JP2009509747A - ガス分離用機能性無機膜 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
アルミナ分離層上の緻密なチタン酸バリウム機能層
Hernandezらの方法(Hernandez, B. A.; Chang, K.-S.; Fisher, E. R.; Dorhout, P. K. Chem. Mater., 2002, 14, 480-482)を使用して、機能層として用いるチタン酸バリウム(BTO)の緻密な層を陽極アルミナの細孔上に被覆する。コーティングの厚さは所望の有効孔径を達成するように調節する。BTOはdθ/dp=2.6e−6Pa−1(CO2分圧0.4atm)及びΔHSiO2=17kJ/molである。細孔が10nmの多孔質構造の選択比は25℃で0.28〜500℃で0.94の範囲である。細孔が5nmの多孔質構造の選択比は25℃で0.48〜500℃で3.1の範囲である。細孔が2nmの多孔質構造の選択比は25℃で1.9〜500℃で18.4の範囲である。
アルミナ支持層の細孔内の多孔質シリカ分離層
分離層を以下のように製造した。まず、マクロポーラスな陽極酸化アルミニウム膜(AAO、マクロ細孔直径200nm)を界面活性剤テンプレート及びアルコキシドセラミック前駆体を含有する酸性エタノール系前駆体溶液中に浸した。塩化セチルトリメチルアンモニウム(CTAC)並びに非イオン性ブロックコポリマー(EO20PO70EO20[PluronicP123]及びEO106PO70EO106[PluronicF127])をテンプレートとして、テトラエトキシシラン(TEOS)をシリカ前駆体として使用した。AAOマクロ細孔を前駆体溶液の蒸発によるゲル化によって充填した。その後、試料を600℃に加熱して、界面活性剤テンプレートを除去し、成長段階ごとにセラミックの堆積物を収縮させ、追加の多孔質領域の堆積を可能にした。加熱後、膜を上記プロセスで再処理し、追加の材料を堆積した。
アルミナ分離層の細孔内の多孔質チタニア機能層
マクロポーラスな陽極酸化アルミニウム膜(AAO、マクロ細孔直径200nm)を界面活性剤テンプレート及びアルコキシドセラミック前駆体を含有する酸性エタノール系前駆体溶液中に浸した。非イオン性ブロックコポリマー(EO20PO70EO20[PluronicP123]及びEO106PO70EO106[PluronicF127])をテンプレートとして、チタン(IV)エトキシドをシリカ前駆体として使用した。AAOマクロ細孔を前駆体溶液の蒸発によるゲル化によって充填した。その後、試料を400℃に加熱して、界面活性剤テンプレートを除去した。P123ポリマー1.0gをエタノール12gに完全に溶解した。同時に、蒸留水0.2gを濃HCl3.0gに添加し、次いで、チタン(IV)エトキシド4.2gを添加した。溶液はチタンエトキシドの添加により部分的にゲル化したが、約30分間の撹拌後に再び溶解した。これらの溶液を混合し、撹拌した後、ペトリ皿にのせた。陽極アルミナ膜をその溶液中に10時間浸した後、取り出し、空気中400℃で4時間加熱し、テンプレートを除去した。試料のガス透過係数を測定したところ、メソポーラスなチタニア構造を通るガス流のための連続流路が確認された。84°F(29℃)で測定した空気透過係数は1×10−9mol/s/Pa/mであった。
110 支持層
120 分離層
Claims (34)
- 約200℃よりも高い温度で流体の流れから二酸化炭素をクヌーセン拡散の選択性よりも高い選択性で分離する多孔質膜であって、
アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質支持層と、
アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質分離層と、
酸化物セラミックを含有し、流体の流れに接触して優先的に二酸化炭素を輸送する機能層とを含む、多孔質膜。 - 前記多孔質分離層が前記多孔質支持層の表面上に配置されている、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記多孔質分離層が、前記多孔質支持層の細孔内に配置され、細孔を少なくとも部分的に充填している、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記機能層が前記多孔質分離層の細孔の表面上に配置されている、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記機能層が、多孔質であり、前記多孔質分離層の細孔内に配置され、細孔を少なくとも部分的に充填している、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記多孔質分離層が前記多孔質支持層の表面上に配置され、前記機能層が、多孔質であり、前記多孔質分離層の細孔内に配置され、細孔を少なくとも部分的に充填している、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記多孔質分離層が前記多孔質支持層の表面上に配置され、前記機能層が前記多孔質分離層の細孔の表面上に配置されている、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記多孔質分離層が、前記多孔質支持層の細孔内に配置され、細孔を少なくとも部分的に充填し、前記機能層が前記多孔質分離層の細孔の表面上に配置されている、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記機能層がMgO、CaO、SrO、BaO、La2O3、CeO2、TiO2、HfO2、Y2O3、VOz、NbOz、TaOz、ATiO3、AZrO3、AAl2O4、A1FeO3、A1MnO3、A1CoO3、A1NiO3、A2HfO3、A3CeO3、Li2ZrO3、Li2SiO3、Li2TiO3、Li2HfO3、A4N1 yOz、YxN1 yOz、LaxN1 yOz又はHfN2 yOzを含有する、請求項1記載の多孔質膜。
(式中、AはLa、Mg、Ca、Sr又はBaであり、A1はLa、Ca、Sr又はBaであり、A2はCa、Sr又はBaであり、A3はSr又はBaであり、A4はMg、Ca、Sr、Ba、Ti又はZrであり、N1はV、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Si又はGeであり、N2はV、Mo、W又はSiであり、xは1又は2であり、yは1〜3の範囲であり、zは2〜7の範囲である。) - 前記機能層がMgO、CaO、SrO、BaO、La2O3、CeO2、TiO2、Y2O3、ATiO3、AZrO3、AAl2O4、A1FeO3、A1MnO3、A1CoO3、A1NiO3、A2HfO3、A3CeO3、Li2ZrO3、Li2SiO3、Li2TiO3又はこれらの混合物を含有する、請求項1記載の多孔質膜。
