JPH01155929A - 気体分離法 - Google Patents
気体分離法Info
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- JPH01155929A JPH01155929A JP31673987A JP31673987A JPH01155929A JP H01155929 A JPH01155929 A JP H01155929A JP 31673987 A JP31673987 A JP 31673987A JP 31673987 A JP31673987 A JP 31673987A JP H01155929 A JPH01155929 A JP H01155929A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、空気の酸素富化などに適用される気体分離
法に関し、さらに詳しくは、特定の分離膜を用いた気体
分離法に関するものである。
法に関し、さらに詳しくは、特定の分離膜を用いた気体
分離法に関するものである。
従来技術およびその問題点
酸素富化膜、すなわち、空気を構成する気体の膜透過性
の差異を利用して酸素を富化させる気体透過膜としては
、現在、シリコン系ポリマーのうちポリジメチルシロキ
サンより成る膜が高い気体透過性を有する点で工業的に
広く用いられている。
の差異を利用して酸素を富化させる気体透過膜としては
、現在、シリコン系ポリマーのうちポリジメチルシロキ
サンより成る膜が高い気体透過性を有する点で工業的に
広く用いられている。
しかし、ポリジメチルシロキサンより成る膜は、機械的
強度が劣る、薄膜のものが得にくい、全体に均一な膜厚
のものが得られない、等々の欠点を有している。特に、
膜厚が厚いと、気体の透過量を増大させるために一次側
と二次側の圧力差を大きくしたり、膜の面積を大きくす
る必要があり、いきおい装置自体が大型化せざるを得な
くなる。したがって、気体透過膜としては、薄膜のもの
が切望されている。
強度が劣る、薄膜のものが得にくい、全体に均一な膜厚
のものが得られない、等々の欠点を有している。特に、
膜厚が厚いと、気体の透過量を増大させるために一次側
と二次側の圧力差を大きくしたり、膜の面積を大きくす
る必要があり、いきおい装置自体が大型化せざるを得な
くなる。したがって、気体透過膜としては、薄膜のもの
が切望されている。
この発明は、上記の如き従来技術の欠点を克服すること
のできる気体分離法を提供することを目的とするもので
ある。
のできる気体分離法を提供することを目的とするもので
ある。
問題点の解決の手段
この発明による気体分離法は、上記目的の達成のために
、気体分離膜として、ＬＢ法に従って多孔質支持膜に高
分子化合物の単分子膜を累積させて成る複合膜を用いる
ことを特徴とする。
、気体分離膜として、ＬＢ法に従って多孔質支持膜に高
分子化合物の単分子膜を累積させて成る複合膜を用いる
ことを特徴とする。
この明細書において、「ＬＢ法」とは、清浄な水面上に
単分子膜形成能を有する化合物の溶液を展開して単分子
膜を形成し、ついで間膜を１枚ずつ支持体へ移し取って
任意の枚数だけ縫み重ね、累積膜を得る方法のことをい
う。この累積法は、その開発者であるＬａｎｇｍｕｉｒ
とＢｌｏｄｇｅｔｔの名を冠して命名されたものであり
、得られた膜はＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ膜
、略してＬＢ膜と呼ばれている。
単分子膜形成能を有する化合物の溶液を展開して単分子
膜を形成し、ついで間膜を１枚ずつ支持体へ移し取って
任意の枚数だけ縫み重ね、累積膜を得る方法のことをい
う。この累積法は、その開発者であるＬａｎｇｍｕｉｒ
とＢｌｏｄｇｅｔｔの名を冠して命名されたものであり
、得られた膜はＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ膜
、略してＬＢ膜と呼ばれている。
実施例
つぎに、この発明の実施例について具体的に説明する。
ａ）複合膜の作製
