JP5738710B2 - Method for producing carbon dioxide separation membrane and carbon dioxide separation module - Google Patents

Method for producing carbon dioxide separation membrane and carbon dioxide separation module Download PDF

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Description

本発明は、二酸化炭素分離膜の製造方法及び二酸化炭素分離モジュールに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing及Beauty carbon dioxide separation module carbon dioxide separation membrane.

近年、二酸化炭素を含む混合ガス中の二酸化炭素を選択的に分離、除去する技術の開発が進んでいる。例えば、地球温暖化対策として排ガス中の二酸化炭素を分離、回収して濃縮する技術や、水蒸気改質により炭化水素を水素と一酸化炭素(CO)に改質し、さらに一酸化炭素と水蒸気を反応させて二酸化炭素と水素を生成させ、二酸化炭素を選択的に透過する膜によって二酸化炭素を排除分離、除去することで水素を主成分とする燃料電池用等のガスを得る技術が開発されている。
一方、二酸化炭素の分離はアミン類による吸着と放散とを繰り返すアミン吸収法が一般的で広く用いられてきている。しかしながら、この方法は広大な設備設置面積を必要とする上に、吸着時と放散時に、それぞれ、昇圧及び降温と降圧及び昇温を繰り返す必要があり、多大なエネルギーが必要とされるものである。またシステムの能力は設計時に決まってしまい、一旦作られたシステムの能力の拡縮は容易でない。
これに対して、膜分離法は分離膜を介して区画された2つの室の間の二酸化炭素分圧により自然に分離を行うもので、エネルギー消費が少なく、かつ装置の設置面積がアミン吸収法に比べてコンパクトであるという利点を有する。また膜分離法の場合には、システムの能力の拡縮もフィルターユニットの増減で対応できるために、能力の増減に柔軟性に対応可能なシステムの設計が可能であり、近年注目を浴びている。
In recent years, development of a technique for selectively separating and removing carbon dioxide in a mixed gas containing carbon dioxide has progressed. For example, as a global warming countermeasure, carbon dioxide in exhaust gas is separated, recovered, concentrated, and steam reformed to convert hydrocarbons to hydrogen and carbon monoxide (CO), and then to convert carbon monoxide and steam. Technology to obtain gas for fuel cells, etc., mainly composed of hydrogen by reacting to generate carbon dioxide and hydrogen, and eliminating and separating and removing carbon dioxide with a membrane that selectively permeates carbon dioxide. Yes.
On the other hand, for the separation of carbon dioxide, an amine absorption method that repeats adsorption and emission by amines is generally used and widely used. However, this method requires a large facility installation area, and it is necessary to repeat the pressure increase, the temperature decrease, the pressure decrease, and the temperature increase at the time of adsorption and dissipation, respectively, and a large amount of energy is required. . In addition, the capacity of the system is determined at the time of design, and it is not easy to expand or contract the capacity of the system once made.
In contrast, the membrane separation method performs natural separation by carbon dioxide partial pressure between two chambers partitioned through a separation membrane, and consumes less energy, and the installation area of the apparatus is an amine absorption method. It has the advantage of being compact compared to. In the case of the membrane separation method, since the capacity of the system can be increased or decreased by increasing or decreasing the filter unit, it is possible to design a system that can flexibly respond to the increase or decrease of the capacity.

二酸化炭素分離膜は大別すると、膜中に二酸化炭素キャリアを含有し、このキャリアによって二酸化炭素が膜の反対側に輸送される、いわゆる促進輸送膜と、膜に対する二酸化炭素と分離対象物質の溶解性、および膜中の拡散性の差を利用して分離を行ういわゆる溶解拡散膜に大別される。溶解拡散膜は膜への二酸化炭素および分離対象物質の溶解度と拡散速度により分離を行う為、膜の材質、物性が決まればその分離度合いは一義的に決定され、また膜厚が薄いほど透過速度が大きくなるため、一般的に層分離法、界面重合法などを用いて1μm以下の薄膜として製造される。
これに対して促進輸送膜は二酸化炭素キャリアを膜中に添加することで二酸化炭素の溶解度を飛躍的に増大し高濃度環境で輸送を行うため、一般的に溶解拡散膜に比べ分離対象物質との分離度が高く、また二酸化炭素の透過速度が速い特徴を有する。
Carbon dioxide separation membranes can be broadly divided into so-called facilitated transport membranes that contain carbon dioxide carriers in the membrane and transport carbon dioxide to the opposite side of the membrane, and the dissolution of carbon dioxide and substances to be separated into the membrane. And so-called dissolution diffusion membranes that perform separation utilizing the difference in diffusivity and diffusivity in the membrane. Dissolving and diffusion membranes are separated by the solubility and diffusion rate of carbon dioxide and the substance to be separated in the membrane, so if the material and physical properties of the membrane are determined, the degree of separation is uniquely determined. Therefore, it is generally manufactured as a thin film having a thickness of 1 μm or less by using a layer separation method, an interfacial polymerization method or the like.
On the other hand, the facilitated transport membrane increases the solubility of carbon dioxide by adding carbon dioxide carrier into the membrane and transports it in a high concentration environment. Has a high degree of separation and a high permeation rate of carbon dioxide.

上記の促進輸送膜として、次のようなものが知られている。
例えば、未架橋のビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体水溶液を、二酸化炭素透過性支持体上へ膜状に塗布した後、加熱し、架橋させて水不溶化し、この水不溶化物に、二酸化炭素キャリア(二酸化炭素と親和性を有する物質)を含む水溶液を吸収させてゲル化することにより二酸化炭素分離ゲル膜を製造することが提案されている(特許文献1)。
The following are known as the facilitated transport membrane.
For example, after an uncrosslinked vinyl alcohol-acrylate copolymer aqueous solution is applied in a film form on a carbon dioxide permeable support, it is heated, crosslinked, water insolubilized, and carbon insoluble in this water insolubilized product. It has been proposed to produce a carbon dioxide separation gel membrane by absorbing an aqueous solution containing a carrier (a substance having an affinity for carbon dioxide) and gelling (Patent Document 1).

また、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体ゲル膜に炭酸セシウム若しくは重炭酸セシウム若しくは水酸化セシウムからなる添加剤を添加したゲル層を親水性の多孔膜に担持させてCO促進輸送膜を形成し、所定の主成分ガスに少なくとも二酸化炭素と水蒸気が含まれる原料ガスをCO2促進輸送膜の原料側面に100℃以上の供給温度で供給して、二酸化炭素促進輸送膜を透過した二酸化炭素を透過側面から取り出す二酸化炭素分離装置が提案されている(特許文献2)。 In addition, a gel layer in which an additive made of cesium carbonate, cesium bicarbonate or cesium hydroxide is added to a polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymer gel film is supported on a hydrophilic porous film to form a CO 2 facilitated transport film Then, a raw material gas containing at least carbon dioxide and water vapor in a predetermined main component gas is supplied to the raw material side surface of the CO2 facilitated transport film at a supply temperature of 100 ° C. or more, and the carbon dioxide permeated through the carbon dioxide facilitated transport film is permeated. A carbon dioxide separator that is taken out from the side has been proposed (Patent Document 2).

特公平7−102310号公報Japanese Patent Publication No. 7-102310 特開2009−195900号公報JP 2009-195900 A

特許文献1又は2に記載されている膜は、いずれも、膜の一方の面に供給された原料ガス中の二酸化炭素を、膜の表面(以下、「吸収側表面」とも言う。)で下記の式1で表される反応式に従って吸収し(以下、この反応を「正反応」とも言う。)、膜中を重炭酸イオン、炭酸イオンの形で濃度勾配に沿って拡散し、上記吸収側表面とは反対側の膜の表面(以下、「放散側表面」とも言う。)から下記の式1で表される反応式の逆方向の反応式に従って二酸化炭素として放出される(以下、「逆反応」とも言う。)。
CO + OH → HCO ・・・式1
In any of the films described in Patent Document 1 or 2, carbon dioxide in the raw material gas supplied to one surface of the film is the following on the surface of the film (hereinafter also referred to as “absorption side surface”). (Hereinafter, this reaction is also referred to as “positive reaction”) and diffuses along the concentration gradient in the form of bicarbonate ions and carbonate ions in the membrane. It is released as carbon dioxide from the surface of the membrane opposite to the surface (hereinafter, also referred to as “dissipation side surface”) according to the reaction formula in the reverse direction of the reaction formula represented by the following formula 1. Also called “reaction”.).
CO 2 + OH - → HCO 3 - ··· Formula 1

水に溶解できる重炭酸イオン及び炭酸イオンのモル量は、二酸化炭素が溶解できるモル量よりも格段に大きい。そのため、上記の膜を透過する二酸化炭素の速度は、膜中のこれらの重炭酸イオン、炭酸イオンの拡散が律速になることは希であり、上記の式1で表される反応式の反応速度が二酸化炭素の透過量を律速している。
上記の反応式における正反応は塩基性側のpHで促進され、逆反応は酸性側のpHで促進される。このため同一の膜内で両方の反応を同時に促進することは二律背反の事象である。
The molar amount of bicarbonate ions and carbonate ions that can be dissolved in water is much larger than the molar amount that can dissolve carbon dioxide. Therefore, the rate of carbon dioxide permeating the membrane is rarely the rate of diffusion of these bicarbonate ions and carbonate ions in the membrane, and the reaction rate of the reaction formula represented by the above formula 1 The rate of carbon dioxide permeation is limited.
The forward reaction in the above reaction formula is promoted at the basic pH, and the reverse reaction is promoted at the acidic pH. For this reason, simultaneously promoting both reactions within the same membrane is a contradictory event.

本発明は二酸化炭素促進輸送膜における上記の問題を解決することを課題とする。即ち、本発明は、二酸化炭素の選択的な吸収と放散のいずれにも優れた二酸化炭素分離膜、その製造方法、及びそれを用いた膜モジュールを提供することを課題とする。   This invention makes it a subject to solve said problem in a carbon dioxide facilitated transport film | membrane. That is, an object of the present invention is to provide a carbon dioxide separation membrane excellent in both selective absorption and diffusion of carbon dioxide, a method for producing the same, and a membrane module using the same.

