもよい。
【００３１】 本発明で用いる無機材料粒子６の平均粒
子径は、０．１〜５μｍであることが好ましい。これ
は、無機材料粒子の平均粒子径が０．１μｍ未満の場
合、無機材料粒子同士が凝集してしまうため、水素分離
膜中に無機材料粒子が不適切に偏析してしまうからであ
る。一方、無機材料粒子の平均粒子径が５μｍを超過す
る場合、水素分離膜の気密性を得ることが困難になるだ
けでなく、めっき液中の無機材料粒子が分散しにくくな
るため、無機材料粒子の含有率の制御が困難となるから
である。
子径は、０．１〜５μｍであることが好ましい。これ
は、無機材料粒子の平均粒子径が０．１μｍ未満の場
合、無機材料粒子同士が凝集してしまうため、水素分離
膜中に無機材料粒子が不適切に偏析してしまうからであ
る。一方、無機材料粒子の平均粒子径が５μｍを超過す
る場合、水素分離膜の気密性を得ることが困難になるだ
けでなく、めっき液中の無機材料粒子が分散しにくくな
るため、無機材料粒子の含有率の制御が困難となるから
である。
【００３２】 また、本発明で用いる無機材料粒子６の
形状は、球形であることが好ましい。これにより、昇降
温時に水素分離能を有する金属と無機材料粒子との界面
において発生する応力を分散することができるため、水
素分離膜の亀裂等を防止することができる。
形状は、球形であることが好ましい。これにより、昇降
温時に水素分離能を有する金属と無機材料粒子との界面
において発生する応力を分散することができるため、水
素分離膜の亀裂等を防止することができる。
【００３３】 更に、本発明で用いる無機材料粒子６の
主成分は、多孔質基体と水素分離能を有する金属との間
の値、より好ましくは、多孔質基体と水素分離能を有す
る金属との中間の値の熱膨張率を有するものであれば、
特に限定されないが、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔ
ｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3のいずれかであることが好ましい。
主成分は、多孔質基体と水素分離能を有する金属との間
の値、より好ましくは、多孔質基体と水素分離能を有す
る金属との中間の値の熱膨張率を有するものであれば、
特に限定されないが、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔ
ｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3のいずれかであることが好ましい。
【００３４】 本発明で用いる多孔質基体２は、原料ガ
スと反応しないものであることが好ましく、具体的に
は、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ムライト、
コージェライト、ジルコニアといったもののほか、カー
ボンや多孔質ガラス等を用いることができる。
スと反応しないものであることが好ましく、具体的に
は、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ムライト、
コージェライト、ジルコニアといったもののほか、カー
ボンや多孔質ガラス等を用いることができる。
【００３５】 上記の多孔質基体は、３次元状に連続し
た多数の微細な小孔を有するものであり、多孔質基体の
平均細孔径が、０．１〜３．０μｍであることが好まし
い。これは、平均細孔径が０．１μｍ未満の場合、多孔
質基体と水素分離膜とのアンカー効果が小さいため、長
時間使用した場合、温度変化による多孔質基体と水素分
離膜との膨張差あるいはガスの吸蔵・放出による水素分
離膜の膨張・収縮が原因となって、水素分離膜が多孔質
基体から剥離してしまうからである。一方、平均細孔径
が３．０μｍを超過する場合、無電解めっきにより小孔
を閉塞することができず、気密性が確保できないため、
高純度の水素を得ることができない。即ち、本発明の水
素分離体は、多孔質基体の小孔の平均細孔径を上記の大
きさに限定することにより、水素分離膜の多孔質基体か
らの剥離を抑制することができる。このような多孔質基
体は、例えば、特開昭６２−２７３０３０号公報に記載
する方法により得ることができる。
た多数の微細な小孔を有するものであり、多孔質基体の
平均細孔径が、０．１〜３．０μｍであることが好まし
い。これは、平均細孔径が０．１μｍ未満の場合、多孔
質基体と水素分離膜とのアンカー効果が小さいため、長
時間使用した場合、温度変化による多孔質基体と水素分
離膜との膨張差あるいはガスの吸蔵・放出による水素分
離膜の膨張・収縮が原因となって、水素分離膜が多孔質
基体から剥離してしまうからである。一方、平均細孔径
が３．０μｍを超過する場合、無電解めっきにより小孔
を閉塞することができず、気密性が確保できないため、
高純度の水素を得ることができない。即ち、本発明の水
素分離体は、多孔質基体の小孔の平均細孔径を上記の大
きさに限定することにより、水素分離膜の多孔質基体か
らの剥離を抑制することができる。このような多孔質基
体は、例えば、特開昭６２−２７３０３０号公報に記載
する方法により得ることができる。
【００３６】 また、本発明で用いる多孔質基体２の小
孔は、その細孔径がそろっていることが好ましい。これ
により、活性化工程、無電解複合めっき工程、無電解め
っき工程で、多孔質基体の内部に侵入する溶液の深さを
調整しやすく、従って、水素分離能を有する金属が、多
孔質基体の内部へ侵入する深さを均一に保持しやすくな
るからである。尚、多孔質基体２の厚さは、特に制限さ
れるものではなく、使用環境において十分な機械強度を
保持できればよい。
孔は、その細孔径がそろっていることが好ましい。これ
により、活性化工程、無電解複合めっき工程、無電解め
っき工程で、多孔質基体の内部に侵入する溶液の深さを
調整しやすく、従って、水素分離能を有する金属が、多
孔質基体の内部へ侵入する深さを均一に保持しやすくな
るからである。尚、多孔質基体２の厚さは、特に制限さ
れるものではなく、使用環境において十分な機械強度を
保持できればよい。
【００３７】 更に、本発明で用いる多孔質基体２の気
