JP4161052B2 - Silicon carbide separation membrane and method for producing the same - Google Patents

Silicon carbide separation membrane and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP4161052B2
JP4161052B2 JP2003291187A JP2003291187A JP4161052B2 JP 4161052 B2 JP4161052 B2 JP 4161052B2 JP 2003291187 A JP2003291187 A JP 2003291187A JP 2003291187 A JP2003291187 A JP 2003291187A JP 4161052 B2 JP4161052 B2 JP 4161052B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
silicon
polycarbosilane
silicon carbide
formula
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003291187A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005060493A (en
Inventor
洋幸 須田
祐子 内丸
賢治 原谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2003291187A priority Critical patent/JP4161052B2/en
Publication of JP2005060493A publication Critical patent/JP2005060493A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4161052B2 publication Critical patent/JP4161052B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

本発明は、ケイ素系前駆体ポリマーおよびこれを熱分解及び/または焼成する等して得られる耐熱性、耐候性、耐薬品性に優れた炭化ケイ素系素材、これらの素材から構成され、混合気体のような混合物から特定の物質を分離濃縮することができる分離膜、並びにそれらの製造方法に関するものである。本発明は、化学・機械産業、半導体産業等が対象とされ、物質の分離濃縮、物質のセンシング、強度増加複合材料、光・電子材料、半導体関連材料等の装置に適用しうるものである。   The present invention relates to a silicon-based precursor polymer, a silicon carbide-based material excellent in heat resistance, weather resistance, and chemical resistance obtained by pyrolyzing and / or firing the same, and a mixed gas composed of these materials. The present invention relates to a separation membrane that can separate and concentrate a specific substance from a mixture such as The present invention is intended for the chemical / mechanical industry, the semiconductor industry, and the like, and can be applied to apparatuses such as separation and concentration of substances, sensing of substances, composite materials for increasing strength, optical / electronic materials, and semiconductor-related materials.

分離膜による物質の分離濃縮は、装置や分離操作が単純化できる、相の転移を伴わないためエネルギーの消費の大幅な削減が可能である等の利点があり、環境調和型の分離プロセスとして注目されている。様々なプロセスで分離膜を利用するためには、耐熱性や耐薬品性に優れ、過酷な環境でも長期間使用が可能な耐候性膜材料の開発が不可欠である。このような膜材料として、無機素材を用いたシリカ膜、ゼオライト膜などが注目され、その分離性能等が報告されている。しかしこのような膜材料は、過酷な実使用条件下においてその分離性能等が経時劣化する事が知られており、実用上の要求を必ずしも満足するものではなく、より良い耐候性を有する分離膜材料の開発が要望されている。
さて、炭化ケイ素類は耐熱性および耐候性が極めて高く、超高温環境などでも各種用途に利用可能な材料としてよく知られているが、高強度であるために熱分解・焼成生成後の成形が困難である。これを解決する方法として、有機ケイ素系ポリマーを熱分解・焼成前駆体として用い、高分子状態で紡糸または製膜して成形後に熱分解・焼成して炭化ケイ素類に変換する方法が検討されてきた(特許文献1〜3、非特許文献1〜7)。これらの用途に用いられる有機ケイ素系ポリマーはそのままでは粘度が低く、形態を維持することが困難なので、熱分解・焼成前に架橋反応などの処理を行って例えば架橋型前駆体ポリマーに変換することが必要である。このような架橋反応として、従来は空気中の酸素、水分を酸素源とする酸素架橋反応が用いられてきた。しかし、空気などの酸素源を用いて架橋すると、製造される炭化ケイ素類中に酸素を混入させることにより、得られる炭化ケイ素類の高温での耐候性が低下するという問題があった。
Separation and concentration of substances using a separation membrane has advantages such as simplification of equipment and separation operation, and significant reduction in energy consumption because it does not involve phase transition, and is attracting attention as an environmentally conscious separation process. Has been. In order to use a separation membrane in various processes, it is essential to develop a weather-resistant membrane material that has excellent heat resistance and chemical resistance and can be used for a long time even in harsh environments. As such membrane materials, silica membranes, zeolite membranes and the like using inorganic materials have attracted attention, and their separation performance has been reported. However, it is known that such a membrane material deteriorates over time under severe conditions of actual use, and the separation performance does not always satisfy practical requirements, and has better weather resistance. Development of materials is demanded.
Now, silicon carbides have extremely high heat resistance and weather resistance, and are well known as materials that can be used in various applications even in an ultra-high temperature environment. However, because of their high strength, they can be molded after pyrolysis and firing. Have difficulty. As a method for solving this problem, a method has been studied in which an organosilicon polymer is used as a thermal decomposition / firing precursor, and it is spun or formed into a film in a polymer state and then converted into silicon carbide by thermal decomposition / firing after molding. (Patent documents 1 to 3, non-patent documents 1 to 7). The organosilicon polymer used in these applications is low in viscosity as it is, and it is difficult to maintain its form, so it is necessary to perform a treatment such as a crosslinking reaction before pyrolysis / firing to convert it into a crosslinked precursor polymer, for example. is required. As such a crosslinking reaction, conventionally, an oxygen crosslinking reaction using oxygen in the air and moisture as an oxygen source has been used. However, when crosslinking is performed using an oxygen source such as air, there is a problem that the weather resistance at high temperatures of the resulting silicon carbides is reduced by mixing oxygen into the produced silicon carbides.

