JP2018518561A - アルカン類からのアルケン類の分離のための改善された膜 - Google Patents
アルカン類からのアルケン類の分離のための改善された膜 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018518561A JP2018518561A JP2017558731A JP2017558731A JP2018518561A JP 2018518561 A JP2018518561 A JP 2018518561A JP 2017558731 A JP2017558731 A JP 2017558731A JP 2017558731 A JP2017558731 A JP 2017558731A JP 2018518561 A JP2018518561 A JP 2018518561A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silver
- carbon
- ionomer
- groups
- alkenes
- 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
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 title claims abstract description 52
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title description 19
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 claims abstract description 67
- 239000007848 Bronsted acid Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 40
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 35
- PRPAGESBURMWTI-UHFFFAOYSA-N [C].[F] Chemical group [C].[F] PRPAGESBURMWTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims description 25
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 24
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical group [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 15
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 8
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 claims description 2
- 229940096017 silver fluoride Drugs 0.000 claims description 2
- REYHXKZHIMGNSE-UHFFFAOYSA-M silver monofluoride Chemical compound [F-].[Ag+] REYHXKZHIMGNSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- RBWNDBNSJFCLBZ-UHFFFAOYSA-N 7-methyl-5,6,7,8-tetrahydro-3h-[1]benzothiolo[2,3-d]pyrimidine-4-thione Chemical compound N1=CNC(=S)C2=C1SC1=C2CCC(C)C1 RBWNDBNSJFCLBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 31
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 24
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 17
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 16
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 15
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- -1 silver salt anion Chemical class 0.000 description 9
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 8
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 6
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 4
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 4
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 4
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 3
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical class OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000012465 retentate Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- VQUGQIYAVYQSAB-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrafluoro-2-(1,2,2-trifluoroethenoxy)ethanesulfonyl fluoride Chemical compound FC(F)=C(F)OC(F)(F)C(F)(F)S(F)(=O)=O VQUGQIYAVYQSAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RRZIJNVZMJUGTK-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoro-2-(1,2,2-trifluoroethenoxy)ethene Chemical compound FC(F)=C(F)OC(F)=C(F)F RRZIJNVZMJUGTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003937 Aquivion® Polymers 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 229920006120 non-fluorinated polymer Polymers 0.000 description 2
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- ZXSQEZNORDWBGZ-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydropyrrolo[2,3-b]pyridin-2-one Chemical compound C1=CN=C2NC(=O)CC2=C1 ZXSQEZNORDWBGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RFJVDJWCXSPUBY-UHFFFAOYSA-N 2-(difluoromethylidene)-4,4,5-trifluoro-5-(trifluoromethyl)-1,3-dioxolane Chemical compound FC(F)=C1OC(F)(F)C(F)(C(F)(F)F)O1 RFJVDJWCXSPUBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FNUBKINEQIEODM-UHFFFAOYSA-N 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoropentanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)CC=O FNUBKINEQIEODM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSYRISKCBOPJRG-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-2,2-bis(trifluoromethyl)-1,3-dioxole Chemical compound FC1=C(F)OC(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)O1 YSYRISKCBOPJRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 240000006829 Ficus sundaica Species 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 241001546602 Horismenus Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical class C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical group C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- PGFXOWRDDHCDTE-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene oxide Chemical class FC(F)(F)C1(F)OC1(F)F PGFXOWRDDHCDTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N perfluorotributylamine Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)N(C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- CQLFBEKRDQMJLZ-UHFFFAOYSA-M silver acetate Chemical compound [Ag+].CC([O-])=O CQLFBEKRDQMJLZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940071536 silver acetate Drugs 0.000 description 1
- LKZMBDSASOBTPN-UHFFFAOYSA-L silver carbonate Substances [Ag].[O-]C([O-])=O LKZMBDSASOBTPN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001958 silver carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- OBTWBSRJZRCYQV-UHFFFAOYSA-N sulfuryl difluoride Chemical compound FS(F)(=O)=O OBTWBSRJZRCYQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003930 superacid Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/1216—Three or more layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/30—Polyalkenyl halides
- B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/30—Polyalkenyl halides
- B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
- B01D71/34—Polyvinylidene fluoride
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
- B01D71/82—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74 characterised by the presence of specified groups, e.g. introduced by chemical after-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