(式中、AはMg、Ca、Sr又はBaであり、A1はLa、Ca、Sr又はBaであり、A2はCa、Sr又はBaであり、A3はSr又はBaである。) - 前記機能層がMgO、CaO、La2O3、Y2O3、CeO2、TiO2、ATiO3、AZrO3、AAl2O4、A1FeO3又はこれらの混合物を含有する、請求項1記載の多孔質膜。
(式中、AはLa、Mg、Ca、Sr又はBaであり、A1はLa、Ca、Sr又はBaである。) - 前記機能層がMgO、CeO2、ATiO3、A1FeO3、AZrO3又はこれらの混合物を含有する、請求項1記載の多孔質膜。
(式中、AはLa、Mg、Ca、Sr又はBaであり、A1はLa、Ca、Sr又はBaである。) - 前記機能層がBaTiO3、BaZrO3、LaFeO3又はこれらの混合物を含有する、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記機能層がBaTiO3を含有する、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記多孔質支持層がアルミナを含有する、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記多孔質分離層がアルミナを含有する、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記多孔質分離層がシリカを含有する、請求項1記載の多孔質膜。
- 前記多孔質支持層がアルミナを含有し、前記多孔質分離層がシリカを含有し、前記機能層がBaTiO3を含有する、請求項9記載の多孔質膜。
- 前記多孔質支持層がアルミナを含有し、前記多孔質分離層がアルミナを含有し、前記機能層がBaTiO3を含有する、請求項1記載の多孔質膜。
- 多孔質支持層の平均細孔径が約100nm〜約10μmの範囲である、請求項1記載の多孔質膜。
- 多孔質支持層の平均細孔径が約100nm〜約1μmの範囲である、請求項1記載の多孔質膜。
- 多孔質分離層の平均有効細孔径が約0.5nm〜約60nmの範囲である、請求項1記載の多孔質膜。
- 多孔質分離層の平均有効細孔径が約1nm〜約10nmの範囲である、請求項1記載の多孔質膜。
- 約200℃よりも高い温度で流体の流れから二酸化炭素をクヌーセン拡散の選択性よりも高い選択性で分離する多孔質膜であって、
アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質支持層と、
前記多孔質支持層の表面上に配置され、アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質分離層と、
前記多孔質分離層の細孔の表面上に配置され、流体の流れに接触して優先的に二酸化炭素を輸送する機能層とを含み、
この機能セラミック層がMgO、CaO、SrO、BaO、La2O3、CeO2、TiO2、Y2O3、ATiO3、AZrO3、AAl2O4、A1FeO3、A1MnO3、A1CoO3、A1NiO3、A2HfO3、A3CeO3、Li2ZrO3、Li2SiO3、Li2TiO3又はこれらの混合物を含有する、
多孔質膜。
(式中、AはMg、Ca、Sr又はBaであり、A1はLa、Ca、Sr又はBaであり、A2はCa、Sr又はBaであり、A3はSr又はBaである。) - 約200℃よりも高い温度で流体の流れから二酸化炭素をクヌーセン拡散の選択性よりも高い選択性で分離する多孔質膜であって、
アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質支持層と、
前記多孔質支持層の表面上に配置され、アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質分離層と、
前記多孔質分離層の細孔内に配置され、細孔を少なくとも部分的に充填し、流体の流れに接触して優先的に二酸化炭素を輸送する多孔質機能層とを含み、
この機能セラミック層がMgO、CaO、SrO、BaO、La2O3、CeO2、TiO2、Y2O3、ATiO3、AZrO3、AAl2O4、A1FeO3、A1MnO3、A1CoO3、A1NiO3、A2HfO3、A3CeO3、Li2ZrO3、Li2SiO3、Li2TiO3又はこれらの混合物を含有する、
多孔質膜。
(式中、AはMg、Ca、Sr又はBaであり、A1はLa、Ca、Sr又はBaであり、A2はCa、Sr又はBaであり、A3はSr又はBaである。) - 約200℃よりも高い温度で流体の流れから二酸化炭素をクヌーセン拡散の選択性よりも高い選択性で分離する多孔質膜であって、
アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質支持層と、
前記多孔質支持層の細孔内に配置され、細孔を少なくとも部分的に充填し、アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質分離層と、
前記多孔質分離層の細孔の表面上に配置され、流体の流れに接触して優先的に二酸化炭素を輸送する機能層とを含み、
この機能セラミック層がMgO、CaO、SrO、BaO、La2O3、CeO2、TiO2、Y2O3、ATiO3、AZrO3、AAl2O4、A1FeO3、A1MnO3、A1CoO3、A1NiO3、A2HfO3、A3CeO3、Li2ZrO3、Li2SiO3、Li2TiO3又はこれらの混合物を含有する、
多孔質膜。
(式中、AはMg、Ca、Sr又はBaであり、A1はLa、Ca、Sr又はBaであり、A2はCa、Sr又はBaであり、A3はSr又はBaである。) - 約200℃よりも高い温度で流体の流れから二酸化炭素をクヌーセン拡散の選択性よりも高い選択性で分離する方法であって、多孔質膜を流体の流れに接触して、この膜を介して優先的に二酸化炭素を輸送する工程を含み、
前記多孔質膜が、アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質支持層と、アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質分離層と、MgO、CaO、SrO、BaO、La2O3、CeO2、TiO2、Y2O3、ATiO3、AZrO3、AAl2O4、A1FeO3、A1MnO3、A1CoO3、A1NiO3、A2HfO3、A3CeO3、Li2ZrO3、Li2SiO3、Li2TiO3又はこれらの混合物を含有する機能層とを含む、方法。
(式中、AはMg、Ca、Sr又はBaであり、A1はLa、Ca、Sr又はBaであり、A2はCa、Sr又はBaであり、A3はSr又はBaである。) - 約200℃よりも高い温度で流体の流れから二酸化炭素をクヌーセン拡散の選択性よりも高い選択性で分離する多孔質膜であって、
アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質支持層と、
アルミナ、シリカ、ジルコニア又は安定化ジルコニアを含有する多孔質分離層と、