特開平6-172538号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-17538 特開平6-72704号公報JP-A-6-72704 特開平6-101117号公報JP-A-6-101117 D.Li et al., J.Memb.Sci.,59, 331 (1991)D. Li et al., J. Memb. Sci., 59, 331 (1991) A.B.Shelekhin, et al., J.Memb.Sci.,66, 129 (1991)A.B.Shelekhin, et al., J. Memb.Sci., 66, 129 (1991) K.Kusakabe et al., J.Memb.Sci.,103, 175 (1995)K. Kusakabe et al., J. Memb. Sci., 103, 175 (1995) Z.Li, et al., J.Memb.Sci.,118, 159 (1996)Z. Li, et al., J. Memb. Sci., 118, 159 (1996) L-L Lee et al., J.Am.Ceram.Soc., 82, 2796(1999)L-L Lee et al., J. Am. Ceram. Soc., 82, 2796 (1999) L-L Lee et al., Ind.Eng.Chem.Res., 40, 612(2001)L-L Lee et al., Ind. Eng. Chem. Res., 40, 612 (2001) C-C Chao et al., J.Memb.Sci.,192, 209 (2001)C-C Chao et al., J. Memb. Sci., 192, 209 (2001)

本発明は、耐候性を下げる一因とされる酸素の混入を抑制した反応方法により製造したケイ素系前駆体ポリマー、およびそのケイ素系前駆体ポリマーのまたはポリカルボシランと特定のB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類との混合物の熱分解及び/または焼成によって得られる耐熱性、耐薬品性等に優れた分離膜等に用いられる炭化ケイ素系素材、ならびにそれから構成される耐候性等と分離性能の双方に優れた分離膜と、それらの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention, oxygen silicon-based precursor polymer was prepared by the reaction method which suppresses contamination of which is a cause of lowering the weather resistance, and its silicon-based precursor polymers or polycarbosilane and a specific B, B ' , B ″ -Trialkynylborazines, silicon carbide materials used for separation membranes and the like obtained by thermal decomposition and / or calcination and excellent in heat resistance, chemical resistance, etc., and weather resistance composed thereof It is an object of the present invention to provide a separation membrane excellent in both of the above and the separation performance, and a method for producing them.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、好ましくは金属化合物の存在下、ケイ素系前駆体ポリマーの一つであるポリカルボシランに特定のB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類を添加した後またはそれらを反応させた後に熱分解・焼成することで、耐候性を下げる一因とされる酸素が構造内に少ない炭化ケイ素系素材が効率的に得られ、また優れた気体透過性能を有する分離膜が調製しうるという新規な事実を見いだし、それに基づいて本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have preferably selected B 1 , B ′, B ′ specific to polycarbosilane which is one of silicon-based precursor polymers in the presence of a metal compound. After adding '-trialkynylborazines or reacting them, pyrolysis and firing can efficiently produce a silicon carbide-based material with less oxygen in the structure that contributes to lowering the weather resistance. In addition, the inventors have found a novel fact that a separation membrane having excellent gas permeation performance can be prepared, and based on the fact, the present invention has been completed.

具体的には、以下の手段が提供される。本発明に係るのは以下の(11)〜(20)の手段である。
(1)ポリカルボシランと、一般式(I)
(HC≡C) (I)
(式中、Xは、芳香族もしくは脂肪族化合物またはそれらの結合物の2価の基を示す。)
で表されるジイン類とを反応させて得られるケイ素系前駆体ポリマー。
(2)ポリカルボシランに一般式(I)
(HC≡C) (I)
(式中、Xは、芳香族もしくは脂肪族化合物またはそれらの結合物の2価の基を示す。)
で表されるジイン類を添加した混合物もしくは(1)項のケイ素系前駆体ポリマーを熱分解及び/または焼成して得られる炭化ケイ素系素材。
(3)ポリカルボシランと、一般式(I)
(HC≡C) (I)
(式中、Xは、芳香族もしくは脂肪族化合物またはそれらの結合物の2価の基を示す。)
で表されるジイン類とを反応させることを特徴とするケイ素系前駆体ポリマーの製造方法。
(4)前記反応を金属化合物の存在下に行なうことを特徴とする前記(3)項記載の製造方法。
(5)金属化合物が白金化合物であることを特徴とする前記(4)項記載の製造方法。
Specifically, means follows is provided. The following means (11) to (20) relate to the present invention.
(1) Polycarbosilane and general formula (I)
(HC≡C) 2 X 1 (I)
(In the formula, X 1 represents a divalent group of an aromatic or aliphatic compound or a combination thereof.)
A silicon-based precursor polymer obtained by reacting with a diyne represented by the formula:
(2) General formula (I) in polycarbosilane
(HC≡C) 2 X 1 (I)
(In the formula, X 1 represents a divalent group of an aromatic or aliphatic compound or a combination thereof.)
A silicon carbide-based material obtained by thermally decomposing and / or firing a mixture added with diynes represented by formula (1) or a silicon-based precursor polymer of item (1).
(3) Polycarbosilane and general formula (I)
(HC≡C) 2 X 1 (I)
(In the formula, X 1 represents a divalent group of an aromatic or aliphatic compound or a combination thereof.)
A process for producing a silicon-based precursor polymer, characterized by reacting with a diyne represented by the formula:
(4) The method according to (3) above, wherein the reaction is carried out in the presence of a metal compound.
(5) The method according to (4), wherein the metal compound is a platinum compound.

(6)ポリカルボシランに一般式(I)
(HC≡C) (I)
(式中、Xは、芳香族もしくは脂肪族化合物またはそれらの結合物の2価の基を示す。)
で表されるジイン類を添加して混合物を得るか、またはポリカルボシランと前記ジイン類とを反応させてケイ素系前駆体ポリマーを得て、そして前記混合物またはケイ素系前駆体ポリマーを熱分解及び/または焼成することを特徴とする炭化ケイ素系素材の製造方法。
(7)前記添加または反応を金属化合物の存在下に行なうことを特徴とする前記(6)項記載の製造方法。
(8)金属化合物が白金化合物であることを特徴とする前記(7)項記載の製造方法。
(9)前記(2)項記載の炭化ケイ素系素材から構成された炭化ケイ素系分離膜。
(10)ポリカルボシランに一般式(I)
(HC≡C) (I)
(式中、Xは、芳香族もしくは脂肪族化合物またはそれらの結合物の2価の基を示す。)
で表されるジイン類を添加して混合物を得るか、またはポリカルボシランと前記ジイン類とを反応させてケイ素系前駆体ポリマーを得て、前記混合物もしくはケイ素系前駆体ポリマーを基材に塗布し、または前記混合物もしくはケイ素系前駆体ポリマーに基材を浸漬もしくは接触させた後、熱分解及び/または焼成することにより、膜状の炭化ケイ素系素材から構成された炭化ケイ素系分離膜を得ることを特徴とする炭化ケイ素系分離膜の製造方法。
(11)ポリカルボシランと、一般式(II)
(6) General formula (I) in polycarbosilane
(HC≡C) 2 X 1 (I)
(In the formula, X 1 represents a divalent group of an aromatic or aliphatic compound or a combination thereof.)
To obtain a mixture by reacting polycarbosilane with the diynes to obtain a silicon-based precursor polymer, and pyrolyzing the mixture or the silicon-based precursor polymer. A method for producing a silicon carbide-based material, characterized by firing.
(7) The production method as described in (6) above, wherein the addition or reaction is carried out in the presence of a metal compound.
(8) The method according to (7), wherein the metal compound is a platinum compound.
(9) A silicon carbide separation membrane composed of the silicon carbide material according to (2).
(10) General formula (I) in polycarbosilane
(HC≡C) 2 X 1 (I)
(In the formula, X 1 represents a divalent group of an aromatic or aliphatic compound or a combination thereof.)
A diene compound represented by the formula (1) is added to obtain a mixture, or polycarbosilane and the diynes are reacted to obtain a silicon-based precursor polymer, and the mixture or silicon-based precursor polymer is applied to a substrate. Alternatively, after the substrate is immersed or brought into contact with the mixture or the silicon-based precursor polymer, thermal decomposition and / or baking are performed to obtain a silicon carbide-based separation membrane composed of a film-shaped silicon carbide-based material. A method for producing a silicon carbide-based separation membrane.
(11) Polycarbosilane and general formula (II)