- B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
- B32B27/205—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents the fillers creating voids or cavities, e.g. by stretching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
- B32B27/286—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polysulphones; polysulfides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
- B32B27/322—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising halogenated polyolefins, e.g. PTFE
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
- B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/144—Purification; Separation; Use of additives using membranes, e.g. selective permeation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F214/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
- C08F214/18—Monomers containing fluorine
- C08F214/20—Vinyl fluoride
- C08F214/202—Vinyl fluoride with fluorinated vinyl ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F214/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
- C08F214/18—Monomers containing fluorine
- C08F214/26—Tetrafluoroethene
- C08F214/262—Tetrafluoroethene with fluorinated vinyl ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F216/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
- C08F216/12—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an ether radical
- C08F216/14—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
- C08F216/1408—Monomers containing halogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F216/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
- C08F216/12—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an ether radical
- C08F216/14—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
- C08F216/1466—Monomers containing sulfur
- C08F216/1475—Monomers containing sulfur and oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/28—Oxygen or compounds releasing free oxygen
- C08F4/32—Organic compounds
- C08F4/34—Per-compounds with one peroxy-radical
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G61/02—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes
- C08G61/10—Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aromatic carbon atoms, e.g. polyphenylenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D129/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Coating compositions based on hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D129/10—Homopolymers or copolymers of unsaturated ethers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/20—Specific permeability or cut-off range
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/732—Dimensional properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
アルカン類およびアルケン類を分離でき、ならびに11族の金属イオノマーの少なくとも1つの層を有する改善された膜は、約1以下のpKaを有する強力なブレンステッド酸へ当該イオノマーを曝露することによって製造される。当該膜は、有用な寿命がより長く、アルケン類の初期の浸透がより良好である。【選択図】図1
Description
特殊な方法を用いて生成されたフッ化銀イオノマーは、改善された有用な寿命をもつ。アルケン−アルカン分離において、これらの膜は、すでに説明された膜よりも長く比較的高い浸透性および分離選択性を保有する。
政府の権利
DE−SC0004672およびDE−SC0007510に関するエネルギー省の賞金の下での支援が提供された。米国政府は、本特許出願における権利を有する。
DE−SC0004672およびDE−SC0007510に関するエネルギー省の賞金の下での支援が提供された。米国政府は、本特許出願における権利を有する。
非多孔性だが透過性の膜は、長い間、種々のタイプの化学物質を分離するために使用されてきた。例えば、あるタイプの半透膜が、水を海水から、または酸素を窒素から、または二酸化炭素をメタンから、またはアルケン類をアルカン類から分離するために使用される。
アルケン類からのアルカン類の分離は、フッ化ポリマーの銀イオノマーを用いて達成することができる。通常、おそらくフルオロポリマーはフッ化していないポリマーよりも酸化に対して安定であるので、フッ化ポリマーの11族の金属イオノマーはしばしば、フッ化していないポリマーよりも安定である。また、フルオロ置換基を例えばスルホン酸またはカルボキシル基の近くに含有するポリマーは、非常に強い酸(時に「超酸」と呼ばれる)である傾向にあり、銀塩はより安定であり得る。
製油所またはオレフィン重合プラントにおいて時に、アルケン類およびアルカン類からなる混合物を有し、アルケン類からアルカン類を分離することが所望である。これは、これらの2つのタイプの化合物が沸点において顕著に異なる場合、比較的容易であり得るが、類似の沸点を有するこのような化合物の分離は、特に沸点がより低温である場合、より困難で高価である。例えば、プロパンは−44.5℃で沸騰し、プロピレンは−47.8℃で沸騰する。低温蒸留法によるこれらの2つの化合物の分離は、高いエネルギーコストのため、非常に高価であろう。それゆえ、より安価な、あまりエネルギーを必要としない分離方法が望まれる。
Eriksonらに対する米国特許第5,191,151号は、テトラフルオロエチレン(TFE)とスルホン酸に対して末端の前駆体基を含有するペルフルオロビニルエーテルからなるポリマーの銀イオノマーである膜を用いる、低級アルカン類(1〜6個の炭素原子を含有する)からの低級アルケン類(2〜4個の炭素原子を含有する)の分離を説明する。銀イオノマーを調製する工程のうちの1つは、銀イオノマーを形成するためのアルキル金属イオノマーと銀塩との金属交換である。
Feiringらに対する米国特許出願第2015/0025293号は、過フッ化ポリマーの銀イオノマーである膜の使用を説明する。これらの膜は、アルカン類からアルケン類を分離するために有用であるが、時に持続的な使用で悪化し、それにより透過性が低下し、かつアルカン(類)からアルケン(類)を分離する上での選択性も低下した。
本発明は、このような既に使用されたアルケン/アルカン分離膜よりも長い有用な寿命を有する膜を結果的に生じる。
本発明は、
(a)液体媒体中で、ペンダントスルホン酸基を含有するフッ化ポリマーを、その陰イオン共役体ブレンステッド酸が25℃の水中で1.0未満のpKaを有する銀塩と接触させること、但し、当該フッ化コポリマーにおいて存在する炭素−水素基および炭素フッ素基の合計の少なくとも10%が炭素−フッ素基であることを条件とすること、ならびに
(b)任意に溶液を濾過して不溶性材料を除去すること
を含む銀イオノマーを生成するための過程に関する。
(a)液体媒体中で、ペンダントスルホン酸基を含有するフッ化ポリマーを、その陰イオン共役体ブレンステッド酸が25℃の水中で1.0未満のpKaを有する銀塩と接触させること、但し、当該フッ化コポリマーにおいて存在する炭素−水素基および炭素フッ素基の合計の少なくとも10%が炭素−フッ素基であることを条件とすること、ならびに
(b)任意に溶液を濾過して不溶性材料を除去すること
を含む銀イオノマーを生成するための過程に関する。
また、
(a)液体媒体中で、ペンダントスルホン酸基を含有するフッ化ポリマーを、その陰イオンの共役体ブレンステッド酸が25℃の水中で1.0未満のpKaを有する銀塩と接触させることによって銀イオノマーを形成すること、但し、存在する炭素−水素基および炭素フッ素基の合計の少なくとも10%の当該フッ化コポリマーが炭素−フッ素基であることを条件とすること、
(b)当該銀イオノマーから膜を生成することであり、当該膜が第1の側部および第2の側部を有すること、ならびに
(c)当該膜の当該第1の側部を1つ以上のアルケン類および1つ以上のアルカン類からなる第1の気体混合物へ曝露すること、
(d)駆動力を提供すること、
(e)当該膜の第2の側部上で、当該第1の気体混合物よりもアルカンに対するアルケンの高い比を有する第2の気体混合物を生成すること
を含む、1つ以上のアルケン類から1つ以上のアルカン類を分離することからの過程も本明細書に説明する。
(a)液体媒体中で、ペンダントスルホン酸基を含有するフッ化ポリマーを、その陰イオンの共役体ブレンステッド酸が25℃の水中で1.0未満のpKaを有する銀塩と接触させることによって銀イオノマーを形成すること、但し、存在する炭素−水素基および炭素フッ素基の合計の少なくとも10%の当該フッ化コポリマーが炭素−フッ素基であることを条件とすること、
(b)当該銀イオノマーから膜を生成することであり、当該膜が第1の側部および第2の側部を有すること、ならびに
(c)当該膜の当該第1の側部を1つ以上のアルケン類および1つ以上のアルカン類からなる第1の気体混合物へ曝露すること、
(d)駆動力を提供すること、
(e)当該膜の第2の側部上で、当該第1の気体混合物よりもアルカンに対するアルケンの高い比を有する第2の気体混合物を生成すること
を含む、1つ以上のアルケン類から1つ以上のアルカン類を分離することからの過程も本明細書に説明する。
本発明は、
(a)液体媒体中で、ペンダントスルホン酸基を含有するフッ化ポリマー、銀塩を接触させて、銀イオノマーを形成し、但し、存在する炭素−水素基および炭素フッ素基の合計の少なくとも10%である当該フッ化コポリマーが炭素−フッ素基であることを条件とすること、
(b)当該銀イオノマーを25℃の水中で約1.0未満のpKaを有するブレンステッド酸と接触させること、
(c)当該銀金属イオノマーから膜を生成することであり、当該膜が第1の側部および第2の側部を有すること、ならびに
(d)当該膜の当該第1の側部を1つ以上のアルケン類および1つ以上のアルカン類からなる第1の気体混合物へ曝露すること、
(e)駆動力を提供すること、ならびに
(f)当該膜の第2の側部上で、当該第1の混合物よりもアルカンに対するアルケンの高い比を有する第2の気体混合物を生成すること
を含む、1つ以上のアルケン類から1つ以上のアルカン類を分離するための過程に関する。
(a)液体媒体中で、ペンダントスルホン酸基を含有するフッ化ポリマー、銀塩を接触させて、銀イオノマーを形成し、但し、存在する炭素−水素基および炭素フッ素基の合計の少なくとも10%である当該フッ化コポリマーが炭素−フッ素基であることを条件とすること、
