JP3433226B2 - 塩素ガス分離膜 - Google Patents
塩素ガス分離膜Info
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- JP3433226B2 JP3433226B2 JP2000335306A JP2000335306A JP3433226B2 JP 3433226 B2 JP3433226 B2 JP 3433226B2 JP 2000335306 A JP2000335306 A JP 2000335306A JP 2000335306 A JP2000335306 A JP 2000335306A JP 3433226 B2 JP3433226 B2 JP 3433226B2
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- gas separation
- separation membrane
- membrane
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩素ガス分離膜、
塩素ガス分離方法および塩素ガス濃縮方法に関する。
塩素ガス分離方法および塩素ガス濃縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】塩素ガスは、毒性を有する。従って、マ
グネシウムの生産プロセスなどの塩素ガスを発するプロ
セスにおいては、空気と塩素ガスの混合ガスから塩素ガ
スを分離することが、重要である。
グネシウムの生産プロセスなどの塩素ガスを発するプロ
セスにおいては、空気と塩素ガスの混合ガスから塩素ガ
スを分離することが、重要である。
【０００３】塩素ガス分離方法としては、一般に、冷却
分離法が採られている。この方法では、複雑な装置が必
要であり、装置の操作も煩雑である。また、塩素ガスが
腐食性を示すので、分離装置の腐食も激しい。さらに、
この方法は、相変化を伴うので、エネルギー的に不利で
あり、省エネルギーの点からも好ましくない。
分離法が採られている。この方法では、複雑な装置が必
要であり、装置の操作も煩雑である。また、塩素ガスが
腐食性を示すので、分離装置の腐食も激しい。さらに、
この方法は、相変化を伴うので、エネルギー的に不利で
あり、省エネルギーの点からも好ましくない。
【０００４】近年、省エネルギー的手法として、有機膜
を用いた膜分離法が、注目されている。しかしながら、
この方法は、少なくとも50℃以上で行う必要があるの
で、腐食性、反応性に非常に富む塩素ガスを分離するに
は、従来の有機膜では耐久性に問題があった。
を用いた膜分離法が、注目されている。しかしながら、
この方法は、少なくとも50℃以上で行う必要があるの
で、腐食性、反応性に非常に富む塩素ガスを分離するに
は、従来の有機膜では耐久性に問題があった。
【０００５】この様に、高い塩素ガス分離能を有し、塩
素ガスの腐食性・反応性に対して優れた耐久性を示す塩
素ガス分離材料の開発が望まれている。
素ガスの腐食性・反応性に対して優れた耐久性を示す塩
素ガス分離材料の開発が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
問題点を鑑みなされたものであって、主として、高い塩
素ガス分解能を有し、且つ塩素ガスに対して優れた耐久
性を示す塩素ガス分離膜およびそれを用いた塩素ガス分
離・濃縮方法を提供することを目的とする。
問題点を鑑みなされたものであって、主として、高い塩
素ガス分解能を有し、且つ塩素ガスに対して優れた耐久
性を示す塩素ガス分離膜およびそれを用いた塩素ガス分
離・濃縮方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、特定の修飾反応に供した水酸基を有する無機多孔
体が、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完
成するに至った。
結果、特定の修飾反応に供した水酸基を有する無機多孔
体が、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完
成するに至った。
【０００８】即ち、本発明は、下記の塩素ガス分離膜お
よびそれを用いた塩素ガス分離または濃縮方法に係る。 １．水酸基が、シランカップリング剤によって修飾され
た無機多孔体からなる塩素ガス分離膜。 ２．上記１に記載の塩素ガス分離膜に塩素ガス含有ガス