Figure 0004161052
Figure 0004161052

(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。)
で表されるB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類とを反応させて得られるケイ素系前駆体ポリマー。
(12)ポリカルボシランに一般式(II)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom, and R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom.)
A silicon-based precursor polymer obtained by reacting B, B ′, B ″ -trialkynylborazines represented by the formula:
(12) General formula (II) for polycarbosilane

Figure 0004161052
Figure 0004161052

(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。)
で表されるB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類を添加した混合物もしくは(11)項のケイ素系前駆体ポリマーを熱分解及び/または焼成して得られる炭化ケイ素系素材。
(13)ポリカルボシランと、一般式(II)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom, and R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom.)
A silicon carbide-based material obtained by thermally decomposing and / or firing a mixture of B, B ′, B ″ -trialkynylborazines represented by the formula (1) or a silicon-based precursor polymer of item (11).
(13) Polycarbosilane and general formula (II)

Figure 0004161052
Figure 0004161052

(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。)
で表されるB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類とを反応させることを特徴とするケイ素系前駆体ポリマーの製造方法。
(14)前記反応を金属化合物の存在下に行なうことを特徴とする前記(13)項記載の製造方法。
(15)金属化合物が白金化合物であることを特徴とする前記(14)項記載の製造方法。
(16)ポリカルボシランに一般式(II)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom, and R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom.)
A process for producing a silicon-based precursor polymer, which comprises reacting with B, B ′, B ″ -trialkynylborazines represented by the formula:
(14) The process according to the above (13), wherein the reaction is carried out in the presence of a metal compound.
(15) The production method as described in (14) above, wherein the metal compound is a platinum compound.
(16) General formula (II) in polycarbosilane

Figure 0004161052
Figure 0004161052

(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。)
で表されるB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類を添加して混合物を得るか、またはポリカルボシランと前記B,B’,B”−トリアルキニルボラジン類とを反応させてケイ素系前駆体ポリマーを得て、そして前記混合物またはケイ素系前駆体ポリマーを熱分解及び/または焼成することを特徴とする炭化ケイ素系素材の製造方法。
(17)前記添加または反応を金属化合物の存在下に行なうことを特徴とする前記(16)項記載の製造方法。
(18)金属化合物が白金化合物であることを特徴とする前記(17)項記載の製造方法。
(19)前記(12)項記載の炭化ケイ素系素材から構成された炭化ケイ素系分離膜。
(20)ポリカルボシランに一般式(II)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom, and R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom.)
A B, B ′, B ″ -trialkynylborazines represented by the following formula is added to obtain a mixture, or polycarbosilane and the B, B ′, B ″ -trialkynylborazines are reacted to form a silicon system A method for producing a silicon carbide-based material, comprising obtaining a precursor polymer and thermally decomposing and / or firing the mixture or the silicon-based precursor polymer.
(17) The production method as described in (16) above, wherein the addition or reaction is carried out in the presence of a metal compound.
(18) The production method as described in (17) above, wherein the metal compound is a platinum compound.
(19) A silicon carbide-based separation membrane composed of the silicon carbide-based material according to (12).
(20) General formula (II) in polycarbosilane

Figure 0004161052
Figure 0004161052

(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。)
で表されるB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類を添加して混合物を得るか、またはポリカルボシランと前記B,B’,B”−トリアルキニルボラジン類とを反応させてケイ素系前駆体ポリマーを得て、前記混合物もしくはケイ素系前駆体ポリマーを基材に塗布し、または前記混合物もしくはケイ素系前駆体ポリマーに基材を浸漬もしくは接触させた後、熱分解及び/または焼成することにより、膜状の炭化ケイ素系素材から構成された炭化ケイ素系分離膜を得ることを特徴とする炭化ケイ素系分離膜の製造方法。
(21)分離対象物が、例えば水素、ヘリウム、二酸化炭素、一酸化炭素、酸素、窒素などの気体を含む混合物、並びに、例えば水、エタノールなどの揮発性有機化合物の蒸気などの蒸気及び/または液体を含む混合物から選ばれる少なくとも二種であることを特徴とする前記(9)または(19)項記載の分離膜および分離濃縮装置。
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom, and R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom.)
A B, B ′, B ″ -trialkynylborazines represented by the following formula is added to obtain a mixture, or polycarbosilane and the B, B ′, B ″ -trialkynylborazines are reacted to form a silicon system Obtaining a precursor polymer, applying the mixture or silicon-based precursor polymer to a substrate, or immersing or contacting the substrate in the mixture or silicon-based precursor polymer, followed by pyrolysis and / or baking. A method for producing a silicon carbide-based separation membrane, comprising obtaining a silicon carbide-based separation membrane composed of a membrane-like silicon carbide-based material.
(21) The separation target is a mixture containing a gas such as hydrogen, helium, carbon dioxide, carbon monoxide, oxygen, nitrogen, and / or a vapor such as a vapor of a volatile organic compound such as water or ethanol, and / or The separation membrane and the separation concentration apparatus according to (9) or (19) above, wherein the separation membrane is at least two kinds selected from a mixture containing a liquid.