前記目的を達成する本発明は、以下のとおりである。
<1> 吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を含むゲル膜と、前記ゲル膜を支持する支持体と、を有し、前記ゲル膜における二酸化炭素を含む混合ガスが供給される側である吸収側表面のpHが、該吸収側表面とは反対側の表面である放散側表面のpHより高い二酸化炭素分離膜の製造方法であって、転写用基材上に、吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を含む一層のゲル膜を有するゲル膜転写材料を作製すること、前記ゲル膜転写材料のゲル膜が支持体と対向するように前記ゲル膜転写材料と前記支持体とを重畳させた積層体を作製すること、および、前記積層体の転写用基材を前記ゲル膜との界面で剥離すること、を含むゲル膜の転写工程を少なくとも一回含む二酸化炭素分離膜の製造方法
<2> 前記二酸化炭素分離膜のゲル膜が、pHが異なる積層された少なくとも二つの層を含む<1>に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法
<3> 前記二酸化炭素分離膜のゲル膜が、積層された少なくとも三つの層を含み、前記吸収側表面を有する層のpHと前記放散側表面を有する層のpHとが異なる<1>または<2>に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法。
> 前記二酸化炭素分離膜のゲル膜は、前記吸収側表面のpHが8.0以上であるか、前記放散側表面のpHが4.0以上8.0未満であるか、またはこれらの両者を満たす<1>〜<3>のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法。
<5> 前記転写工程を少なくとも二回含み、そのうちの一方の転写工程における前記ゲル膜のpHが8.0以上であり、他方の転写工程における前記ゲル膜のpHが4.0以上8.0未満である<1>〜<4>のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法。
<6> 吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を含むゲル膜と、前記ゲル膜を支持する支持体と、を有し、前記ゲル膜における二酸化炭素を含む混合ガスが供給される側である吸収側表面のpHが、該吸収側表面とは反対側の表面である放散側表面のpHより高い二酸化炭素分離膜の製造方法であって、支持体上に、吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を組成物を塗布する工程を少なくとも二回含み、そのうちの一方の塗布工程により形成されるゲル膜のpHが8.0以上であり、他方の塗布工程により形成されるゲル膜のpHが4.0以上8.0未満である二酸化炭素分離膜の製造方法。
> 前記二酸化炭素分離膜は、前記吸収側表面から放散側表面に向かってpHが低下する<1>〜<>のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法
> 前記二酸化炭素分離膜のゲル膜が、積層された少なくとも三つの層を含み、前記吸収側表面を有する層と前記放散側表面を有する層とを除く層の総厚が10μmから100μmである<1>〜<>のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法
> 前記二酸化炭素キャリアが、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩およびアルカリ金属水酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物である<1>〜<>のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法
The present invention for achieving the above object is as follows.
<1> Absorption which has a gel film containing a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier and water, and a support that supports the gel film, and is a side to which a mixed gas containing carbon dioxide in the gel film is supplied. A method for producing a carbon dioxide separation membrane in which the pH of the side surface is higher than the pH of the dissipating side surface, which is the surface opposite to the absorbing side surface , comprising a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier on a transfer substrate And a layer in which the gel film transfer material and the support are overlapped so that the gel film of the gel film transfer material faces the support. A method for producing a carbon dioxide separation membrane comprising at least one step of transferring a gel membrane, comprising producing a body and peeling the transfer substrate of the laminate at the interface with the gel membrane .
<2> The method for producing a carbon dioxide separation membrane according to <1>, wherein the gel membrane of the carbon dioxide separation membrane includes at least two layers having different pHs.
<3> The gel membrane of the carbon dioxide separation membrane includes at least three layers stacked, and the pH of the layer having the absorption side surface is different from the pH of the layer having the diffusion side surface <1> or < The manufacturing method of the carbon dioxide separation membrane of 2>.
< 4 > The gel membrane of the carbon dioxide separation membrane has a pH of the absorption side surface of 8.0 or more, a pH of the diffusion side surface of 4.0 or more and less than 8.0, or these The method for producing a carbon dioxide separation membrane according to any one of <1> to <3>, which satisfies both .
<5> The transfer step is included at least twice, and the pH of the gel film in one transfer step is 8.0 or more, and the pH of the gel film in the other transfer step is 4.0 or more and 8.0. The manufacturing method of the carbon dioxide separation membrane as described in any one of <1>-<4> which is less than.
<6> Absorption which has a gel film containing a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier and water, and a support that supports the gel film, and is a side to which a mixed gas containing carbon dioxide in the gel film is supplied. A method for producing a carbon dioxide separation membrane in which the pH of the side surface is higher than the pH of the dissipating side surface, which is the surface opposite to the absorbing side surface, comprising a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier and water on a support At least twice, the gel film formed by one of the coating processes has a pH of 8.0 or more, and the pH of the gel film formed by the other coating process is 4. The manufacturing method of the carbon dioxide separation membrane which is 0 or more and less than 8.0.
< 7 > The method for producing a carbon dioxide separation membrane according to any one of <1> to < 6 > , wherein the pH of the carbon dioxide separation membrane decreases from the absorption side surface toward the diffusion side surface.
< 8 > The gel membrane of the carbon dioxide separation membrane includes at least three layers stacked, and the total thickness of the layers excluding the layer having the absorption side surface and the layer having the diffusion side surface is 10 μm to 100 μm. The method for producing a carbon dioxide separation membrane according to any one of <1> to < 7 >.
< 9 > Any one of <1> to < 8 >, wherein the carbon dioxide carrier is at least one compound selected from the group consisting of alkali metal carbonates, alkali metal bicarbonates, and alkali metal hydroxides. A method for producing a carbon dioxide separation membrane according to the above.

<10> その内側に空間を有する容器と、前記空間を第一の室および第二の室に仕切る<1>〜<>のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法によって製造された二酸化炭素分離膜と、前記容器に形成され、前記第一および第二の室に独立して連通するそれぞれ少なくとも一対の入り口および出口と、を含む二酸化炭素分離モジュール。
11> 前記二酸化炭素分離膜が、プリーツ形状を有する<10>に記載の二酸化炭素分離モジュール。
<10> a container having a space inside, dividing the space into first chamber and the second chamber, by the method for producing a carbon dioxide separation membrane according to any one of <1> to <9> A carbon dioxide separation module comprising: a produced carbon dioxide separation membrane; and at least a pair of inlets and outlets formed in the container and independently communicating with the first and second chambers.
< 11 > The carbon dioxide separation module according to < 10 >, wherein the carbon dioxide separation membrane has a pleated shape.

本発明によれば、二酸化炭素透過性、二酸化炭素選択性が優れた二酸化炭素分離膜、その製造方法、及びそれを用いた二酸化炭素分離モジュールが提供される。   According to the present invention, a carbon dioxide separation membrane having excellent carbon dioxide permeability and carbon dioxide selectivity, a production method thereof, and a carbon dioxide separation module using the same are provided.

本発明に係る三つの層ので構成されたゲル膜を有する二酸化炭素分離膜の断面図である。It is sectional drawing of the carbon dioxide separation membrane which has a gel membrane comprised by the three layers which concern on this invention. 図1に係る二酸化炭素分離膜のゲル膜を構成する三つの層の一実施態様に係る各層のpHの関係を表した説明図である。It is explanatory drawing showing the relationship of pH of each layer which concerns on one embodiment of the three layers which comprise the gel membrane of the carbon dioxide separation membrane which concerns on FIG. 図1に係る二酸化炭素分離膜のゲル膜を構成する三つの層の別の実施態様に係る各層のpHの関係を表した説明図である。It is explanatory drawing showing the relationship of pH of each layer which concerns on another embodiment of the three layers which comprise the gel membrane of the carbon dioxide separation membrane which concerns on FIG. 本発明に係る二酸化炭素分離膜を用いた一実施態様に係る二酸化炭素分離モジュールの部分切り欠き斜視図である。It is a partial notch perspective view of the carbon dioxide separation module concerning one embodiment using the carbon dioxide separation membrane concerning the present invention. 本発明に係る二酸化炭素分離膜を用いた別の実施態様に係る二酸化炭素分離モジュールの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the carbon dioxide separation module which concerns on another embodiment using the carbon dioxide separation membrane which concerns on this invention. 図5の入り口566を上下二分する面における断面図である。It is sectional drawing in the surface which bisects the entrance 566 of FIG.

本発明に係る二酸化炭素分離膜は、吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を含むゲル膜と、前記ゲル膜を支持する支持体と、を有し、前記ゲル膜における二酸化炭素を含む混合ガスが供給される側である吸収側表面のpHが、該吸収側表面とは反対側の表面である放散側表面のpHより高いものである。   The carbon dioxide separation membrane according to the present invention has a gel membrane containing a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier and water, and a support that supports the gel membrane, and the mixed gas containing carbon dioxide in the gel membrane is The pH of the absorption side surface that is the supply side is higher than the pH of the diffusion side surface that is the surface opposite to the absorption side surface.

−ゲル膜−
ゲル膜は、一方の表面のpHが反対側である他方の面のpHと相違するものであれば、一層で構成されたものであっても複数の層で構成されたものであっても良い。ゲル膜は、少なくとも二つの層で構成されているものが、前記一方の表面のpH及び他方の面のpHを制御することが容易であるという点から好ましい。この場合、吸収側表面を有する層から放散側表面を有する層に向かって、pHが低下するように各層を配置することが好ましい。 ゲル膜は、二酸化炭素の分離効率の高いものが得られるという点から、少なくとも三つの層で構成されているものが更に好ましい。
ゲル膜は、前記の式1に係る正反応が効率よく進むという点から、吸収側表面のpHは7.0以上であることが好ましく、更に7.5以上がより好ましく、8.0以上が最も好ましい。吸収側表面のpHの上限に制限はないが、実用的な観点から12以下、更に好ましくは11.8以下、最も好ましくは11.5以下とされる。
-Gel membrane-
The gel film may be composed of one layer or a plurality of layers as long as the pH of one surface is different from the pH of the other surface on the opposite side. . The gel film is preferably composed of at least two layers because it is easy to control the pH of the one surface and the pH of the other surface. In this case, it is preferable to arrange each layer so that the pH decreases from the layer having the absorption side surface toward the layer having the diffusion side surface. The gel membrane is more preferably composed of at least three layers from the viewpoint that a carbon dioxide separation efficiency can be obtained.
In the gel film, the pH of the absorption side surface is preferably 7.0 or more, more preferably 7.5 or more, and more preferably 8.0 or more from the viewpoint that the positive reaction according to the above formula 1 proceeds efficiently. Most preferred. Although there is no restriction | limiting in the upper limit of pH of the absorption side surface, it is 12 or less from a practical viewpoint, More preferably, it is 11.8 or less, Most preferably, it is 11.5 or less.

また、ゲル膜は、前記の式1に係る逆反応が効率よく進行するという点から、放散側表面のpHが1.0〜9.5の範囲が好ましく、更に3.0〜8.0の範囲がより好ましく、4.0〜8.0の範囲が最も好ましい。   In addition, the gel film preferably has a pH of the diffusion side surface of 1.0 to 9.5, more preferably 3.0 to 8.0, from the viewpoint that the reverse reaction according to Formula 1 proceeds efficiently. A range is more preferable, and a range of 4.0 to 8.0 is most preferable.

ゲル膜が少なくとも三つの層で構成される場合、吸収側表面を有する層と放散側表面が有する層とで挟まれた中央部の層のpHは、前記の式1に係る正反応で形成された重炭酸イオン(HCO )が溶存状態で維持される(即ち、逆反応により二酸化炭素となって層中に溶解できずに気体となってしまうことがない)限り、いかなるpHであっても良い。
中央部の層のpHは、放散側表面のpHよりも高いことが好ましく、8.0〜12.5の範囲から適宜選択される。中央部の層のpHは、吸収側表面のpHより低く、放散側表面のpHより高い範囲から選ばれることがより好ましい。
When the gel film is composed of at least three layers, the pH of the central layer sandwiched between the layer having the absorption side surface and the layer having the diffusion side surface is formed by the positive reaction according to Formula 1 above. As long as the bicarbonate ion (HCO 3 ) is maintained in a dissolved state (that is, it cannot be dissolved in the layer by being converted into carbon dioxide by the reverse reaction) Also good.
The pH of the central layer is preferably higher than the pH of the diffusion side surface, and is appropriately selected from the range of 8.0 to 12.5. The pH of the central layer is more preferably selected from a range lower than the pH of the absorption side surface and higher than the pH of the diffusion side surface.

図1は、本発明に係る三つの層で構成されたゲル膜を有する二酸化炭素分離膜を示した模式的な断面図である。図1において、二酸化炭素分離膜1は、支持体10の一方の表面に、第一の層21、第二の層22及び第三の層23の三つの層で構成されたゲル膜20が設けられている。第三の層23の表面には、更に支持体(図示せず)が設けられていても良い。
図1の断面図で示される二酸化炭素分離膜1に係るゲル膜20は、第三の層23の支持体10とは反対側の表面が二酸化炭素を含む混合ガスが供給される吸収側表面Sとされ、第一の層21の支持体10側の表面が二酸化炭素を放出する放散側表面Rとされる。従って、第三の層23のpHが第一の層21のpHより高くなるように設定される。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a carbon dioxide separation membrane having a gel membrane composed of three layers according to the present invention. In FIG. 1, the carbon dioxide separation membrane 1 is provided with a gel membrane 20 composed of three layers of a first layer 21, a second layer 22, and a third layer 23 on one surface of a support 10. It has been. A support (not shown) may be further provided on the surface of the third layer 23.
The gel membrane 20 according to the carbon dioxide separation membrane 1 shown in the cross-sectional view of FIG. 1 has an absorption-side surface S to which a mixed gas containing carbon dioxide is supplied on the surface opposite to the support 10 of the third layer 23. The surface on the support 10 side of the first layer 21 is a radiation-side surface R that releases carbon dioxide. Accordingly, the pH of the third layer 23 is set to be higher than the pH of the first layer 21.

図2は、図1に係る二酸化炭素分離膜のゲル膜20の一実施態様に係る第一の層21から第三の層23の各層のpHの関係を表した説明図である。図2に示されているように、この実施態様においては第一の層21から第三の層23の順で、階段状にpHが高くなるように設定されている。
図3は、図1に係る二酸化炭素分離膜のゲル膜20の別の実施態様に係る第一の層21から第三の層23の各層のpHの関係を表した説明図である。図3に示されているように、この実施態様においては、第三の層23のpHが第一の層21のpHより高く設定されており、第二の層22のpHは、第一の層21側から第三の層23に向かって徐々に高くなるように設定されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the pH relationship of each layer from the first layer 21 to the third layer 23 according to an embodiment of the gel membrane 20 of the carbon dioxide separation membrane according to FIG. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the pH is set to increase stepwise in the order of the first layer 21 to the third layer 23.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the pH relationship of each layer from the first layer 21 to the third layer 23 according to another embodiment of the gel membrane 20 of the carbon dioxide separation membrane according to FIG. As shown in FIG. 3, in this embodiment, the pH of the third layer 23 is set higher than the pH of the first layer 21, and the pH of the second layer 22 is It is set to gradually increase from the layer 21 side toward the third layer 23.