を透過させることを特徴とする塩素ガス分離方法。 ３．上記１に記載の塩素ガス分離膜に塩素ガス含有ガス
を透過させることを特徴とする塩素ガス濃縮方法。
よびそれを用いた塩素ガス分離または濃縮方法に係る。 １．水酸基が、シランカップリング剤によって修飾され
た無機多孔体からなる塩素ガス分離膜。 ２．上記１に記載の塩素ガス分離膜に塩素ガス含有ガス
を透過させることを特徴とする塩素ガス分離方法。 ３．上記１に記載の塩素ガス分離膜に塩素ガス含有ガス
を透過させることを特徴とする塩素ガス濃縮方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、水酸基が、シランカッ
プリング剤によって修飾された無機多孔体からなる塩素
ガス分離膜(以下「本発明の膜」ということがある)に係
る。
プリング剤によって修飾された無機多孔体からなる塩素
ガス分離膜(以下「本発明の膜」ということがある)に係
る。
【００１０】本発明の膜の基材である無機多孔体は、OH
基を有する無機多孔体であれば特に制限されない。この
ような無機多孔体として、例えば、多孔質ガラス、シリ
カ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ-アルミ
ナ、ハイドロタルサイト、ゼオライト、シリカ−ジルコ
ニアなどを例示することができる。これらのなかでは、
多孔質ガラス、シリカ、アルミナが好ましい。
基を有する無機多孔体であれば特に制限されない。この
ような無機多孔体として、例えば、多孔質ガラス、シリ
カ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ-アルミ
ナ、ハイドロタルサイト、ゼオライト、シリカ−ジルコ
ニアなどを例示することができる。これらのなかでは、
多孔質ガラス、シリカ、アルミナが好ましい。
【００１１】本発明の膜は、多孔体であり、その平均細
孔径は、特に制限されないが、通常0.5〜5nm程度、好ま
しくは1〜2nm程度である。なお、本発明において、平均
細孔径は、窒素吸着法による測定値とする。
孔径は、特に制限されないが、通常0.5〜5nm程度、好ま
しくは1〜2nm程度である。なお、本発明において、平均
細孔径は、窒素吸着法による測定値とする。
【００１２】本発明に係る膜の厚さは、特に制限されな
いが、通常0.5μm〜5mm程度、好ましくは10μm〜2mm程
度である。
いが、通常0.5μm〜5mm程度、好ましくは10μm〜2mm程
度である。
【００１３】本発明に係る膜の比表面積は、特に制限さ
れないが、通常10〜1000m2/g程度、好ましくは200〜500
m2/g程度である。
れないが、通常10〜1000m2/g程度、好ましくは200〜500
m2/g程度である。
【００１４】無機多孔体の修飾は、無機多孔体表面のOH
基とシランカップリング剤とを反応させることにより行
う。シランカップリング剤として、例えば、以下の式に
示すようなジメチルシランなどを例示することができ
る。
基とシランカップリング剤とを反応させることにより行
う。シランカップリング剤として、例えば、以下の式に
示すようなジメチルシランなどを例示することができ
る。
【００１５】
【化１】
【００１６】[式中、Ｒは、ハロゲンによって置換され
ていてもよいアルキル基などを示す。Ｘは、Ｃｌ、Ｂ
ｒ、Ｉ、アルコキシ基などを示す。] Ｒで示されるハロゲンによって置換されていてもよいア
ルキル基は、特に制限されないが、通常Ｃ1〜Ｃ20程度
の直鎖、分枝または環状アルキル基、好ましくはＣ3〜
Ｃ20程度の直鎖、分枝または環状アルキル基、より好ま
しくはＣ8〜Ｃ18程度の直鎖、分枝または環状アルキル
基である。直鎖、分枝または環状アルキル基の中では、
直鎖状アルキル基が好ましい。
ていてもよいアルキル基などを示す。Ｘは、Ｃｌ、Ｂ
ｒ、Ｉ、アルコキシ基などを示す。] Ｒで示されるハロゲンによって置換されていてもよいア
ルキル基は、特に制限されないが、通常Ｃ1〜Ｃ20程度
の直鎖、分枝または環状アルキル基、好ましくはＣ3〜
Ｃ20程度の直鎖、分枝または環状アルキル基、より好ま
しくはＣ8〜Ｃ18程度の直鎖、分枝または環状アルキル
基である。直鎖、分枝または環状アルキル基の中では、
直鎖状アルキル基が好ましい。
【００１７】Ｒで示されるアルキル基の置換基であるハ
ロゲンとして、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなどを例示でき、こ
れらのなかではＦおよびＣｌが好ましい。