本発明によれば、好ましくは金属化合物の存在下、ポリカルボシランを特定のB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類と混合した後またはそれらを反応させた後に熱分解・焼成することで、耐熱性材料等、各種材料の製造に有用な炭化ケイ素系素材、及び前記炭化ケイ素系素材で構成された気体ー気体分離膜を効率よく安全に製造することができる。
また、本発明の炭化ケイ素系素材は、耐熱性材料等、各種材料の製造に有用なものであり、特に分離膜に用いると、分離能に加えて高温での耐候性にも優れる。
また、本発明のケイ素系前駆体ポリマーは、前記炭化ケイ素系素材を与える前駆体として好適なものである。
したがって、本発明の工業的意義は多大である。
According to the present invention, the polycarbosilane is preferably pyrolyzed and calcined after mixing with specific B 1 , B ′, B ″ -trialkynylborazines or after reacting them in the presence of a metal compound. Thus, it is possible to efficiently and safely manufacture a silicon carbide-based material useful for manufacturing various materials such as a heat-resistant material and a gas-gas separation membrane composed of the silicon carbide-based material.
In addition, the silicon carbide-based material of the present invention is useful for the production of various materials such as heat-resistant materials. In particular, when used for a separation membrane, the silicon carbide-based material is excellent in weather resistance at high temperatures in addition to separation ability.
In addition, the silicon-based precursor polymer of the present invention is suitable as a precursor for providing the silicon carbide-based material.
Therefore, the industrial significance of the present invention is great.

本発明のケイ素系前駆体ポリマーは、耐熱性があり、そのまま気体分離膜として使用されるものであるか、あるいはその熱分解・焼成処理により気体分離性のある炭化ケイ素系素材の膜を生成するものであれば、その材質は特に限定されない。好ましくは、ポリメチレンシリレンなどのポリカルボシランに、特定のジイン類またはB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類を反応させることにより得られるポリマーが挙げられる。
本発明では、原料化合物のポリカルボシランに、好ましくは金属化合物の存在下で、一般式(I)のジイン類もしくは一般式(II)のB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類を添加して混合物を得るか、またはポリカルボシランと前記ジイン類もしくはB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類とを反応させてケイ素系前駆体ポリマーを得て、その後に熱分解・焼成することによって、炭化ケイ素系素材を得ることができる。
本発明において、前記の「反応」とは、例えばポリカルボシランが分子内のSi−H結合によって、ジイン類やB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類の炭素−炭素三重結合の少なくとも1個に付加する反応をいう。したがって、ジイン類やB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類の必ずしも全てが反応していなくてもよい。
また、前記「熱分解」においては、主としてSi−C結合の切断、転移が起こるが、それ以外にも架橋反応を含む多様な反応も生起することがある。前記「焼成」においては、例えば1200℃以上程度の温度まで加熱する時は、全ての水素原子を最終生成物から除くこともできる。
本発明で用いるポリカルボシランは、常法によりポリジメチルシランなどのポリシラン類を熱転移・熱分解して製造することができる。ポリカルボシランは、分子内に少なくともSi−H結合を有するものである。
なお、ポリカルボシラン中の単位ユニットの繰り返し数は、好ましくは2以上である。
The silicon-based precursor polymer of the present invention has heat resistance and is used as a gas separation membrane as it is, or generates a gas-separable silicon carbide-based material membrane by pyrolysis and baking treatment. If it is a thing, the material will not be specifically limited. Preferably, the polymer obtained by making polycarbosilane, such as polymethylenesilylene, react with specific diynes or B, B ′, B ″ -trialkynylborazines.
In the present invention, diynes of general formula (I) or B, B ′, B ″ -trialkynylborazines of general formula (II) are added to polycarbosilane as a raw material compound, preferably in the presence of a metal compound. To obtain a mixture, or to react polycarbosilane with the diynes or B, B ′, B ″ -trialkynylborazines to obtain a silicon-based precursor polymer, which is then pyrolyzed and calcined. Thus, a silicon carbide-based material can be obtained.
In the present invention, the above-mentioned “reaction” means, for example, that at least one of carbon-carbon triple bonds of diynes and B, B ′, B ″ -trialkynylborazines by polycarbosilane by an intramolecular Si—H bond. This refers to a reaction to be added to each individual.
In the “thermal decomposition”, Si—C bond cleavage and rearrangement mainly occur, but various other reactions including a crosslinking reaction may also occur. In the “calcination”, for example, when heating to a temperature of about 1200 ° C. or higher, all hydrogen atoms can be removed from the final product.
The polycarbosilane used in the present invention can be produced by heat transfer / pyrolysis of polysilanes such as polydimethylsilane by a conventional method. Polycarbosilane has at least a Si—H bond in the molecule.
In addition, the number of repeating unit units in polycarbosilane is preferably 2 or more.

記一般式(I)のジイン中の基Xは、炭素数が好ましくは6〜20、より好ましくは6〜12の芳香族化合物の2価の基であるか、または、炭素数が好ましくは1〜20、より好ましくは1〜12の脂肪族化合物の2価の基であるか、またはこれらの芳香族化合物と脂肪族化合物との結合体で形成される化合物の2価の基である。これらの2価の基においては、2つの結合手の位置関係には特に制限はない。基Xの具体例としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、テルフェニレン基、アントリレン基、メチレン基、エチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基、エイコサメチレン基、ジメチレンフェニレン基等が挙げられ、それら基の水素原子の一部が、アルキル基、アリール基、アラルキル基、シクロアルキル基等の基で置換されていても差し支えない。したがって、それらの置換基等を有する一般式(I)で表されるジイン類としては、ジエチニルベンゼン、ジエチニルナフタレン、ジエチニルアントラセン、1,4−ペンタジイン、1,5−ヘキサジイン、1,7−オクタジイン、1,8−ノナジイン、1,9−デカジイン、1,11−ドデカジイン、1,13−テトラデカジイン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Before SL group X 1 in diyne of the general formula (I), or preferably a carbon number 6 to 20, a divalent group and more preferably 6 to 12 aromatic compound, or, preferably carbon atoms Is a divalent group of an aliphatic compound of 1 to 20, more preferably 1 to 12, or a divalent group of a compound formed by a conjugate of an aromatic compound and an aliphatic compound. . In these divalent groups, the positional relationship between the two bonds is not particularly limited. Specific examples of the group X 1 include phenylene group, naphthylene group, biphenylene group, terphenylene group, anthrylene group, methylene group, ethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, decamethylene group, Examples include dodecamethylene group, eicosamethylene group, dimethylenephenylene group, etc., and some of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with groups such as alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, cycloalkyl groups, etc. Absent. Accordingly, the diynes represented by the general formula (I) having those substituents and the like include diethynylbenzene, diethynylnaphthalene, diethynylanthracene, 1,4-pentadiyne, 1,5-hexadiyne, 1,7 Examples include, but are not limited to, octadiyne, 1,8-nonadiyne, 1,9-decadiyne, 1,11-dodecadiine, 1,13-tetradecadiine and the like.