上記のような二酸化炭素キャリア及び水を含むゲル膜を構成する成分は、ゲル膜とするための吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を含んで構成され、さらに必要に応じて、二酸化炭素吸収促進剤、セット剤などの添加剤が含まれていても良い。
以下、これらの各成分について、説明する。
−吸水性ポリマー−
吸水性ポリマーは、ゲル膜が所望のpHを有するものとするために、官能性ポリマーであることが好ましい。
ここで、「官能性ポリマー」とは、ポリマーの分子中に、このポリマーのpHを決定付ける機能を有する塩基性基及び酸性基から選ばれた少なくとも一つの官能基を有するポリマーを意味する。上記塩基性基及び酸性基における「塩基」および「酸」は広義の塩基及び酸を含むものである。そして、ポリマーのpHは、後述の方法により決定される。
The component constituting the gel film containing the carbon dioxide carrier and water as described above is composed of a water-absorbing polymer for forming a gel film, a carbon dioxide carrier and water, and further promotes carbon dioxide absorption as necessary. Additives such as agents and set agents may be included.
Hereinafter, each of these components will be described.
-Water-absorbing polymer-
The water-absorbing polymer is preferably a functional polymer so that the gel film has a desired pH.
Here, the “functional polymer” means a polymer having at least one functional group selected from a basic group and an acidic group having a function of determining the pH of the polymer in the polymer molecule. The “base” and “acid” in the basic group and acidic group include broad bases and acids. The pH of the polymer is determined by the method described later.

このような官能基としては、次のような一価から四価の基が含まれる。
例えば、カルボキシル基、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、チオール基、アミノ基、ヒドロキシル基、シアノ基、エーテル基、チオエーテル基、アミン基、イミン基、アミド基、イミド基、カルボンアミド基、スルホンアミド基、カルバミン基、スルファミン基、四級窒素原子を含む基、スルホニウム基など。
これらの基は、ポリマー構造中に単独で含まれていても良いし、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。
Such functional groups include the following monovalent to tetravalent groups.
For example, carboxyl group, phosphoric acid group, phosphonic acid group, phosphinic acid group, thiol group, amino group, hydroxyl group, cyano group, ether group, thioether group, amine group, imine group, amide group, imide group, carbonamido group , Sulfonamide groups, carbamine groups, sulfamine groups, groups containing quaternary nitrogen atoms, sulfonium groups, and the like.
These groups may be contained alone in the polymer structure, or two or more kinds may be contained in combination.

好適な官能性ポリマーの具体例には、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリ1−ヒドロキシ−2−プロピルアクリレート、ポリエチレンオキサイド変性リン酸メタクリレート、ポリアリルスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、キチン、キトサン、ゼラチン、ポリリシン、ポリグルタミン酸、ポリアルギニン、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ1−ヒドロキシ−2−プロピルアクリレート、ポリエチレンオキサイド変性リン酸メタクリレートなどが含まる。
これらの中でも、吸水性、保水性、ゲル膜としての強度、及び二酸化炭素キャリアの担持性の少なくとも一つの点で優れているという点から、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレンイミン、及びポリアリルアミン、並びにこれらの共重合体(例えばポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体)を用いることが好ましい。
官能性ポリマーは、更に必要に応じて化学修飾を加えても、官能基以外のその他の基を追加しても良い。また架橋しても良い。
官能性ポリマーは、ゲル膜が形成されるものである限り広い範囲の分子量のものから選択することができるが、一般的には、重量平均分子量が1,000〜5,000,000の範囲のものから選ばれる。
Specific examples of suitable functional polymers include, for example, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, poly 1-hydroxy-2-propyl acrylate, polyethylene oxide modified phosphate methacrylate, polyallyl sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyacrylamide methylpropane. Examples include sulfonic acid, polyethyleneimine, polyallylamine, chitin, chitosan, gelatin, polylysine, polyglutamic acid, polyarginine, polyglycidyl methacrylate, poly 1-hydroxy-2-propyl acrylate, and polyethylene oxide-modified phosphate methacrylate.
Among these, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyethyleneimine, and polyallylamine, from the point of being excellent in at least one of water absorption, water retention, strength as a gel film, and carbon dioxide carrier supportability, These copolymers (for example, polyvinyl alcohol-polyacrylic acid copolymers) are preferably used.
The functional polymer may be further chemically modified as necessary, or other groups other than the functional group may be added. Moreover, you may bridge | crosslink.
The functional polymer can be selected from a wide range of molecular weights as long as the gel film is formed, but generally the weight average molecular weight is in the range of 1,000 to 5,000,000. Selected from things.

これらの官能性ポリマーは、単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて併用してもよい。
ゲル膜を構成する各層における官能性ポリマーの含有量は、膜を形成し、二酸化炭素分離膜が水分を十分保持できるようにする観点から、0.5〜50質量%であることが好ましく、さらには1〜30質量%であることがより好ましく、さらには2〜15質量%であることが特に好ましい。
These functional polymers may be used alone or in combination of two or more.
The content of the functional polymer in each layer constituting the gel membrane is preferably 0.5 to 50% by mass from the viewpoint of forming a membrane and allowing the carbon dioxide separation membrane to sufficiently retain moisture. Is more preferably 1 to 30% by mass, and particularly preferably 2 to 15% by mass.

−二酸化炭素キャリア−
前記二酸化炭素キャリアは、二酸化炭素と親和性を有し、かつ、塩基性を示す各種の水溶性の無機物質であり、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ金属水酸化物を意味する。
-Carbon dioxide carrier-
The carbon dioxide carrier is various water-soluble inorganic substances having affinity with carbon dioxide and showing basicity, and means alkali metal carbonates, alkali metal bicarbonates, and alkali metal hydroxides. .

アルカリ金属炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウムを挙げられる。
アルカリ金属重炭酸塩としては、例えば、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、炭酸水素セシウムを挙げられる。
アルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムなどが挙げられる。
これらの中でも、二酸化炭素との親和性がよいという観点から、カリウム、ルビジウム、セシウムを含む化合物が好ましい。
Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, and cesium carbonate.
Examples of the alkali metal bicarbonate include lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, rubidium hydrogen carbonate, and cesium hydrogen carbonate.
Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide and the like.
Among these, a compound containing potassium, rubidium and cesium is preferable from the viewpoint of good affinity with carbon dioxide.

ゲル膜を構成する各層における二酸化炭素キャリアの含有量は、前記官能性ポリマーの量との比率にもよるが、二酸化炭素キャリアとしての機能が発揮され且つ使用環境下における二酸化炭素分離膜としての安定性に優れるという点から0.1〜30質量%であることが好ましく、さらに0.2〜20質量%であることがより好ましく、さらに0.3〜15質量%であることが特に好ましい。   Although the content of carbon dioxide carrier in each layer constituting the gel membrane depends on the ratio to the amount of the functional polymer, the function as a carbon dioxide carrier is exhibited and stable as a carbon dioxide separation membrane in the use environment. From the point of being excellent in property, it is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.2 to 20% by mass, and particularly preferably 0.3 to 15% by mass.

−添加剤−
〈二酸化炭素吸収促進剤〉
前記二酸化炭素吸収促進剤は、二酸化炭素と二酸化炭素キャリアとの反応を促進する化合物であり、窒素含有化合物や硫黄酸化物を意味する。
-Additives-
<Carbon dioxide absorption promoter>
The carbon dioxide absorption promoter is a compound that promotes the reaction between carbon dioxide and a carbon dioxide carrier, and means a nitrogen-containing compound or a sulfur oxide.

前記窒素含有化合物としては、例えば、グリシン、アラニン、セリン、プロリン、ヒスチジン、タウリン、ジアミノプロピオン酸などのアミノ酸類、ピリジン、ヒスチジン、ピペラジン、イミダゾール、トリアジンなどのヘテロ化合物類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミンなどのアルカノールアミン類や、クリプタンド〔2.1〕、クリプタンド〔2.2〕などの環状ポリエーテルアミン類、クリプタンド〔2.2.1〕、クリプタンド〔2.2.2〕などの双環式ポリエーテルアミン類やポルフィリン、フタロシアニン、エチレンジアミン四酢酸などを用いることができる。
前記硫黄化合物としては、例えば、シスチン、システインなどのアミノ酸類、ポリチオフェン、ドデシルチオールなどを用いることができる。
二酸化炭素促進剤を添加する場合、ゲル膜を構成する層の少なくとも一つに添加され、その量は、添加される層に対して、20質量%〜200質量%の範囲が適当である。
Examples of the nitrogen-containing compound include amino acids such as glycine, alanine, serine, proline, histidine, taurine, and diaminopropionic acid, hetero compounds such as pyridine, histidine, piperazine, imidazole, and triazine, monoethanolamine, diethanolamine, Alkanolamines such as triethanolamine, monopropanolamine, dipropanolamine, tripropanolamine, cyclic polyetheramines such as cryptand [2.1] and cryptand [2.2], cryptand [2.2.1] ], Bicyclic polyetheramines such as cryptand [2.2.2], porphyrin, phthalocyanine, ethylenediaminetetraacetic acid and the like can be used.
As the sulfur compound, for example, amino acids such as cystine and cysteine, polythiophene, dodecylthiol and the like can be used.
When a carbon dioxide promoter is added, it is added to at least one of the layers constituting the gel film, and the amount is suitably in the range of 20% by mass to 200% by mass with respect to the added layer.

〈セット剤〉
セット剤は、ゲル膜を構成する層が膜状となることを助ける製膜性の向上剤であり、冷却すると粘度が上昇する性質を持つ多糖類を用いることが好ましい。
セット剤としては、例えば、寒天、アラビアガム、κ−カラギーナン、ι−カラギーナン、λ−カラギーナン、グアガム、ローカストビーンガム、ペクチン、トラガント、トウモロコシデンプン、リン酸化デンプンなど、微生物系多糖類としては、キタンサンガム、デキストリンなど、動物系天然高分子としては、ゼラチン、カゼイン、コンドロイチン硫酸ナトリウムなどが挙げられる。セルロース系としては、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、カチオン化セルロースなどが挙げられる。デンプン系としては、リン酸化デンプン、アルギン酸系としては、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールなど、その他の分類として、カチオン化グアガム、ヒアルロン酸ナトリウムが挙げられる。
セット剤は、ゲル膜を構成する層の少なくとも一つに添加され、その量は、添加される層に対して、0.5質量%〜30質量%の範囲が適当である。
<Set agent>
The set agent is a film-forming improver that helps the layer constituting the gel film to be in the form of a film, and it is preferable to use a polysaccharide having a property of increasing the viscosity when cooled.
Examples of the set agent include agar, gum arabic, κ-carrageenan, ι-carrageenan, λ-carrageenan, guar gum, locust bean gum, pectin, tragacanth, corn starch, and phosphorylated starch. Examples of animal natural polymers such as dextrin and gelatin include gelatin, casein, sodium chondroitin sulfate and the like. Examples of the cellulose type include ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, nitrocellulose, and cationized cellulose. Examples of the starch system include phosphorylated starch, and examples of the alginic acid system include sodium alginate and propylene glycol alginate, and other classifications include cationized guar gum and sodium hyaluronate.
The set agent is added to at least one of the layers constituting the gel film, and the amount thereof is suitably in the range of 0.5% by mass to 30% by mass with respect to the added layer.

〈架橋剤〉
架橋剤は、ゲル膜を構成する層に含まれる官能性ポリマーおよび必要に応じて添加されたセット剤を架橋する場合に、その架橋を促進させめために所望により添加されるものである。上記の架橋は、一般に加熱、又は、赤外線、紫外線、電子線、放射線等の照射の助けを借りて行われる。特に、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩共重合体を官能性ポリマーとして含む層の場合には、架橋剤として、この官能性ポリマーと熱架橋反応し得る官能基を二つ以上有する化合物を含有させることが好ましい。具体的には、多価グリシジルエーテル、多価アルコール、多価イソシアネート、多価アジリジン、ハロエポキシ化合物、多価アルデヒド、多価アミン等が挙げられる。
<Crosslinking agent>
The crosslinking agent is added as desired in order to promote the crosslinking when the functional polymer contained in the layer constituting the gel film and the set agent added as necessary are crosslinked. The above crosslinking is generally performed with the help of heating or irradiation with infrared rays, ultraviolet rays, electron beams, radiations, or the like. In particular, in the case of a layer containing a polyvinyl alcohol-polyacrylate copolymer as a functional polymer, a compound having two or more functional groups capable of undergoing a thermal crosslinking reaction with the functional polymer is contained as a crosslinking agent. Is preferred. Specific examples include polyvalent glycidyl ether, polyhydric alcohol, polyvalent isocyanate, polyvalent aziridine, haloepoxy compound, polyvalent aldehyde, and polyvalent amine.

ここで、上記多価グリシジルエーテルとしては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。
また、上記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピル、オキシエチエンオキシプロピレンブロック共重合体、ペンタエリスリトール、ソビトール等が挙げられる。
Here, as the polyvalent glycidyl ether, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, pentaerythritol poly Examples thereof include glycidyl ether, propylene glycol glycidyl ether, and polypropylene glycol diglycidyl ether.
Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, polyglycerin, propylene glycol, diethanolamine, triethanolamine, polyoxypropyl, and oxyethyleneoxypropylene. Examples include block copolymers, pentaerythritol, and sobitol.