水面上の単分子膜形成能を有する高分子化合物として、
オクタデシルトリエトキシシラン（ＣＨ＋ＣＨ２＋１７
Ｓｉ （ＯＥｔ）３）を使用し、多孔質支持膜として、
アルミニウム陽極酸化皮膜（平均細孔径：９ｎＩｌ１１
膜厚：５０／ｆｆ）を使用した。
オクタデシルトリエトキシシラン（ＣＨ＋ＣＨ２＋１７
Ｓｉ （ＯＥｔ）３）を使用し、多孔質支持膜として、
アルミニウム陽極酸化皮膜（平均細孔径：９ｎＩｌ１１
膜厚：５０／ｆｆ）を使用した。
まず、オクタデシルトリエトキシシランの１ｍｍｏｌ／
ｌのクロロホルム溶液を調製した。
ｌのクロロホルム溶液を調製した。
ついで、第１図に示すように、可動仕切壁（１）を備え
た水槽（２）に、塩酸でｐＨ２に調整した酸性水（３）
を貯え、この水面上に上記調製溶液（４）をマイクロシ
リンジ（５）で−滴ずつ静かに滴下した。この溶液（４
）は、第２図に示すように、水面上に速やかに展開し、
溶媒クロロホルムが完全に蒸発した後、オクタデシルト
リエトキシシランの各分子が疎水基を上側にして不規則
な状態で存在している。
た水槽（２）に、塩酸でｐＨ２に調整した酸性水（３）
を貯え、この水面上に上記調製溶液（４）をマイクロシ
リンジ（５）で−滴ずつ静かに滴下した。この溶液（４
）は、第２図に示すように、水面上に速やかに展開し、
溶媒クロロホルムが完全に蒸発した後、オクタデシルト
リエトキシシランの各分子が疎水基を上側にして不規則
な状態で存在している。
つぎに、第３図に示すように、水面上の可動仕切板（１
）を水槽（２）の一端から中央付近へ移動させ、上記溶
液（４）より成る表面層を表面圧２５ ｍ Ｎ ／ ｃ
ｍまで圧縮した。その結果、分子間相互作用が強まり、
すべての分子が垂直状態で整然と並んだ状態の単分子膜
（６）が形成された。
）を水槽（２）の一端から中央付近へ移動させ、上記溶
液（４）より成る表面層を表面圧２５ ｍ Ｎ ／ ｃ
ｍまで圧縮した。その結果、分子間相互作用が強まり、
すべての分子が垂直状態で整然と並んだ状態の単分子膜
（６）が形成された。
つぎに、表面圧を２５．ｍＮ／ａｍに保ったままで、第
４図に示すように、アルミニウム陽極酸化皮膜より成る
多孔質支持膜（８）を水中に浸けて、単分子膜（６）に
垂直に上下動させた。その結果、多孔質支持膜（８）の
上昇および下降の行程ごとに、単分子膜（８）が１層ず
つ多孔質支持膜（８）の表面に移し取られた。こうして
、第５図に示すように、多孔質支持膜（８）上に単分子
膜（８）を多層状に累積させて、ＬＢ累積層を形成した
。得られた複合膜（７）は、主として膜の機械的強度を
保持する多孔質支持膜（８）と、活性層としてのＬＢ累
積層（９）とより成る構造を成すものであった。
４図に示すように、アルミニウム陽極酸化皮膜より成る
多孔質支持膜（８）を水中に浸けて、単分子膜（６）に
垂直に上下動させた。その結果、多孔質支持膜（８）の
上昇および下降の行程ごとに、単分子膜（８）が１層ず
つ多孔質支持膜（８）の表面に移し取られた。こうして
、第５図に示すように、多孔質支持膜（８）上に単分子
膜（８）を多層状に累積させて、ＬＢ累積層を形成した
。得られた複合膜（７）は、主として膜の機械的強度を
保持する多孔質支持膜（８）と、活性層としてのＬＢ累
積層（９）とより成る構造を成すものであった。
ｂ）気体透過性試験
上記の方法で多孔質支持膜に単分子膜を１２層累積させ
て作製した複合膜を、温度１２０℃で２時間加熱処理し
た。この処理複合膜を気体分離膜として気体透過試験器
にセットした後、試験器に酸素ガスを１次側と２次側の
気圧差が５気圧になるように導入した。そして温度を２
５℃〜１２５℃（すなわち１／Ｔで２．５×１０〜Ｂ、
３５Ｘ１０−３）の領域で変化させ、この複合膜の酸素
ガス透過性を調べた。ついで酸素ガスの代わりに窒素ガ
スを導入して、窒素ガス透過性を調べた。
て作製した複合膜を、温度１２０℃で２時間加熱処理し
た。この処理複合膜を気体分離膜として気体透過試験器
にセットした後、試験器に酸素ガスを１次側と２次側の
気圧差が５気圧になるように導入した。そして温度を２
５℃〜１２５℃（すなわち１／Ｔで２．５×１０〜Ｂ、