本発明で用いるB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類は一般式(II)   The B, B ', B "-trialkynylborazines used in the present invention are represented by the general formula (II)

Figure 0004161052
Figure 0004161052

で表される。式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。アルキル基の炭素数は1〜24、好ましくは1〜12である。アリール基の炭素数は6〜20、好ましくは6〜10である。アラルキル基の炭素数は7〜24、好ましくは7〜12である。
前記Rを例示すると、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられる。
It is represented by In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom. The alkyl group has 1 to 24 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms. The aryl group has 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms. The aralkyl group has 7 to 24 carbon atoms, preferably 7 to 12 carbon atoms.
Examples of R 1 include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, isopropyl group, t-butyl group, and octyl group, aryl groups such as phenyl group, naphthyl group, and biphenyl group, and aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group. And a hydrogen atom.

前記一般式(II)において、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。アルキル基の炭素数は1〜24、好ましくは1〜12である。アリール基の炭素数は6〜20、好ましくは6〜10である。アラルキル基の炭素数は7〜24、好ましくは7〜12である。
前記Rを例示すると、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、水素原子等が挙げられる。
複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよく、また、複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。また、RとRは、互いに同一でも異なっていてもよい。
In the general formula (II), R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom. The alkyl group has 1 to 24 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms. The aryl group has 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms. The aralkyl group has 7 to 24 carbon atoms, preferably 7 to 12 carbon atoms.
Examples of R 2 include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, isopropyl group, t-butyl group and octyl group, aryl groups such as phenyl group, naphthyl group and biphenyl group, and aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group. And a hydrogen atom.
A plurality of R 1 may be the same or different from each other, and a plurality of R 2 may be the same or different from each other. R 1 and R 2 may be the same as or different from each other.

これらの置換基を有し、一般式(II)で表されるB,B’,B”−トリアルキニルボラジン類の具体例としては、B,B’,B”−トリエチニルボラジン、B,B’,B”−トリエチニル−N,N’,N”−トリメチルボラジン、B,B’,B”−トリ(1−プロピニル)ボラジン、B,B’,B”−トリフェニルエチニルボラジン、B,B’,B”−トリフェニルエチニル−N,N’,N”−トリメチルボラジン、B,B’,B”−トリエチニル−N,N’,N”−トリフェニルボラジン、B,B’,B”−トリフェニルエチニル−N,N’,N”−トリフェニルボラジン、B,B’,B”−トリエチニル−N,N’,N”−トリベンジルボラジン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of B, B ′, B ″ -trialkynylborazines having these substituents and represented by the general formula (II) include B, B ′, B ″ -triethynylborazine, B, B ', B ″ -triethynyl-N, N ′, N ″ -trimethylborazine, B, B ′, B ″ -tri (1-propynyl) borazine, B, B ′, B ″ -triphenylethynylborazine, B, B ', B "-triphenylethynyl-N, N', N" -trimethylborazine, B, B ', B "-triethynyl-N, N', N" -triphenylborazine, B, B ', B "- Examples include triphenylethynyl-N, N ′, N ″ -triphenylborazine, B, B ′, B ″ -triethynyl-N, N ′, N ″ -tribenzylborazine, and the like. Absent.

,B’,B''−トリアルキニルボラジン類は、それぞれ1種類を単独で使用することもできるが、それぞれ2種類以上を混合して使用することも本発明の有利な形態に含まれる。 Each of B 1 , B ′, B ″ -trialkynylborazines can be used alone, but the use of a mixture of two or more of them is also included in the advantageous form of the present invention.

記の添加または反応における原料化合物の量関係は、ポリカルボシランに対しての、一般式(I)のジイン類、または一般式(II)で表されるB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類のモル比が0.0001〜50、好ましくは0.001〜20の範囲である。 The amount relationship between the raw material compound before SL addition or reaction, with respect to polycarbosilane, B represented by the diyne of the general formula (I), or the general formula (II), B ', B ''- The molar ratio of trialquinylborazines is in the range of 0.0001-50, preferably 0.001-20.

記の添加、反応、熱分解、焼成において、各種金属化合物を用いることができる。これは触媒又は添加物として作用する。中でもヒドロシリル化反応に使用される任意の白金化合物を用いることは、本発明の有利な態様に含まれる。これを例示すると、白金ジビニルテトラメチルジシロキサン、白金環状ジビニルメチルシロキサン、塩化白金酸、ジクロロ白金、白金カーボン、トリス(ジベンジリデンアセトン)二白金、ビス(エチレン)テトラクロロ二白金、シクロオクタジエンジクロロ白金、ビス(シクロオクタジエン)白金、シクロオクタジエンジメチル白金、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロ白金、テトラキス(トリフェニルホスフィン)白金等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの金属化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
金属化合物は、ジイン類またはB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類に対する、金属化合物中の金属原子のモル比として、通常0.0001〜5の範囲である。
Added before reporting, reaction, thermal decomposition, firing, it is possible to use various metal compounds. This acts as a catalyst or additive. Among these, the use of any platinum compound used in the hydrosilylation reaction is included in an advantageous embodiment of the present invention. For example, platinum divinyltetramethyldisiloxane, platinum cyclic divinylmethylsiloxane, chloroplatinic acid, dichloroplatinum, platinum carbon, tris (dibenzylideneacetone) diplatinum, bis (ethylene) tetrachlorodiplatinum, cyclooctadienedichloro Examples include, but are not limited to, platinum, bis (cyclooctadiene) platinum, cyclooctadienedimethylplatinum, bis (triphenylphosphine) dichloroplatinum, tetrakis (triphenylphosphine) platinum, and the like. These metal compounds may be used alone or in combination of two or more.
The metal compound is usually in the range of 0.0001 to 5 as the molar ratio of the metal atom in the metal compound to the diynes or B, B ′, B ″ -trialkynylborazines.