ロゲンとして、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなどを例示でき、こ
れらのなかではＦおよびＣｌが好ましい。
【００１８】Ｒで示されるアルキル基のハロゲンによる
置換数は、特に制限されないが、通常3〜41程度、好ま
しくは11〜41程度、より好ましくは21〜41程度である。
置換数は、特に制限されないが、通常3〜41程度、好ま
しくは11〜41程度、より好ましくは21〜41程度である。
【００１９】Ｘで示されるアルコキシ基におけるアルキ
ル部分は、特に制限されないが、通常Ｃ1〜Ｃ7程度の直
鎖または分枝状アルキル、好ましくはＣ1〜Ｃ4程度の直
鎖または分枝状アルキル、より好ましくはＣ1〜Ｃ3程度
の直鎖または分枝状アルキルである。
ル部分は、特に制限されないが、通常Ｃ1〜Ｃ7程度の直
鎖または分枝状アルキル、好ましくはＣ1〜Ｃ4程度の直
鎖または分枝状アルキル、より好ましくはＣ1〜Ｃ3程度
の直鎖または分枝状アルキルである。
【００２０】シランカップリング剤の具体例として、ト
リメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシラン、プ
ロピルジメチルクロロシラン、オク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、(ヘプタ
デカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシル)ジメチルク
ロロシラン、オクタデシルジメチルメトキシシラン、オ
クタデシルジメチルエトキシシランなどを例示でき、こ
れらの中では、プロピルジメチルクロロシラン、オクチ
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、(ヘプタデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデ
シル)ジメチルクロロシラン、オクタデシルジメチルメ
トキシシラン、オクタデシルジメチルエトキシシランが
好ましい。
リメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシラン、プ
ロピルジメチルクロロシラン、オク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、(ヘプタ
デカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシル)ジメチルク
ロロシラン、オクタデシルジメチルメトキシシラン、オ
クタデシルジメチルエトキシシランなどを例示でき、こ
れらの中では、プロピルジメチルクロロシラン、オクチ
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、(ヘプタデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデ
シル)ジメチルクロロシラン、オクタデシルジメチルメ
トキシシラン、オクタデシルジメチルエトキシシランが
好ましい。
【００２１】本発明の膜は、例えば、無機多孔体をシラ
ンカップリング剤溶液に含浸し、溶液中で無機多孔体を
加熱還流させる方法などにより得ることができる。この
ような反応に供することにより、無機多孔体の細孔表面
を改質することができる（式１）。
ンカップリング剤溶液に含浸し、溶液中で無機多孔体を
加熱還流させる方法などにより得ることができる。この
ような反応に供することにより、無機多孔体の細孔表面
を改質することができる（式１）。
【００２２】
【化２】
【００２３】[式中、Ｍは、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉな
どを示し、Ｒは、ハロゲンによって置換されていてもよ
いアルキル基などを示し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、アル
コキシ基などを示す。] シランカップリング剤による修飾に供する前の無機多孔
体の平均細孔径は、特に制限されないが、通常0.5〜10n
m程度、好ましくは1〜5nm程度である。
どを示し、Ｒは、ハロゲンによって置換されていてもよ
いアルキル基などを示し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、アル
コキシ基などを示す。] シランカップリング剤による修飾に供する前の無機多孔