また、上記多価イソシアネートとしては、例えば、2,4−トルイレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。また、上記多価アジリジンとしては、例えば、2,2−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス〔3−(1−アシリジニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサメチレンジエチレンウレア、ジフェニルメタン−ビス−4,4’−N,N’−ジエチレンウレア等が挙げられる。
また、上記ハロエポキシ化合物としては、例えば、エピクロルヒドリン、α−メチルクロルヒドリン等が挙げられる。
また、上記多価アルデヒドとしては、例えば、グルタルアルデヒド、グリオキサール等が挙げられる。
また、上記多価アミンとしては、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリエチレンイミン等が挙げられる。
Examples of the polyvalent isocyanate include 2,4-toluylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate. Examples of the polyvalent aziridine include 2,2-bishydroxymethylbutanol-tris [3- (1-acylidinyl) propionate], 1,6-hexamethylenediethyleneurea, diphenylmethane-bis-4,4′-. N, N′-diethylene urea and the like can be mentioned.
Examples of the haloepoxy compound include epichlorohydrin and α-methylchlorohydrin.
Examples of the polyvalent aldehyde include glutaraldehyde and glyoxal.
Examples of the polyvalent amine include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, and polyethyleneimine.

上記架橋剤のうち、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩共重合体の熱架橋剤とし
てはグルタルアルデヒドが特に好ましい。
架橋剤の含有量は、官能性ポリマー及び必要に応じて加えられたセット剤の総質量に対して、0.1質量%〜10質量%の範囲が適当である。
Of the crosslinking agents, glutaraldehyde is particularly preferable as the thermal crosslinking agent for the polyvinyl alcohol-polyacrylate copolymer.
The content of the crosslinking agent is suitably in the range of 0.1% by mass to 10% by mass with respect to the total mass of the functional polymer and the set agent added as necessary.

ゲル膜を構成する各層のpHは膜面pH計(メトラートレド社製セブンマルチS40:pHメーター、InLab@Surface電極)を用い計測することができる。25℃の環境下において、膜面に超純水(Millipore)を30マイクロリットル滴下し、滴下した超純水に膜面pH電極を押し付け、1分間静置することでpH値を得ることができる。
更に、支持体上に設けられた少なくとも一つの層で構成されたゲル膜の積層後の各層のpHは、ゲル膜の表面とのなす角度が2°となるようにミクロトームで切削し、切削面に現れた各層の面のpHを上記の方法と同様にして膜面pH計で計測することにより測定することができる。
The pH of each layer constituting the gel film can be measured using a film surface pH meter (Seven Multi S40 manufactured by METTLER TOLEDO, Inc., pH meter, InLab @ Surface electrode). In an environment of 25 ° C., 30 microliters of ultrapure water (Millipore) is dropped on the membrane surface, and the pH value can be obtained by pressing the membrane surface pH electrode against the dropped ultrapure water and allowing to stand for 1 minute. .
Further, the pH of each layer after the lamination of the gel film composed of at least one layer provided on the support was cut with a microtome so that the angle formed with the surface of the gel film was 2 °, and the cutting surface The surface pH of each layer appearing on the surface can be measured by measuring with a membrane surface pH meter in the same manner as described above.

ゲル膜を構成する各層のpHは、その層を構成する成分である官能性ポリマーの種類、二酸化炭素キャリアの種類、及び必要により含有させた添加剤の種類を適宜選択して、所望の値となるように調整される。
例えば、ゲル膜の吸収側表面を構成する層の場合には、官能性ポリマーとして塩基性官能基を有するもの、例えばポリエチレンイミンを選択するか、二酸化炭素キャリアとして炭酸カリウムのようなアルカリ性を示す無機塩または水酸化セシウムなどのアルカリ金属水酸化物を選択するか、またはグリシンのような二酸化炭素吸収剤を添加するか、若しくはこれらを適宜組み合わせた構成とすることにより、pHが8.0以上の層が得られる。
The pH of each layer constituting the gel film is appropriately selected by selecting the type of functional polymer that is a component constituting the layer, the type of carbon dioxide carrier, and the type of additive contained as necessary. It is adjusted to become.
For example, in the case of a layer constituting the absorption side surface of the gel film, an inorganic polymer having a basic functional group as the functional polymer, for example, polyethyleneimine, or an alkaline substance such as potassium carbonate as the carbon dioxide carrier is selected. By selecting a salt or an alkali metal hydroxide such as cesium hydroxide, or adding a carbon dioxide absorbent such as glycine, or a combination thereof, the pH is 8.0 or more. A layer is obtained.

また、ゲル膜の放出側表面を構成する層の場合には、官能性ポリマーとして酸基性官能基を有するもの、例えばポリアクリル酸を選択し、二酸化炭素キャリアとして炭酸セシウムのような、その水溶液のpHがなるべく低い値を示すものを選択することにより、pHが8.0未満の層が得られる。   In the case of a layer constituting the release side surface of the gel film, an acid functional group having an acid functional group, for example, polyacrylic acid is selected as a functional polymer, and an aqueous solution thereof such as cesium carbonate as a carbon dioxide carrier. By selecting one having a pH of as low as possible, a layer having a pH of less than 8.0 can be obtained.

ゲル膜の厚さは、少なくとも二つの層で構成される場合も含めて、その総厚が5μm〜2mmの範囲とすることが適当である。このような範囲とすることにより、二酸化炭素を含む混合ガスから二酸化炭素を効率よく除くことができる。ゲル膜の総厚は、より好ましくは10μm〜1mmの範囲、更に好ましくは20μm〜500μmの範囲とされる。
ゲル膜が少なくとも二つの層で構成される場合、各々の層の厚さは、1μm以上2mm未満の厚さとされる。そして、ゲル膜を構成する複数の層の間での比率は、広範囲の比率から選択することが可能であるが、当該複数の層から任意に選択した二つの層の間での比率は、1:100〜50:50の範囲から選択されることが適当である。
ゲル膜が少なくとも三つの層で構成される場合には、吸収側表面を有する層と放散側表面を有する層の二つの外側の層を除く中央部の層の総厚が、当該外側の層の各層の厚さよりも厚くしておくことが、二酸化炭素を除去する性能が高まるので好ましい。中央部の層の総厚は1μm〜2mmが好ましく、さらに好ましくは5μmから500μm、最も好ましくは10μm〜100μmである。
The thickness of the gel film is suitably in the range of 5 μm to 2 mm, including the case where it is composed of at least two layers. By setting it as such a range, a carbon dioxide can be efficiently removed from the mixed gas containing a carbon dioxide. The total thickness of the gel film is more preferably in the range of 10 μm to 1 mm, and still more preferably in the range of 20 μm to 500 μm.
When the gel film is composed of at least two layers, each layer has a thickness of 1 μm or more and less than 2 mm. The ratio between the plurality of layers constituting the gel film can be selected from a wide range of ratios, but the ratio between two layers arbitrarily selected from the plurality of layers is 1 : It is suitable to be selected from the range of 100 to 50:50.
When the gel film is composed of at least three layers, the total thickness of the central layer excluding the two outer layers of the layer having the absorption side surface and the layer having the diffusion side surface is equal to the outer layer. It is preferable to make it thicker than the thickness of each layer because the performance of removing carbon dioxide is enhanced. The total thickness of the central layer is preferably 1 μm to 2 mm, more preferably 5 μm to 500 μm, and most preferably 10 μm to 100 μm.

−支持体−
支持体は、二酸化炭素分離膜を支持するものであり、二酸化炭素透過性を有し、前記のゲル膜を長期間にわたって安定に保持することができ、さらにこの膜を支持することができるものであれば特に限定されない。
支持体の材質としては、紙、上質紙、コート紙、キャストコート紙、合成紙、さらに、セルロース、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォンアラミド、ポリカーボネート、金属、ガラス、セラミックスなどが好適に使用できる。より具体的にはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリフェニルサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデンなどの樹脂材料が好適に使用できる。これら中でもポリオレフィンおよびそのフッ化物が、長期間にわたって変質することなく安定に維持される経時安定性の観点から特に好ましく使用できる。
-Support-
The support supports the carbon dioxide separation membrane, has carbon dioxide permeability, can stably hold the gel membrane over a long period of time, and can support this membrane. If there is no particular limitation.
Suitable materials for the support include paper, fine paper, coated paper, cast coated paper, synthetic paper, and cellulose, polyester, polyolefin, polyamide, polyimide, polysulfone aramid, polycarbonate, metal, glass, ceramics, etc. it can. More specifically, resin materials such as polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyetherimide, polyphenyl sulfide, polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene (PTFE), and polyvinylidene fluoride can be suitably used. Among these, polyolefins and fluorides thereof can be particularly preferably used from the viewpoint of stability over time that is stably maintained without deterioration over a long period of time.

上記のような素材で構成された支持体は、二酸化炭素透過性を確保するという点から多孔質のものが使用される。例えば、樹脂材料を素材とする場合には、織布、不織布、多数の貫通孔を有する膜等の形態のものが使用される。また金属、ガラス、セラミックスのような無機材料を素材とする支持体の場合には、多孔質のものが使用される。
これらのうち、一般的には自己支持性が高く、空隙率が高い支持体が好適に使用できる。このような支持体として、ポリフェニルサルファイド、ポリスルフォン、セルロースのメンブレンフィルター膜、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、高分子量ポリエチレンの延伸多孔膜などは空隙率が高く、二酸化炭素の拡散阻害が小さく、強度、製造適性などの観点から好ましい。この中でも特にポリテトラフルオロエチレンの延伸膜が好ましい。
これらの支持体は、単一の素材で構成されたものであっても、補強用の支持体と一体化した複合素材のものであっても良い。
The support made of the material as described above is porous from the viewpoint of ensuring carbon dioxide permeability. For example, when a resin material is used as a raw material, a woven fabric, a non-woven fabric, or a film having a large number of through holes is used. In the case of a support made of an inorganic material such as metal, glass, or ceramic, a porous material is used.
Of these, a support having a high self-supporting property and a high porosity can be preferably used. Polyphenylsulfide, polysulfone, cellulose membrane filter membranes, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, high-molecular-weight polyethylene stretched porous membranes, etc. have high porosity and low carbon dioxide diffusion inhibition. From the viewpoints of strength, manufacturability, and the like. Among these, a stretched film of polytetrafluoroethylene is particularly preferable.
These supports may be composed of a single material or may be a composite material integrated with a reinforcing support.

支持体の形状は、平板であっても円筒であっても良い。円筒には、チューブ、中空糸が含まれる。また、平板及び円筒を構成する壁はプリーツ形状とする等、その表面積が大きな形状とすることが有利である。   The shape of the support may be a flat plate or a cylinder. The cylinder includes a tube and a hollow fiber. Further, it is advantageous that the walls constituting the flat plate and the cylinder have a large surface area such as a pleat shape.

支持体の厚さは、二酸化炭素の透過性およびゲル膜の支持性の点から、平膜及びチューブの場合には、30〜500μmの範囲が好ましい。さらには50〜300μmがより好ましく、さらには50〜200μmが特に好ましい。ここで、チューブの場合には、チューブの壁の厚さを意味する。
また、中空糸の場合には、壁の厚さが1μm〜5μmの範囲が好ましい。
支持体の素材が疎水性を示す場合には、その表面が親水性となるように処理してから、ゲル膜を設けることが好ましい。
In the case of flat membranes and tubes, the thickness of the support is preferably in the range of 30 to 500 μm from the viewpoint of carbon dioxide permeability and gel membrane support. Furthermore, 50-300 micrometers is more preferable, Furthermore, 50-200 micrometers is especially preferable. Here, in the case of a tube, it means the thickness of the wall of the tube.
In the case of a hollow fiber, the wall thickness is preferably in the range of 1 μm to 5 μm.
When the material of the support is hydrophobic, it is preferable to provide a gel film after treating the surface to be hydrophilic.