MgO、CaO、SrO、BaO、La2O3、CeO2、TiO2、Y2O3、ATiO3、AZrO3、AAl2O4、A1FeO3、A1MnO3、A1CoO3、A1NiO3、A2HfO3、A3CeO3、Li2ZrO3、Li2SiO3、Li2TiO3又はこれらの混合物を含有する機能層とを含む、多孔質膜。
(式中、AはMg、Ca、Sr又はBaであり、A1はLa、Ca、Sr又はBaであり、A2はCa、Sr又はBaであり、A3はSr又はBaである。) - 前記多孔質支持層がアルミナを含有する、請求項28記載の多孔質膜。
- 前記多孔質分離層がアルミナを含有する、請求項28記載の多孔質膜。
- 前記多孔質分離層がシリカを含有する、請求項28記載の多孔質膜。
- 前記機能層がBaTiO3を含有する、請求項28記載の多孔質膜。
- 前記多孔質支持層がアルミナを含有し、前記多孔質分離層がシリカを含有し、前記機能層がBaTiO3を含有する、請求項28記載の多孔質膜。
- 前記多孔質支持層がアルミナを含有し、前記多孔質分離層がAl2O3を含有し、前記機能層がBaTiO3を含有する、請求項28記載の多孔質膜。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015016420A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 日本特殊陶業株式会社 | 水素分離体及び水素分離体を用いた水素製造装置 |
WO2016084679A1 (ja) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 日本碍子株式会社 | 分離膜構造体 |
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Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7547393B2 (en) * | 2005-12-07 | 2009-06-16 | General Electric Company | Membrane structure and method of making |
US7669719B2 (en) * | 2006-07-05 | 2010-03-02 | General Electric Company | Membrane structure and method of making |
US8043418B2 (en) | 2006-12-08 | 2011-10-25 | General Electric Company | Gas separator apparatus |
CN103432911A (zh) * | 2008-01-24 | 2013-12-11 | 株式会社新生能源研究 | Co2促进输送膜及其制造方法 |
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IT1393711B1 (it) | 2009-04-29 | 2012-05-08 | Ansaldo Fuel Cells Spa | Sistema e processo per separazione di co2 e recupero di combustibile da gas esausti anodici di celle a combustibile a carbonati fusi |
US20110020188A1 (en) * | 2009-07-24 | 2011-01-27 | General Electric Company | Igcc with constant pressure sulfur removal system for carbon capture with co2 selective membranes |
US8479487B2 (en) * | 2009-08-10 | 2013-07-09 | General Electric Company | Hybrid multichannel porous structure for hydrogen separation |
US8495882B2 (en) * | 2009-08-10 | 2013-07-30 | General Electric Company | Syngas cleanup section with carbon capture and hydrogen-selective membrane |
US8617293B2 (en) * | 2009-08-10 | 2013-12-31 | General Electric Company | Membranes suitable for gas separation, and related articles and processes |
CN102041019B (zh) * | 2009-10-22 | 2013-06-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种煤制油联产代用天然气的方法 |
US20110094380A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-04-28 | Gas Technology Institute | Ultra-thin co2 selective zeolite membrane for co2 separation from post-combustion flue gas |
US20130255858A1 (en) * | 2012-04-03 | 2013-10-03 | Jun-Chung Hsu | Method of manufacturing a laminate circuit board |
GB201211309D0 (en) * | 2012-06-26 | 2012-08-08 | Fujifilm Mfg Europe Bv | Process for preparing membranes |
TWI565681B (zh) | 2013-10-15 | 2017-01-11 | 中原大學 | 多孔二氧化矽氣凝膠複合薄膜及其製造方法以及二氧化碳吸收裝置 |
CN103638826B (zh) * | 2013-12-26 | 2016-03-30 | 中国科学技术大学 | 一种非对称陶瓷分离膜及其制备方法 |
CN103756735A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-04-30 | 淄博太沣环保工程有限公司 | 生物质燃气催化重整器 |
US9770688B2 (en) | 2015-10-22 | 2017-09-26 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Si—Y nanocomposite membrane and methods of making and use thereof |
