JP3122758B2 - 気相におけるメタノール蒸気分離膜 - Google Patents
気相におけるメタノール蒸気分離膜Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気相におけるメタ
ノール蒸気の分離膜に関する。
ノール蒸気の分離膜に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】メタノー
ル−水系などの溶液系（液相）におけるメタノールの分
離は、これまでにパーベーパレーション等の方法で試み
られ、液相におけるメタノール分離膜が開発されてい
る。しかしながら、メタノールが気体となるメタノール
の沸点（約６５℃）以上の温度でのメタノール−水素系
などの気相系におけるメタノール蒸気の分離膜は、これ
までにほとんど報告がない。
ル−水系などの溶液系（液相）におけるメタノールの分
離は、これまでにパーベーパレーション等の方法で試み
られ、液相におけるメタノール分離膜が開発されてい
る。しかしながら、メタノールが気体となるメタノール
の沸点（約６５℃）以上の温度でのメタノール−水素系
などの気相系におけるメタノール蒸気の分離膜は、これ
までにほとんど報告がない。
【０００３】気相系におけるメタノール蒸気の分離は、
例えば、メタノール蒸気が生成するようなメタノール合
成反応などで、非平衡型反応器を用いる場合に有効であ
ると考えられる。これらの反応は１００℃以上で行われ
るので、従来の有機膜では耐熱性の点で難しく、高いメ
タノール分離能を有する無機膜が必要である。
例えば、メタノール蒸気が生成するようなメタノール合
成反応などで、非平衡型反応器を用いる場合に有効であ
ると考えられる。これらの反応は１００℃以上で行われ
るので、従来の有機膜では耐熱性の点で難しく、高いメ
タノール分離能を有する無機膜が必要である。
【０００４】本発明は、気相においてメタノール蒸気と
他の気体とを効率よく分離できる無機のメタノール蒸気
分離膜を提供することを主な目的とする。
他の気体とを効率よく分離できる無機のメタノール蒸気
分離膜を提供することを主な目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために研究を重ねた結果、無機多孔体の表面を
特定の方法で修飾することにより、優れたメタノール蒸
気分離能が付与されることを見出し、本発明を完成する
に至った。
達成するために研究を重ねた結果、無機多孔体の表面を
特定の方法で修飾することにより、優れたメタノール蒸
気分離能が付与されることを見出し、本発明を完成する
に至った。
【０００６】すなわち、本発明は、下記のメタノール蒸
気分離膜を提供するものである；１．金属アルコキシド
の少なくとも１種を含む溶液を無機多孔体の表面に塗布
し、乾燥し、０〜２００℃の温度で１時間〜２週間保持
して得られた無機キセロゲル膜からなるメタノール蒸気
分離膜。
気分離膜を提供するものである；１．金属アルコキシド
の少なくとも１種を含む溶液を無機多孔体の表面に塗布
し、乾燥し、０〜２００℃の温度で１時間〜２週間保持
して得られた無機キセロゲル膜からなるメタノール蒸気
分離膜。
【０００７】２．無機多孔体表面のＯＨ基に、トリメチ
ルクロロシラン、エチルジメチルクロロシラン、オクタ
デシルジメチルクロロシランおよびプロピルジメチルク
ロロシランから選択される少なくとも１種のシランカッ
プリング剤を反応させて得られた無機多孔膜からなるメ
タノール蒸気分離膜。
ルクロロシラン、エチルジメチルクロロシラン、オクタ
デシルジメチルクロロシランおよびプロピルジメチルク
ロロシランから選択される少なくとも１種のシランカッ
プリング剤を反応させて得られた無機多孔膜からなるメ
タノール蒸気分離膜。
【０００８】
【発明の実施の形態】先ず、金属アルコキシドの少なく
とも１種を含む溶液を無機多孔体の表面に塗布し、乾燥
し、熟成させて得られた無機キセロゲル膜からなるメタ
ノール蒸気分離膜について詳細に説明する。
とも１種を含む溶液を無機多孔体の表面に塗布し、乾燥
し、熟成させて得られた無機キセロゲル膜からなるメタ
ノール蒸気分離膜について詳細に説明する。
【０００９】本発明における無機多孔体の材質として
は、特に限定されるものではないが、シリカ系セラミッ
クス、シリカ系ガラス、アルミナ系セラミックス、チタ
ニア系セラミックス、ジルコニア系セラミックスなどが
挙げられる。無機多孔体における細孔径は、特に限定さ