体の平均細孔径は、特に制限されないが、通常0.5〜10n
m程度、好ましくは1〜5nm程度である。
【００２４】用いる無機多孔体は、予め膜状にしたもの
をシランカップリング剤との反応に供してもよいし、シ
ランカップリング剤と反応させた後に膜状としてもよ
い。
をシランカップリング剤との反応に供してもよいし、シ
ランカップリング剤と反応させた後に膜状としてもよ
い。
【００２５】シランカップリング剤溶液に用いる溶媒
は、特に制限されないが、例えば、トルエン、テトラヒ
ドロフラン、ベンゼンなどを例示することができる。こ
れらのなかでは、トルエン、テトラヒドロフランが好ま
しい。
は、特に制限されないが、例えば、トルエン、テトラヒ
ドロフラン、ベンゼンなどを例示することができる。こ
れらのなかでは、トルエン、テトラヒドロフランが好ま
しい。
【００２６】シランカップリング剤溶液の濃度は、特に
制限されないが、通常1〜20％程度、好ましくは3〜10％
程度である。
制限されないが、通常1〜20％程度、好ましくは3〜10％
程度である。
【００２７】加熱還流は、酸化雰囲気下、不活性ガス雰
囲気下、還元雰囲気下において行うことができる。
囲気下、還元雰囲気下において行うことができる。
【００２８】還流温度、還流時間などの還流条件は、用
いるシランカップリング剤の種類などに応じて適宜設定
することができる。還流温度は、通常30〜200℃程度、
好ましくは50〜150℃程度である。還流時間は、通常5〜
24時間程度、好ましくは10〜20時間程度である。
いるシランカップリング剤の種類などに応じて適宜設定
することができる。還流温度は、通常30〜200℃程度、
好ましくは50〜150℃程度である。還流時間は、通常5〜
24時間程度、好ましくは10〜20時間程度である。
【００２９】還流後、必要に応じて、無機多孔体を洗
浄、乾燥させてもよい。洗浄方法として、例えば、シラ
ンカップリング剤を含まない溶媒中において、還流し、
未反応のシランカップリング剤を細孔内から除去する方
法などを例示することができる。
浄、乾燥させてもよい。洗浄方法として、例えば、シラ
ンカップリング剤を含まない溶媒中において、還流し、
未反応のシランカップリング剤を細孔内から除去する方
法などを例示することができる。
【００３０】本発明の膜は、塩素ガスの分離・濃縮など
に好適に用いることができる。分離・濃縮には、公知の
膜を用いたガス分離・濃縮方法において本発明の膜を適
用することができる。例えば、本発明の膜によって空間
を区切った容器内において、いずれか片方の空間に被処
理ガスである塩素ガス含有ガスを導入し、もう一方の空
間を被処理ガスよりも圧力を低く保つ方法などを例示す
ることができる。より具体的には、円筒状にした本発明
の膜の一端を溶封し、もう一端を真空ポンプなどに連結
し、本発明の膜の内側または外側を被処理ガスで満た
し、もう一方の圧力を下げる方法などを例示することが
できる。即ち、円筒状の膜の外側に被処理ガスを満たし
て、膜の内側の圧力を下げて、膜の内側に塩素ガスを分
離または濃縮する方法、または、円筒状の膜の内側に被
処理ガスを満たして、膜の外側の圧力を下げて、膜の外
側に塩素ガスを分離または濃縮する方法を例示すること
ができる。
に好適に用いることができる。分離・濃縮には、公知の
膜を用いたガス分離・濃縮方法において本発明の膜を適
用することができる。例えば、本発明の膜によって空間
を区切った容器内において、いずれか片方の空間に被処
理ガスである塩素ガス含有ガスを導入し、もう一方の空
間を被処理ガスよりも圧力を低く保つ方法などを例示す
ることができる。より具体的には、円筒状にした本発明
の膜の一端を溶封し、もう一端を真空ポンプなどに連結
し、本発明の膜の内側または外側を被処理ガスで満た
し、もう一方の圧力を下げる方法などを例示することが
できる。即ち、円筒状の膜の外側に被処理ガスを満たし
て、膜の内側の圧力を下げて、膜の内側に塩素ガスを分
離または濃縮する方法、または、円筒状の膜の内側に被
処理ガスを満たして、膜の外側の圧力を下げて、膜の外
側に塩素ガスを分離または濃縮する方法を例示すること
ができる。
【００３１】塩素ガスの分離または濃縮を行う温度は、
適宜設定することができるが、通常0〜150℃程度、好ま
しくは50〜150℃程度である。
適宜設定することができるが、通常0〜150℃程度、好ま
しくは50〜150℃程度である。
【００３２】
【発明の効果】本発明に係る膜を用いると、細孔内で選