孔率は、２５〜４５％であることが好ましい。これは、
多孔質基体２の気孔率が２５％より小さいと水素の拡散
性が悪く、４５％より大きいと機械的強度が低下するか
らである。上記の条件を満足させるために、多孔質基体
２を構成する粒子の大きさは、多孔質基体２の平均細孔
径の１．５〜６．０倍であることが好ましく、２．０〜
４．０倍であることがより好ましい。
孔率は、２５〜４５％であることが好ましい。これは、
多孔質基体２の気孔率が２５％より小さいと水素の拡散
性が悪く、４５％より大きいと機械的強度が低下するか
らである。上記の条件を満足させるために、多孔質基体
２を構成する粒子の大きさは、多孔質基体２の平均細孔
径の１．５〜６．０倍であることが好ましく、２．０〜
４．０倍であることがより好ましい。
【００３８】 尚、多孔質基体２の形状は、面であるこ
とは好ましく、面とは、平面及び曲面を包含し、また、
曲面が閉じている形状に相当する管形状も当然に含有す
る。多孔質基体が管形状の場合、管断面の形状は任意で
あるが、円形のものは入手が容易であるため好ましい。
また、多孔質基体２の形状は板状でもよく、その使用目
的により任意の形状にできる。
とは好ましく、面とは、平面及び曲面を包含し、また、
曲面が閉じている形状に相当する管形状も当然に含有す
る。多孔質基体が管形状の場合、管断面の形状は任意で
あるが、円形のものは入手が容易であるため好ましい。
また、多孔質基体２の形状は板状でもよく、その使用目
的により任意の形状にできる。
【００３９】 本発明で用いる水素分離能を有する金属
３は、パラジウム、パラジウムを主成分とする合金、又
はパラジウムを含有する合金であることが好ましい。ま
た、水素分離能を有する金属３がパラジウム合金からな
る場合には、Japanese Membrane Science,56(1991)315-
325:"Hydrogen Permeable Palladium - Silver Alloy M
embrane Supported on Porous Ceramics" や特開昭６３
−２９５４０号公報に記載されているように、パラジウ
ム以外の金属の含量は１０〜３０重量％であることが好
ましい。パラジウムを合金化する主目的は、パラジウム
の水素脆化防止と高温時の分離効率向上のためである。
また、パラジウム以外の金属として銀を含有すること
は、パラジウムの水素脆化防止のため好ましい。
３は、パラジウム、パラジウムを主成分とする合金、又
はパラジウムを含有する合金であることが好ましい。ま
た、水素分離能を有する金属３がパラジウム合金からな
る場合には、Japanese Membrane Science,56(1991)315-
325:"Hydrogen Permeable Palladium - Silver Alloy M
embrane Supported on Porous Ceramics" や特開昭６３
−２９５４０号公報に記載されているように、パラジウ
ム以外の金属の含量は１０〜３０重量％であることが好
ましい。パラジウムを合金化する主目的は、パラジウム
の水素脆化防止と高温時の分離効率向上のためである。
また、パラジウム以外の金属として銀を含有すること
は、パラジウムの水素脆化防止のため好ましい。
【００４０】 次に、本発明の水素分離体は、例えば、
以下に示すような活性化工程を行った後、無電解複合め
っき工程および無電解めっき工程を適宜選択して行うこ
とにより作製される。このとき、無電解めっきによる成
膜方法を用いることにより、他の成膜方法と比較して、
多孔質基材が複雑な形状であっても膜形成が可能である
ため、例えば、凹形状部や管内面にも好適に成膜するこ
とができる。
以下に示すような活性化工程を行った後、無電解複合め
っき工程および無電解めっき工程を適宜選択して行うこ
とにより作製される。このとき、無電解めっきによる成
膜方法を用いることにより、他の成膜方法と比較して、
多孔質基材が複雑な形状であっても膜形成が可能である
ため、例えば、凹形状部や管内面にも好適に成膜するこ
とができる。
【００４１】 活性化工程は、多孔質基体の片面を、そ
の片面にかかる圧力が多孔質基体の反対側の片面の圧力
より大きくなるように、活性化金属を含有する溶液に浸
漬させ、これにより、多孔質基体の圧力が大きい方の片
面において表面に開いている小孔の内部に溶液を侵入さ
せる。このような圧力差があることにより、多孔質基体
の表面に活性化金属が付着するとともに、多孔質基体の
表面に開いている小孔の内部の表面にも活性化金属が付
着する。この活性化金属が付着した表面に、次の無電解
複合めっき工程で、分散めっき被膜が形成される。この
活性化工程では、より大きな圧力がかかる方の片面が、
上記溶液に浸漬されていれば、その反対側の片面が溶液
に浸漬されている必要はない。例えば、管形状の多孔質
基体を用い、その外側を活性化金属を含有する溶液に浸
漬させ、管の内側を真空ポンプで引くことができる。ま
た、管形状の多孔質基体を用い、その外側を活性化金属
を含有する溶液に浸漬させ、この溶液に圧力をかけ、管
の内側を一定の圧力に保ってもよい。いずれの場合で
も、この管の外側と内側とを逆にして、管の内側に上記
溶液を浸漬させ、圧力を変化させることもできる。
の片面にかかる圧力が多孔質基体の反対側の片面の圧力
より大きくなるように、活性化金属を含有する溶液に浸
漬させ、これにより、多孔質基体の圧力が大きい方の片
面において表面に開いている小孔の内部に溶液を侵入さ
せる。このような圧力差があることにより、多孔質基体
の表面に活性化金属が付着するとともに、多孔質基体の
表面に開いている小孔の内部の表面にも活性化金属が付
着する。この活性化金属が付着した表面に、次の無電解
複合めっき工程で、分散めっき被膜が形成される。この
活性化工程では、より大きな圧力がかかる方の片面が、
上記溶液に浸漬されていれば、その反対側の片面が溶液
に浸漬されている必要はない。例えば、管形状の多孔質
基体を用い、その外側を活性化金属を含有する溶液に浸
漬させ、管の内側を真空ポンプで引くことができる。ま
た、管形状の多孔質基体を用い、その外側を活性化金属