(b)当該銀イオノマーを25℃の水中で約1.0未満のpKaを有するブレンステッド酸と接触させること、
(c)当該銀金属イオノマーから膜を生成することであり、当該膜が第1の側部および第2の側部を有すること、ならびに
(d)当該膜の当該第1の側部を1つ以上のアルケン類および1つ以上のアルカン類からなる第1の気体混合物へ曝露すること、
(e)駆動力を提供すること、ならびに
(f)当該膜の第2の側部上で、当該第1の混合物よりもアルカンに対するアルケンの高い比を有する第2の気体混合物を生成すること
を含む、1つ以上のアルケン類から1つ以上のアルカン類を分離するための過程に関する。
本明細書において、ある特定の用語が使用され、それらの一部は以下に定義される。
pKaが意味するのは通常の意味であり、それは銀塩の陰イオンの共役酸であるブレンステッド酸の酸解離定数のマイナス対数(底10に対する)を意味する。例えば、AgNO3については共役酸はHNO3であり、AgClO4については共役酸はHClO4であり、酢酸銀については共役酸は酢酸であろう。任意の酸のpKaは測定に使用される溶媒に依存するので、溶媒および温度は指定されるべきであり、すべての場合において本明細書におけるpKaについて溶媒は25℃の水である。pKa(負の値を含む)が低いほど酸が強いことは特筆すべきである。
酸化陰イオンが意味するのは、0.10v以上、好ましくは約0.30v以上、およびより好ましくは約0.50v以上の標準電極電位を有する25℃の酸水溶液中の陰イオンである。このような電位の値は周知であり、例えば、参照により本明細書により含まれるA.J.Bard,ら,編,Standard Electrode Potentials in Aqueous Solution,lUPAC,Marcel Dekker,inc.,New York,1985を参照されたい。
フッ化ポリマーまたはフッ化イオノマーが意味するのは、イオノマーにおける炭素−水素基および炭素フッ素基の合計であり、10%以上が炭素−フッ素基であり、好ましくは30%以上、より好ましくは40%以上、非常に好ましくは60%以上、特に好ましくは80%以上、および非常に特に好ましくは99%以上が炭素−フッ素基である。炭素−水素基が意味するのは炭素原子へ直接結合した水素原子であり、炭素−フッ素基は炭素原子へ直接結合したフッ素原子である。したがって−CF2−基は2個の炭素−フッ素基を含有するのに対し、−CH3基は3個の炭素−水素基を含有する。したがって、反復基が−CH2CF2−であるフッ化ビニリデンのホモポリマーにおいて、炭素−水素基および炭素フッ素基は各々、存在する炭素−水素基+炭素−フッ素基の合計の50%である。20モルパーセントのCF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2Fコポリマーおよび80モルパーセントのフッ化ビニリデンからなるコポリマーにおいて、炭素−水素基は、存在する炭素−フッ素基+炭素水素基の合計の27.6%である。存在する炭素−フッ素基および炭素水素基の相対量は、例えば、14C NMR、または19Fおよびプロトン分光法の組み合わせを用いるNMR分光法によって決定できる。
気体状態でのアルケンおよびアルカンの分離における「駆動力」が概して意味するのは、膜の第1の(「フィード」)側部上のアルケンの分圧が、膜の第2の(「生成物」)側部上のアルケンの分圧よりも高いことである。例えば、これは、いくつかの方法およびそれらの組み合わせによって達成され得る。1つは、第1の側部上のアルケンの分圧を増すために第1の側部を加圧することであり、第2は、第2の側部上のアルケンの分圧を下げるために窒素などの不活性ガスによって第2の側部を吹き流すことであり、第3は、第2の側部上のアルケンの分圧を下げるために真空ポンプによって第2の側部の圧力を低下させることである。駆動力を適用することに関する当該技術分野におけるこれらのおよび他の公知の方法が使用され得る。
これは、算術的な関係
QaαFa(P1a−P2a)
によってある程度まで気体の分離について定量化され得、
式中、Qaは、膜を通じての成分「a」の流量であり、Faは、膜を通じての成分aの透過性であり、P1aは、第1の(フィード)側部上の分圧であり、およびP2aは、第2の(生成物)側部上の分圧である。
QaαFa(P1a−P2a)
によってある程度まで気体の分離について定量化され得、
式中、Qaは、膜を通じての成分「a」の流量であり、Faは、膜を通じての成分aの透過性であり、P1aは、第1の(フィード)側部上の分圧であり、およびP2aは、第2の(生成物)側部上の分圧である。
11族金属イオノマーを含有する膜が意味するのは、金属イオノマーと11族の金属イオノマー層を物理的に支持または補強する1つ以上の他のポリマー層とからなる薄い非多孔性層を含む膜である。好ましくは11族の金属イオノマー層は厚さ約0.1μm〜約1.0μmであり、より好ましくは厚さ約0.2μm〜約0.5μmである。他の層(複数可)は好ましくは、分離されるべきアルケン類およびアルカン類に対して比較的透過性であるべきであり、それら自体はもしあるとしても、アルケン類およびアルカン類を分離する大きな傾向をもたない。
アルカン類からのアルケン類の分離は、フィード流および生成物流が気体または液体のいずれかである場合に実施できるが、フィード流混合物および膜を通過した後のアルケン類が濃縮された混合物は両方とも気体であることが好ましい。
本発明の別の好ましい実施形態において、11族金属塩および/または強ブレンステッドの陰イオンは、酸化陰イオンである。
好ましい11族金属塩は、硝酸塩および過塩素酸塩であり、硝酸塩は特に好ましい。他の11族金属(CuおよびAuなど)のイオノマーが本発明において使用され得るが、銀が好ましい金属である。好ましくは、添加される銀塩の量は、ポリマー中のスルホン酸基当量に対する銀の原子当量の比が約0.5〜約7、より好ましくは約0.9〜約5であるようになっている。
好ましい強ブレンステッド酸は、硝酸および過塩素酸であり、硝酸は特に好ましい。
11族の金属イオノマーおよびその前駆体酸性形態において、ペンダントスルホン酸(またはスルホン酸へ容易に変換される)酸基を含有する反復単位は、好ましくは存在する総反復単位の少なくとも約5モルパーセント、より好ましくは少なくとも約10モルパーセント、非常に好ましくは少なくとも約15モルパーセント、および特に好ましくは少なくとも約22モルパーセントである。ペンダント酸基を含有する反復単位は、銀イオノマーまたはその前駆体酸形態において存在する反復単位の45モルパーセント以下であることが好ましい。任意の最少量のこのような反復単位および任意の最大量のこのような反復単位がこれらの反復単位の量の好ましい範囲を形成するために組み合わされ得ることが理解されるべきである。
有用なペンダント酸基は、スルホン酸、カルボン酸、および−Rf 1HNSO2Rf 2を含み、式中、各Rf 1は、各々がポリマー鎖へ付着しているペルフルオロアルキレンを含有するペルフルオロアルキレン基またはエーテル基であり、およびRf 2は、ペルフルオロアルキルまたは置換ペルフルオロアルキルであり、スルホン酸が好ましい。他の有用な基は、水による加水分解などの加工条件下でスルホン酸またはカルボキシル基を容易に形成できる基を含む。スルホン酸基を容易に形成できる好ましい基は、フッ化スルホニル、すなわち−SO2Fである。
ペンダント酸基を含有するポリマーは、Feiringらに対するおよび参照により本明細書により含まれる米国特許出願第2015/0025293号において説明される方法によって製造され得る。本発明において有用なポリマーのいくつかの組成もFeiringらにおいて説明されており、ペンダント酸基を含有する当該文献において説明されるこのようなポリマーはまた、銀イオノマーを形成するために、本明細書において説明されるように処理され得る。
スルホン酸基に対する前駆体を含有する有用なモノマーは、CF2=CFOCF2CF2SO2F、CF2=CFOCH2CF2CF2SO2FおよびCF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2Fのうちの1つ以上を含み、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2FおよびCF2=CFOCF2CF2SO2Fが好ましい。スルホン酸またはその前駆体を含有する別のタイプの好ましいモノマーにおいて、スルホン酸基へ結合する炭素原子は、当該酸素原子へ結合した少なくとも1つのフッ素原子を有する。
ペンダントスルホン酸基(またはそれらの前駆体)を含有する市販のフッ化ポリマーは、The Chemours Co.,ウィルミントン市,デラウェア州19899,米国から入手可能なNafion(登録商標)膜および分散物を含む。これらの膜および分散物は、TFEと、スルホン酸に対して末端前駆体基を含有するペルフルオロビニルエーテルとからなるコポリマーであると考えられている。別の適切なタイプのフルオロポリマーはペンダントスルホン酸基を含有し、Solvay SA,1120 ブリュッセル市,ベルギー国から入手可能なAquivion(登録商標)PFSAである。Aquivion(登録商標)ポリマーは、TFEおよびF2C=CF−O−CF2−CF2−SO2Fを重合させることによって生成され、およびスルホン酸形態として入手可能であり、またはスルホン酸形態へと容易に変換される。
別のタイプの有用なモノマーは、過フッ化環状のまたは環化可能なモノマーである。環状過フッ化モノマーが意味するのは、オレフィンの二重結合が当該環中にある、または当該二重結合が当該二重結合の片端が環炭素原子にあるエキソ二重結合である、過フッ化オレフィンである。環化可能な過フッ化モノマーが意味するのは、2つのオレフィン結合を含有する非環状化フッ化化合物であり、重合において当該ポリマーの主鎖における環状構造を形成する(例えば、参照により本明細書により含まれるJ.Schiers,編,Modern Fiuoropolymers.John Wiley & Sons,ニューヨーク,1997,541〜555ページにおけるN.Sugiyama,Perfluoropoiymers Obtained by Cyclopolymereization and Their Applicationsを参照されたい)。このような過フッ化環状および環化可能な化合物は、ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、ペルフルオロ(2−メチレン−4−メチル−1,3−ジオキソラン)、ペルフルオロアルケニルペルフルオロビニルエーテル、および2,2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロイメトキシ(trifluoroimethoxy)−1,3−ジオキソールを含む。
他の有用なモノマーは、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、およびエチレンのうちの1つ以上も含む。
当該イオノマーにおける炭素−水素基および炭素フッ素基の合計のうち、10%以上は炭素−フッ素基であり、好ましくは40%以上、より好ましくは60%以上、および非常に好ましくは80%以上が炭素フッ素基である。炭素−水素基が意味するのは炭素原子へ直接結合した水素原子であり、炭素−フッ素基は炭素原子へ直接結合したフッ素原子である。したがって、−CF2−基は2個の炭素フッ素基を含有するのに対し、−CH3基は3個の炭素−水素基を含有する。したがって、反復基が−CH2CF2−であるフッ化ビニリデンからなるホモポリマーにおいて、炭素−水素基および炭素フッ素基は各々、存在する炭素−水素基+炭素−フッ素基の合計の50%である。20モルパーセントのCF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2Fおよび80モルパーセントのフッ化ビニリデンからなるコポリマーにおいて、炭素−水素基は、存在する炭素−フッ素基+炭素水素基の合計の27.6%である。存在する炭素−フッ素基および炭素−水素基の相対量は、NMR分光法によって、例えば、14C NMR、または19Fおよびプロトン分光法からなる組み合わせを用いて決定できる。
ペンダントスルホン酸基を含有するフッ化ポリマーが、11族金属イオノマーを調製する前に過酸化水素水と接触されることが好ましい。理論に縛られたくないが、過酸化水素は、銀イオンから銀金属へのように、11族金属を還元し得る不純物を除去でき、したがって、アルカン/アルケン分離におけるイオノマーの「活量」を保存できると考えられる。
11族金属イオノマーの接触は、当該イオノマーの調製および/または使用の間の多数の異なる順番で生じ得る過程において生じ得る。ブレンステッド酸の源も変化し得る。以下の状況において、銀は11族金属として使用され、硝酸塩(およびその共役酸HNO3)が使用されるが、これらは、他の11族金属および他の陰イオンならびにこれらの共役体ブレンステッド酸へ適用される。
1つのシナリオ(シナリオ1)において、「遊離」スルホン酸基を含有するフッ化ポリマーは、AgNO3と反応して、銀イオノマーおよび硝酸を形成する。
式(1)において、反応はもちろん平衡している。(1)および以下の式すべてにおいて、〜〜〜は、−SO3H基または類似の基をフッ化ポリマーへ共有結合する基または結合を意味する。この特定の状況において、強ブレンステッド酸であるHNO3が、イオノマーを形成する反応によって生じる。選択肢として、追加のHNO3または他の強ブレンステッド酸も当該イオノマーの形成の間におよび/または後に当該イオノマーへ添加され得る。