択的に塩素ガスが凝縮し、窒素分子、酸素分子などの透
過を妨害するので、窒素、酸素などの気体分子よりも塩
素ガスの透過性が高くなる。
択的に塩素ガスが凝縮し、窒素分子、酸素分子などの透
過を妨害するので、窒素、酸素などの気体分子よりも塩
素ガスの透過性が高くなる。
【００３３】本発明の膜を用いると、約50℃以下の温度
においても、塩素ガスの分離・濃縮が可能である。低温
であるほど塩素ガスの腐食性・反応性は、低くなるの
で、より低い温度において塩素の分離・濃縮を行うこと
により、本発明の膜の耐久性を高めることができる。
においても、塩素ガスの分離・濃縮が可能である。低温
であるほど塩素ガスの腐食性・反応性は、低くなるの
で、より低い温度において塩素の分離・濃縮を行うこと
により、本発明の膜の耐久性を高めることができる。
【００３４】本発明に係る膜は、基材として無機化合物
を用いているので、塩素に対する耐久性は、有機膜など
に比して非常に優れている。
を用いているので、塩素に対する耐久性は、有機膜など
に比して非常に優れている。
【００３５】塩素-酸素の分離において透過係数：Ｐ[mo
l・m・m-2・Pa-1・s-1]の比(透過速度比)が、50℃にお
いて5〜25程度(好条件下では10〜25程度)の高い塩素ガ
ス分離能を示す膜が得られる。
l・m・m-2・Pa-1・s-1]の比(透過速度比)が、50℃にお
いて5〜25程度(好条件下では10〜25程度)の高い塩素ガ
ス分離能を示す膜が得られる。
【００３６】
【実施例】本発明の実施例を以下に示す。本発明は、以
下の実施例に制限されるものではない。
下の実施例に制限されるものではない。
【００３７】以下の実施例における塩素、窒素および酸
素の透過性試験は、図1に示す装置中において、純粋な
塩素、窒素または酸素を用いて、それぞれのガスについ
て行った。実施例において得られた膜の分離性能は、そ
れぞれのガスの透過係数：Ｐ[mol・m・m-2・Pa-1・s-1]
の比をもって評価した。
素の透過性試験は、図1に示す装置中において、純粋な
塩素、窒素または酸素を用いて、それぞれのガスについ
て行った。実施例において得られた膜の分離性能は、そ
れぞれのガスの透過係数：Ｐ[mol・m・m-2・Pa-1・s-1]
の比をもって評価した。
【００３８】実施例１
オクタデシルジメチルクロロシラン（n-C18H37Si(C
H3)）1.3gにトルエン30gを加えてシランカップリング溶
液を調製した。多孔質ガラス管をこの溶液中において、
100℃で20時間リフラックスすることにより、多孔質ガ
ラス細孔内表面にオクタデシル基を導入し多孔質ガラス
管を表面改質した。用いた多孔質ガラス管は、外径5m
m、内径4mm、長さ約100mm、平均細孔径4nm、組成は97％
SiO2であった。
H3)）1.3gにトルエン30gを加えてシランカップリング溶
液を調製した。多孔質ガラス管をこの溶液中において、
100℃で20時間リフラックスすることにより、多孔質ガ
ラス細孔内表面にオクタデシル基を導入し多孔質ガラス
管を表面改質した。用いた多孔質ガラス管は、外径5m
m、内径4mm、長さ約100mm、平均細孔径4nm、組成は97％
SiO2であった。
【００３９】この多孔質ガラス管からなる膜の一端を溶
封し、一方をガラス管に接続することにより膜モジュー
ルを作成した。この膜モジュールを図１に示す装置に設
置し、膜の外側に、酸素、窒素または塩素を導入し、膜
の外側と内側の圧力差が0.1MPaとなるように設定した。
膜を透過したガスの流量を質量流量計で測定することに
より、それぞれのガスに対する透過速度を測定した。
封し、一方をガラス管に接続することにより膜モジュー
ルを作成した。この膜モジュールを図１に示す装置に設
置し、膜の外側に、酸素、窒素または塩素を導入し、膜
の外側と内側の圧力差が0.1MPaとなるように設定した。
膜を透過したガスの流量を質量流量計で測定することに
より、それぞれのガスに対する透過速度を測定した。
【００４０】それぞれのガスに対する透過速度から、膜
の塩素ガス-酸素の分離における透過係数比（PCl2/PO2)
を求めた。PCl2/PO2は、50℃において23.2、100℃にお
いて10.6であった。
の塩素ガス-酸素の分離における透過係数比（PCl2/PO2)
を求めた。PCl2/PO2は、50℃において23.2、100℃にお
いて10.6であった。
【００４１】同様にして、塩素ガス-窒素の透過係数比
を求めた。透過係数比（PCl2/PN2)は、50℃において22.