を含有する溶液に浸漬させ、この溶液に圧力をかけ、管
の内側を一定の圧力に保ってもよい。いずれの場合で
も、この管の外側と内側とを逆にして、管の内側に上記
溶液を浸漬させ、圧力を変化させることもできる。
【００４２】 活性化金属としては、パラジウム２価イ
オンを含有する化合物を好適に用いることができる。活
性化工程は、具体的には、多孔質基体を塩化パラジウム
の塩酸水溶液と、塩化錫との塩酸水溶液に交互に浸漬さ
せることを行うことができ、このいずれの溶液に浸漬さ
せているときも、所定の圧力差を保つことが好ましい。
オンを含有する化合物を好適に用いることができる。活
性化工程は、具体的には、多孔質基体を塩化パラジウム
の塩酸水溶液と、塩化錫との塩酸水溶液に交互に浸漬さ
せることを行うことができ、このいずれの溶液に浸漬さ
せているときも、所定の圧力差を保つことが好ましい。
【００４３】 無電解複合めっき工程は、パラジウム塩
又は銀塩、錯化剤および還元剤等を含む水溶液中に所定
の平均粒径の無機材料粒子をめっき液中の粒子濃度が５
〜１００ｇ／ｌになるように分散させためっき液に、活
性化された多孔質基体の表面を浸漬することにより、多
孔質基体の表面に分散めっき被膜（パラジウム又は銀に
無機材料粒子が共析されためっき被膜）を形成するもの
である。尚、めっき液中の無機材料粒子の凝集および沈
澱を防止するために、浴撹拌を連続して行うことが好ま
しい。また、めっき液中の粒子濃度を上記のように限定
する理由は、多孔質基体の表面の分散めっき被膜中の無
機材料粒子の含有率を最適化（５〜４０容積％）するた
めである。
又は銀塩、錯化剤および還元剤等を含む水溶液中に所定
の平均粒径の無機材料粒子をめっき液中の粒子濃度が５
〜１００ｇ／ｌになるように分散させためっき液に、活
性化された多孔質基体の表面を浸漬することにより、多
孔質基体の表面に分散めっき被膜（パラジウム又は銀に
無機材料粒子が共析されためっき被膜）を形成するもの
である。尚、めっき液中の無機材料粒子の凝集および沈
澱を防止するために、浴撹拌を連続して行うことが好ま
しい。また、めっき液中の粒子濃度を上記のように限定
する理由は、多孔質基体の表面の分散めっき被膜中の無
機材料粒子の含有率を最適化（５〜４０容積％）するた
めである。
【００４４】 この無電解複合めっき工程でも、活性化
工程と同様の手法で、活性化された多孔質基体の片面
を、その片面にかかる圧力が多孔質基体の反対側の片面
の圧力より大きくなるように、上記めっき溶液に浸漬さ
せることが好ましい。この圧力差により、多孔質基体の
表面に開いている小孔の内部に、上記めっき液を侵入さ
せることが容易になるからである。
工程と同様の手法で、活性化された多孔質基体の片面
を、その片面にかかる圧力が多孔質基体の反対側の片面
の圧力より大きくなるように、上記めっき溶液に浸漬さ
せることが好ましい。この圧力差により、多孔質基体の
表面に開いている小孔の内部に、上記めっき液を侵入さ
せることが容易になるからである。
【００４５】 また、無電解複合めっき工程における浸
漬時間、めっき液の温度、多孔質基体にかかる両面の圧
力差等を調節することにより、パラジウムが多孔質基体
の表面から侵入する深さを調節することができる。
漬時間、めっき液の温度、多孔質基体にかかる両面の圧
力差等を調節することにより、パラジウムが多孔質基体
の表面から侵入する深さを調節することができる。
【００４６】 更に、分散めっき被膜中に無機材料粒子
を段階的又は連続的に傾斜して分散させる場合、分散め
っき被膜中の無機材料粒子の含有率の異なった分散めっ
き被膜を段階的又は連続的に多孔質基体の表面に形成さ
せることにより、実現することができる。
を段階的又は連続的に傾斜して分散させる場合、分散め
っき被膜中の無機材料粒子の含有率の異なった分散めっ
き被膜を段階的又は連続的に多孔質基体の表面に形成さ
せることにより、実現することができる。
【００４７】 無電解めっき工程は、銀塩、錯化剤およ
び還元剤等を含むめっき液に、多孔質基体の表面に形成
された分散めっき被膜の表面に浸漬することにより、分
散めっき被膜の表面にめっき被膜を形成するものであ
る。
び還元剤等を含むめっき液に、多孔質基体の表面に形成
された分散めっき被膜の表面に浸漬することにより、分
散めっき被膜の表面にめっき被膜を形成するものであ
る。
【００４８】 この無電解めっき工程でも、活性化工程
と同様の手法で、活性化された多孔質基体の片面を、そ
の片面にかかる圧力が多孔質基体の反対側の片面の圧力
より大きくなるように、上記めっき液に浸漬させること
が好ましい。この圧力差により、多孔質基体の表面に開
いている小孔の内部に、上記めっき液を侵入させること
が容易になるからである。
と同様の手法で、活性化された多孔質基体の片面を、そ
の片面にかかる圧力が多孔質基体の反対側の片面の圧力
より大きくなるように、上記めっき液に浸漬させること
が好ましい。この圧力差により、多孔質基体の表面に開
いている小孔の内部に、上記めっき液を侵入させること
が容易になるからである。
【００４９】 ここで、本発明の水素分離体を作製する
ときは、多孔質基体の表面に分散めっき被膜であるパラ
ジウム複合層を形成させた後、更にその表面に分散めっ
き被膜である銀複合層又はめっき被膜である銀層を形成
させ、次いで熱処理を行うことにより、パラジウムと銀
とを相互拡散させ、パラジウムと銀とを合金化すること
が好ましい。
ときは、多孔質基体の表面に分散めっき被膜であるパラ
ジウム複合層を形成させた後、更にその表面に分散めっ
き被膜である銀複合層又はめっき被膜である銀層を形成
させ、次いで熱処理を行うことにより、パラジウムと銀
とを相互拡散させ、パラジウムと銀とを合金化すること
が好ましい。
【００５０】
【実施例】 以下、実施例に基づいて、更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではな
い。
するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではな
い。
【００５１】 （実施例１）まず、多孔質基体を活性化