別のシナリオ(シナリオ2)において、酢酸または炭酸などの比較的弱いブレンステッド酸の銀塩が使用され得る。この状況において、弱酸の銀塩は、硝酸などの強ブレンステッド酸が添加される前または後のいずれかでスルホン酸含有フッ化ポリマーへ添加され得る。両方の場合において、正味の効果は、硝酸を当該イオノマーへ添加することである。硝酸がまず添加される場合、弱酸の銀塩は、硝酸銀へと有効に変換され、式(1)は有効となる。硝酸が弱酸の銀塩後に添加される場合、硝酸は有効に、単に添加される。
別のシナリオ(シナリオ3)において効果的に、金属イオン交換が生じ得る。スルホン酸のナトリウム(または他の金属イオン)塩が使用される場合、化学量論的過剰量のAgNO3が添加され、有効に平衡状態
が確立される(もちろん、これらはすべてイオン性材料である)。この工程は、「イオン交換」タイプの過程における副産物NaNO3を有効に除去するために数回実施ができる。金属イオン交換の前、間または後のいかなる時においても、硝酸などの強酸が、11族金属イオノマーを強ブレンステッド酸と接触させる工程を有効に実施するために添加され得る。しかしながら、強ブレンステッド酸がイオン交換の前または間に添加されるならば、水または他の水溶液を用いて洗浄することなどによって、イオノマーからこの酸が完全に除去されないことを確認する注意が必要である。
上述のように、別のシナリオ(シナリオ4)において、イオノマーから膜を形成する前にそれが続いて完全には除去されない(例えば、洗浄などにより)ことに注意して、当該イオノマーの形成の前、間または後に強ブレンステッド酸が当該イオノマーの溶液へ単に添加され得る。当該イオノマーを強ブレンステッド酸と接触させることは、当該イオノマーの膜または他の「固体の」形態を、強酸を含有する気体と接触させることによっても実施され得る。
本発明において、強ブレンステッド酸が、先のシナリオ1および2のように、それが形成されている前および/または間にイオノマーと混合されることが好ましい。別の好ましい形態において、ブレンステッド酸は、当該イオノマーを含有する膜の形成の前に、液体中で当該イオノマーと接触され得る。好ましくは、当該ブレンステッド酸は、濃縮された溶液として添加されずに幾分希釈される。例えば、ブレンステッド酸が硝酸である場合、典型的には約68%硝酸である「濃硝酸水溶液」として添加されないことが好ましい。
好ましくは、特にブレンステッド酸が遊離酸としてイオノマーへ添加される場合、存在するブレンステッド酸の量は、存在する11族金属(銀)の約0.5〜約2.0当量である。
本明細書に説明されるブレンステッド酸を「添加する」過程によって製造される膜は、当該膜が実際に硫化水素などの不純物の存在下で使用される際にその透過性および/または分離特性を経時的により良好に保有し、ならびに/あるいはその初期透過性および/またはアルカン類からアルケン類を分離する因子も優れている。このことは以下の実施例において例証される。
アルケン/アルカン分離のための透過性および選択性の決定
透過性(秒/cm2・秒・cmHgの単位で報告されるGPU)および選択性の決定のために、以下の手順を使用した。47mmの平板膜をより大きな平らなシートの3インチの合成膜から穿孔した。この47mm平板を次に、フィードポート、保持液ポート、吹き流し入口ポート、および透過液ポートからなるステンレス鋼交差流検査セルの中に配置する。4つのヘックスボルトを使用して、13.85cm2の総活量面積を有する検査セル中に膜をしっかり固定した。
透過性(秒/cm2・秒・cmHgの単位で報告されるGPU)および選択性の決定のために、以下の手順を使用した。47mmの平板膜をより大きな平らなシートの3インチの合成膜から穿孔した。この47mm平板を次に、フィードポート、保持液ポート、吹き流し入口ポート、および透過液ポートからなるステンレス鋼交差流検査セルの中に配置する。4つのヘックスボルトを使用して、13.85cm2の総活量面積を有する検査セル中に膜をしっかり固定した。
このセルをフィードライン、保持液ライン、吹き流しライン、および透過液ラインから構成される検査装置の中に配置した。フィードは、オレフィン(アルケン)(プロピレン)ガスおよびパラフィン(アルカン)(プロパン)ガスの混合物からなった。各ガスは、個別のシリンダーから供給された。オレフィンについては、ポリマー等級のプロピレン(99.5容積%純度)を使用し、パラフィンについては、99.9容積%純度のプロパンを使用した。2つのガスを次に、それらの個々のマスフロー制御装置へと供給し、そこで任意の組成の混合物が生成され得る。標準的な混合組成物は、200mL/糞の総ガス流量で20容積%オレフィンおよび80容積%パラフィンであった。混合したガスを、水発泡機を通じて供給してガス混合物を加湿し相対湿度を90%超にした。背圧調節装置を保持液ラインにおいて使用して、膜に対するフィード圧を制御する。フィード圧は通常、ガスが換気される背圧調節装置の後で60psig(0.41MPa)で保持された。
吹き流しラインは、純粋な加湿された窒素流からなった。シリンダーからの窒素をマスフロー制御装置へ接続した。マスフロー制御装置を300mL/分の流量に設定した。この窒素を水発泡機へ供給して、相対湿度を90%超にした。発泡機の後で、窒素を膜の吹き流しポートへ供給して、透過液ポートを通じていかなる透過ガスも運搬した。
透過液ラインは、膜を通じて透過したガスおよび吹き流しガスおよび水蒸気からなった。透過液を3方向弁へ接続し、それにより流量測定を実施できた。GS−GasPro毛細カラム(0.32mm、30m)を備えたVarian(登録商標)450GCガスクロマトグラフ(GC)を使用して、透過液流中のオレフィンおよびパラフィンの比を分析した。透過液側における圧力は典型的には、1.20〜1.70psig(8.3〜11.7kPa)であった。実験は室温で実施した。
実験中、以下、すなわちフィード圧、透過液圧、温度、吹き流し流量(窒素+水蒸気)および総透過液流量(透過液+窒素+水蒸気)、を記録した。
記録した結果から以下、すなわちフィード流およびフィード圧を基にした個々のフィード分圧全部;測定された透過液流、吹き流し流量、およびGCからの組成を基にした個々の透過液流全部;透過液流量および透過液圧を基にした個々の透過液分圧全部、を決定した。これらから、個々の成分の経膜分圧を算出した。透過性についての式
Qi=Fi/(AΔpi)
(式中、Qi=種「i」の透過性、Fi=種「i」の透過液流量、Δpi=種「i」の経膜分圧、およびAは膜の面積(13.85cm2)である)から、透過性(Qi)を算出した。
Qi=Fi/(AΔpi)
(式中、Qi=種「i」の透過性、Fi=種「i」の透過液流量、Δpi=種「i」の経膜分圧、およびAは膜の面積(13.85cm2)である)から、透過性(Qi)を算出した。
実施例において、ある特定の略語を使用し、当該略語は、
HFPO−酸化ヘキサフルオロプロピレン(HFPO二量体ペルオキシドの調製については、参照により本明細書により含まれる米国特許第7,112,314号を参照されたい。HFPO二量体[2062−98−8]は、Synquest Laboratories,米国フロリダ州アラチュア市から入手可能である)
PDD−ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)
SEFVE−CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F
PPSF−CF2=CFOCF2CF2SO2F
VF2−フッ化ビニリデン(H2C=CF2)
VF−フッ化ビニル(H2C=CHF))
である。
HFPO−酸化ヘキサフルオロプロピレン(HFPO二量体ペルオキシドの調製については、参照により本明細書により含まれる米国特許第7,112,314号を参照されたい。HFPO二量体[2062−98−8]は、Synquest Laboratories,米国フロリダ州アラチュア市から入手可能である)
PDD−ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)
SEFVE−CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F
PPSF−CF2=CFOCF2CF2SO2F
VF2−フッ化ビニリデン(H2C=CF2)
VF−フッ化ビニル(H2C=CHF))
である。
実施例1
PDD/VF2/SEFVE(フィード比/100/100/267)ターポリマーの合成およびその後の加水分解
0℃の150mLのステンレス鋼圧力容器中へ、5分間のアルゴンパージの後、磁気撹拌棒、3.66gのPDD、17.84gのSEFVE、12mLのVertrel(登録商標)XF、1mLのHFPO二量体ペルオキシド溶液(0.12M)、および0.96gのフッ化ビニリデンガスを添加した。反応混合物を圧力容器中に密封し、水浴中で室温で撹拌した。一晩の反応後、反応容器を大気へ開き、30mLのNovec(登録商標)7100(メチルノナフルオロブチルエーテル、3M Corp.,Electronic Markets Materials Div.,ミネソタ州セントポール市,55144,米国から入手可能)を反応混合物へ添加した。溶液全体をガラス皿へ移し、ヒュームフード中で室温で3時間乾燥させた後、オーブン中で100℃で一晩乾燥させ、9.0gのPDD/VF2/SEFVEターポリマーを無色の発泡体として得た。このポリマーのTgは24℃であった。
PDD/VF2/SEFVE(フィード比/100/100/267)ターポリマーの合成およびその後の加水分解
0℃の150mLのステンレス鋼圧力容器中へ、5分間のアルゴンパージの後、磁気撹拌棒、3.66gのPDD、17.84gのSEFVE、12mLのVertrel(登録商標)XF、1mLのHFPO二量体ペルオキシド溶液(0.12M)、および0.96gのフッ化ビニリデンガスを添加した。反応混合物を圧力容器中に密封し、水浴中で室温で撹拌した。一晩の反応後、反応容器を大気へ開き、30mLのNovec(登録商標)7100(メチルノナフルオロブチルエーテル、3M Corp.,Electronic Markets Materials Div.,ミネソタ州セントポール市,55144,米国から入手可能)を反応混合物へ添加した。溶液全体をガラス皿へ移し、ヒュームフード中で室温で3時間乾燥させた後、オーブン中で100℃で一晩乾燥させ、9.0gのPDD/VF2/SEFVEターポリマーを無色の発泡体として得た。このポリマーのTgは24℃であった。
250mLの丸底ガラスフラスコ中へ、先の手順で合成した8.0gのPDD/VF2/SEFVEターポリマー、30mLの脱イオン水、80mLのメタノール、3.0gの炭酸アンモニウムおよび磁気撹拌棒を入れた。初期反応混合物を撹拌し、50〜60℃で維持した。一晩撹拌した後、混合物中のメタノールを蒸発させ、100mLの2.0Mの塩酸をこの混合物へ添加した。15分間撹拌した後、液体をゲル様材料から静かに移し、次に80mLの2.0M塩酸を添加した。15分間撹拌した後、液体を再度静かに移し、80mLの脱イオン水を添加した。水洗浄を2回反復し、固体残渣を100℃のオーブン中で一晩乾燥させた。ペンダント遊離スルホン酸基を含有する加水分解したポオリマーを茶色がかった固体(7.0グラム)として得た。銀イオノマーの熱重量分析から、残存する銀の量は、ポリマー中のスルホン酸濃度が約1.03meq/gであることを示した。
実施例2
ガラスボトル中へ、実施例1で得られた1gのポリマーおよび30mLの30%過酸化水素を入れた。この混合物を大気温で一晩撹拌し、濾過した後、真空下で乾燥させた。次に、0.1gの乾燥したポリマーをガラスボトル中へ入れた後、47mgの硝酸銀、3.5gのイソプロピルアルコールおよび1.5gのNovec(登録商標)7300を添加した。結果として生じる溶液を1〜2時間撹拌した後、孔径が2μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。基盤を、Nanostone Water(Valley View Rd, Sty. Paul, MN, 米国)によって製造されたPAN350膜上でFluorinert(登録商標)770(3M Corp.,3M Center,ミネソタ州セントポール(Sty.Paul)市,米国から入手可能)においてTeflon(登録商標)AF2400(DuPont Co.,デラウェア州ウィルミントン市,19898,米国から入手可能)(Teflon(登録商標)AFについてのさらなる情報については、参照により本明細書により含まれるP.R.Resnickら,Teflon AF Amorphous Fluoropolymers,J.Schiers編,Modern Fluoropolymers,John Wiley & Sons,ニューヨーク,1997,p.397〜420を参照されたい)の0.3重量%をコーティングすることによって調製した(PAN350膜はポリアクリロニトリルから生成されると考えられており、これは微多孔性膜であると考えられている)。この調製した基盤上へ先の銀イオノマー溶液を注ぎ、室温で30分間の後、60℃で30分間乾燥させた。この銀イオノマーのコーティングは30%未満の相対湿度で実施した。