9、100℃において10.3であった。
を求めた。透過係数比（PCl2/PN2)は、50℃において22.
9、100℃において10.3であった。
【００４２】塩素ガス透過速度は、50℃において1.6x10
-9 mol・m-2・Pa-1・s-1、100℃において1.7x10-9 mol・m-2
・Pa-1・s-1であった。このように高い塩素ガス分離能を
示す塩素ガス分離膜が得られた。
-9 mol・m-2・Pa-1・s-1、100℃において1.7x10-9 mol・m-2
・Pa-1・s-1であった。このように高い塩素ガス分離能を
示す塩素ガス分離膜が得られた。
【００４３】実施例２
シランカップリング剤として、オクタデシルジメチルク
ロロシランの代わりにオクチルジメチルクロロシラン(n
-C8H17Si(CH3)Cl)を用いる以外は、実施例１と同様の方
法を用いて修飾多孔質ガラス管を作製した。
ロロシランの代わりにオクチルジメチルクロロシラン(n
-C8H17Si(CH3)Cl)を用いる以外は、実施例１と同様の方
法を用いて修飾多孔質ガラス管を作製した。
【００４４】得られた膜の塩素ガス-酸素の分離におけ
る透過係数比（PCl2/PO2)は、50℃において10.4、100℃
において5.4であった。
る透過係数比（PCl2/PO2)は、50℃において10.4、100℃
において5.4であった。
【００４５】同様にして、塩素ガス-窒素の透過係数比
を求めた。透過係数比（PCl2/PN2)は、50℃において10.
1、100℃において5.3であった。
を求めた。透過係数比（PCl2/PN2)は、50℃において10.
1、100℃において5.3であった。
【００４６】塩素ガス透過速度は、50℃において2.4x10
-9 mol・m-2・Pa-1・s-1、100℃において9.2x10-10 mol・m
-2・Pa-1・s-1であった。
-9 mol・m-2・Pa-1・s-1、100℃において9.2x10-10 mol・m
-2・Pa-1・s-1であった。
【００４７】このように高い塩素ガス分離能を示す塩素
ガス分離膜が得られた。
ガス分離膜が得られた。
【００４８】実施例３
（ヘプタデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシル）
ジメチルクロロシラン（n-C8F17C2H4Si(CH3)2Cl2）2.0g
にトルエン30gを加え、シランカップリング溶液を調製
した。多孔質ガラス管をこの溶液中において100℃で20
時間リフラックスすることにより多孔質ガラス細孔内表
面にフルオロアルキル基を導入し多孔質ガラス管を表面
改質した。用いた多孔質ガラス管は、実施例１において
用いたガラス管と同様のものであった。
ジメチルクロロシラン（n-C8F17C2H4Si(CH3)2Cl2）2.0g
にトルエン30gを加え、シランカップリング溶液を調製
した。多孔質ガラス管をこの溶液中において100℃で20
時間リフラックスすることにより多孔質ガラス細孔内表
面にフルオロアルキル基を導入し多孔質ガラス管を表面
改質した。用いた多孔質ガラス管は、実施例１において
用いたガラス管と同様のものであった。
【００４９】得られた膜の50℃および100℃での透過係
数比（PCl2/PO2)は、それぞれ13.6および7.9であり、塩
素ガス透過速度はそれぞれ1.9x10-9および8.7x10-10 mo
l・m-2・Pa-1・s-1であった。
数比（PCl2/PO2)は、それぞれ13.6および7.9であり、塩
素ガス透過速度はそれぞれ1.9x10-9および8.7x10-10 mo
l・m-2・Pa-1・s-1であった。
【００５０】同様にして、塩素ガス-窒素の透過係数比
を求めた。透過係数比（PCl2/PN2)は、50℃において13.
2、100℃において7.6であった。
を求めた。透過係数比（PCl2/PN2)は、50℃において13.