前記の反応には、ヒドロシリル化反応に用いられる種々の溶媒を用いることができる。例えば芳香族炭化水素系、飽和炭化水素系、脂肪族エーテル系、芳香族エーテル系等の溶媒が挙げられる。 Various solvents used in the hydrosilylation reaction can be used for the above reaction. For example, aromatic hydrocarbon type, saturated hydrocarbon type, aliphatic ether type, aromatic ether type solvents and the like can be mentioned.

前記の反応は一般的に室温(0〜35℃程度の温度)で容易に進行するが、ジイン類またはB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類の構造により、好ましい反応速度を達するために−20℃から200℃の範囲で冷却または加熱することもできる。もしくは反応の完了を待たずに次の加熱処理(熱分解・焼成処理)に進むことも可能である。 The above reaction generally proceeds easily at room temperature (a temperature of about 0 to 35 ° C.), but a preferable reaction rate is achieved by the structure of diynes or B, B ′, B ″ -trialkynylborazines. Further, it can be cooled or heated in the range of -20 ° C to 200 ° C. Alternatively, it is possible to proceed to the next heat treatment (pyrolysis / firing treatment) without waiting for completion of the reaction.

上記の熱分解・焼成条件は、有機ケイ素系ポリマーから炭化ケイ素類へ熱変換させるための任意の熱分解・焼成条件を用いることができる。焼成は通常室温から加熱を始められる。加熱最終温度は400℃〜2000℃の範囲で行われるが、好ましくは600℃〜1600℃の範囲である。加熱速度は毎分0.1℃〜毎分100℃までの範囲で選ばれるが、段階的な加熱や加熱処理の途中または最終段階で一定温度の加熱を維持することも、本発明の態様に含まれる。熱分解・焼成処理は、例えばアルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下あるいは真空下で行なうことが好ましい。 As the above pyrolysis / firing conditions, any pyrolysis / firing conditions for thermally converting an organosilicon polymer to silicon carbide can be used. Firing can usually be started from room temperature. The final heating temperature is 400 ° C to 2000 ° C, and preferably 600 ° C to 1600 ° C. The heating rate is selected in the range of 0.1 ° C./min to 100 ° C./min. However, maintaining a constant temperature in the middle or in the final stage of stepwise heating or heat treatment is also an aspect of the present invention. included. The thermal decomposition / firing treatment is preferably performed in an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas or in vacuum.

本発明により提供される炭化ケイ素系素材から、さまざまな耐候性材料を得ることができる。その形状としては、膜状、糸状、塊状等各種のものが可能である。特に前2者の形態においては、高温下などの過酷な条件で利用可能な分離濃縮膜素材として適用可能である。膜状、糸状または塊状の炭化ケイ素系素材は、例えば、セラミックスなどの基材上に、反応させたポリカルボシランすなわち前記ケイ素系前駆体ポリマーあるいはその溶液を塗布し、または前記ポリカルボシランあるいはその溶液に基材を浸漬もしくは接触させた後、基材上で該ポリカルボシランを加熱することによってさらに反応を進め、膜状で、あるいは紡糸によって糸状で、あるいは特に基材を用いないことによって塊状で、それぞれ得ることができる。また、上記操作において、前記予め反応させたポリカルボシラン(ケイ素系前駆体ポリマー)やその溶液に代えて、ポリカルボシランとB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類との混合物を用いて、この混合物を基材上に塗布し、またはこの混合物に基材を浸漬もしくは接触させた後、基材上で該混合物を加熱処理するか、あるいは該混合物を紡糸するか、あるいは基材を用いないで該混合物を加熱することによっても、炭化ケイ素系素材を所定の形状で得ることができる。上記操作において、セラミックスとして多孔性の基材を用いることによって、水素等のガス分離膜などとして用いることができる膜状の炭化ケイ素系素材を得ることもできる。 Various weather-resistant materials can be obtained from the silicon carbide-based material provided by the present invention. Various shapes such as a film shape, a thread shape, and a lump shape are possible as the shape. In particular, the former two forms are applicable as a separation and concentration membrane material that can be used under severe conditions such as high temperatures. The film-like, thread-like, or massive silicon carbide-based material is prepared by, for example, applying a reacted polycarbosilane, that is, the silicon-based precursor polymer or a solution thereof on a substrate such as ceramics, or the polycarbosilane or the After the substrate is immersed in or brought into contact with the solution, the reaction is further promoted by heating the polycarbosilane on the substrate, in the form of a film, by spinning, or in the form of a lump by not using the substrate. Can be obtained respectively. Moreover, in the said operation, it replaced with the said polycarbosilane (silicon-type precursor polymer) and its solution which were made to react beforehand, and used the mixture of polycarbosilane and B , B ', B''-trialkynylborazines. The mixture is applied onto the substrate, or the substrate is dipped or contacted with the mixture, and then the mixture is heated on the substrate, the mixture is spun, or the substrate is The silicon carbide-based material can be obtained in a predetermined shape by heating the mixture without using it. In the above operation, by using a porous substrate as the ceramic, a film-like silicon carbide-based material that can be used as a gas separation membrane such as hydrogen can also be obtained.

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples at all.

参考例1>
日本カーボン社製ポリカルボシランSタイプ0.2g(商品名、4.7mmolモノマー単位)、1,4−ジエチニルベンゼン(I−a)0.23mmolおよびシクロオクタジエンジメチル白金0.0023mmolのトルエン15ml溶液を、窒素下、室温で72時間攪拌することによって、1,4−ジエチニルベンゼンが付加したケイ素系前駆体ポリマーを得た。なお、反応の進行は添加剤の減量をガスクロマトグラフィーで追跡することによって確認した。得られた付加ポリマーをアルゴン気流中、毎分10℃の昇温速度で600℃まで加熱したところ、二酸化炭素プローブ分子が大量に吸着しうる多孔性の炭化ケイ素系素材が得られた。
< Reference Example 1>
Nippon Carbon Co., Ltd. polycarbosilane S type 0.2 g (trade name, 4.7 mmol monomer unit), 1,4-diethynylbenzene (Ia) 0.23 mmol and cyclooctadiene dimethyl platinum 0.0023 mmol toluene 15 ml The solution was stirred at room temperature for 72 hours under nitrogen to obtain a silicon-based precursor polymer to which 1,4-diethynylbenzene was added. The progress of the reaction was confirmed by monitoring the weight loss of the additive by gas chromatography. When the obtained addition polymer was heated to 600 ° C. in a stream of argon at a temperature rising rate of 10 ° C. per minute, a porous silicon carbide-based material capable of adsorbing a large amount of carbon dioxide probe molecules was obtained.