れないが、平均細孔径として、通常１ｎｍ〜１μｍ程度
であることが好ましく、４ｎｍ〜０．２μｍ程度である
ことがより好ましい。
は、特に限定されるものではないが、シリカ系セラミッ
クス、シリカ系ガラス、アルミナ系セラミックス、チタ
ニア系セラミックス、ジルコニア系セラミックスなどが
挙げられる。無機多孔体における細孔径は、特に限定さ
れないが、平均細孔径として、通常１ｎｍ〜１μｍ程度
であることが好ましく、４ｎｍ〜０．２μｍ程度である
ことがより好ましい。
【００１０】本発明における金属アルコキシドとして
は、特に限定されるものではないが、メチルトリメトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメチルシ
リケート、テトラエチルシリケート、ジルコニウムテト
ラプロポキシド、チタンテトラブトキシド、アルミニウ
ムイソプロポキシド、アルミニウムブトキシド、トリメ
チルボラート、トリエチルボラートなどが例示される。
これらの金属アルコキシドは、単独または２種以上を混
合して、溶液の状態で使用する。
は、特に限定されるものではないが、メチルトリメトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメチルシ
リケート、テトラエチルシリケート、ジルコニウムテト
ラプロポキシド、チタンテトラブトキシド、アルミニウ
ムイソプロポキシド、アルミニウムブトキシド、トリメ
チルボラート、トリエチルボラートなどが例示される。
これらの金属アルコキシドは、単独または２種以上を混
合して、溶液の状態で使用する。
【００１１】金属アルコキシド溶液として水系溶液を使
用する場合には、金属アルコキシド１モルに対し、通
常、水１〜５モル程度、アルコール１０〜３０モル程
度、酸０〜０．１モル程度を配合して調製する。
用する場合には、金属アルコキシド１モルに対し、通
常、水１〜５モル程度、アルコール１０〜３０モル程
度、酸０〜０．１モル程度を配合して調製する。
【００１２】金属アルコキシド水系溶液の調製に使用す
るアルコールとしては、特に限定されないが、メチルア
ルコール、エチルアルコール、プロパノールなどが挙げ
られる。酸としても、特に限定されないが、硝酸、塩酸
などが挙げられる。
るアルコールとしては、特に限定されないが、メチルア
ルコール、エチルアルコール、プロパノールなどが挙げ
られる。酸としても、特に限定されないが、硝酸、塩酸
などが挙げられる。
【００１３】金属アルコキシド溶液として非水系溶液を
使用する場合には、テトラヒドロフラン、クロロホル
ム、アセトンなどの有機溶媒に金属アルコキシドを溶解
させて使用する。非水系溶液を使用する場合には、金属
アルコキシド１モルに対し、有機溶媒１０〜３０モル程
度を配合して調製する。
使用する場合には、テトラヒドロフラン、クロロホル
ム、アセトンなどの有機溶媒に金属アルコキシドを溶解
させて使用する。非水系溶液を使用する場合には、金属
アルコキシド１モルに対し、有機溶媒１０〜３０モル程
度を配合して調製する。
【００１４】本発明における無機キセロゲル膜は、上記
のような金属アルコキシドの溶液を無機多孔体の表面に
塗布し、乾燥し、熟成させることにより、製造される。
のような金属アルコキシドの溶液を無機多孔体の表面に
塗布し、乾燥し、熟成させることにより、製造される。
【００１５】無機多孔体に対する金属アルコキシドの塗
布方法は、均一な塗膜が形成される限り、特に限定され
ないが、通常、ディッピング法、スプレー法、スピン法
などが採用される。塗膜の均一性の観点からは、ディッ
ピング法がより好ましい。
布方法は、均一な塗膜が形成される限り、特に限定され
ないが、通常、ディッピング法、スプレー法、スピン法
などが採用される。塗膜の均一性の観点からは、ディッ
ピング法がより好ましい。
【００１６】無機多孔体に対する金属アルコキシド溶液
の塗布厚さは、通常、０．１〜１０μｍ程度であり、よ
り好ましくは１〜５μｍ程度である。
の塗布厚さは、通常、０．１〜１０μｍ程度であり、よ
り好ましくは１〜５μｍ程度である。
【００１７】無機多孔体表面に金属アルコキシド溶液の
塗膜を形成した後、乾燥する。乾燥は、塗膜表面が接触
により大きく変形しない程度まで行えばよい。乾燥条件
は、溶液の種類、濃度、塗膜の厚さなどにより変わりう
るので、特に限定されるものではないが、通常、室温〜
５０℃程度で１０分〜１時間程度である。