ガラスボトル中へ、実施例1で得られた1gのポリマーおよび30mLの30%過酸化水素を入れた。この混合物を大気温で一晩撹拌し、濾過した後、真空下で乾燥させた。次に、0.1gの乾燥したポリマーをガラスボトル中へ入れた後、47mgの硝酸銀、3.5gのイソプロピルアルコールおよび1.5gのNovec(登録商標)7300を添加した。結果として生じる溶液を1〜2時間撹拌した後、孔径が2μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。基盤を、Nanostone Water(Valley View Rd, Sty. Paul, MN, 米国)によって製造されたPAN350膜上でFluorinert(登録商標)770(3M Corp.,3M Center,ミネソタ州セントポール(Sty.Paul)市,米国から入手可能)においてTeflon(登録商標)AF2400(DuPont Co.,デラウェア州ウィルミントン市,19898,米国から入手可能)(Teflon(登録商標)AFについてのさらなる情報については、参照により本明細書により含まれるP.R.Resnickら,Teflon AF Amorphous Fluoropolymers,J.Schiers編,Modern Fluoropolymers,John Wiley & Sons,ニューヨーク,1997,p.397〜420を参照されたい)の0.3重量%をコーティングすることによって調製した(PAN350膜はポリアクリロニトリルから生成されると考えられており、これは微多孔性膜であると考えられている)。この調製した基盤上へ先の銀イオノマー溶液を注ぎ、室温で30分間の後、60℃で30分間乾燥させた。この銀イオノマーのコーティングは30%未満の相対湿度で実施した。
比較実施例A
250mLの丸底フラスコ中へ、実施例1において得られた1gのポリマー、30mLの水、30mLのエタノール、200mgの粉状炭酸銀および磁気撹拌棒を入れた。この反応混合物を大気温で一晩撹拌した。ポリマーの銀塩を濾過し、水で洗浄し、真空下で乾燥させた。この生成物をガラスボトルの中に入れ、30mLの30%過酸化水素を添加し、磁気撹拌棒によって撹拌した。一晩撹拌した後、銀イオノマー溶液を濾過し、水で洗浄し、真空下で乾燥させた。
250mLの丸底フラスコ中へ、実施例1において得られた1gのポリマー、30mLの水、30mLのエタノール、200mgの粉状炭酸銀および磁気撹拌棒を入れた。この反応混合物を大気温で一晩撹拌した。ポリマーの銀塩を濾過し、水で洗浄し、真空下で乾燥させた。この生成物をガラスボトルの中に入れ、30mLの30%過酸化水素を添加し、磁気撹拌棒によって撹拌した。一晩撹拌した後、銀イオノマー溶液を濾過し、水で洗浄し、真空下で乾燥させた。
ガラスボトル中へ、0.1gの精製した銀イオノマー、3.5gのイソプロピルアルコールおよび1.5gのNovec(登録商標)7300を入れた。この溶液を撹拌し、孔径が0.8μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。膜を実施例2において説明される通り生成した。
実施例3
実施例3において検査するための膜を、実施例2における膜と同じ方法によって生成したが、16mgの硝酸銀を使用したことのみが例外であった。
実施例3において検査するための膜を、実施例2における膜と同じ方法によって生成したが、16mgの硝酸銀を使用したことのみが例外であった。
実施例4
表1は、実施例A、2および3由来の膜の初期透過性を列挙する。透過性測定膜は、直径47mmの平板シートであった。フィードガス組成、20モル%プロピレン(ポリマー合成等級)、および80%プロパンを、水気泡を通過させることによって加湿した。両ガスの総流量は200mL/分であった。フィードガス(プロピレンおよびプロパンからなる混合物)は60psigであり、膜の第2の側部上の吹き流しガスは、0.0〜0.3psigの圧力で加湿された窒素であった。膜の第2の側部からの透過液をFTIRによって分析し、プロパンおよびプロピレンのモル比を決定した。透過性(GPU)は、cm3/cm2/秒/cmHg×106で与えられる。
表1は、実施例A、2および3由来の膜の初期透過性を列挙する。透過性測定膜は、直径47mmの平板シートであった。フィードガス組成、20モル%プロピレン(ポリマー合成等級)、および80%プロパンを、水気泡を通過させることによって加湿した。両ガスの総流量は200mL/分であった。フィードガス(プロピレンおよびプロパンからなる混合物)は60psigであり、膜の第2の側部上の吹き流しガスは、0.0〜0.3psigの圧力で加湿された窒素であった。膜の第2の側部からの透過液をFTIRによって分析し、プロパンおよびプロピレンのモル比を決定した。透過性(GPU)は、cm3/cm2/秒/cmHg×106で与えられる。
表1は、本過程によって調製された膜が驚くべきことに、別法によって既に実際に調製された膜よりもアルケンに対する優れた透過性および選択性を有することを示す。
図1は、本過程によって調製された膜が驚くべきことに、このような過程の流れにおける通常の混入物である0.8ppmのH2Sを含有する、60psigのプロピレンへ曝露した時に、別報によって既に実際に調製された膜よりも優れた寿命を有することを示す。従来技術の材料について選択性は、これらの条件下で経時的に迅速に低下するのに対し、本過程によって調製された膜は、もっとより長い期間有用な選択性を保有することを示す。
実施例5
Nafion(登録商標)D2020分散液0.5g(DuPont Fuel Cells,私書箱80701,デラウェア州ウィルミントン市,19880−0701,米国から得られ、および20重量%ポリマー、約34重量%の水、および約46重量%の1−プロパノールを含有することが報告されており、ポリマーベースで1.03〜1.12meq/gの酸能力があり、スルホン酸形態にある)をエタノールで2重量%のポリマー濃度へ希釈した後、19mgの硝酸銀を添加した。溶液を1〜2時間撹拌した後、硝酸銀を溶解した。この溶液を次に、名目上の孔径が1.2μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。グローブボックスの中で、この溶液を20%未満の相対湿度でPAN350膜でコーティングしたTeflon(登録商標)AF 2400上にコーティングした。このコーティングした膜を大気温で30分間放置し、70℃のオーブンに1時間入れた。
Nafion(登録商標)D2020分散液0.5g(DuPont Fuel Cells,私書箱80701,デラウェア州ウィルミントン市,19880−0701,米国から得られ、および20重量%ポリマー、約34重量%の水、および約46重量%の1−プロパノールを含有することが報告されており、ポリマーベースで1.03〜1.12meq/gの酸能力があり、スルホン酸形態にある)をエタノールで2重量%のポリマー濃度へ希釈した後、19mgの硝酸銀を添加した。溶液を1〜2時間撹拌した後、硝酸銀を溶解した。この溶液を次に、名目上の孔径が1.2μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。グローブボックスの中で、この溶液を20%未満の相対湿度でPAN350膜でコーティングしたTeflon(登録商標)AF 2400上にコーティングした。このコーティングした膜を大気温で30分間放置し、70℃のオーブンに1時間入れた。
比較実施例B
Nafion NR−211膜(DuPont Fuel Cells,私書箱80701,デラウェア州ウィルミントン市,19880−0701,米国から入手し、報告では厚さ約25μmであり、ポリマーベースで1.03〜1.12meq/gの酸能力を有する)を1NのNaOH水溶液中に一晩浸漬し、蒸留水ですすぎ、真空下で1日間乾燥させ、これをNa+塩形態へと変換した。この膜をグリセリン中に浸漬し、70℃で4時間加熱した。冷却後、膜を水ですすいだ後、2MのAgNO3水溶液中に一晩浸漬した。水ですすいだ後、膜を紙タオルで拭い乾燥した。
Nafion NR−211膜(DuPont Fuel Cells,私書箱80701,デラウェア州ウィルミントン市,19880−0701,米国から入手し、報告では厚さ約25μmであり、ポリマーベースで1.03〜1.12meq/gの酸能力を有する)を1NのNaOH水溶液中に一晩浸漬し、蒸留水ですすぎ、真空下で1日間乾燥させ、これをNa+塩形態へと変換した。この膜をグリセリン中に浸漬し、70℃で4時間加熱した。冷却後、膜を水ですすいだ後、2MのAgNO3水溶液中に一晩浸漬した。水ですすいだ後、膜を紙タオルで拭い乾燥した。
実施例6
実施例5および比較実施例Bにおいて調製した膜を、実施例4において説明されるようにプロピレンおよびプロパンの透過性および分離について検査した。次に、これらの膜の各々を、水気泡にプロピレンを通過させることによって加湿した60psiのプロピレンへ曝露することによって、6日間「熟成し」た。プロパンからのプロピレンの透過性および分離を次に、熟成の前に使用したのと同じ手順によって決定した。結果を表2に付与する。
実施例5および比較実施例Bにおいて調製した膜を、実施例4において説明されるようにプロピレンおよびプロパンの透過性および分離について検査した。次に、これらの膜の各々を、水気泡にプロピレンを通過させることによって加湿した60psiのプロピレンへ曝露することによって、6日間「熟成し」た。プロパンからのプロピレンの透過性および分離を次に、熟成の前に使用したのと同じ手順によって決定した。結果を表2に付与する。
実施例7
ガラスボトル中へ、実施例1において得られた1gのポリマーおよび30mLの30%過酸化水素を入れた。この反応混合物を大気温で一晩撹拌した後、濾過し、洗浄し、真空下で乾燥させた。次に、結果として生じる0.1gのポリマーをガラスボトル中に入れ、16mgの硝酸銀、3.5gのイソプロピルアルコールおよび1.5gのNovec(登録商標)7300を添加した。次に、20μlの70%硝酸を添加し、この混合物を1〜2時間撹拌した後、0.8μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。銀イオノマーの膜を実施例2において説明される方法によって生成した。
ガラスボトル中へ、実施例1において得られた1gのポリマーおよび30mLの30%過酸化水素を入れた。この反応混合物を大気温で一晩撹拌した後、濾過し、洗浄し、真空下で乾燥させた。次に、結果として生じる0.1gのポリマーをガラスボトル中に入れ、16mgの硝酸銀、3.5gのイソプロピルアルコールおよび1.5gのNovec(登録商標)7300を添加した。次に、20μlの70%硝酸を添加し、この混合物を1〜2時間撹拌した後、0.8μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。銀イオノマーの膜を実施例2において説明される方法によって生成した。
実施例8
ガラスボトル中へ、実施例1において得られた1gのポリマーおよび30mLの30%の過酸化水素を入れた。この反応混合物を大気温で一晩撹拌した後、濾過し、洗浄し、真空下で乾燥させた。次に、結果として生じる0.1gのポリマーをガラスボトル中へ入れ、8mgの硝酸銀、3.5gのイソプロピルアルコールおよび1.5gのNovec(登録商標)7300を添加した。この混合物を1〜2時間撹拌した後、0.8μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。銀イオノマーの膜を比較実施例Aにおいて説明される方法によって生成した。
ガラスボトル中へ、実施例1において得られた1gのポリマーおよび30mLの30%の過酸化水素を入れた。この反応混合物を大気温で一晩撹拌した後、濾過し、洗浄し、真空下で乾燥させた。次に、結果として生じる0.1gのポリマーをガラスボトル中へ入れ、8mgの硝酸銀、3.5gのイソプロピルアルコールおよび1.5gのNovec(登録商標)7300を添加した。この混合物を1〜2時間撹拌した後、0.8μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。銀イオノマーの膜を比較実施例Aにおいて説明される方法によって生成した。
実施例9
ガラスボトル中へ、実施例1において得られたポリマー1gおよび30mLの30%過酸化水素を入れた。この反応混合物を大気温で一晩撹拌した後、濾過し、洗浄し、真空下で乾燥させた。次に、結果として生じる0.1gのポリマーをガラスボトル中へ入れ、16mgの硝酸銀、3.5gのイソプロピルアルコールおよび1.5gのNovec7300を添加した。この混合物を1〜2時間撹拌した後、0.8μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。
ガラスボトル中へ、実施例1において得られたポリマー1gおよび30mLの30%過酸化水素を入れた。この反応混合物を大気温で一晩撹拌した後、濾過し、洗浄し、真空下で乾燥させた。次に、結果として生じる0.1gのポリマーをガラスボトル中へ入れ、16mgの硝酸銀、3.5gのイソプロピルアルコールおよび1.5gのNovec7300を添加した。この混合物を1〜2時間撹拌した後、0.8μmのガラスファイバーフィルタで濾過した。
銀イオノマーの膜を、比較実施例Aにおいて説明される方法によって生成した。膜をガラス容器中に入れ、5mlの70%硝酸を含有する被覆していない20mlのガラスボトルを同じガラス容器の中に入れた。このガラス容器をゴム製のふたで密封した。1時間後、膜をガラス容器から除去した。
図1、図2および図3は、強ブレンステッド酸が膜の中に存在する場合のプロパンおよびプロピレンに関するプロピレンの選択性ならびにプロピレンおよびプロパンに関する分離因子の相対的な安定性、対強ブロンステッド酸が存在しない場合のプロピレンおよびプロパンに関する分離因子、ならびにプロピレンに関する透過性の迅速な低下を示す。膜調製物についての実験的な詳細を、引用した種々の実施例において示す。