(二酸化炭素分離膜の製造方法)
本発明の二酸化炭素分離膜の製造方法は、支持体上にゲル膜を形成することができれば、特に制限はない。具体的には、ゲル膜を構成する吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を含む組成物を所望の基材上に塗布する塗布工程と、基材上に塗布された組成物の水の一部を蒸発させて除去する乾燥工程により、基材上にゲル膜が形成される。上記組成物が、冷却することにより粘度が上昇する性質を有する多糖類を含む場合には、上記塗布工程に引き続いて冷却する工程を挿入し、その後に上記乾燥工程を行うことが好ましい。
上記の基材としては、支持体を使用しても良いし、支持体とは別の転写用基材を用いてもよい。転写用基材にゲル膜を形成したゲル膜転写材料を作製した場合には、当該ゲル膜転写材料のゲル膜側が支持体の表面と向き合うようにして重畳した積層体を作製し、この積層体から、転写用基材をゲル膜との界面で剥離することによって、ゲル膜転写材料のゲル膜を支持体上に転写して、支持体上にゲル膜を有する二酸化炭素分離膜が製造される。
ゲル膜が二層以上の層で構成されている場合には、予め各々の層を個別の転写用基材上に形成した個別のゲル膜転写材料を作製しておき、これら個別のゲル膜転写材料の層を支持体上に順次転写するか、一旦、一つの仮基材上に、これら個別のゲル膜転写材料の層を順次転写して二層以上の層で構成されたゲル膜を仮基材に形成してから、仮基材上のゲル膜をまとめて支持体上に転写することにより、二酸化炭素分離膜を製造する方法を採用することが有利である。
(Production method of carbon dioxide separation membrane)
The method for producing a carbon dioxide separation membrane of the present invention is not particularly limited as long as a gel membrane can be formed on a support. Specifically, a coating step of coating a composition containing a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier and water constituting the gel film on a desired substrate, and a part of the water of the composition coated on the substrate A gel film is formed on the base material by a drying step of evaporating and removing. When the composition contains a polysaccharide having a property of increasing the viscosity by cooling, it is preferable to insert a cooling step subsequent to the coating step and then perform the drying step.
As the substrate, a support may be used, or a transfer substrate different from the support may be used. When a gel film transfer material in which a gel film is formed on a transfer substrate is prepared, a laminate is produced in which the gel film side of the gel film transfer material is opposed to the surface of the support, and this laminate is produced. From the above, by separating the transfer substrate at the interface with the gel membrane, the gel membrane of the gel membrane transfer material is transferred onto the support, and a carbon dioxide separation membrane having the gel membrane on the support is produced. .
When the gel film is composed of two or more layers, prepare individual gel film transfer materials in which each layer is formed on a separate transfer substrate in advance, and transfer these individual gel film The material layer is sequentially transferred onto the support, or the individual gel film transfer material layers are temporarily transferred onto a temporary substrate to temporarily form a gel film composed of two or more layers. It is advantageous to employ a method for producing a carbon dioxide separation membrane by forming the gel membrane on the temporary substrate and transferring the gel membrane onto the support after being formed on the substrate.

組成物の塗布方法としては、従来公知の方法を採用することができる。例えば、カーテンフローコーター、エクストルージョンダイコーター、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、バーコーター等が挙げられる。特に、膜厚均一性、塗布量などの観点から、エクストルージョンダイコーターが好ましい。
また、ゲル膜が少なくとも二つの層で構成されている場合には、一層ずつ塗布する逐次塗布方法であっても、同時多層塗布方法であってもよい。
As a method for applying the composition, a conventionally known method can be employed. Examples include curtain flow coaters, extrusion die coaters, air doctor coaters, blade coaters, rod coaters, knife coaters, squeeze coaters, reverse roll coaters, and bar coaters. In particular, an extrusion die coater is preferable from the viewpoint of film thickness uniformity, coating amount, and the like.
Further, when the gel film is composed of at least two layers, it may be a sequential coating method in which layers are applied one by one or a simultaneous multilayer coating method.

ゲル膜が少なくとも二つの層で構成されている場合、支持体上に形成される少なくとも二つの層は、支持体の一方の表面に重畳されて形成されていても良いし、支持体の両方の面に分けて形成されていても良い。後者の場合には、支持体の空隙中に、ゲル膜を構成する少なくとも一つの層の成分が満たされたものとされる。
二酸化炭素分離膜は、ゲル膜が二つの支持体で挟まれた形状であることが取り扱い時に物理的な損傷を受けることが少ないので好ましい。
When the gel film is composed of at least two layers, the at least two layers formed on the support may be formed so as to be superimposed on one surface of the support, or both of the supports It may be divided into planes. In the latter case, the voids of the support are filled with at least one layer component constituting the gel film.
The carbon dioxide separation membrane is preferably in a shape in which the gel membrane is sandwiched between two supports because it is less likely to be physically damaged during handling.

(二酸化炭素分離モジュール)
本発明に係る二酸化炭素分離モジュールは、その内側に空間を有する容器と、この空間を第一の室および第二の室に仕切る二酸化炭素分離膜と、これら第一および第二の室の各々に連通する少なくとも一対の入り口と出口が前記容器に有するものである。
二酸化炭素分離モジュールに使用される二酸化炭素分離膜の形状は、例えばスパイラル型、プリーツ型、平膜等公知の形態をとることが出来る。以下、平膜の場合及びプリーツ型の場合を例にモジュールを説明する。
図4は、本発明に係る二酸化炭素分離モジュールの一実施態様を示した斜視図であり、容器の壁の一部が切り欠き部Aで切り欠かれて描かれている。
図4に係る二酸化炭素分離モジュール40においては、円筒形の容器43の内側の空間45が第一の室451と第二の室452とに二酸化炭素分離膜42で仕切られている。そして、第一の室451に連通する一対の入り口461、出口462が容器43に設けられており、第二の室452に連通する一対の入り口466、出口467が設けられている。
二酸化炭素分離膜42は、例えば図1に示される二酸化炭素分離膜1と同じ断面構造を有しており、その吸収側表面Sが第一の室451に対向し、放散側表面Rが第二の室452に対向するように設置されている。そして、二酸化炭素分離膜42の外周端面は、容器43の内壁に密着、固定されており、上記外周端面と内壁との間の隙間から第一の室451と第二の室452との間で気体が通過して漏れることがないようにされている。
(CO2 separation module)
The carbon dioxide separation module according to the present invention includes a container having a space inside thereof, a carbon dioxide separation membrane that divides the space into a first chamber and a second chamber, and each of the first and second chambers. The container has at least a pair of inlets and outlets communicating with each other.
The shape of the carbon dioxide separation membrane used in the carbon dioxide separation module can take a known form such as a spiral type, a pleat type, or a flat membrane. Hereinafter, the module will be described taking the case of a flat membrane and the case of a pleat type as an example.
FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment of the carbon dioxide separation module according to the present invention, in which a part of the wall of the container is cut out at a cutout portion A. FIG.
In the carbon dioxide separation module 40 according to FIG. 4, a space 45 inside the cylindrical container 43 is partitioned by a carbon dioxide separation membrane 42 into a first chamber 451 and a second chamber 452. A pair of inlets 461 and outlets 462 that communicate with the first chamber 451 are provided in the container 43, and a pair of inlets 466 and outlets 467 that communicate with the second chamber 452 are provided.
The carbon dioxide separation membrane 42 has, for example, the same cross-sectional structure as the carbon dioxide separation membrane 1 shown in FIG. 1, the absorption side surface S faces the first chamber 451, and the diffusion side surface R is the second. It is installed so as to face the chamber 452. The outer peripheral end face of the carbon dioxide separation membrane 42 is in close contact with and fixed to the inner wall of the container 43, and the gap between the outer peripheral end face and the inner wall is between the first chamber 451 and the second chamber 452. Gas is prevented from passing through and leaking.

二酸化炭素を含む混合ガスは、上記の第一の室451に通ずる入り口461から導入され、出口462から取り出される。そして、上記混合ガスが第一の室451を通過している間に、その中に含まれている二酸化炭素の少なくとも一部が二酸化炭素分離膜42の吸収側表面Sで吸収される。その結果、出口462から排出される混合ガス中の二酸化炭素の濃度は、入り口461から導入された混合ガスの二酸化炭素の濃度よりも低くなっている。
二酸化炭素分離膜42の吸収側表面Sで吸収された二酸化炭素は、前述の式1で表される反応式の正反応に従って重炭酸イオンとなり、これが放散側表面Rにおいて、前述の式1で表される反応式の逆反応に従って二酸化炭素となって放出される。放出された二酸化炭素は、第二の室452に通ずる入り口466から導入された空気等のキャリアガスと共に、出口467から排出される。
図4に示した二酸化炭素分離モジュールにおいては、二酸化炭素分離膜として平板の形状のものを使用しているが、円筒の形状の二酸化炭素分離膜を使用した二酸化炭素分離モジュールとすることもできる。この場合、多数の円筒の形状の二酸化炭素分離膜を、円筒の長手方向が並行となるように配列し、第一の室を円筒の内側とし、第二の室を円筒の外側とするか、その逆とすれば良い。
A mixed gas containing carbon dioxide is introduced from an inlet 461 leading to the first chamber 451 and taken out from an outlet 462. While the mixed gas passes through the first chamber 451, at least a part of the carbon dioxide contained therein is absorbed by the absorption side surface S of the carbon dioxide separation membrane 42. As a result, the concentration of carbon dioxide in the mixed gas discharged from the outlet 462 is lower than the concentration of carbon dioxide in the mixed gas introduced from the inlet 461.
The carbon dioxide absorbed on the absorption side surface S of the carbon dioxide separation membrane 42 becomes bicarbonate ions according to the positive reaction of the reaction formula represented by the above-described formula 1, and this is expressed by the above-described formula 1 on the radiation-side surface R. It is released as carbon dioxide according to the reverse reaction of the reaction formula. The released carbon dioxide is discharged from the outlet 467 together with a carrier gas such as air introduced from the inlet 466 leading to the second chamber 452.
In the carbon dioxide separation module shown in FIG. 4, a flat plate-shaped carbon dioxide separation membrane is used, but a carbon dioxide separation module using a cylindrical carbon dioxide separation membrane may be used. In this case, a large number of cylindrical carbon dioxide separation membranes are arranged so that the longitudinal directions of the cylinders are parallel, and the first chamber is the inside of the cylinder and the second chamber is the outside of the cylinder, The reverse is good.

図5は、本発明に係る二酸化炭素分離膜を用いた別の実施態様に係る二酸化炭素分離モジュールの概略斜視図であり、図6は、図5の入り口566を上下に二分する面における断面図である。
図5に示される二酸化炭素分離モジュール50においては、円筒形の容器53の軸線L−Lの近傍に、容器53の直径より小さい直径を有する直線状に延在する中空パイプ51を有している。中空パイプ51の軸線L方向中央付近には図示しない仕切り板が設置されており、中空パイプ51の一方の端部の開口511から他方の端部の開口512へ中空パイプ内を直接気体が通ずることを防止している。そして、中空パイプ51における開口511に近いパイプ壁には、軸線L回りに等間隔で形成された複数の通気口513が形成されており、開口512に近いパイプ壁には、軸線L−L回りに等間隔で形成された複数の通気口514が形成されている。
FIG. 5 is a schematic perspective view of a carbon dioxide separation module according to another embodiment using a carbon dioxide separation membrane according to the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view of a plane that bisects the inlet 566 of FIG. It is.
The carbon dioxide separation module 50 shown in FIG. 5 has a hollow pipe 51 extending in a straight line having a diameter smaller than the diameter of the container 53 in the vicinity of the axis LL of the cylindrical container 53. . A partition plate (not shown) is installed near the center of the hollow pipe 51 in the direction of the axis L, and gas passes directly from the opening 511 at one end of the hollow pipe 51 to the opening 512 at the other end. Is preventing. A plurality of vent holes 513 formed at equal intervals around the axis L are formed in the pipe wall near the opening 511 in the hollow pipe 51, and the axis around the axis LL is formed in the pipe wall near the opening 512. A plurality of ventilation holes 514 formed at equal intervals are formed.

容器53の内壁と中空パイプ51の外壁との間の空間には、プリーツ形状に折られた二酸化炭素分離膜521が中空パイプ51の外壁周りを囲むように、各プリーツの一方の端部523が中空パイプ51に近く、他方の端部524が容器53の内壁に近い位置となるように設置されている。この二酸化炭素分離膜521により、容器53の内部空間は第一の室551と第二の室552(図6参照)に仕切られている。そして、二酸化炭素分離膜521は、図6に示されるように、その内側の表面521Sが本発明に係る二酸化炭素分離膜の吸収側表面とされ、外側の表面521Rが本発明に係る二酸化炭素分離膜の放散側表面とされる。
容器53には、前記第二の室552に通ずる入り口566と出口567を有している。
In the space between the inner wall of the container 53 and the outer wall of the hollow pipe 51, one end 523 of each pleat is provided so that the carbon dioxide separation membrane 521 folded in a pleat shape surrounds the outer wall of the hollow pipe 51. Close to the hollow pipe 51, the other end 524 is installed at a position close to the inner wall of the container 53. By the carbon dioxide separation membrane 521, the internal space of the container 53 is partitioned into a first chamber 551 and a second chamber 552 (see FIG. 6). As shown in FIG. 6, the carbon dioxide separation membrane 521 has an inner surface 521S as an absorption side surface of the carbon dioxide separation membrane according to the present invention, and an outer surface 521R as the carbon dioxide separation according to the present invention. The surface of the membrane is the diffusion side.
The container 53 has an inlet 566 and an outlet 567 that communicate with the second chamber 552.