塗膜を形成した後、乾燥する。乾燥は、塗膜表面が接触
により大きく変形しない程度まで行えばよい。乾燥条件
は、溶液の種類、濃度、塗膜の厚さなどにより変わりう
るので、特に限定されるものではないが、通常、室温〜
５０℃程度で１０分〜１時間程度である。
【００１８】次いで、無機多孔体上に形成した塗膜を熟
成させる。この塗膜の熟成工程は、均一な微小細孔を有
し、構造的に連続した均質な無機キセロゲル膜を形成さ
せるための必須の要件である。より具体的には、上記の
ようにして乾燥した塗膜を０〜２００℃程度の温度で１
時間〜２週間程度保持する。熟成は、温度が高いほど短
時間で終了する。一般的には、１００℃では１〜２時間
程度で終了し、室温近傍では１〜２週間程度を要する。
従って、金属アルコキシドの種類などに応じて、上記の
範囲内で適切な条件を採用すればよい。
成させる。この塗膜の熟成工程は、均一な微小細孔を有
し、構造的に連続した均質な無機キセロゲル膜を形成さ
せるための必須の要件である。より具体的には、上記の
ようにして乾燥した塗膜を０〜２００℃程度の温度で１
時間〜２週間程度保持する。熟成は、温度が高いほど短
時間で終了する。一般的には、１００℃では１〜２時間
程度で終了し、室温近傍では１〜２週間程度を要する。
従って、金属アルコキシドの種類などに応じて、上記の
範囲内で適切な条件を採用すればよい。
【００１９】上記のようにして得られた無機キセロゲル
膜は、無機多孔体上に塗膜として存在する複合材料とし
て使用することが可能であり、また無機多孔体から分離
して単独の膜として使用することも可能である。前者の
場合には、無機多孔体が基板としての機能を発揮する。
後者の場合には、さらに他の基材と複合化して使用して
もよい。
膜は、無機多孔体上に塗膜として存在する複合材料とし
て使用することが可能であり、また無機多孔体から分離
して単独の膜として使用することも可能である。前者の
場合には、無機多孔体が基板としての機能を発揮する。
後者の場合には、さらに他の基材と複合化して使用して
もよい。
【００２０】本発明における無機キセロゲル膜は、三次
元の金属−酸素結合からなるネットワーク構造を有して
おり、均一な微小細孔を有する構造的に連続した均質な
無機キセロゲル膜である。
元の金属−酸素結合からなるネットワーク構造を有して
おり、均一な微小細孔を有する構造的に連続した均質な
無機キセロゲル膜である。
【００２１】次に、無機多孔体表面のＯＨ基にシランカ
ップリング剤を反応させることにより、無機多孔体の細
孔部の表面を改質させて得られた無機多孔膜からなるメ
タノール蒸気分離膜について詳細に説明する。
ップリング剤を反応させることにより、無機多孔体の細
孔部の表面を改質させて得られた無機多孔膜からなるメ
タノール蒸気分離膜について詳細に説明する。
【００２２】本発明における無機多孔体の材質として
は、特に限定されるものではないが、シリカ系セラミッ
クス、シリカ系ガラス、アルミナ系セラミックス、チタ
ニア系セラミックス、ジルコニア系セラミックスなどが
挙げられる。無機多孔体における細孔径は、特に限定さ
れないが、平均細孔径として、通常１ｎｍ〜０．１μｍ
程度であることが好ましく、１〜１０ｎｍ程度であるこ
とがより好ましい。このような無機多孔体においては、
その表面にＯＨ基が存在する。
は、特に限定されるものではないが、シリカ系セラミッ
クス、シリカ系ガラス、アルミナ系セラミックス、チタ
ニア系セラミックス、ジルコニア系セラミックスなどが
挙げられる。無機多孔体における細孔径は、特に限定さ
れないが、平均細孔径として、通常１ｎｍ〜０．１μｍ
程度であることが好ましく、１〜１０ｎｍ程度であるこ
とがより好ましい。このような無機多孔体においては、
その表面にＯＨ基が存在する。
【００２３】本発明におけるシランカップリング剤とし
ては、特に限定されるものではないが、トリメチルクロ
ロシラン、エチルジメチルクロロシラン、オクタデシル
ジメチルクロロシラン、プロピルジメチルクロロシラン
などが例示される。これらのシランカップリング剤は、
単独または２種以上を混合して、溶液の状態で使用す
る。
ては、特に限定されるものではないが、トリメチルクロ
ロシラン、エチルジメチルクロロシラン、オクタデシル
ジメチルクロロシラン、プロピルジメチルクロロシラン
などが例示される。これらのシランカップリング剤は、
単独または２種以上を混合して、溶液の状態で使用す
る。