実施例10
PDD/VF/SEFVE(フィード比100:100:150)コポリマーの合成および加水分解
150mLのステンレス鋼圧力容器中へ、アルゴンパージを5分間した後、磁気撹拌棒、3.66gのPDD、10.04gのSEFVE、12mLのVertrel(登録商標)XF、0.6mLのHFPO二量体ペルオキシド溶液(0.12M)を入れた後、0℃で0.69gのフッ化ビニルガスを負荷した。この反応混合物を圧力容器中で密封し、水浴中で室温にて撹拌した。反応3時間後に、反応容器を大気へ開け、10mLのアセトンおよび40mLのメタノールをこの反応混合物へ添加した。結果として生じるゲル様の沈殿物をガラス皿へ移し、100℃のオーブンで一晩乾燥させて、5.5gのPDD/VF/SEFVEターポリマーを無色の固体(Tg37℃)として生じた。
PDD/VF/SEFVE(フィード比100:100:150)コポリマーの合成および加水分解
150mLのステンレス鋼圧力容器中へ、アルゴンパージを5分間した後、磁気撹拌棒、3.66gのPDD、10.04gのSEFVE、12mLのVertrel(登録商標)XF、0.6mLのHFPO二量体ペルオキシド溶液(0.12M)を入れた後、0℃で0.69gのフッ化ビニルガスを負荷した。この反応混合物を圧力容器中で密封し、水浴中で室温にて撹拌した。反応3時間後に、反応容器を大気へ開け、10mLのアセトンおよび40mLのメタノールをこの反応混合物へ添加した。結果として生じるゲル様の沈殿物をガラス皿へ移し、100℃のオーブンで一晩乾燥させて、5.5gのPDD/VF/SEFVEターポリマーを無色の固体(Tg37℃)として生じた。
250mLの丸底フラスコ中へ、前の段落において合成したターポリマー3.75g、20mLの脱イオン水、60mLのメタノール、1.85gの炭酸アンモニウムおよび磁気撹拌棒を入れた。反応混合物を撹拌し、50〜60℃で維持した。一晩反応後、透明な溶液を得た。80mLの2.0M塩酸をこの混合物へ添加し、混合物中のメタノールを加熱下で蒸発させ、ゲル様沈殿物を形成した。この液体を静かに移し、50mLの2.0M塩酸を添加し、30分間撹拌した。この液体を静かに移し、80mLの脱イオン水を添加した後、30分間撹拌した。液体のデカントの後、水洗浄を2回反復し、固体残渣を60℃にて真空オーブンで3時間乾燥させた。遊離スルホン酸基を含有する茶色がかった固体(2.7g)を得た。
実施例11
PDD/VF/SEFVE(フィード比100:200:150)コポリマーの合成および加水分解
150mLのステンレス鋼圧力容器中へ、アルゴンパージを5分間した後、磁気撹拌棒、3.66gのPDD、10.04gのSEFVE、15mLのVertrel(登録商標)XF、0.6mLのHFPO二量体ペルオキシド溶液(0.12M)を入れた後、0℃で1.38gのフッ化ビニルガスを負荷した。この反応混合物を圧力容器中に密封し、水浴中で室温にて撹拌した。5.5時間の反応後に、この反応容器を大気へ開け、10mLアセトンおよび40mLのメタノールをこの反応混合物へ添加した。結果として生じるゲル様沈殿物をガラス皿へ移し、100℃のオーブンで一晩乾燥させて、9.1gのPDD/VF/SEFVEターポリマーを無色の固体(Tg18℃)として生じた。分析:実測値:C,24.92、H,0.55、S,5.01。固有粘度:0.389dL/g。元素分析から、このポリマー組成は21%PDD、43%VFおよび37%SEFVEと概算された。
PDD/VF/SEFVE(フィード比100:200:150)コポリマーの合成および加水分解
150mLのステンレス鋼圧力容器中へ、アルゴンパージを5分間した後、磁気撹拌棒、3.66gのPDD、10.04gのSEFVE、15mLのVertrel(登録商標)XF、0.6mLのHFPO二量体ペルオキシド溶液(0.12M)を入れた後、0℃で1.38gのフッ化ビニルガスを負荷した。この反応混合物を圧力容器中に密封し、水浴中で室温にて撹拌した。5.5時間の反応後に、この反応容器を大気へ開け、10mLアセトンおよび40mLのメタノールをこの反応混合物へ添加した。結果として生じるゲル様沈殿物をガラス皿へ移し、100℃のオーブンで一晩乾燥させて、9.1gのPDD/VF/SEFVEターポリマーを無色の固体(Tg18℃)として生じた。分析:実測値:C,24.92、H,0.55、S,5.01。固有粘度:0.389dL/g。元素分析から、このポリマー組成は21%PDD、43%VFおよび37%SEFVEと概算された。
250mLの丸底フラスコ中へ、前の段落において合成したターポリマー5.8g、20mLの脱イオン水、80mLのメタノール、2.0gの炭酸アンモニウムおよび磁気撹拌棒を入れた。この反応混合物を撹拌し、50〜60℃で維持した。一晩の反応後、透明な溶液を得た。80mLの2.0M塩酸をこの混合物へ添加し、混合物中のメタノールを加熱下で蒸発させて、ゲル様沈殿物を形成した。この液体を静かに移し50mLの2.0Mの塩酸を添加して、30分間撹拌した。この液体を静かに移し、80mLの脱イオン水を添加した後、30分間撹拌した。液体をデカントした後、水の洗浄を2回反復し、固体残渣を60℃の真空オーブンで3時間乾燥させた。遊離スルホン酸基を含有する茶色がかった固体(4.6g)を得た。
実施例12
PDD/VF/PPSF(フィード比100:100:150)の合成および加水分解
150mLのステンレス鋼圧力容器中へ、5分間のアルゴンパージの後、磁気撹拌棒、3.66gのPDD、6.3gのPPSF、12mLのVertrel(登録商標)XF、0.6mLのHFPO二量体ペルオキシド溶液(0.12M)を入れた後、0℃で0.96gのフッ化ビニリデンガスを負荷した。この反応混合物を圧力容器中に密封し、水浴中で室温にて撹拌した。一晩の反応後に、この反応容器を大気へ開き、10mLのアセトンおよび40mLのメタノールを反応混合物へ添加した。結果として生じるゲル様沈殿物をガラス皿へ移し、100℃のオーブンで一晩乾燥させて、6.0gのPDD/VF/PPSFターポリマーを無色の固体(Tg58℃)として生じた。
PDD/VF/PPSF(フィード比100:100:150)の合成および加水分解
150mLのステンレス鋼圧力容器中へ、5分間のアルゴンパージの後、磁気撹拌棒、3.66gのPDD、6.3gのPPSF、12mLのVertrel(登録商標)XF、0.6mLのHFPO二量体ペルオキシド溶液(0.12M)を入れた後、0℃で0.96gのフッ化ビニリデンガスを負荷した。この反応混合物を圧力容器中に密封し、水浴中で室温にて撹拌した。一晩の反応後に、この反応容器を大気へ開き、10mLのアセトンおよび40mLのメタノールを反応混合物へ添加した。結果として生じるゲル様沈殿物をガラス皿へ移し、100℃のオーブンで一晩乾燥させて、6.0gのPDD/VF/PPSFターポリマーを無色の固体(Tg58℃)として生じた。
250mLの丸底フラスコ中へ、前の段落において合成したターポリマー4.0g、20mLの脱イオン水、60mLのメタノール、1.5gの炭酸アンモニウムおよび磁気撹拌棒を入れた。この反応混合物を撹拌し、50〜60℃で維持した。一晩の反応後に、透明な溶液を得た。80mLの2.0Mの塩酸をこの混合物へ添加し、混合物中のメタノールを加熱下で蒸発させて、ゲル様沈殿物を形成した。この液体を静かに移し、50mLの2.0M塩酸を添加し、30分間撹拌した。この液体を静かに移し、80mLの脱イオン水を添加した後、30分間撹拌した。液体をデカントした後、水洗浄を2回反復し、固体残渣を60℃の真空オーブンで3時間乾燥させた。遊離スルホン酸基を含有する少々茶色がかった固体(3.0g)を得た。
Claims (13)
- (a)液体媒体中で、ペンダントスルホン酸基を含有するフッ化ポリマーを、その陰イオン共役体ブレンステッド酸が25℃の水中で1.0未満のpKaを有する銀塩と接触させること、但し前記フッ化コポリマーにおいて存在する炭素−水素基および炭素フッ素基の合計の少なくとも10%が炭素−フッ素基であることを条件とすること、ならびに
(b)任意選択で溶液を濾過して不溶性材料を除去すること
を含む、銀イオノマーを生成するための過程。 - (a)液体媒体中で、ペンダントスルホン酸基を含有するフッ化ポリマーを、その陰イオンの共役体ブレンステッド酸が25℃の水中で1.0未満のpKaを有する銀塩と接触させることによって銀イオノマーを形成すること、但し存在する炭素−水素基および炭素フッ素基の合計の少なくとも10%の前記フッ化コポリマーが炭素−フッ素基であることを条件とすること、
(b)前記銀イオノマーから膜を生成することであり、前記膜が第1の側部および第2の側部を有すること、ならびに
(c)前記膜の前記第1の側部を1つ以上のアルケン類および1つ以上のアルカン類からなる第1の気体混合物へ曝露すること、
(d)駆動力を提供すること、
(e)前記膜の第2の側部上で、前記第1の気体混合物よりもアルカンに対するアルケンの高い比を有する第2の気体混合物を生成すること
を含む、1つ以上のアルケン類から1つ以上のアルカン類を分離することからの過程。 - (a)液体媒体中で、ペンダントスルホン酸基を含有するフッ化ポリマーを銀塩と接触させること、但し前記フッ化コポリマーにおいて存在する炭素−水素基および炭素フッ素基の合計の少なくとも10%が炭素−フッ素基であることを条件とすること、ならびに
(b)前記イオノマーを、25℃の水中でそのpKaが約1以下であるブレンステッド酸と接触させること
を含む、銀イオノマーを生成するための過程。 - (a)液体媒体中で、ペンダントスルホン酸基または過程条件下でペンダントスルホン酸基へと容易に変換される基を含有するフッ化ポリマー、銀塩を接触させて、銀イオノマーを形成すること、但し存在する炭素−水素基および炭素フッ素基の合計の少なくとも10%の前記フッ化コポリマーが炭素−フッ素基であることを条件とすること、
(b)前記銀イオノマーを、25℃の水中で約1.0未満のpKaを有するブレンステッド酸と接触させること、
(c)前記銀イオノマーから膜を生成することであり、前記膜が第1の側部および第2の側部を有すること、ならびに
(d)前記膜の前記第1の側部を1つ以上のアルケン類および1つ以上のアルカン類からなる第1の気体混合物へ曝露すること、
(e)駆動力を提供すること、ならびに
(f)前記膜の第2の側部上で、前記第1の気体混合物よりもアルカンに対するアルケンの高い比を有する第2の気体混合物を生成すること
を含む、1つ以上のアルケン類から1つ以上のアルカン類を分離するための過程。 - 前記フッ化ポリマー中に過フッ化環状または環化可能なモノマーから得られる反復単位を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の過程。
- 前記銀塩は、硝化銀または過塩素酸銀である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の過程。
- 前記塩は、硝酸銀である、請求項6に記載の過程。
- 前記ブレンステッド酸は、硝酸である、請求項3または4に記載の過程。
- ペンダントスルホン酸基を含有する前記フッ化ポリマーは、前記銀イオノマーが形成される前に過酸化水素水と接触される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の過程。
- ペンダントスルホン酸基を含有する前記フッ化ポリマーは、前記銀イオノマーが形成される前に過酸化水素水と接触され、および前記銀塩は、硝酸銀または過塩素酸銀である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の過程。
- ペンダントスルホン酸基を含有する前記フッ化ポリマーは、前記11族金属イオノマーが形成される前、および/または間および/または直後に過酸化水素水と接触される、請求項4に記載の過程。
- 硫黄化合物は、1つ以上のアルケン類および1つ以上のアルカン類からなる前記第1の混合物と前記膜の前記第1の側部との接触の前に、1つ以上のアルケン類および1つ以上のアルカン類からなる前記第1の混合物から除去される、請求項4または11に記載の過程。
- ペンダントスルホン酸基を含有する前記フッ化ポリマーは、前記11族金属イオノマーが形成される前に過酸化水素水と接触される、請求項12に記載の過程。
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562159646P | 2015-05-11 | 2015-05-11 | |
US201562159668P | 2015-05-11 | 2015-05-11 | |
US62/159,668 | 2015-05-11 | ||
US62/159,646 | 2015-05-11 | ||
US201562262169P | 2015-12-02 | 2015-12-02 | |
US62/262,169 | 2015-12-02 | ||
PCT/US2016/031130 WO2016182886A1 (en) | 2015-05-11 | 2016-05-06 | Improved membranes for separation of alkenes from alkanes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018518561A true JP2018518561A (ja) | 2018-07-12 |
Family