処理した。外径１７ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ１０００
ｍｍの円筒形状を有し、平均細孔径がそれぞれ０．５μ
ｍの多孔質α−アルミナ管を、多孔質基体に用いた。こ
のアルミナ管の外表面を、SnCl2・2H2Oを０．１重量％
含有する０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。次い
で、この管の外表面を、PdCl2を０．０１重量％含有す
る０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。各々の塩酸
水溶液に１０回、浸漬させるように、この浸漬処理を両
塩酸水溶液で繰り返した。
処理した。外径１７ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ１０００
ｍｍの円筒形状を有し、平均細孔径がそれぞれ０．５μ
ｍの多孔質α−アルミナ管を、多孔質基体に用いた。こ
のアルミナ管の外表面を、SnCl2・2H2Oを０．１重量％
含有する０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。次い
で、この管の外表面を、PdCl2を０．０１重量％含有す
る０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。各々の塩酸
水溶液に１０回、浸漬させるように、この浸漬処理を両
塩酸水溶液で繰り返した。
【００５２】 次に、上記アルミナ管の外表面に無電解
複合めっきによりＰｄ複合層を形成させた。イオンを除
去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O（５．４ｇ）、
２Na・ＥＤＴＡ（６７．２ｇ）、アンモニア濃度２８％
のアンモニア水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O
（０．４６ｍｌ）を加えた水溶液中に平均粒径０．２μ
ｍのアルミナ粒子を、濃度が１０ｇ／ｌとなるように分
散させて、複合めっき浴とした。めっき中は、浴撹拌を
連続して行い、アルミナ粒子の凝集及び沈澱を防止し
た。上記活性化処理を行った多孔質アルミナ管の外表面
を５０℃に温度制御したこの水溶液に１８０分間浸漬し
た。
複合めっきによりＰｄ複合層を形成させた。イオンを除
去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O（５．４ｇ）、
２Na・ＥＤＴＡ（６７．２ｇ）、アンモニア濃度２８％
のアンモニア水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O
（０．４６ｍｌ）を加えた水溶液中に平均粒径０．２μ
ｍのアルミナ粒子を、濃度が１０ｇ／ｌとなるように分
散させて、複合めっき浴とした。めっき中は、浴撹拌を
連続して行い、アルミナ粒子の凝集及び沈澱を防止し
た。上記活性化処理を行った多孔質アルミナ管の外表面
を５０℃に温度制御したこの水溶液に１８０分間浸漬し
た。
【００５３】 更に、Ｐｄ複合層が形成されたアルミナ
管の外表面に無電解複合めっきによりＡｇ複合層を形成
させた。イオンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2
・H2O（０．５４ｇ）、AgNO3（４．８６ｇ）、２Na・Ｅ
ＤＴＡ（３３．６ｇ）、アンモニア濃度２８％のアンモ
ニア水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O（０．４６ｍ
ｌ）を加えた水溶液中に平均粒径０．２μｍのアルミナ
粒子を、濃度が１０ｇ／ｌとなるように分散させて、複
合めっき浴とした。めっき中は、浴撹拌を連続して行
い、アルミナ粒子の凝集及び沈澱を防止した。Ｐｄ複合
層が形成されたアルミナ管の外表面を５０℃に温度制御
したこの水溶液に６０分間浸漬した。最後に、１０００
℃で１０時間保持して、熱処理を行い、パラジウムと銀
とを相互拡散させ、パラジウムと銀とを合金化し、水素
分離体を得た。
管の外表面に無電解複合めっきによりＡｇ複合層を形成
させた。イオンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2
・H2O（０．５４ｇ）、AgNO3（４．８６ｇ）、２Na・Ｅ
ＤＴＡ（３３．６ｇ）、アンモニア濃度２８％のアンモ
ニア水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O（０．４６ｍ
ｌ）を加えた水溶液中に平均粒径０．２μｍのアルミナ
粒子を、濃度が１０ｇ／ｌとなるように分散させて、複
合めっき浴とした。めっき中は、浴撹拌を連続して行
い、アルミナ粒子の凝集及び沈澱を防止した。Ｐｄ複合
層が形成されたアルミナ管の外表面を５０℃に温度制御
したこの水溶液に６０分間浸漬した。最後に、１０００
℃で１０時間保持して、熱処理を行い、パラジウムと銀
とを相互拡散させ、パラジウムと銀とを合金化し、水素
分離体を得た。
【００５４】 （実施例２）まず、多孔質基体を活性化
処理した。外径１７ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ１０００
ｍｍの円筒形状を有し、平均細孔径がそれぞれ０．５μ
ｍの多孔質α−アルミナ管を、多孔質基体に用いた。こ
のアルミナ管の外表面を、SnCl2・2H2Oを０．１重量％
含有する０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。次い
で、この管の外表面を、PdCl2を０．０１重量％含有す
る０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。各々の塩酸
水溶液に１０回、浸漬させるように、この浸漬処理を両
塩酸水溶液で繰り返した。
処理した。外径１７ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ１０００