US11296354B2 (en) | 2018-09-28 | 2022-04-05 | Uchicago Argonne, Llc | Lithium metal recovery and synthesis |
KR102483728B1 (ko) * | 2020-12-30 | 2023-01-02 | 금오공과대학교 산학협력단 | 정렬된 기공층을 포함하는 멤브레인 및 이의 제조방법 |
US11896936B2 (en) * | 2021-01-14 | 2024-02-13 | Saudi Arabian Oil Company | Poly(imide-oxadiazole) membranes for gas separation applications |
US11986774B1 (en) * | 2021-03-17 | 2024-05-21 | Memzyme, LLC | Robust membrane supporting structures |
EP4329920A1 (en) * | 2021-04-26 | 2024-03-06 | Direct Air Capture, Llc | Apparatus, system and method for direct capture of carbon-containing gas |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0871384A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-19 | Kyocera Corp | 積層無機分離体 |
JPH0871385A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-19 | Kyocera Corp | 二酸化炭素分離体 |
JPH09173798A (ja) * | 1995-12-25 | 1997-07-08 | Kyocera Corp | 無機分離膜の製造方法 |
JP2004337833A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-12-02 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 気体分離部材 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4689150A (en) * | 1985-03-07 | 1987-08-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Separation membrane and process for manufacturing the same |
US5507860A (en) | 1989-11-14 | 1996-04-16 | Air Products And Chemicals, Inc. | Composite porous carbonaceous membranes |
US5645891A (en) | 1994-11-23 | 1997-07-08 | Battelle Memorial Institute | Ceramic porous material and method of making same |
US5772735A (en) | 1995-11-02 | 1998-06-30 | University Of New Mexico | Supported inorganic membranes |
US6536604B1 (en) | 1999-06-25 | 2003-03-25 | C. Jeffrey Brinker | Inorganic dual-layer microporous supported membranes |
US6854602B2 (en) | 2002-06-04 | 2005-02-15 | Conocophillips Company | Hydrogen-selective silica-based membrane |
US7179325B2 (en) | 2004-02-10 | 2007-02-20 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Hydrogen-selective silica-based membrane |
-
2005
- 2005-10-31 US US11/263,165 patent/US7396382B2/en active Active
-
2006
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0871384A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-19 | Kyocera Corp | 積層無機分離体 |
JPH0871385A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-19 | Kyocera Corp | 二酸化炭素分離体 |
JPH09173798A (ja) * | 1995-12-25 | 1997-07-08 | Kyocera Corp | 無機分離膜の製造方法 |
JP2004337833A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-12-02 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 気体分離部材 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015016420A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 日本特殊陶業株式会社 | 水素分離体及び水素分離体を用いた水素製造装置 |
WO2016084679A1 (ja) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 日本碍子株式会社 | 分離膜構造体 |
US10486111B2 (en) | 2014-11-25 | 2019-11-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Separation membrane structure |
JP2017225933A (ja) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | 株式会社豊田中央研究所 | 多孔質膜及び気体分離装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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