ID=57248230
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017558731A Pending JP2018518561A (ja) | 2015-05-11 | 2016-05-06 | アルカン類からのアルケン類の分離のための改善された膜 |
JP2017558719A Active JP6774966B2 (ja) | 2015-05-11 | 2016-05-06 | アルカン類からのアルケン類の分離のための薄膜複合膜 |
JP2017558732A Pending JP2018519372A (ja) | 2015-05-11 | 2016-05-06 | アルケン−アルカン分離膜における使用のためのコポリマー |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017558719A Active JP6774966B2 (ja) | 2015-05-11 | 2016-05-06 | アルカン類からのアルケン類の分離のための薄膜複合膜 |
JP2017558732A Pending JP2018519372A (ja) | 2015-05-11 | 2016-05-06 | アルケン−アルカン分離膜における使用のためのコポリマー |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (4) | US10399044B2 (ja) |
EP (4) | EP3294696A4 (ja) |
JP (3) | JP2018518561A (ja) |
KR (3) | KR20180008564A (ja) |
CN (4) | CN107614549A (ja) |
WO (4) | WO2016182886A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020171918A (ja) * | 2019-01-07 | 2020-10-22 | コンパクト メンブレイン システムズ インコーポレイテッド | アルケンをガス状供給混合物から分離するための薄膜複合膜およびプロセス |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018209362A1 (en) | 2017-05-12 | 2018-11-15 | Compact Membrane Systems, Inc. | Improved membranes for separating alkenes from other compounds |
WO2019191388A1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | Compact Membrane Systems Inc. | Carbon dioxide separation membranes and process |
US11040312B2 (en) * | 2019-05-09 | 2021-06-22 | Pall Corporation | Porous membrane having a fluorinated copolymer as surface treatment |
US11905350B2 (en) * | 2019-09-09 | 2024-02-20 | Compact Membrane Systems, Inc. | Gas permeable fluoropolymers and ionomers |
CN111085120B (zh) * | 2019-12-30 | 2022-02-22 | 山东天维膜技术有限公司 | 一种单价选择性阳离子交换膜的制备方法 |
CN115066290A (zh) * | 2020-02-06 | 2022-09-16 | 新加坡国立大学 | 复合膜及其制备方法 |
WO2021202255A1 (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | Compact Membrane Systems, Inc. | Method for removing ethylene from agricultural products |
CA3224956A1 (en) | 2021-07-12 | 2023-01-19 | Sudipto Majumdar | Thin-film composite membranes having improved adhesion between layers and uses thereof |
WO2023023280A1 (en) * | 2021-08-18 | 2023-02-23 | Freeman Benny D | Selective and hydrogen-stable facilitated transport membranes for olefin-paraffin separation |
WO2023022847A1 (en) | 2021-08-19 | 2023-02-23 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Membrane-based separation processes enhanced with an absorption device |
Family Cites Families (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3758603A (en) | 1972-05-12 | 1973-09-11 | Standard Oil Co | Process for separation of unsaturated hydrocarbons |
US3758605A (en) | 1972-09-13 | 1973-09-11 | Standard Oil Co | Process |
US4614524A (en) | 1984-12-31 | 1986-09-30 | Monsanto Company | Water-free hydrocarbon separation membrane and process |
US4731263A (en) | 1986-09-26 | 1988-03-15 | The Dow Chemical Company | Method for the preparation of ionomer films |
US4741744A (en) * | 1987-02-20 | 1988-05-03 | The Dow Chemical Company | Hydrated metal ionomer membranes for gas separation |
US5062866A (en) | 1988-10-13 | 1991-11-05 | Exxon Research And Engineering Co. | Polymeric membrane and process for separation of aliphatically unsaturated hydrocarbons |
US5015268A (en) | 1988-10-13 | 1991-05-14 | Exxon Research And Engineering Co. | Polymeric membrane and process for separating aliphatically unsaturated hydrocarbons |
WO1990015662A1 (en) | 1989-06-15 | 1990-12-27 | Du Pont Canada Inc. | Perfluorodioxole membranes |
US5191151A (en) * | 1991-12-18 | 1993-03-02 | Phillips Petroleum Company | Use of silver-exchanged ionomer membranes for gas separation |
EP0709424A1 (en) | 1994-10-31 | 1996-05-01 | Ferro Corporation | Color concentrates |
US5880241A (en) | 1995-01-24 | 1999-03-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Olefin polymers |
AU3284197A (en) * | 1996-05-17 | 1997-12-09 | Colorado School Of Mines | Membrane separation of components in a fluid mixture |
US5670051A (en) * | 1996-05-23 | 1997-09-23 | Membrane Technology And Research, Inc. | Olefin separation membrane and process |
US5914154A (en) | 1997-05-30 | 1999-06-22 | Compact Membrane Systems, Inc. | Non-porous gas permeable membrane |
DE19817376A1 (de) * | 1998-04-18 | 1999-10-21 | Univ Stuttgart Lehrstuhl Und I | Säure-Base-Polymerblends und ihre Verwendung in Membranprozessen |
US6369178B1 (en) | 1998-12-23 | 2002-04-09 | Alliedsignal Inc. | Poly (chlorotrifluoroethylene/vinylidenefluoride/vinylester) copolymers with excellent long-term ultraviolet light resistance |
US6299777B1 (en) | 1999-08-17 | 2001-10-09 | Cms Technology Holdings, Inc. | Osmotic distillation process |
KR100315894B1 (ko) | 1999-12-30 | 2001-12-24 | 박호군 | 고분자 전해질을 이용한 알켄 분리용 고체상 촉진 수송분리막 |
US7482415B2 (en) | 2000-02-16 | 2009-01-27 | Daikin Industries, Ltd. | Process for producing fluoroionomer, method for purification and concentration of the ionomer, and method of film formation |
US6361582B1 (en) | 2000-05-19 | 2002-03-26 | Membrane Technology And Research, Inc. | Gas separation using C3+ hydrocarbon-resistant membranes |
US6592650B2 (en) * | 2000-05-19 | 2003-07-15 | Membrane Technology And Research, Inc. | Gas separation using organic-vapor-resistant membranes and PSA |
US6518476B1 (en) | 2000-09-18 | 2003-02-11 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Methods for manufacturing olefins from lower alkans by oxidative dehydrogenation |
EP1211288A1 (fr) | 2000-12-01 | 2002-06-05 | Atofina | Composition conductrice à base de polymère fluoré |
EP1220344B2 (en) * | 2000-12-26 | 2012-08-01 | Asahi Glass Company, Limited | Solid polymer electrolyte membrane, solid polymer fuel cell and fluorpolymer |
CN1318398C (zh) | 2001-02-01 | 2007-05-30 | 旭化成株式会社 | 具有磺酰胺基的全氟乙烯基醚单体 |
EP1256592B1 (en) | 2001-05-07 | 2007-07-11 | Solvay Solexis S.p.A. | Amorphous perfluorinated copolymers |
US6713567B2 (en) * | 2001-07-13 | 2004-03-30 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for forming fluorinated ionomers |