ｍｍの円筒形状を有し、平均細孔径がそれぞれ０．５μ
ｍの多孔質α−アルミナ管を、多孔質基体に用いた。こ
のアルミナ管の外表面を、SnCl2・2H2Oを０．１重量％
含有する０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。次い
で、この管の外表面を、PdCl2を０．０１重量％含有す
る０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。各々の塩酸
水溶液に１０回、浸漬させるように、この浸漬処理を両
塩酸水溶液で繰り返した。
【００５５】 次に、上記アルミナ管の外表面に無電解
複合めっきによりＰｄ複合層を形成させた。イオンを除
去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O（５．４ｇ）、
２Na・ＥＤＴＡ（６７．２ｇ）、アンモニア濃度２８％
のアンモニア水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O
（０．４６ｍｌ）を加えた水溶液中に平均粒径０．２μ
ｍのアルミナ粒子を、濃度が１０ｇ／ｌとなるように分
散させて、複合めっき浴とした。めっき中は、浴撹拌を
連続して行い、アルミナ粒子の凝集及び沈澱を防止し
た。上記活性化処理を行った多孔質アルミナ管の外表面
を５０℃に温度制御したこの水溶液に１８０分間浸漬し
た。
複合めっきによりＰｄ複合層を形成させた。イオンを除
去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O（５．４ｇ）、
２Na・ＥＤＴＡ（６７．２ｇ）、アンモニア濃度２８％
のアンモニア水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O
（０．４６ｍｌ）を加えた水溶液中に平均粒径０．２μ
ｍのアルミナ粒子を、濃度が１０ｇ／ｌとなるように分
散させて、複合めっき浴とした。めっき中は、浴撹拌を
連続して行い、アルミナ粒子の凝集及び沈澱を防止し
た。上記活性化処理を行った多孔質アルミナ管の外表面
を５０℃に温度制御したこの水溶液に１８０分間浸漬し
た。
【００５６】 更に、Ｐｄ複合層が形成されたアルミナ
管の外表面に無電解めっきによりＡｇ層を形成させた。
イオンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O
（０．５４ｇ）、AgNO3（４．８６ｇ）、２Na・ＥＤＴ
Ａ（３３．６ｇ）、アンモニア濃度２８％のアンモニア
水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O（０．４６ｍｌ）
を加えた水溶液を準備し、Ｐｄ複合層が形成されたアル
ミナ管の外表面を５０℃に温度制御したこの水溶液に６
０分間浸漬した。最後に、１０００℃で１０時間保持し
て、熱処理を行い、パラジウムと銀とを相互拡散させ、
パラジウムと銀とを合金化し、水素分離体を得た。
管の外表面に無電解めっきによりＡｇ層を形成させた。
イオンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O
（０．５４ｇ）、AgNO3（４．８６ｇ）、２Na・ＥＤＴ
Ａ（３３．６ｇ）、アンモニア濃度２８％のアンモニア
水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O（０．４６ｍｌ）
を加えた水溶液を準備し、Ｐｄ複合層が形成されたアル
ミナ管の外表面を５０℃に温度制御したこの水溶液に６
０分間浸漬した。最後に、１０００℃で１０時間保持し
て、熱処理を行い、パラジウムと銀とを相互拡散させ、
パラジウムと銀とを合金化し、水素分離体を得た。
【００５７】 （実施例３）まず、多孔質基体を活性化
処理した。外径１７ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ１０００
ｍｍの円筒形状を有し、平均細孔径がそれぞれ０．５μ
ｍの多孔質α−アルミナ管を、多孔質基体に用いた。こ
のアルミナ管の外表面を、SnCl2・2H2Oを０．１重量％
含有する０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。次い
で、この管の外表面を、PdCl2を０．０１重量％含有す
る０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。各々の塩酸
水溶液に１０回、浸漬させるように、この浸漬処理を両
塩酸水溶液で繰り返した。
処理した。外径１７ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ１０００
ｍｍの円筒形状を有し、平均細孔径がそれぞれ０．５μ
ｍの多孔質α−アルミナ管を、多孔質基体に用いた。こ
のアルミナ管の外表面を、SnCl2・2H2Oを０．１重量％
含有する０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。次い
で、この管の外表面を、PdCl2を０．０１重量％含有す
る０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。各々の塩酸
水溶液に１０回、浸漬させるように、この浸漬処理を両
塩酸水溶液で繰り返した。
【００５８】 次に、上記アルミナ管の外表面に無電解
複合めっきによりＰｄ複合層１を形成させた。イオンを
除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O（５．４
ｇ）、２Na・ＥＤＴＡ（６７．２ｇ）、アンモニア濃度
２８％のアンモニア水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2
O（０．４６ｍｌ）を加えた水溶液中に平均粒径０．２
μｍのアルミナ粒子を、濃度が２０ｇ／ｌとなるように
分散させて、複合めっき浴とした。めっき中は、浴撹拌
を連続して行い、アルミナ粒子の凝集及び沈澱を防止し
た。上記活性化処理を行った多孔質アルミナ管の外表面