2、100℃において7.6であった。
【００５１】このように高い塩素ガス分離能を示す塩素
ガス分離膜が得られた。
ガス分離膜が得られた。
【００５２】実施例４
オクタデシルジメチルクロロシラン（n-C18H37Si(CH3)2
Cl）1.3gにトルエン30gを加え、シランカップリング溶
液を調製した。多孔質アルミナ管をこの溶液中において
100℃で20時間リフラックスすることにより多孔質アル
ミナ細孔内表面にアルキル基を導入し多孔質アルミナ管
を表面改質した。用いた多孔質アルミナ管は、外径10m
m、内径7mmであって、平均細孔径は4nmであった。
Cl）1.3gにトルエン30gを加え、シランカップリング溶
液を調製した。多孔質アルミナ管をこの溶液中において
100℃で20時間リフラックスすることにより多孔質アル
ミナ細孔内表面にアルキル基を導入し多孔質アルミナ管
を表面改質した。用いた多孔質アルミナ管は、外径10m
m、内径7mmであって、平均細孔径は4nmであった。
【００５３】得られた膜の50℃および100℃での透過係
数比（PCl2/PO2)は、それぞれ18.4および8.1であり、塩
素ガス透過速度はそれぞれ7.2x10-9および1.1x10-9 mol
・m-2・Pa-1・s-1であった。
数比（PCl2/PO2)は、それぞれ18.4および8.1であり、塩
素ガス透過速度はそれぞれ7.2x10-9および1.1x10-9 mol
・m-2・Pa-1・s-1であった。
【００５４】このように高い塩素ガス分離能を示す塩素
ガス分離膜が得られた。
ガス分離膜が得られた。
【００５５】本発明の膜は、無機多孔体の細孔内に有機
基を導入することにより、より細孔が狭められ、塩素ガ
スと高い親和性を示すものであると推測される。
基を導入することにより、より細孔が狭められ、塩素ガ
スと高い親和性を示すものであると推測される。
【００５６】本発明のガスは、酸素および窒素だけでな
く、これらのガスと同様の分子径を有する二酸化炭素、
アルゴンに対しても同様の分離性能を示すと考えられ
る。
く、これらのガスと同様の分子径を有する二酸化炭素、
アルゴンに対しても同様の分離性能を示すと考えられ
る。
【図１】図１は、実施例における塩素分離能試験に用い
た装置を示す。
た装置を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01D 71/02 500
B01D 53/22
Claims (5)
- 【請求項１】水酸基を有する無機多孔体を基材とする塩
素ガス分離膜であって、該水酸基が下式で表されるジメ
チルシランによって修飾されていることを特徴とする塩
素ガス分離膜： 【化１】 [式中、Ｒは、ハロゲンによって置換されていてもよい
アルキル基を示す。Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ又はアルコキ
シ基を示す。] - 【請求項２】ジメチルシランによる修飾が、無機多孔体
表面の水酸基とジメチルシランとを反応させることによ
り行われたものである、請求項１に記載の塩素ガス分離
膜。 - 【請求項３】Ｒが、ハロゲンによって置換されていても
よい、炭素数が１〜２０の直鎖、分枝または環状アルキ
ル基である、請求項１又は２に記載の塩素ガス分離膜。 - 【請求項４】水酸基を有する無機多孔体を基材とし、該
水酸基がシランカップリング剤によって修飾された無機
多孔体からなる塩素ガス分離膜に、塩素ガス含有ガスを
透過させることを特徴とする塩素ガス分離方法。 - 【請求項５】水酸基を有する無機多孔体を基材とし、該
水酸基がシランカップリング剤によって修飾された無機
多孔体からなる塩素ガス分離膜に、塩素ガス含有ガスを
透過させることを特徴とする塩素ガス濃縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000335306A JP3433226B2 (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 塩素ガス分離膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000335306A JP3433226B2 (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 塩素ガス分離膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002136850A JP2002136850A (ja) | 2002-05-14 |
| JP3433226B2 true JP3433226B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=18811069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000335306A Expired - Lifetime JP3433226B2 (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 塩素ガス分離膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3433226B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009048114A1 (ja) | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | ガス精製方法 |
-
2000
- 2000-11-02 JP JP2000335306A patent/JP3433226B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009048114A1 (ja) | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | ガス精製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002136850A (ja) | 2002-05-14 |
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