<実施例
1,4−ジエチニルベンゼン(I−a)の代わりにB,B',B''−トリエチニル−N,N',N''−トリメチルボラジン(II−a)を等モル量で用いたこと以外は、参考例1と同様に付加反応および熱分解及び/または焼成処理を行ったところ、B,B',B''−トリエチニル−N,N',N''−トリメチルボラジンを付加したケイ素系前駆体ポリマーが得られ、この付加ポリマーをアルゴン気流中、毎分10℃の昇温速度で600℃まで加熱したところ、二酸化炭素プローブ分子が大量に吸着しうる多孔性の炭化ケイ素系素材が得られた。
<Example 1 >
B, B ′, B ″ -triethynyl-N, N ′, N ″ -trimethylborazine (II-a) was used in equimolar amounts instead of 1,4-diethynylbenzene (Ia) Except for the above, when addition reaction and thermal decomposition and / or calcination treatment were performed in the same manner as in Reference Example 1, silicon added with B, B ′, B ″ -triethynyl-N, N ′, N ″ -trimethylborazine When this addition polymer is heated to 600 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min in an argon stream, a porous silicon carbide material capable of adsorbing a large amount of carbon dioxide probe molecules is obtained. Obtained.

<実施例
実施例で調製したB,B',B''−トリエチニル−N,N',N''−トリメチルボラジンと反応させたポリカルボシランのトルエン溶液にセラミック多孔基材チューブ(長さ50mm、外径2.9mm、チューブ壁厚0.7mm)を浸漬し、乾燥後、アルゴン気流中600℃で熱処理することによって炭化ケイ素系分離膜を調製した。この分離膜の水素および窒素ガスの透過速度を、高真空タイムラグ法により温度100℃で測定した結果、H透過速度=16x10−10[mol/m・sec・Pa]、N透過速度=0.14x10−10[mol/m・sec・Pa]、H/N透過速度比=114[-]となり、水素/窒素の透過速度比が高く、水素の選択透過性に優れていることがわかった。
<Example 2 >
B prepared in Example 1, B ', B'' - Toriechiniru -N, N', N '' - Se in a toluene solution of polycarbosilane reacted with trimethyl borazine ceramic porous substrate tube (length 50 mm, A silicon carbide separation membrane was prepared by immersing an outer diameter of 2.9 mm and a tube wall thickness of 0.7 mm , followed by drying and heat treatment at 600 ° C. in an argon stream. As a result of measuring the permeation rate of hydrogen and nitrogen gas through this separation membrane at a temperature of 100 ° C. by the high vacuum time lag method, H 2 permeation rate = 16 × 10 −10 [mol / m 2 · sec · Pa], N 2 permeation rate = 0.14 × 10 −10 [mol / m 2 · sec · Pa], H 2 / N 2 permeation rate ratio = 114 [-], hydrogen / nitrogen permeation rate ratio is high, and excellent hydrogen selective permeability I understood.

Claims (10)