【００２４】シランカップリング剤溶液の調製に使用す
る有機溶媒としては、特に限定されないが、トルエン、
キシレン、ベンゼン、テトラヒドロフランなどが挙げら
れる。シランカップリング剤溶液は、シランカップリン
グ剤１重量部に対し、有機溶媒１０〜５０重量部程度を
配合して調製する。
る有機溶媒としては、特に限定されないが、トルエン、
キシレン、ベンゼン、テトラヒドロフランなどが挙げら
れる。シランカップリング剤溶液は、シランカップリン
グ剤１重量部に対し、有機溶媒１０〜５０重量部程度を
配合して調製する。
【００２５】本発明において、無機多孔体表面のＯＨ基
にシランカップリング剤を反応させるには、例えば、シ
ランカップリング剤溶液中に無機多孔体を浸漬し、加熱
し、必要に応じてリフラックスすることにより行う。こ
のようにすることにより、無機多孔体の細孔部の表面が
改質されて無機多孔膜が得られる。
にシランカップリング剤を反応させるには、例えば、シ
ランカップリング剤溶液中に無機多孔体を浸漬し、加熱
し、必要に応じてリフラックスすることにより行う。こ
のようにすることにより、無機多孔体の細孔部の表面が
改質されて無機多孔膜が得られる。
【００２６】すなわち、例えば、無機多孔体としてシリ
カ系セラミックスまたはシリカ系ガラスを用い、シラン
カップリング剤としてオクタデシルジメチルクロロシラ
ンを用いて反応させると、下記反応式に示すようにシリ
ル化が起こり、無機多孔体表面のＯＨ基の活性水素がト
リアルキルシリル基などの３置換シリル基で置換され
る。
カ系セラミックスまたはシリカ系ガラスを用い、シラン
カップリング剤としてオクタデシルジメチルクロロシラ
ンを用いて反応させると、下記反応式に示すようにシリ
ル化が起こり、無機多孔体表面のＯＨ基の活性水素がト
リアルキルシリル基などの３置換シリル基で置換され
る。
【００２７】 ≡Ｓｉ−ＯＨ ＋ Ｃ18Ｈ37（ＣＨ3）2ＳｉＣｌ → ≡Ｓｉ−ＯＳｉ（ＣＨ3）2Ｃ18Ｈ37 ＋ ＨＣｌ このようにして、無機多孔体の細孔部の表面にオクタデ
シル基などの官能基が導入されて改質され、表面は疎水
性となる。図１は、無機多孔体の細孔部の表面の改質前
後の状態を示す模式図であり、Ａは改質前の無機多孔体
の細孔部の表面を示し、Ｂはオクタデシルジメチルクロ
ロシランにより改質された細孔部の表面を示す。
シル基などの官能基が導入されて改質され、表面は疎水
性となる。図１は、無機多孔体の細孔部の表面の改質前
後の状態を示す模式図であり、Ａは改質前の無機多孔体
の細孔部の表面を示し、Ｂはオクタデシルジメチルクロ
ロシランにより改質された細孔部の表面を示す。
【００２８】加熱して反応させる際の温度は、特に限定
されるものではないが、５０〜１５０℃程度の温度で行
なうのが好ましい。リフラックスさせる場合の温度は、
シランカップリング剤溶液中の有機溶媒の種類によって
異なり、特に限定されるものではないが、５０〜１５０
℃程度の温度で行なうのが好ましい。
されるものではないが、５０〜１５０℃程度の温度で行
なうのが好ましい。リフラックスさせる場合の温度は、
シランカップリング剤溶液中の有機溶媒の種類によって
異なり、特に限定されるものではないが、５０〜１５０
℃程度の温度で行なうのが好ましい。
【００２９】反応時間についても、特に限定されるもの
ではないが、１〜２４時間程度が好ましい。
ではないが、１〜２４時間程度が好ましい。
【００３０】以上のようにして得られた無機キセロゲル
膜からなるメタノール蒸気分離膜の平均細孔径は１ｎｍ
以下であり、従来の無機多孔膜のそれよりもかなり小さ
いために細孔内で選択的にメタノールが凝縮し、メタノ
ールが透過しやすくなる。また、表面改質した無機多孔
膜からなるメタノール蒸気分離膜は、その平均細孔径が
１〜４ｎｍ程度であり、細孔部の表面がメタノールと親
和性が高いために細孔内で選択的にメタノールが凝縮
し、メタノールが透過しやすくなる。
膜からなるメタノール蒸気分離膜の平均細孔径は１ｎｍ
以下であり、従来の無機多孔膜のそれよりもかなり小さ
いために細孔内で選択的にメタノールが凝縮し、メタノ
ールが透過しやすくなる。また、表面改質した無機多孔
膜からなるメタノール蒸気分離膜は、その平均細孔径が
１〜４ｎｍ程度であり、細孔部の表面がメタノールと親
和性が高いために細孔内で選択的にメタノールが凝縮
し、メタノールが透過しやすくなる。
【００３１】従って、ヘリウムなどの気体分子よりもメ
タノールの透過性が高くなり、優れたメタノール蒸気分