を５０℃に温度制御したこの水溶液に９０分間浸漬し
た。
複合めっきによりＰｄ複合層１を形成させた。イオンを
除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O（５．４
ｇ）、２Na・ＥＤＴＡ（６７．２ｇ）、アンモニア濃度
２８％のアンモニア水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2
O（０．４６ｍｌ）を加えた水溶液中に平均粒径０．２
μｍのアルミナ粒子を、濃度が２０ｇ／ｌとなるように
分散させて、複合めっき浴とした。めっき中は、浴撹拌
を連続して行い、アルミナ粒子の凝集及び沈澱を防止し
た。上記活性化処理を行った多孔質アルミナ管の外表面
を５０℃に温度制御したこの水溶液に９０分間浸漬し
た。
【００５９】 次に、Ｐｄ複合層１が形成されたアルミ
ナ管の外表面に無電解複合めっきによりＰｄ複合層２を
形成させた。イオンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]
Cl2・H2O（５．４ｇ）、２Na・ＥＤＴＡ（６７．２
ｇ）、アンモニア濃度２８％のアンモニア水（６５１．
３ｍｌ）、H2NNH2・H2O（０．４６ｍｌ）を加えた水溶
液中に平均粒径０．２μｍのアルミナ粒子を、濃度が１
０ｇ／ｌとなるように分散させて、複合めっき浴とし
た。めっき中は、浴撹拌を連続して行い、アルミナ粒子
の凝集及び沈澱を防止した。Ｐｄ複合層１が形成された
アルミナ管の外表面を５０℃に温度制御したこの水溶液
に９０分間浸漬した。
ナ管の外表面に無電解複合めっきによりＰｄ複合層２を
形成させた。イオンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]
Cl2・H2O（５．４ｇ）、２Na・ＥＤＴＡ（６７．２
ｇ）、アンモニア濃度２８％のアンモニア水（６５１．
３ｍｌ）、H2NNH2・H2O（０．４６ｍｌ）を加えた水溶
液中に平均粒径０．２μｍのアルミナ粒子を、濃度が１
０ｇ／ｌとなるように分散させて、複合めっき浴とし
た。めっき中は、浴撹拌を連続して行い、アルミナ粒子
の凝集及び沈澱を防止した。Ｐｄ複合層１が形成された
アルミナ管の外表面を５０℃に温度制御したこの水溶液
に９０分間浸漬した。
【００６０】 更に、Ｐｄ複合層２が形成されたアルミ
ナ管の外表面に無電解めっきによりＡｇ層を形成させ
た。イオンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O
（０．５４ｇ）、AgNO3（４．８６ｇ）、２Na・ＥＤＴ
Ａ（３３．６ｇ）、アンモニア濃度２８％のアンモニア
水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O（０．４６ｍｌ）
を加えた水溶液を準備し、Ｐｄ複合層２が形成されたア
ルミナ管の外表面を５０℃に温度制御したこの水溶液に
６０分間浸漬した。最後に、１０００℃で１０時間保持
して、熱処理を行い、パラジウムと銀とを相互拡散さ
せ、パラジウムと銀とを合金化し、水素分離体を得た。
ナ管の外表面に無電解めっきによりＡｇ層を形成させ
た。イオンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O
（０．５４ｇ）、AgNO3（４．８６ｇ）、２Na・ＥＤＴ
Ａ（３３．６ｇ）、アンモニア濃度２８％のアンモニア
水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O（０．４６ｍｌ）
を加えた水溶液を準備し、Ｐｄ複合層２が形成されたア
ルミナ管の外表面を５０℃に温度制御したこの水溶液に
６０分間浸漬した。最後に、１０００℃で１０時間保持
して、熱処理を行い、パラジウムと銀とを相互拡散さ
せ、パラジウムと銀とを合金化し、水素分離体を得た。
【００６１】 （比較例）まず、多孔質基体を活性化処
理した。外径１７ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ１０００ｍ
ｍの円筒形状を有し、平均細孔径がそれぞれ０．５μｍ
の多孔質α−アルミナ管を、多孔質基体に用いた。この
アルミナ管の外表面を、SnCl2・2H2Oを０．１重量％含
有する０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。次い
で、この管の外表面を、PdCl2を０．０１重量％含有す
る０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。各々の塩酸
水溶液に１０回、浸漬させるように、この浸漬処理を両
塩酸水溶液で繰り返した。
理した。外径１７ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ１０００ｍ
ｍの円筒形状を有し、平均細孔径がそれぞれ０．５μｍ
の多孔質α−アルミナ管を、多孔質基体に用いた。この
アルミナ管の外表面を、SnCl2・2H2Oを０．１重量％含
有する０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。次い
で、この管の外表面を、PdCl2を０．０１重量％含有す
る０．１％塩酸水溶液に１分間浸漬させた。各々の塩酸
水溶液に１０回、浸漬させるように、この浸漬処理を両
塩酸水溶液で繰り返した。
【００６２】 次に、上記活性化処理後のアルミナ管の
外表面に無電解めっきによりＰｄ層を形成させた。イオ
ンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O（５．４
ｇ）、２Na・ＥＤＴＡ（６７．２ｇ）、アンモニア濃度
２８％のアンモニア水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2
O（０．４６ｍｌ）を加えた水溶液を準備し、上記アル
ミナ管の外表面を５０℃に温度制御したこの水溶液に１
８０分間浸漬した。
外表面に無電解めっきによりＰｄ層を形成させた。イオ
ンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O（５．４
ｇ）、２Na・ＥＤＴＡ（６７．２ｇ）、アンモニア濃度
２８％のアンモニア水（６５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2
O（０．４６ｍｌ）を加えた水溶液を準備し、上記アル
ミナ管の外表面を５０℃に温度制御したこの水溶液に１
８０分間浸漬した。
【００６３】 更に、Ｐｄ層が形成されたアルミナ管の
外表面に無電解めっきによりＡｇ層を形成させた。イオ
ンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O（０．５
４ｇ）、AgNO3（４．８６ｇ）、２Na・ＥＤＴＡ（３
３．６ｇ）、アンモニア濃度２８％のアンモニア水（６
５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O（０．４６ｍｌ）を加え
た水溶液を準備し、Ｐｄ層が形成されたアルミナ管の外
表面を５０℃に温度制御したこの水溶液に６０分間浸漬
した。最後に、１０００℃で１０時間保持して、熱処理
を行い、パラジウムと銀とを相互拡散させ、パラジウム
と銀とを合金化し、水素分離体を得た。
外表面に無電解めっきによりＡｇ層を形成させた。イオ
ンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH3)4]Cl2・H2O（０．５
４ｇ）、AgNO3（４．８６ｇ）、２Na・ＥＤＴＡ（３
３．６ｇ）、アンモニア濃度２８％のアンモニア水（６
５１．３ｍｌ）、H2NNH2・H2O（０．４６ｍｌ）を加え
た水溶液を準備し、Ｐｄ層が形成されたアルミナ管の外
表面を５０℃に温度制御したこの水溶液に６０分間浸漬
した。最後に、１０００℃で１０時間保持して、熱処理
を行い、パラジウムと銀とを相互拡散させ、パラジウム
と銀とを合金化し、水素分離体を得た。
【００６４】 こうして得られた水素分離体（実施例１
〜３、比較例）について、気密試験を行った。アルゴン
ガスをアルミナ管外部に導入し、９ｋｇ重／ｃｍ2の圧
力で保持し、アルミナ管内部に漏洩するガス量を測定し
た。
〜３、比較例）について、気密試験を行った。アルゴン
ガスをアルミナ管外部に導入し、９ｋｇ重／ｃｍ2の圧
力で保持し、アルミナ管内部に漏洩するガス量を測定し
た。
【００６５】 また、それぞれ得られた水素分離体（実
施例１〜３、比較例）について、図３に示す装置を用い
て、水素分離試験を行った。このとき、原料ガスとし
て、水素７５容量％及び二酸化炭素２５容量％からなる
混合ガスを用いた。まず、チャンバー２０を５００℃に
まで加熱した。次いで、水素分離体２４の外側に、圧力
が９ｋｇ重／ｃｍ2である上記混合ガス２５を一分あた
り５Ｎリットル（即ち、室温における体積が５リットル
である。）で導入した。また、水素分離体２４の内側
に、圧力が１ｋｇ重／ｃｍ2のアルゴンをキャリヤーガ
ス２６として、一分当たり０．１Ｎリットル導入した。
次に、こうして得られた精製ガス２７についてガスクロ
マトグラフィによる定量分析を行い、精製ガス２７のガ
ス透過速度及び精製ガス２７中の水素濃度を調べた。
施例１〜３、比較例）について、図３に示す装置を用い
て、水素分離試験を行った。このとき、原料ガスとし
て、水素７５容量％及び二酸化炭素２５容量％からなる
混合ガスを用いた。まず、チャンバー２０を５００℃に
まで加熱した。次いで、水素分離体２４の外側に、圧力
が９ｋｇ重／ｃｍ2である上記混合ガス２５を一分あた
り５Ｎリットル（即ち、室温における体積が５リットル
である。）で導入した。また、水素分離体２４の内側
に、圧力が１ｋｇ重／ｃｍ2のアルゴンをキャリヤーガ
ス２６として、一分当たり０．１Ｎリットル導入した。
次に、こうして得られた精製ガス２７についてガスクロ
マトグラフィによる定量分析を行い、精製ガス２７のガ
ス透過速度及び精製ガス２７中の水素濃度を調べた。
【００６６】 次に、それぞれ得られた水素分離体（実
施例１〜３、比較例）について、評価サイクル試験及び
連続評価試験を実施し、水素分離体の耐久性について調
べた。評価サイクル試験は、水素分離体を、室温から５
００℃までＡｒガス中で昇温し、５００℃で混合ガスに
さらし、５００℃から室温までＡｒガス中で冷却すると
いう工程を繰り返し、気密性が低下するまでに要した工
程数を調べることにより行った。連続評価試験は、水素
分離体を５００℃の温度で混合ガスにさらし、気密性が
低下するまでに要した時間を調べることにより行った。
これらの試験結果を表１に示す。
施例１〜３、比較例）について、評価サイクル試験及び
連続評価試験を実施し、水素分離体の耐久性について調
べた。評価サイクル試験は、水素分離体を、室温から５
００℃までＡｒガス中で昇温し、５００℃で混合ガスに
さらし、５００℃から室温までＡｒガス中で冷却すると
いう工程を繰り返し、気密性が低下するまでに要した工
程数を調べることにより行った。連続評価試験は、水素
分離体を５００℃の温度で混合ガスにさらし、気密性が
低下するまでに要した時間を調べることにより行った。
これらの試験結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】 （考察：実施例１〜３、比較例）実施例
１〜３の水素分離体の断面構造を走査電子顕微鏡により
観察したところ、Ｐｄ−Ａｇ合金膜中に多量のアルミナ
粒子が分散されているとともに、Ｐｄ−Ａｇ合金とアル
ミナ粒子の密着性も良好であることが確認された。ま
た、実施例１〜３の水素分離体は、水素分離膜と多孔質
基体との密着強度が十分であり、評価サイクル試験にお
いて４００回以上、連続評価試験において９０００時間
以上という優れた耐久性を示し、更に、水素分離試験に
おいて精製された水素の純度は９９．９％以上であっ
た。一方、比較例の水素分離体は、評価サイクル試験及
び連続評価試験において容易に水素分離膜の剥離を起こ
し、又、評価サイクル試験において、１５０回で気密性
が低下した。
１〜３の水素分離体の断面構造を走査電子顕微鏡により