KR100444325B1 (ko) | 2001-07-16 | 2004-08-16 | 한국과학기술연구원 | 안정성이 향상된 은염이 함유된 올레핀 촉진수송 고분자 분리막 및 이의 제조방법 |
US7101938B2 (en) | 2002-07-09 | 2006-09-05 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Method for forming fluorinated ionomers |
CN1319916C (zh) * | 2002-12-02 | 2007-06-06 | 液体空气乔治洛德方法利用和研究的具有监督和管理委员会的有限公司 | 从与链烷烃的混合物中分离烯烃的方法 |
US20040173529A1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-09 | Membrane Technology And Research, Inc. | Liquid-phase separation of low molecular weight organic compounds |
KR100530544B1 (ko) | 2003-04-11 | 2005-11-23 | 한국과학기술연구원 | 전이금속염과 프탈릭 구조를 포함한 고분자로 구성된 고체고분자 전해질층 및 다공성 지지막을 포함하는 촉진 수송분리막 |
CA2426629C (en) | 2003-04-25 | 2012-09-25 | Nova Chemicals Corporation | Process for the separation of olefins from paraffins using membranes |
US20060014887A1 (en) * | 2004-07-19 | 2006-01-19 | 3M Innovative Properties Company | Method of hydrolyzing a dispersion of ionic fluoropolymer |
ITMI20050445A1 (it) * | 2005-03-17 | 2006-09-18 | Solvay Solexis Spa | Membrana ionomerica composta |
KR100611682B1 (ko) | 2005-07-12 | 2006-08-14 | 한국과학기술연구원 | 은 나노 입자/고분자 나노 복합체를 이용한 올레핀/파라핀분리용 나노 복합 분리막 및 제조 방법 |
US8497049B2 (en) * | 2007-04-02 | 2013-07-30 | GM Global Technology Operations LLC | Hydrophilic and corrosion resistant fuel cell components |
AU2008358898B2 (en) * | 2008-07-02 | 2014-08-28 | Uop Llc | Mixed matrix membranes incorporating microporous polymers as fillers |
US8153738B2 (en) * | 2008-12-23 | 2012-04-10 | E I Du Pont De Nemours And Company | Fluoropolymer produced by aqueous polymerization using dispersed particulate of fluorinated ionomer |
US20110266220A1 (en) | 2009-01-07 | 2011-11-03 | Cms Technologies Holdings, Inc. | Separations with highly selective fluoropolymer membranes |
US9079138B2 (en) | 2010-10-25 | 2015-07-14 | Cms Technologies Holdings, Inc. | Organic fluid permeation through fluoropolymer membranes |
CN103263860B (zh) * | 2013-05-26 | 2015-03-25 | 北京工商大学 | 一种聚氟乙烯分离膜的制备方法 |
AU2013206560A1 (en) * | 2013-06-27 | 2015-01-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Method, system and apparatus for rendering |
US10029248B2 (en) * | 2013-07-18 | 2018-07-24 | Compact Membrane Systems Inc. | Membrane separation of olefin and paraffin mixtures |
US9120834B2 (en) | 2013-10-31 | 2015-09-01 | Cms Technologies Holdings, Inc. | Membrane separation of ionic liquid solutions |
-
2016
- 2016-05-06 KR KR1020177035638A patent/KR20180008564A/ko not_active Application Discontinuation
- 2016-05-06 WO PCT/US2016/031130 patent/WO2016182886A1/en unknown
- 2016-05-06 US US15/573,442 patent/US10399044B2/en active Active
- 2016-05-06 JP JP2017558731A patent/JP2018518561A/ja active Pending
- 2016-05-06 CN CN201680032925.1A patent/CN107614549A/zh active Pending
- 2016-05-06 EP EP16793240.9A patent/EP3294696A4/en not_active Withdrawn
- 2016-05-06 KR KR1020177035568A patent/KR20180008559A/ko unknown
- 2016-05-06 US US15/573,287 patent/US20180111099A1/en not_active Abandoned
- 2016-05-06 CN CN201680032939.3A patent/CN107614466A/zh active Pending
- 2016-05-06 WO PCT/US2016/031117 patent/WO2016182880A1/en unknown
- 2016-05-06 US US15/573,199 patent/US20180085714A1/en not_active Abandoned
- 2016-05-06 WO PCT/US2016/031140 patent/WO2016182889A1/en unknown
- 2016-05-06 JP JP2017558719A patent/JP6774966B2/ja active Active
- 2016-05-06 CN CN201680037766.4A patent/CN107835797A/zh active Pending
- 2016-05-06 KR KR1020177035637A patent/KR102118877B1/ko active IP Right Grant
- 2016-05-06 EP EP16793233.4A patent/EP3294782A1/en not_active Withdrawn
- 2016-05-06 EP EP16793237.5A patent/EP3294694A1/en not_active Withdrawn
- 2016-05-06 JP JP2017558732A patent/JP2018519372A/ja active Pending
- 2016-05-06 CN CN201680035437.6A patent/CN107683273B/zh active Active
- 2016-05-06 EP EP16793238.3A patent/EP3294695B1/en active Active
- 2016-05-06 US US15/573,436 patent/US20180093230A1/en not_active Abandoned
- 2016-05-06 WO PCT/US2016/031135 patent/WO2016182887A1/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020171918A (ja) * | 2019-01-07 | 2020-10-22 | コンパクト メンブレイン システムズ インコーポレイテッド | アルケンをガス状供給混合物から分離するための薄膜複合膜およびプロセス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016182886A1 (en) | 2016-11-17 |
JP2018519372A (ja) | 2018-07-19 |
US20180111098A1 (en) | 2018-04-26 |
EP3294695A1 (en) | 2018-03-21 |
CN107683273B (zh) | 2021-09-10 |
EP3294695A4 (en) | 2018-12-12 |
KR20180008563A (ko) | 2018-01-24 |
WO2016182880A1 (en) | 2016-11-17 |
CN107614549A (zh) | 2018-01-19 |
CN107614466A (zh) | 2018-01-19 |
US10399044B2 (en) | 2019-09-03 |
EP3294696A4 (en) | 2018-12-19 |
JP2018517549A (ja) | 2018-07-05 |
US20180085714A1 (en) | 2018-03-29 |
WO2016182889A1 (en) | 2016-11-17 |
CN107835797A (zh) | 2018-03-23 |
EP3294695B1 (en) | 2020-09-30 |
US20180093230A1 (en) | 2018-04-05 |
EP3294694A1 (en) | 2018-03-21 |
CN107683273A (zh) | 2018-02-09 |
KR20180008564A (ko) | 2018-01-24 |
EP3294696A1 (en) | 2018-03-21 |
KR20180008559A (ko) | 2018-01-24 |
EP3294782A1 (en) | 2018-03-21 |
JP6774966B2 (ja) | 2020-10-28 |
US20180111099A1 (en) | 2018-04-26 |
WO2016182887A1 (en) | 2016-11-17 |
KR102118877B1 (ko) | 2020-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2018518561A (ja) | アルカン類からのアルケン類の分離のための改善された膜 | |
JP6536962B2 (ja) | オレフィン及びパラフィン混合物の膜分離 | |
CA2373379C (en) | Porous hydrophilic membranes | |
US4741744A (en) | Hydrated metal ionomer membranes for gas separation | |
JP5319067B2 (ja) | E−ビームにより架橋されたポリマー電解質 | |
EP0239888B1 (en) | Gas separations using membranes comprising perfluorinated polymers with pendant ionomeric moieties | |
JP2007515508A (ja) | E−ビームにより架橋された臭素、塩素またはヨウ素官能性のポリマー電解質 | |
JP2020171918A (ja) | アルケンをガス状供給混合物から分離するための薄膜複合膜およびプロセス | |
Ahmad et al. | Deposition of a polymeric porous superhydrophobic thin layer on the surface of poly (vinylidenefluoride) hollow fiber membrane | |
JP7261812B2 (ja) | 二酸化炭素分離膜および二酸化炭素分離プロセス | |
JP2018518469A (ja) | アルカン類からのアルケン類の分離のための改善された過程 | |
CN110769922A (zh) | 用于将烯烃与其它化合物分离的改进的膜 | |
JPH05329343A (ja) | フッ素系重合体よりなるガス分離膜 | |
JP2023002341A (ja) | ガス分離膜 |