離能を有する。
タノールの透過性が高くなり、優れたメタノール蒸気分
離能を有する。
【００３２】本発明のメタノール蒸気分離膜において
は、メタノールの透過性が高いために、メタノールと、
水素、ヘリウム、酸素、窒素、二酸化炭素などの気体と
の分離に好適である。
は、メタノールの透過性が高いために、メタノールと、
水素、ヘリウム、酸素、窒素、二酸化炭素などの気体と
の分離に好適である。
【００３３】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。
ころをより一層明確にする。
【００３４】なお、以下の実施例におけるメタノール−
ヘリウムの透過性試験は、図２に示す装置によりメタノ
ール−ヘリウムの混合ガスを用いて行った。混合ガス
は、メタノールを気化し、装置下部でヘリウムと混合す
ることにより作製した。このようなメタノール−ヘリウ
ムの混合ガスを装置下部から導入し、メタノール分離膜
を透過したガスと未透過のガスの組成をガスクロマトグ
ラフを用いて測定し、透過係数比を算出した。透過速度
は、アルゴンスイープガスを止め、メタノール分離膜を
透過したガスの流量を質量流量計により測定して求め
た。
ヘリウムの透過性試験は、図２に示す装置によりメタノ
ール−ヘリウムの混合ガスを用いて行った。混合ガス
は、メタノールを気化し、装置下部でヘリウムと混合す
ることにより作製した。このようなメタノール−ヘリウ
ムの混合ガスを装置下部から導入し、メタノール分離膜
を透過したガスと未透過のガスの組成をガスクロマトグ
ラフを用いて測定し、透過係数比を算出した。透過速度
は、アルゴンスイープガスを止め、メタノール分離膜を
透過したガスの流量を質量流量計により測定して求め
た。
【００３５】実施例１ テトラエチルシリケート１モルに対し、水２モル、塩酸
０．０１モルおよびエタノール２０モルを加えて調製し
た溶液１００ｍｌを室温で３時間撹拌して、均一な溶液
を得た。
０．０１モルおよびエタノール２０モルを加えて調製し
た溶液１００ｍｌを室温で３時間撹拌して、均一な溶液
を得た。
【００３６】この溶液を多孔質ガラス管（ＳｉＯ2約９
７％−Ｂ2Ｏ3約３％、外径５ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ１
０ｃｍ、平均細孔径４ｎｍ）にディップコーティング
し、室温で１時間乾燥した後、得られた塗膜を１５０℃
で２時間熟成させた。同様の操作を６回繰返すことによ
り、多孔質ガラス管表面に厚さ２〜３μｍ、平均細孔径
１ｎｍ以下のキセロゲル膜を形成させた。
７％−Ｂ2Ｏ3約３％、外径５ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ１
０ｃｍ、平均細孔径４ｎｍ）にディップコーティング
し、室温で１時間乾燥した後、得られた塗膜を１５０℃
で２時間熟成させた。同様の操作を６回繰返すことによ
り、多孔質ガラス管表面に厚さ２〜３μｍ、平均細孔径
１ｎｍ以下のキセロゲル膜を形成させた。
【００３７】得られた膜は、均質で透明であった。
【００３８】この膜による１００℃でのメタノール−ヘ
リウムの分離における透過係数比（ＰMeOH／ＰHe）は
２．８であり、メタノールの透過速度は４．６×１０-5
（ｃｍ3（ＳＴＰ）・ｃｍ-2・ｃｍＨｇ-1・ｓ-1）であ
った。
リウムの分離における透過係数比（ＰMeOH／ＰHe）は
２．８であり、メタノールの透過速度は４．６×１０-5
（ｃｍ3（ＳＴＰ）・ｃｍ-2・ｃｍＨｇ-1・ｓ-1）であ
った。
【００３９】実施例２ メチルトリメトキシシラン１モルに対し、水１．５モ
ル、塩酸０．０１モルおよびエタノール２０モルを加え
て調製した溶液１００ｍｌを室温で３時間撹拌して、均
一な溶液を得た。
ル、塩酸０．０１モルおよびエタノール２０モルを加え
て調製した溶液１００ｍｌを室温で３時間撹拌して、均
一な溶液を得た。
【００４０】この溶液を多孔質ガラス管（ＳｉＯ2約９
７％−Ｂ2Ｏ3約３％、外径５ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ１
０ｃｍ、平均細孔径４ｎｍ）にディップコーティング
し、室温で１時間乾燥した後、得られた塗膜を１５０℃
で２時間熟成させた。同様の操作を６回繰返すことによ
り、多孔質ガラス管表面に厚さ２〜３μｍ、平均細孔径
１ｎｍ以下のキセロゲル膜を形成させた。