観察したところ、Ｐｄ−Ａｇ合金膜中に多量のアルミナ
粒子が分散されているとともに、Ｐｄ−Ａｇ合金とアル
ミナ粒子の密着性も良好であることが確認された。ま
た、実施例１〜３の水素分離体は、水素分離膜と多孔質
基体との密着強度が十分であり、評価サイクル試験にお
いて４００回以上、連続評価試験において９０００時間
以上という優れた耐久性を示し、更に、水素分離試験に
おいて精製された水素の純度は９９．９％以上であっ
た。一方、比較例の水素分離体は、評価サイクル試験及
び連続評価試験において容易に水素分離膜の剥離を起こ
し、又、評価サイクル試験において、１５０回で気密性
が低下した。
【００６９】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明の水素分
離体は、昇降温時に多孔質基体と水素分離膜との熱膨張
差により発生する応力を緩和することにより、水素分離
膜の亀裂や多孔質基体からの剥離を防止することができ
るため、水素分離効率および耐久性に優れている。
離体は、昇降温時に多孔質基体と水素分離膜との熱膨張
差により発生する応力を緩和することにより、水素分離
膜の亀裂や多孔質基体からの剥離を防止することができ
るため、水素分離効率および耐久性に優れている。
【図１】 本発明の水素分離体の一例を示す部分断面説
明図である。
明図である。
【図２】 本発明の分離体の他の例を示す部分断面説明
図である。
図である。
【図３】 本発明の水素分離体を用いた水素精製方法に
ついての説明図である。
ついての説明図である。
【図４】 従来の水素分離体の一例を示す部分断面説明
図である。
図である。
１…水素分離体、２…多孔質基体、２ａ…多孔質基体の
表面、３…水素分離能を有する金属、４…水素分離膜、
４ａ…水素分離膜の表面、５…小孔、６…無機材料粒
子、７…第１層、７ａ…第１層の表面、８…第２層、１
０…水素分離体、２０…真空チャンバー、２１…導入管
（キャリアーガス）、２２…導入管（混合ガス）、２３
…ｏリング、２４…水素分離体、２５…混合ガス（原料
ガス）、２６…キャリヤーガス、２７…精製ガス、３０
…水素分離構造体、３２…基材、３４…第１層、３６…
第２層。
表面、３…水素分離能を有する金属、４…水素分離膜、
４ａ…水素分離膜の表面、５…小孔、６…無機材料粒
子、７…第１層、７ａ…第１層の表面、８…第２層、１
０…水素分離体、２０…真空チャンバー、２１…導入管
（キャリアーガス）、２２…導入管（混合ガス）、２３
…ｏリング、２４…水素分離体、２５…混合ガス（原料
ガス）、２６…キャリヤーガス、２７…精製ガス、３０
…水素分離構造体、３２…基材、３４…第１層、３６…
第２層。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA41 HA21 MA02 MA06 MB04 MC02 MC03 MC84 NA04 NA50 NA63 PB66 4G040 FA06 FB09 FC01 FD04 FD06 FE01
Claims (12)
- 【請求項１】 多孔質基体上に水素分離膜を形成させた
水素分離体であって、上記水素分離膜が、水素分離能を
有する金属中に無機材料粒子を分散させたものであると
ともに、無機材料粒子の熱膨張率が、多孔質基体と水素
分離能を有する金属との間の値であることを特徴とする
水素分離体。 - 【請求項２】 水素分離膜が、多孔質基体の表面から水
素分離膜の表面に向い、水素分離能を有する金属中に無
機材料粒子を段階的又は連続的に傾斜して分散させてな
る請求項１に記載の水素分離体。 - 【請求項３】 水素分離膜中の無機材料粒子の含有率
が、５〜４０容積％である請求項１又は２に記載の水素
分離体。 - 【請求項４】 無機材料粒子の平均粒子径が、０．１〜
５μｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素
分離体。 - 【請求項５】 無機材料粒子の主成分が、ＳｉＯ2、Ａ
ｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3のいずれかである
請求項１〜４のいずれか１項に記載の水素分離体。 - 【請求項６】 水素分離能を有する金属が、パラジウ
ム、パラジウムを主成分とする合金、又はパラジウムを
含有する合金である請求項１〜５のいずれか１項に記載
の水素分離体。 - 【請求項７】 多孔質基体上に水素分離膜を形成させた
水素分離体であって、 上記水素分離膜が、水素分離能を有する金属中に無機材
料粒子を分散させたものであるとともに、無機材料粒子
が多孔質基体と水素分離能を有する金属との間の値であ
る第１層と、 第１層上に積層され、水素分離能を有する金属からなる
第２層と、からなることを特徴とする水素分離体。 - 【請求項８】 第１層が、多孔質基体の表面から第１層
の表面に向い、水素分離能を有する金属中に無機材料粒
子を段階的又は連続的に傾斜して分散させてなる請求項
７に記載の水素分離体。 - 【請求項９】 第１層中の無機材料粒子の含有率が、５
〜４０容積％である請求項７又は８に記載の水素分離
体。 - 【請求項１０】 無機材料粒子の平均粒子径が、０．１
〜５μｍである請求項７〜９のいずれか１項に記載の水
素分離体。 - 【請求項１１】 無機材料粒子の主成分が、ＳｉＯ2、
Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3のいずれかであ
る請求項７〜１０のいずれか１項に記載の水素分離体。 - 【請求項１２】 水素分離能を有する金属が、パラジウ
ム、パラジウムを主成分とする合金、又はパラジウムを
含有する合金である請求項７〜１１のいずれか１項に記
載の水素分離体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37155898A JP4038292B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 水素分離体 |
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