次に、上記の二酸化炭素分離モジュールにより、二酸化炭素を含む混合ガスから二酸化炭素を分離、除去する方法について説明する。
二酸化炭素を含む混合ガスは、中空パイプ51の開口511から送り込まれ、通気口513から第一の室551に導入される。第一の室551に導入された混合ガスは、第一の室551を図5および図6中の実線で示した矢印57のような流路にて通過している間に、その中に含まれる二酸化炭素が二酸化炭素分離膜521の吸収側表面521Sから吸収されて除かれる。このようにして二酸化炭素の少なくとも一部が除かれた混合ガスは、通気口514を経由して中空パイプ51の開口512から取り出される。
他方、二酸化炭素分離膜521の吸収側表面521Sで吸収された二酸化炭素は、前述の式1で表される反応式の正反応に従って重炭酸イオンとなり、これが放散側表面521Rにおいて、前述の式1で表される反応式の逆反応に従って二酸化炭素となって第二の室552に放出される。放出された二酸化炭素は、第二の室552に通ずる入り口566から導入された空気等のキャリアガスと共に、出口567から図5および図6中の破線59で示した矢印のような流路にて出口567から排出される。
Next, a method for separating and removing carbon dioxide from a mixed gas containing carbon dioxide by the carbon dioxide separation module will be described.
The mixed gas containing carbon dioxide is fed from the opening 511 of the hollow pipe 51 and introduced into the first chamber 551 through the vent 513. The mixed gas introduced into the first chamber 551 is included in the first chamber 551 while passing through the flow path as indicated by the arrow 57 shown by the solid line in FIGS. 5 and 6. The absorbed carbon dioxide is absorbed and removed from the absorption-side surface 521S of the carbon dioxide separation membrane 521. The mixed gas from which at least a part of carbon dioxide has been removed in this way is taken out from the opening 512 of the hollow pipe 51 via the vent hole 514.
On the other hand, the carbon dioxide absorbed by the absorption-side surface 521S of the carbon dioxide separation membrane 521 becomes bicarbonate ions in accordance with the positive reaction of the reaction formula represented by the above-described formula 1, and this becomes the above-described formula 1 on the radiation-side surface 521R. The carbon dioxide is released into the second chamber 552 in accordance with the reverse reaction of the reaction formula represented by: The released carbon dioxide, together with a carrier gas such as air introduced from the inlet 566 that leads to the second chamber 552, flows from the outlet 567 in a flow path as indicated by the broken line 59 in FIGS. It is discharged from the outlet 567.

以下、本発明の実施例を説明するが、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。
なお、ゲル膜を構成する各層のpHは膜面pH計(メトラートレド社製セブンマルチS40:pHメーター、InLab@Surface電極)を用いて以下のようにして計測した。即ち、支持体上に形成した層を、25℃の環境下において、層の表面に超純水(Millipore)を30マイクロリットル滴下し、滴下した超純水に膜面pH電極を押し付け、1分間静置することでpHを測定した。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
In addition, pH of each layer which comprises a gel film | membrane was measured as follows using the film | membrane surface pH meter (The METTLER TOLEDO Seven Multi S40: pH meter, InLab @ Surface electrode). That is, in a 25 ° C. environment, 30 microliters of ultrapure water (Millipore) was dropped on the surface of the layer formed on the support, and the membrane surface pH electrode was pressed against the dropped ultrapure water for 1 minute. The pH was measured by allowing to stand.

(実施例1)
層1の作製:1.5質量%のポリエチレンイミン(重量平均分子量300,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール(重量平均分子量2,000,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に、エクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは30μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは11.5であった。
層2の作製:2.5質量%のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸(前者/後者の共重合比:100/200質量比、(重量平均分子量60,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にしてポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは26μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは9.5であった。
層3の作製:2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは7.9であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、層1〜層3の順で重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
(Example 1)
Preparation of layer 1: 1.5% by weight polyethyleneimine (weight average molecular weight 300,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol (weight average molecular weight 2,000,000), 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) having a thickness of 100 μm with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of the layer 1 after drying was 30 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 11.5.
Preparation of layer 2: 2.5% by mass of polyvinyl alcohol-polyacrylic acid (the former / the latter copolymerization ratio: 100/200% by mass, (weight average molecular weight 60,000), 0.5% by mass of agar, 4 Water containing 0.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition, and this composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, cooled and then dried. The layer 2 after drying had a thickness of 26 μm, and the pH of the layer 2 measured by the above-described method was 9.5.
Preparation of layer 3: 2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 7.9.
Each layer was peeled off from the transfer substrate, and the layers 1 to 3 were stacked in this order, and a hydrophobic PTFE porous film (T010A047A manufactured by Advantech Co., Ltd.) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one. .

(実施例2)
層1の作製:1.5質量%のポリエチレンイミン(重量平均分子量300,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール(重量平均分子量2,000,000)、0.5質量%の寒天、1.3質量%の炭酸カリウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に、エクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは28μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは11.0であった。
層2の作製:2.5質量%のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸(前者/後者の共重合比:100/20質量比、(重量平均分子量60,000)、0.5質量%の寒天、1.3質量%の炭酸カリウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を層1の場合と同様にしてPETに塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは24μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは9.0であった。
層3の作製:2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、1.3質量%の炭酸カリウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を層1の場合と同様にしてPETに塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは32μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは7.4であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、層1〜層3の順で重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
(Example 2)
Preparation of layer 1: 1.5% by weight polyethyleneimine (weight average molecular weight 300,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol (weight average molecular weight 2,000,000), 0.5% by weight agar, Water containing 1.3% by mass of potassium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) having a thickness of 100 μm with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 28 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 11.0.
Preparation of layer 2: 2.5% by mass of polyvinyl alcohol-polyacrylic acid (the former / the latter copolymerization ratio: 100/20% by mass, (weight average molecular weight 60,000), 0.5% by mass of agar, 1 Water containing 3% by mass of potassium carbonate was prepared as a composition, and this composition was applied to PET in the same manner as in the case of layer 1, cooled and dried to prepare layer 2. After drying. The thickness of the layer 2 was 24 μm, and the pH of the layer 2 measured by the method described above was 9.0.
Preparation of layer 3: 2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 1.3% by weight potassium carbonate. Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to PET in the same manner as in the case of Layer 1, and after cooling, dried, Layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 32 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 7.4.
Each layer was peeled off from the transfer substrate, and the layers 1 to 3 were stacked in this order, and a hydrophobic PTFE porous film (T010A047A manufactured by Advantech Co., Ltd.) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one. .

(実施例3)
層1の作製:1.5質量%のポリエチレンイミン(重量平均分子量300,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール(重量平均分子量2,000,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に、エクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは30μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは11.5であった。
層3の作製:2.5質量%のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸(前者/後者の共重合比:100/200質量比、(重量平均分子量60,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にしてポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは26μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは9.5であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
(Example 3)
Preparation of layer 1: 1.5% by weight polyethyleneimine (weight average molecular weight 300,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol (weight average molecular weight 2,000,000), 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) having a thickness of 100 μm with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of the layer 1 after drying was 30 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 11.5.
Preparation of layer 3: 2.5% by mass of polyvinyl alcohol-polyacrylic acid (the former / the latter copolymerization ratio: 100/200% by mass, (weight average molecular weight 60,000), 0.5% by mass of agar, 4 Water containing 0.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition, and this composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, cooled and then dried. The layer 3 after drying had a thickness of 26 μm, and the pH of the layer 3 measured by the above-described method was 9.5.
The respective layers were peeled off from the transfer substrate, overlapped, and a hydrophobic PTFE porous membrane (Advantech T010A047A) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one.

(実施例4)
層1の作製:2.5質量%のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸(前者/後者の共重合比:100/200質量比、(重量平均分子量60,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)にエクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは26μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは9.5であった。
層3の作製:2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは7.9であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
Example 4
Preparation of layer 1: 2.5% by mass of polyvinyl alcohol-polyacrylic acid (the former / the latter copolymerization ratio: 100/200% by mass, (weight average molecular weight 60,000), 0.5% by mass of agar, 4 Water containing 0.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition, which was applied to a polyethylene terephthalate film (substrate for transfer) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried. Thus, layer 1 was produced, and the thickness of layer 1 after drying was 26 μm, and the pH of layer 1 measured by the method described above was 9.5.
Preparation of layer 3: 2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 7.9.
The respective layers were peeled off from the transfer substrate, overlapped, and a hydrophobic PTFE porous membrane (Advantech T010A047A) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one.

(実施例5)
層1の作製:2.5質量%のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸(前者/後者の共重合比:100/200質量比、(重量平均分子量60,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)にエクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは26μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは9.5であった。
層2の作製:1.5質量%のポリエチレンイミン(重量平均分子量300,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール(重量平均分子量2,000,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を層1と同様にしてポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは30μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは11.5であった。
層3の作製:2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは7.9であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、層1〜層3の順で重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
(Example 5)
Preparation of layer 1: 2.5% by mass of polyvinyl alcohol-polyacrylic acid (the former / the latter copolymerization ratio: 100/200% by mass, (weight average molecular weight 60,000), 0.5% by mass of agar, 4 Water containing 0.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition, which was applied to a polyethylene terephthalate film (substrate for transfer) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried. Thus, layer 1 was produced, and the thickness of layer 1 after drying was 26 μm, and the pH of layer 1 measured by the method described above was 9.5.
Preparation of layer 2: 1.5% by weight polyethyleneimine (weight average molecular weight 300,000) and 1.5% by weight polyvinyl alcohol (weight average molecular weight 2,000,000), 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in layer 1, and after cooling, dried, layer 2 was produced. The thickness of the layer 2 after drying was 30 μm. Moreover, the pH of the layer 2 measured by the above-mentioned method was 11.5.
Preparation of layer 3: 2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 7.9.
Each layer was peeled off from the transfer substrate, and the layers 1 to 3 were stacked in this order, and a hydrophobic PTFE porous film (T010A047A manufactured by Advantech Co., Ltd.) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one. .

(実施例6)
層1の作製:1.8質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)にエクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは8.0であった。
層2の作製:2.8質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは41μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは6.0であった。
層3の作製:2.5質量%のポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(重量平均分子量800,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは4.0であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、層1〜層3の順で重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
(Example 6)
Preparation of layer 1: 1.8% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 8.0.
Preparation of layer 2: 2.8% by weight of polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight of polyvinyl alcohol, 0.5% by weight of agar, 4.0% by weight of cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. In the same manner as in the case of Layer 1, this composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material), cooled, and dried to prepare Layer 2. The thickness of the layer 2 after drying was 41 μm. Moreover, the pH of the layer 2 measured by the above-mentioned method was 6.0.
Preparation of layer 3: 2.5% by weight poly-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (weight average molecular weight 800,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 4.0.
Each layer was peeled off from the transfer substrate, and the layers 1 to 3 were stacked in this order, and a hydrophobic PTFE porous film (T010A047A manufactured by Advantech Co., Ltd.) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one. .

(実施例7)
層1の作製:2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)にエクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは7.9であった。
層2の作製:2.8質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは41μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは6.0であった。
層3の作製:2.5質量%のポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(重量平均分子量800,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは4.0であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、層1〜層3の順で重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
(Example 7)
Preparation of layer 1: 2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 7.9.
Preparation of layer 2: 2.8% by weight of polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight of polyvinyl alcohol, 0.5% by weight of agar, 4.0% by weight of cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. In the same manner as in the case of Layer 1, this composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material), cooled, and dried to prepare Layer 2. The thickness of the layer 2 after drying was 41 μm. Moreover, the pH of the layer 2 measured by the above-mentioned method was 6.0.
Preparation of layer 3: 2.5% by weight poly-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (weight average molecular weight 800,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 4.0.
Each layer was peeled off from the transfer substrate, and the layers 1 to 3 were stacked in this order, and a hydrophobic PTFE porous film (T010A047A manufactured by Advantech Co., Ltd.) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one. .

(実施例8)
層1の作製:2.3質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)にエクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは37μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは7.5であった。
層2の作製:2.8質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは41μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは6.0であった。
層3の作製:2.5質量%のポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(重量平均分子量800,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは4.0であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、層1〜層3の順で重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
(Example 8)
Preparation of layer 1: 2.3 mass% polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5 mass% polyvinyl alcohol, 0.5 mass% agar, 4.0 mass% cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 37 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 7.5.
Preparation of layer 2: 2.8% by weight of polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight of polyvinyl alcohol, 0.5% by weight of agar, 4.0% by weight of cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. In the same manner as in the case of Layer 1, this composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material), cooled, and dried to prepare Layer 2. The thickness of the layer 2 after drying was 41 μm. Moreover, the pH of the layer 2 measured by the above-mentioned method was 6.0.
Preparation of layer 3: 2.5% by weight poly-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (weight average molecular weight 800,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 4.0.
Each layer was peeled off from the transfer substrate, and the layers 1 to 3 were stacked in this order, and a hydrophobic PTFE porous film (T010A047A manufactured by Advantech Co., Ltd.) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one. .