７％−Ｂ2Ｏ3約３％、外径５ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ１
０ｃｍ、平均細孔径４ｎｍ）にディップコーティング
し、室温で１時間乾燥した後、得られた塗膜を１５０℃
で２時間熟成させた。同様の操作を６回繰返すことによ
り、多孔質ガラス管表面に厚さ２〜３μｍ、平均細孔径
１ｎｍ以下のキセロゲル膜を形成させた。
【００４１】得られた膜は、均質で透明であった。
【００４２】この膜による１００℃でのメタノール−ヘ
リウムの分離における透過係数比（ＰMeOH／ＰHe）は
３．５であり、メタノールの透過速度は２．２×１０-5
（ｃｍ3（ＳＴＰ）・ｃｍ-2・ｃｍＨｇ-1・ｓ-1）であ
った。
リウムの分離における透過係数比（ＰMeOH／ＰHe）は
３．５であり、メタノールの透過速度は２．２×１０-5
（ｃｍ3（ＳＴＰ）・ｃｍ-2・ｃｍＨｇ-1・ｓ-1）であ
った。
【００４３】実施例３ オクタデシルジメチルクロロシラン１．３ｇにトルエン
３０ｇを加えてシランカップリング剤溶液を調製した。
３０ｇを加えてシランカップリング剤溶液を調製した。
【００４４】この溶液に多孔質ガラス管（ＳｉＯ2約９
７％−Ｂ2Ｏ3約３％、外径５ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ１
０ｃｍ、平均細孔径４ｎｍ）を浸漬し、１００℃で２０
時間リフラックスすることにより、ガラス表面にオクタ
デシル基を導入して多孔質ガラス管を表面改質した。こ
のようにして得られた無機多孔膜の平均細孔径は、１ｎ
ｍ程度であった。
７％−Ｂ2Ｏ3約３％、外径５ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ１
０ｃｍ、平均細孔径４ｎｍ）を浸漬し、１００℃で２０
時間リフラックスすることにより、ガラス表面にオクタ
デシル基を導入して多孔質ガラス管を表面改質した。こ
のようにして得られた無機多孔膜の平均細孔径は、１ｎ
ｍ程度であった。
【００４５】この膜による１００℃でのメタノール−ヘ
リウムの分離における透過係数比（ＰMeOH／ＰHe）は１
６．７であり、メタノールの透過速度は４．５×１０-5
（ｃｍ3（ＳＴＰ）・ｃｍ-2・ｃｍＨｇ-1・ｓ-1）であ
った。
リウムの分離における透過係数比（ＰMeOH／ＰHe）は１
６．７であり、メタノールの透過速度は４．５×１０-5
（ｃｍ3（ＳＴＰ）・ｃｍ-2・ｃｍＨｇ-1・ｓ-1）であ
った。
【００４６】実施例４ エチルジメチルクロロシラン１．５ｇにトルエン３０ｇ
を加えてシランカップリング剤溶液を調製した。
を加えてシランカップリング剤溶液を調製した。
【００４７】この溶液に多孔質ガラス管（ＳｉＯ2約９
７％−Ｂ2Ｏ3約３％、外径５ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ１
０ｃｍ、平均細孔径４ｎｍ）を浸漬し、１００℃で２０
時間リフラックスすることにより、ガラス表面にエチル
基を導入して多孔質ガラス管を表面改質した。このよう
にして得られた無機多孔膜の平均細孔径は、２ｎｍ程度
であった。
７％−Ｂ2Ｏ3約３％、外径５ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ１
０ｃｍ、平均細孔径４ｎｍ）を浸漬し、１００℃で２０
時間リフラックスすることにより、ガラス表面にエチル
基を導入して多孔質ガラス管を表面改質した。このよう
にして得られた無機多孔膜の平均細孔径は、２ｎｍ程度
であった。
【００４８】この膜による１００℃でのメタノール−ヘ
リウムの分離における透過係数比（ＰMeOH／ＰHe）は
５．２であり、メタノールの透過速度は８．６×１０-5
（ｃｍ3（ＳＴＰ）・ｃｍ-2・ｃｍＨｇ-1・ｓ-1）であ
った。
リウムの分離における透過係数比（ＰMeOH／ＰHe）は
５．２であり、メタノールの透過速度は８．６×１０-5
（ｃｍ3（ＳＴＰ）・ｃｍ-2・ｃｍＨｇ-1・ｓ-1）であ
った。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、下記のような顕著な効
果が達成される。
果が達成される。
【００５０】（１）本発明によるメタノール蒸気分離膜
は、気相におけるメタノール蒸気の分離性能が極めて優
れている。例えば、メタノール−ヘリウムの１００℃で
の分離において、従来の気体分離膜の透過係数比（ＰMe