ポリカルボシランと、一般式(II)
Figure 0004161052
(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。)
で表されるB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類とを前記ポリカルボシランの分子内のSi−H結合を前記一般式(II)で表されるB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類の炭素−炭素三重結合の少なくとも1個に付加反応させて得られる、熱分解及び/又は焼成して炭化ケイ素系素材を与えるケイ素系前駆体ポリマー。
Polycarbosilane and general formula (II)
Figure 0004161052
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom, R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom.)
B, B ′, B ″ -trialkynylborazines represented by the formula: B—B ′, B ″ represented by the general formula (II) in the Si—H bond in the polycarbosilane molecule. -A silicon-based precursor polymer obtained by subjecting an addition reaction to at least one carbon-carbon triple bond of trialkynylborazines to give a silicon carbide-based material by pyrolysis and / or calcination .
ポリカルボシランに一般式(II)
Figure 0004161052
(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。)
で表されるB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類を添加した混合物もしくは請求項のケイ素系前駆体ポリマーを熱分解及び/または焼成して得られる炭化ケイ素系素材。
General formula (II) for polycarbosilane
Figure 0004161052
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom, and R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom.)
A silicon carbide-based material obtained by thermally decomposing and / or calcining a mixture to which B, B ′, B ″ -trialkynylborazines represented by the formula ( 1 ) or a silicon-based precursor polymer according to claim 1 is added.
ポリカルボシランと、一般式(II)
Figure 0004161052
(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。)
で表されるB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類とを反応させるにあたり前記ポリカルボシランの分子内のSi−H結合を前記一般式(II)で表されるB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類の炭素−炭素三重結合の少なくとも1個に付加反応させることを特徴とする熱分解及び/又は焼成して炭化ケイ素系素材を与えるケイ素系前駆体ポリマーの製造方法。
Polycarbosilane and general formula (II)
Figure 0004161052
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom, and R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom.)
In represented by B, B ', B'' - B represented by the Si-H bonds in the molecule of the polycarbosilane Upon reacting the tri alkynyl borazine compound formula (II), B', A method for producing a silicon-based precursor polymer, which comprises subjecting at least one carbon-carbon triple bond of B ″ -trialkynylborazines to an addition reaction to give a silicon carbide-based material by pyrolysis and / or calcination .
前記反応を金属化合物の存在下に行なうことを特徴とする請求項記載の製造方法。 The method according to claim 3, wherein the reaction is performed in the presence of a metal compound. 金属化合物が白金化合物であることを特徴とする請求項記載の製造方法。 The method according to claim 4 , wherein the metal compound is a platinum compound. ポリカルボシランに一般式(II)
Figure 0004161052
(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。)
で表されるB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類を添加して混合物を得るか、またはポリカルボシランと前記B,B’,B''−トリアルキニルボラジン類とを反応させてケイ素系前駆体ポリマーを得て、そして前記混合物またはケイ素系前駆体ポリマーを熱分解及び/または焼成することを特徴とする炭化ケイ素系素材の製造方法。
General formula (II) for polycarbosilane
Figure 0004161052
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom, and R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom.)
A mixture is obtained by adding B, B ′, B ″ -trialkynylborazines represented by the following formula, or by reacting polycarbosilane with the B, B ′, B ″ -trialkynylborazines. A method for producing a silicon carbide-based material, comprising obtaining a silicon-based precursor polymer and thermally decomposing and / or firing the mixture or the silicon-based precursor polymer.
前記添加または反応を金属化合物の存在下に行なうことを特徴とする請求項記載の製造方法。 The production method according to claim 6, wherein the addition or reaction is performed in the presence of a metal compound. 金属化合物が白金化合物であることを特徴とする請求項記載の製造方法。 The production method according to claim 7 , wherein the metal compound is a platinum compound. 請求項記載の炭化ケイ素系素材から構成された炭化ケイ素系の気体−気体の分離膜。 A silicon carbide gas-gas separation membrane composed of the silicon carbide material according to claim 2 . ポリカルボシランに一般式(II)
Figure 0004161052
(式中、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示し、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基または水素原子を示す。)
で表されるB,B’,B''−トリアルキニルボラジン類を添加して混合物を得るか、またはポリカルボシランと前記B,B’,B''−トリアルキニルボラジン類とを反応させてケイ素系前駆体ポリマーを得て、前記混合物もしくはケイ素系前駆体ポリマーを基材に塗布し、または前記混合物もしくはケイ素系前駆体ポリマーに基材を浸漬もしくは接触させた後、熱分解及び/または焼成することにより、膜状の炭化ケイ素系素材から構成された炭化ケイ素系の気体−気体の分離膜を得ることを特徴とする炭化ケイ素系分離膜の製造方法
General formula (II) for polycarbosilane
Figure 0004161052
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom, R 2 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a hydrogen atom.)
A mixture is obtained by adding B, B ′, B ″ -trialkynylborazines represented by the following formula, or by reacting polycarbosilane with the B, B ′, B ″ -trialkynylborazines. Obtaining a silicon-based precursor polymer and applying the mixture or silicon-based precursor polymer to a substrate, or dipping or contacting the substrate in the mixture or silicon-based precursor polymer, followed by thermal decomposition and / or baking A method for producing a silicon carbide-based separation membrane comprising obtaining a silicon carbide-based gas-gas separation membrane composed of a film-like silicon carbide-based material .
JP2003291187A 2003-08-11 2003-08-11 Silicon carbide separation membrane and method for producing the same Expired - Lifetime JP4161052B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003291187A JP4161052B2 (en) 2003-08-11 2003-08-11 Silicon carbide separation membrane and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003291187A JP4161052B2 (en) 2003-08-11 2003-08-11 Silicon carbide separation membrane and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005060493A JP2005060493A (en) 2005-03-10
JP4161052B2 true JP4161052B2 (en) 2008-10-08

Family

ID=34368948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003291187A Expired - Lifetime JP4161052B2 (en) 2003-08-11 2003-08-11 Silicon carbide separation membrane and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4161052B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100564255C (en) * 2008-01-25 2009-12-02 厦门大学 The preparation method of a kind of carborundum films shaped device and carborundum films
CN104744706B (en) * 2015-04-22 2017-07-21 中国人民解放军国防科学技术大学 The synthetic method of high ceramic yield Polycarbosilane
JP7420473B2 (en) * 2019-02-01 2024-01-23 一般財団法人ファインセラミックスセンター Gas separation material and its manufacturing method
CN115385717B (en) * 2022-08-23 2023-08-25 合肥学院 Preparation method and application of silicon carbide film with sub-nanometer pore diameter
CN116283300B (en) * 2023-03-17 2024-05-17 山东理工大学 Digital light processing-based one-step cofiring silicon carbide flat ceramic membrane and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005060493A (en) 2005-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7109137B2 (en) Methods for making microporous ceramic materials
US9855532B2 (en) Gas separation membrane with ladder-structured polysilsesquioxane and method for fabricating the same
JP3361655B2 (en) Porous ceramics composite hollow fiber membrane and method for producing the same
JP2006231095A (en) Carbonized film and its manufacturing method
WO2022105249A1 (en) Methods for preparing silsesquioxane containing silicon-hydrogen bonds and corresponding polymer thereof
JPS62156136A (en) Two-process production of organopolysilazane reticulated polymer having improved heat resistance and usable especially as ceramic precursor
JP4161052B2 (en) Silicon carbide separation membrane and method for producing the same
JPS6357454B2 (en)
US4861844A (en) Cationic catalysis process for the treatment of a polysilazane containing on average at least two .tbd.SiH groups per molecule
Chen et al. Synthesis of cyano-polycarbosilane and investigation of its pyrolysis process
US4866149A (en) Process for catalytic treatment of a polysilazane containing on average at least two hydrocarbon groups having aliphatic unsaturation per molecule
CN106810700A (en) One kind contains phenyl end capped methyl ethylene(Tetraphenyl)Phenyl modified silica gel and preparation method thereof
JP2007022823A (en) Method for manufacturing porous silicon carbide-based formed body
JP2007022822A (en) Porous silicon carbide-based formed body and its manufacturing method
JPH10114574A (en) Sicn gel as precursor of nonoxide type silicon ceramics
JP4099360B2 (en) Method for producing amorphous silica porous material
RU2422472C1 (en) Polyphenyldimethyl siloxane binding substances and synthesis method thereof
JP4191939B2 (en) Method for producing silicon carbide
KR100913786B1 (en) Silicon carbide membrane, method for producing it and hydrogen separation membrane for high temperature using it
Miyajima¹ et al. Development of Si-N based hydrogen separation membrane
KR20200078395A (en) Hafnium Carbide Ceramic Precursor and Method for Preparing the Hafnium Carbide Ceramic
Manocha et al. Formation of silicon carbide whiskers from organic precursors via sol-gel method
Termoss et al. Shaping potentialities of aluminum nitride polymeric precursors: Preparation of thin coatings and 1D nanostructures in liquid phase
CN115385717B (en) Preparation method and application of silicon carbide film with sub-nanometer pore diameter
JP2002322293A (en) Filmy material and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071016

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080624

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4161052

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term