(実施例9)
層1の作製:2.5質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)にエクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは39μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは7.0であった。
層2の作製:2.8質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは41μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは6.0であった。
層3の作製:2.5質量%のポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(重量平均分子量800,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは4.0であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、層1〜層3の順で重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
Example 9
Preparation of layer 1: 2.5% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 39 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 7.0.
Preparation of layer 2: 2.8% by weight of polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight of polyvinyl alcohol, 0.5% by weight of agar, 4.0% by weight of cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. In the same manner as in the case of Layer 1, this composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material), cooled, and dried to prepare Layer 2. The thickness of the layer 2 after drying was 41 μm. Moreover, the pH of the layer 2 measured by the above-mentioned method was 6.0.
Preparation of layer 3: 2.5% by weight poly-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (weight average molecular weight 800,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 4.0.
Each layer was peeled off from the transfer substrate, and the layers 1 to 3 were stacked in this order, and a hydrophobic PTFE porous film (T010A047A manufactured by Advantech Co., Ltd.) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one. .

(実施例10)
層1の作製:2.6質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)にエクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは39μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは6.9であった。
層2の作製:2.8質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは41μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは6.0であった。
層3の作製:2.5質量%のポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(重量平均分子量800,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは4.0であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、層1〜層3の順で重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
(Example 10)
Preparation of layer 1: 2.6 mass% polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5 mass% polyvinyl alcohol, 0.5 mass% agar, 4.0 mass% cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 39 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 6.9.
Preparation of layer 2: 2.8% by weight of polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight of polyvinyl alcohol, 0.5% by weight of agar, 4.0% by weight of cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. In the same manner as in the case of Layer 1, this composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material), cooled, and dried to prepare Layer 2. The thickness of the layer 2 after drying was 41 μm. Moreover, the pH of the layer 2 measured by the above-mentioned method was 6.0.
Preparation of layer 3: 2.5% by weight poly-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (weight average molecular weight 800,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 4.0.
Each layer was peeled off from the transfer substrate, and the layers 1 to 3 were stacked in this order, and a hydrophobic PTFE porous film (T010A047A manufactured by Advantech Co., Ltd.) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one. .

(実施例11)
層1の作製:2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)にエクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは7.9であった。
層2の作製:2.5質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは6.0であった。
層3の作製:2.8質量%のポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(重量平均分子量800,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは3.9であった。
(Example 11)
Preparation of layer 1: 2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 7.9.
Preparation of layer 2: 2.5% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. In the same manner as in the case of Layer 1, this composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material), cooled, and dried to prepare Layer 2. The thickness of the layer 2 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 2 measured by the above-mentioned method was 6.0.
Preparation of layer 3: 2.8% by weight poly-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (weight average molecular weight 800,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 3.9.

(実施例12)
層1の作製:2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)にエクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは7.9であった。
層2の作製:2.5質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは35μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは6.0であった。
層3の作製:3.3質量%のポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(重量平均分子量800,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1の場合と同様にして、ポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは37μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは2.9であった。
それぞれの層を転写用基材上から剥がし、層1〜層3の順で重ね合わせ、支持体としての疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付けた。
(Example 12)
Preparation of layer 1: 2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 7.9.
Preparation of layer 2: 2.5% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. In the same manner as in the case of Layer 1, this composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material), cooled, and dried to prepare Layer 2. The thickness of the layer 2 after drying was 35 μm. Moreover, the pH of the layer 2 measured by the above-mentioned method was 6.0.
Preparation of layer 3: 3.3% by weight poly-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (weight average molecular weight 800,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in the case of layer 1, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 37 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 2.9.
Each layer was peeled off from the transfer substrate, and the layers 1 to 3 were stacked in this order, and a hydrophobic PTFE porous film (T010A047A manufactured by Advantech Co., Ltd.) as a support was attached to the upper and lower surfaces one by one. .

(比較例1)
層1の作製:2.5質量%のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸(前者/後者の共重合比:100/200質量比、(重量平均分子量60,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)にエクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは26μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは9.5であった。この層1を2枚重ね、疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付け、サンプルとした。
(Comparative Example 1)
Preparation of layer 1: 2.5% by mass of polyvinyl alcohol-polyacrylic acid (the former / the latter copolymerization ratio: 100/200% by mass, (weight average molecular weight 60,000), 0.5% by mass of agar, 4 Water containing 0.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition, which was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried. The layer 1 after drying had a thickness of 26 μm, and the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 9.5. PTFE porous membrane (T010A047A manufactured by Advantech Co., Ltd.) was attached to the upper and lower surfaces one by one to prepare a sample.

(比較例2)
2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、1.3質量%の炭酸カリウム、1.2質量%のグリシンを含む水を組成物として調整した。この組成物を比較例1の場合と同様にしてポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは36μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは7.9であった。この層1を転写用基材上から剥がし2枚重ね、疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付け、サンプルとした。
(Comparative Example 2)
2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 1.3% by weight potassium carbonate, 1.2% by weight Water containing glycine was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) in the same manner as in Comparative Example 1, and after cooling, dried, Layer 1 was produced. The thickness of layer 1 after drying was 36 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 7.9. Two layers of this layer 1 were peeled off from the transfer substrate, and a hydrophobic PTFE porous membrane (T010A047A manufactured by Advantech) was attached to the upper and lower surfaces one by one to prepare a sample.

(比較例3)
1.5質量%のポリエチレンイミン(重量平均分子量300,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール(重量平均分子量2,000,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(転写用基材)に、エクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは30μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは11.5であった。この層1を2枚重ね、疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付け、サンプルとした。
(Comparative Example 3)
1.5% by weight polyethyleneimine (weight average molecular weight 300,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol (weight average molecular weight 2,000,000), 0.5% by weight agar, 4.0% by weight Water containing cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to a polyethylene terephthalate film (transfer base material) having a thickness of 100 μm with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of the layer 1 after drying was 30 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 11.5. Two layers 1 were layered, and a hydrophobic PTFE porous membrane (T010A047A manufactured by Advantech) was attached to the upper and lower surfaces one by one to prepare a sample.

(比較例4)
実施例1の層1と層3を入れ替えて透過試験を行った。
(Comparative Example 4)
A permeation test was performed by exchanging layer 1 and layer 3 of Example 1.

(実施例13)
層1の作製:1.5質量%のポリエチレンイミン(重量平均分子量300,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール(重量平均分子量2,000,000)、0.5質量%の寒天、1.2質量%のグリシン、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をサポーテッドPTFE(中尾フィルター社製、テトラトックス7008、200μm厚)に、エクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは34μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは11.2であった。
層2の作製:2.5質量%のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸(前者/後者の共重合比:100/200質量比、(重量平均分子量60,000)、0.5質量%の寒天、1.2質量%のグリシン、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1を塗布したサポーテッドPTFE上に重ねて塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは30μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは9.1であった。
層3の作製:2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、1.2質量%のグリシン、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層2まで塗布したサポーテッドPTFE上に重ねて塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは38μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは7.4であった。疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付け、透過試験サンプルとした。
(Example 13)
Preparation of layer 1: 1.5% by weight polyethyleneimine (weight average molecular weight 300,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol (weight average molecular weight 2,000,000), 0.5% by weight agar, Water containing 1.2% by mass of glycine and 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to supported PTFE (manufactured by Nakao Filter Co., Ltd., Tetratox 7008, 200 μm thickness) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 34 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 11.2.
Preparation of layer 2: 2.5% by mass of polyvinyl alcohol-polyacrylic acid (the former / the latter copolymerization ratio: 100/200% by mass, (weight average molecular weight 60,000), 0.5% by mass of agar, 1 Water containing 2% by mass of glycine and 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition, and this composition was applied on the supported PTFE coated with layer 1 and cooled and dried. The layer 2 after drying had a thickness of 30 μm, and the pH of the layer 2 measured by the above method was 9.1.
Preparation of layer 3: 2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000) and 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 1.2% by weight glycine, 4 Water containing 0.0 mass% cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied in layers on the supported PTFE applied up to layer 2, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 38 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 7.4. Hydrophobic PTFE porous membranes (T010A047A manufactured by Advantech) were attached to the upper and lower surfaces one by one to obtain a permeation test sample.

(実施例14)
層1の作製:1.5質量%のポリアリルアミン(重量平均分子量10,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール(重量平均分子量2,000,000)、0.5質量%の寒天、1.2質量%のグリシン、1.3質量%の炭酸カリウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をサポーテッドPTFE(中尾フィルター社製、テトラトックス7008、200μm厚)に、エクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは32μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは10.8であった。
層2の作製:2.5質量%のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸(前者/後者の共重合比:100/200質量比、(重量平均分子量60,000)、0.5質量%の寒天、1.2質量%のグリシン、1.3質量%の炭酸カリウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1を塗布したサポーテッドPTFE上に重ねて塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。乾燥後の層2の厚さは30μmであった。また、前述の方法で測定した層2のpHは8.6であった。
層3の作製:2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、1.2質量%のグリシン、1.3質量%の炭酸カリウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層2まで塗布したサポーテッドPTFE上に重ねて塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは38μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは7.1であった。疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付け、透過試験サンプルとした。
(Example 14)
Preparation of layer 1: 1.5% by weight polyallylamine (weight average molecular weight 10,000) and 1.5% by weight polyvinyl alcohol (weight average molecular weight 2,000,000), 0.5% by weight agar, Water containing 1.2% by mass of glycine and 1.3% by mass of potassium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to supported PTFE (manufactured by Nakao Filter Co., Ltd., Tetratox 7008, 200 μm thickness) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 32 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 10.8.
Preparation of layer 2: 2.5% by mass of polyvinyl alcohol-polyacrylic acid (the former / the latter copolymerization ratio: 100/200% by mass, (weight average molecular weight 60,000), 0.5% by mass of agar, 1 Water containing 2% by mass of glycine and 1.3% by mass of potassium carbonate was prepared as a composition, which was applied over the supported PTFE coated with layer 1 and cooled and dried. The layer 2 after drying had a thickness of 30 μm, and the pH of the layer 2 measured by the above method was 8.6.
Preparation of layer 3: 2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000) and 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 1.2% by weight glycine, Water containing 3% by mass of potassium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied in layers on the supported PTFE applied up to layer 2, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 38 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 7.1. Hydrophobic PTFE porous membranes (T010A047A manufactured by Advantech) were attached to the upper and lower surfaces one by one to obtain a permeation test sample.

(実施例15〜実施例19)
層1の作製:1.5質量%のポリエチレンイミン(重量平均分子量300,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール(重量平均分子量2,000,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物をサポーテッドPTFE(中尾フィルター社製、テトラトックス7008、200μm厚)に、エクストルージョンダイコーター(クリアランス1mm)で塗布し、冷却後、乾燥させることで、層1を作製した。乾燥後の層1の厚さは34μmであった。また、前述の方法で測定した層1のpHは11.5であった。
層2の作製:2.5質量%のポリビニルアルコール−ポリアクリル酸(前者/後者の共重合比:100/200質量比、(重量平均分子量60,000)、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層1を塗布したサポーテッドPTFE上にエクストルージョンダイコーターでクリアランスを適宜調整して塗布し、冷却後、乾燥させることで、層2を作製した。前述の方法で測定した層2のpHは9.5であった。
層3の作製:2.0質量%のポリアクリル酸(重量平均分子量200,000)、及び1.5質量%のポリビニルアルコール、0.5質量%の寒天、4.0質量%の炭酸セシウムを含む水を組成物として調整した。この組成物を、層2まで塗布したサポーテッドPTFE上に重ねて塗布し、冷却後、乾燥させることで、層3を作製した。乾燥後の層3の厚さは38μmであった。また、前述の方法で測定した層3のpHは7.9であった。疎水性のPTFE多孔質膜(アドバンテック社製T010A047A)を上下面に一枚づつ貼り付け、透過試験サンプルとした。
(Example 15 to Example 19)
Preparation of layer 1: 1.5% by weight polyethyleneimine (weight average molecular weight 300,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol (weight average molecular weight 2,000,000), 0.5% by weight agar, Water containing 4.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition. This composition was applied to supported PTFE (manufactured by Nakao Filter Co., Ltd., Tetratox 7008, 200 μm thickness) with an extrusion die coater (clearance 1 mm), cooled and dried to prepare layer 1. The thickness of layer 1 after drying was 34 μm. Moreover, the pH of the layer 1 measured by the above-mentioned method was 11.5.
Preparation of layer 2: 2.5% by mass of polyvinyl alcohol-polyacrylic acid (the former / the latter copolymerization ratio: 100/200% by mass, (weight average molecular weight 60,000), 0.5% by mass of agar, 4 Water containing 0.0% by mass of cesium carbonate was prepared as a composition, and this composition was applied onto the supported PTFE coated with layer 1 with an extrusion die coater as necessary, cooled and dried. This produced layer 2. The pH of layer 2 measured by the method described above was 9.5.
Preparation of layer 3: 2.0% by weight polyacrylic acid (weight average molecular weight 200,000), 1.5% by weight polyvinyl alcohol, 0.5% by weight agar, 4.0% by weight cesium carbonate Water containing was prepared as a composition. This composition was applied in layers on the supported PTFE applied up to layer 2, and after cooling, dried, layer 3 was produced. The thickness of the layer 3 after drying was 38 μm. Moreover, the pH of the layer 3 measured by the above-mentioned method was 7.9. Hydrophobic PTFE porous membranes (T010A047A manufactured by Advantech) were attached to the upper and lower surfaces one by one to obtain a permeation test sample.