OH／ＰHe）は、０．３程度であるのに対し、本発明によ
るメタノール蒸気分離膜の透過係数比（ＰMeOH／ＰHe）
は、３〜１７程度である。
は、気相におけるメタノール蒸気の分離性能が極めて優
れている。例えば、メタノール−ヘリウムの１００℃で
の分離において、従来の気体分離膜の透過係数比（ＰMe
OH／ＰHe）は、０．３程度であるのに対し、本発明によ
るメタノール蒸気分離膜の透過係数比（ＰMeOH／ＰHe）
は、３〜１７程度である。
【００５１】（２）本発明によるメタノール蒸気分離膜
は、炭素−炭素結合からなる高分子系気体分離膜に比し
て、耐熱性に優れている。
は、炭素−炭素結合からなる高分子系気体分離膜に比し
て、耐熱性に優れている。
【図１】無機多孔体の細孔部の表面の改質前後の状態を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】メタノール−ヘリウム透過性試験装置の概略図
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/22 B01D 69/02 B01D 71/02 500 B01D 71/70 500
Claims (2)
- 【請求項１】 金属アルコキシドの少なくとも１種を含
む溶液を無機多孔体の表面に塗布し、乾燥し、０〜２０
０℃の温度で１時間〜２週間保持して得られた無機キセ
ロゲル膜からなるメタノール蒸気分離膜。 - 【請求項２】 無機多孔体表面のＯＨ基に、トリメチル
クロロシラン、エチルジメチルクロロシラン、オクタデ
シルジメチルクロロシランおよびプロピルジメチルクロ
ロシランから選択される少なくとも１種のシランカップ
リング剤を反応させて得られた無機多孔膜からなるメタ
ノール蒸気分離膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09020129A JP3122758B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 気相におけるメタノール蒸気分離膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09020129A JP3122758B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 気相におけるメタノール蒸気分離膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10202073A JPH10202073A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3122758B2 true JP3122758B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=12018531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09020129A Expired - Lifetime JP3122758B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 気相におけるメタノール蒸気分離膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3122758B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6372020B2 (en) * | 1999-08-26 | 2002-04-16 | Jae-Jin Hong | Oxygen enriching membrane |
| JP5856524B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2016-02-09 | 日本碍子株式会社 | シリカ膜フィルタの製造方法 |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP09020129A patent/JP3122758B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10202073A (ja) | 1998-08-04 |
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