−ガス分離評価−
実施例、比較例で作製したゲル膜を用いて二酸化炭素ガスの分離性能について、以下のように評価した。
各サンプルを支持体ごと直径47mmに切り取り透過試験サンプルを作製した。ここで、実施例に係るサンプルは層1側を二酸化炭素供給側とし、層3側を二酸化炭素側に来るように設置した。吸収側の室と放散側の室はステンレス性の容器で、O−リングを用いネジで密閉した。
テストガスとしてCO/H:10/90(容積比)の混合ガスを相対湿度70%、流量100ml/分、温度130℃、全圧3atmで、前記の各サンプル(有効面積2.40cm)に供給し、透過側にArガス(流量90ml/分)を圧力をかけず(1atm)フローさせた。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、二酸化炭素の透過速度[Q(CO)]と分離係数[α]を算出した。
ここで、二酸化炭素の透過速度と分離係数は、以下のように定義されるものである。
・二酸化炭素の透過速度[Q(CO)]:1×10−6cm(STP)/(s・cm・cmHg)
・分離係数[α]:Q(CO)/Q(H
実施例1から14、及び比較例1〜4の二酸化炭素分離膜についての結果を表1に、そして実施例15〜19の二酸化炭素分離膜についての結果を表2に示す。
-Gas separation evaluation-
The separation performance of carbon dioxide gas was evaluated as follows using the gel membranes prepared in Examples and Comparative Examples.
Each sample was cut to a diameter of 47 mm together with the support to prepare a transmission test sample. Here, the sample according to the example was installed so that the layer 1 side was the carbon dioxide supply side and the layer 3 side was the carbon dioxide side. The chamber on the absorption side and the chamber on the diffusion side were stainless steel containers and were sealed with screws using an O-ring.
As a test gas, a mixed gas of CO 2 / H 2 : 10/90 (volume ratio) was used with each sample (effective area 2.40 cm 2 ) at a relative humidity of 70%, a flow rate of 100 ml / min, a temperature of 130 ° C., and a total pressure of 3 atm. ) And Ar gas (flow rate 90 ml / min) was allowed to flow on the permeate side without applying pressure (1 atm). The permeated gas was analyzed with a gas chromatograph, and the carbon dioxide permeation rate [Q (CO 2 )] and the separation factor [α] were calculated.
Here, the permeation rate of carbon dioxide and the separation factor are defined as follows.
Carbon dioxide permeation rate [Q (CO 2 )]: 1 × 10 −6 cm 3 (STP) / (s · cm 2 · cmHg)
Separation coefficient [α]: Q (CO 2 ) / Q (H 2 )
The results for the carbon dioxide separation membranes of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 1, and the results for the carbon dioxide separation membranes of Examples 15 to 19 are shown in Table 2.

Figure 0005738710
Figure 0005738710

Figure 0005738710
Figure 0005738710

表1の実施例1〜12の結果から、異種の官能性ポリマーを用いることでpHの異なる層を作成することができることが分かる。そして、実施例1〜12と比較例1〜4とを対比すれば分かるように、本発明に係る吸収側表面のpHが放散側表面のpHより高い実施例1〜14の二酸化炭素分離膜は、二酸化炭素の透過速度が速く、しかも分離係数が高いことが分かる。   From the results of Examples 1 to 12 in Table 1, it can be seen that layers having different pHs can be prepared by using different functional polymers. And as can be seen by comparing Examples 1-12 and Comparative Examples 1-4, the carbon dioxide separation membranes of Examples 1-14, in which the pH of the absorption side surface according to the present invention is higher than the pH of the diffusion side surface, It can be seen that the permeation rate of carbon dioxide is high and the separation factor is high.

に、実施例1及び実施例13と実施例2及び実施例14とを対比すれば分かるように、二酸化炭素吸収促進剤を含有するゲル膜を用いた二酸化炭素分離膜の方が、それを含まないものに比べて、より一段と二酸化炭素の透過速度が速く、しかも分離係数が高いことが分かる。 Further, as can be seen by comparing Example 1 and Example 13 and Example 2 and Example 14, towards the carbon dioxide separation membrane using a gel membrane containing a carbon dioxide absorption promoter, it It can be seen that the permeation rate of carbon dioxide is much faster and the separation factor is higher than those not included.

更にまた、表2の結果から、三つの層で構成されたゲル膜における中間の層の厚さが100μm以下の範囲においては、中間の層が厚い方が二酸化炭素の分離係数が高い二酸化炭素分離膜が得られることが分かる。   Furthermore, from the results in Table 2, carbon dioxide separation with a higher intermediate layer has a higher carbon dioxide separation coefficient in the range where the thickness of the intermediate layer in the gel membrane composed of three layers is 100 μm or less. It can be seen that a film is obtained.

本発明の二酸化炭素分離膜及びこれを用いた二酸化炭素分離モジュールは、二酸化炭素を含む混合ガスから二酸化炭素を分離、除去する特性が優れているため、二酸化炭素の分離が必要とされる様々な分野において使用することができる。例えば、天然ガスに含まれる二酸化炭素を除去する天然ガス精製、CCS、燃料電池用水素製造、二酸化炭素の超臨界流体精製などに幅広く用いることができる。   The carbon dioxide separation membrane of the present invention and the carbon dioxide separation module using the same have excellent characteristics for separating and removing carbon dioxide from a mixed gas containing carbon dioxide, and thus various types of carbon dioxide that require separation of carbon dioxide. Can be used in the field. For example, it can be widely used for natural gas purification for removing carbon dioxide contained in natural gas, CCS, hydrogen production for fuel cells, carbon dioxide supercritical fluid purification, and the like.

符合の説明Explanation of sign

1,42,521 二酸化炭素分離膜
10 支持体
20 ゲル膜
40,50 二酸化炭素分離モジュール
43,53 容器
451,551 第一の室
452,552 第二の室
1, 42, 521 Carbon dioxide separation membrane 10 Support 20 Gel membrane 40, 50 Carbon dioxide separation module 43, 53 Container 451, 551 First chamber 452, 552 Second chamber

Claims (11)

吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を含むゲル膜と、前記ゲル膜を支持する支持体と、を有し、前記ゲル膜における二酸化炭素を含む混合ガスが供給される側である吸収側表面のpHが、該吸収側表面とは反対側の表面である放散側表面のpHより高い二酸化炭素分離膜の製造方法であって、
転写用基材上に、吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を含む一層のゲル膜を有するゲル膜転写材料を作製すること、前記ゲル膜転写材料のゲル膜が支持体と対向するように前記ゲル膜転写材料と前記支持体とを重畳させた積層体を作製すること、および、前記積層体の転写用基材を前記ゲル膜との界面で剥離すること、を含むゲル膜の転写工程を少なくとも一回含む二酸化炭素分離膜の製造方法。
A gel film containing a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier and water, and a support that supports the gel film, and the surface of the absorption side that is a side to which a mixed gas containing carbon dioxide in the gel film is supplied. A method for producing a carbon dioxide separation membrane , the pH of which is higher than the pH of the radiation-side surface that is the surface opposite to the absorption-side surface ,
Producing a gel film transfer material having a single gel film containing a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier and water on a transfer substrate; and the gel film of the gel film transfer material facing the support. A gel film transfer step comprising: producing a laminate in which the gel film transfer material and the support are superimposed; and peeling the transfer substrate of the laminate at the interface with the gel film. A method for producing a carbon dioxide separation membrane comprising at least one time.
前記二酸化炭素分離膜のゲル膜が、pHが異なる積層された少なくとも二つの層を含む請求項1に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法The method for producing a carbon dioxide separation membrane according to claim 1, wherein the gel membrane of the carbon dioxide separation membrane includes at least two layers having different pHs. 前記二酸化炭素分離膜のゲル膜が、積層された少なくとも三つの層を含み、前記吸収側表面を有する層のpHと前記放散側表面を有する層のpHとが異なる請求項1または請求項2に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法。 Gel film of said carbon dioxide separation membrane, comprising at least three layers are laminated, in claim 1 or claim 2 and the pH of the layer differing with pH and the dissipation surface of the layer having the absorbent surface The manufacturing method of the carbon dioxide separation membrane of description. 前記二酸化炭素分離膜のゲル膜は、前記吸収側表面のpHが8.0以上であるか、前記放散側表面のpHが4.0以上8.0未満であるか、またはこれらの両者を満たす請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法 The gel membrane of the carbon dioxide separation membrane has a pH of the absorption side surface of 8.0 or more, a pH of the emission side surface of 4.0 or more and less than 8.0, or satisfies both of them. The manufacturing method of the carbon dioxide separation membrane as described in any one of Claims 1-3 . 前記転写工程を少なくとも二回含み、そのうちの一方の転写工程における前記ゲル膜のpHが8.0以上であり、他方の転写工程における前記ゲル膜のpHが4.0以上8.0未満である請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法。The transfer process includes at least twice, and the pH of the gel film in one transfer process is 8.0 or more, and the pH of the gel film in the other transfer process is 4.0 or more and less than 8.0. The manufacturing method of the carbon dioxide separation membrane as described in any one of Claims 1-4. 吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を含むゲル膜と、前記ゲル膜を支持する支持体と、を有し、前記ゲル膜における二酸化炭素を含む混合ガスが供給される側である吸収側表面のpHが、該吸収側表面とは反対側の表面である放散側表面のpHより高い二酸化炭素分離膜の製造方法であって、  A gel film containing a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier and water, and a support that supports the gel film, and the surface of the absorption side that is a side to which a mixed gas containing carbon dioxide in the gel film is supplied. A method for producing a carbon dioxide separation membrane, the pH of which is higher than the pH of the diffusion side surface that is the surface opposite to the absorption side surface,
支持体上に、吸水性ポリマー、二酸化炭素キャリア及び水を含む組成物を塗布する工程を少なくとも二回含み、そのうちの一方の塗布工程により形成されるゲル膜のpHが8.0以上であり、他方の塗布工程により形成されるゲル膜のpHが4.0以上8.0未満である二酸化炭素分離膜の製造方法。  Including a step of applying a composition containing a water-absorbing polymer, a carbon dioxide carrier and water on the support at least twice, and the pH of the gel film formed by one of the application steps is 8.0 or more, The manufacturing method of the carbon dioxide separation membrane whose pH of the gel membrane formed by the other application | coating process is 4.0 or more and less than 8.0.
前記二酸化炭素分離膜は、吸収側表面から放散側表面に向かってpHが低下する請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法The said carbon dioxide separation membrane is a manufacturing method of the carbon dioxide separation membrane as described in any one of Claims 1-6 in which pH falls toward an emission side surface from an absorption side surface. 前記二酸化炭素分離膜のゲル膜が、積層された少なくとも三つの層を含み、前記吸収側表面を有する層と前記放散側表面を有する層とを除く層の総厚が10μmから100μmである請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法 The gel membrane of the carbon dioxide separation membrane includes at least three layers stacked, and a total thickness of layers excluding the layer having the absorption side surface and the layer having the diffusion side surface is 10 μm to 100 μm. method for producing a carbon dioxide separation membrane according to any one of 1 to claim 7. 前記二酸化炭素キャリアが、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩およびアルカリ金属水酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物である請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法The carbon dioxide carrier, an alkali metal carbonate, according to any one of claims 1 to 8 is at least one compound selected from alkali metal bicarbonates, and the group consisting of alkali metal hydroxides A method for producing a carbon dioxide separation membrane. その内側に空間を有する容器と、前記空間を第一の室および第二の室に仕切る、請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離膜の製造方法によって製造された二酸化炭素分離膜と、前記容器に形成され、前記第一および第二の室に独立して連通するそれぞれ少なくとも一対の入り口および出口と、を含む二酸化炭素分離モジュール。 A container having a space inside, dividing the space into first chamber and second chamber, manufactured by the manufacturing method of the carbon dioxide separation membrane according to any one of claims 1 to 9 A carbon dioxide separation module comprising: a carbon dioxide separation membrane; and at least a pair of an inlet and an outlet formed in the container and independently communicating with the first and second chambers. 前記二酸化炭素分離膜が、プリーツ形状を有する請求項10に記載の二酸化炭素分離モジュール。 The carbon dioxide separation module according to claim 10 , wherein the carbon dioxide separation membrane has a pleated shape.
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