３５Ｘ１０−３）の領域で変化させ、この複合膜の酸素
ガス透過性を調べた。ついで酸素ガスの代わりに窒素ガ
スを導入して、窒素ガス透過性を調べた。
つぎに、複合膜として、単分子膜を４０層累積させたも
のを用い、酸素ガスおよび窒素ガスについて上記と同じ
操作を繰返し、気体透過性を調べた。
のを用い、酸素ガスおよび窒素ガスについて上記と同じ
操作を繰返し、気体透過性を調べた。
気体透過性の試験結果を第６図に示す。同図からつぎの
ことがわかる。
ことがわかる。
１） 酸素ガスの透過係数（Ｐ）については、市販の気
体透過膜のうち最も高い透過性を示すポリジメチルシロ
キサン膜に比べて、１２５℃（１／Ｔで２．５Ｘ１０−
３）において、４０層の複合膜では市販膜と同程度の値
が示され、１２層の複合膜では市販膜の１０倍程度大き
い値が示された。したがってこの発明による複合膜は、
１２５℃のような高温においても使用可能であることが
わかる。
体透過膜のうち最も高い透過性を示すポリジメチルシロ
キサン膜に比べて、１２５℃（１／Ｔで２．５Ｘ１０−
３）において、４０層の複合膜では市販膜と同程度の値
が示され、１２層の複合膜では市販膜の１０倍程度大き
い値が示された。したがってこの発明による複合膜は、
１２５℃のような高温においても使用可能であることが
わかる。
２） 酸素ガスの選択性については、上記測定温度領域
（２５℃〜１２５℃）ではＰＯ２／ＰＮ２の値は１．７
程度となり、上記市販膜のそれにほぼ等しい酸素ガス選
択性が示された。
（２５℃〜１２５℃）ではＰＯ２／ＰＮ２の値は１．７
程度となり、上記市販膜のそれにほぼ等しい酸素ガス選
択性が示された。
３）６０℃付近で直線が折れ線となるが、これは活性層
としてのＬＢ累積膜の構造変化に起因するものと考えら
れる。
としてのＬＢ累積膜の構造変化に起因するものと考えら
れる。
発明の効果
この発明の気体分離法によれば、気体分離膜として、Ｌ
Ｂ法に従って多孔質支持膜に高分子化合物の単分子膜を
累積させて成る複合膜を用いるので、上記実施例で実証
されたように、市販の気体分離膜に比べて、格段に高い
酸素ガス透過係数が得られるとともに、遜色のない酸素
ガス選択性が得られる。したがってこの方法によれば、
酸素富化能を保持したまま酸素透過係数を高めることが
できる。
Ｂ法に従って多孔質支持膜に高分子化合物の単分子膜を
累積させて成る複合膜を用いるので、上記実施例で実証
されたように、市販の気体分離膜に比べて、格段に高い
酸素ガス透過係数が得られるとともに、遜色のない酸素
ガス選択性が得られる。したがってこの方法によれば、
酸素富化能を保持したまま酸素透過係数を高めることが
できる。
またＬＢ法によって得られた複合膜では、単分子膜の累
積数を変化させることによってその膜厚を容易に調整す
ることができる。しかも得られた複合膜の累積層の層厚
を、従来技術では困難であった１００７Ｊ以下まで薄く
することができる上に、全体に均一なものとすることが
できる。
積数を変化させることによってその膜厚を容易に調整す
ることができる。しかも得られた複合膜の累積層の層厚
を、従来技術では困難であった１００７Ｊ以下まで薄く
することができる上に、全体に均一なものとすることが
できる。
こうして、この発明の方法によれば、本書冒頭で述べた
従来技術の問題点をすべて解決した気体分離を行なうこ
とができる。
従来技術の問題点をすべて解決した気体分離を行なうこ
とができる。
第１図から第４図まではこの発明の実施例における複合
膜の作製の各工程を示す水槽の縦断面図、第５図は得ら
れた複合膜の断面図、第６図は１４Ｔと透過係数との関
係を示すグラフである。 以 上 特許出願人 斎 藤 正 三 部 間 日立造船株式会社 第１図 第２図 第８図 第４図
膜の作製の各工程を示す水槽の縦断面図、第５図は得ら
れた複合膜の断面図、第６図は１４Ｔと透過係数との関
係を示すグラフである。 以 上 特許出願人 斎 藤 正 三 部 間 日立造船株式会社 第１図 第２図 第８図 第４図
Claims (1)
- 気体分離膜として、ＬＢ法に従って多孔質支持膜に高分
子化合物の単分子膜を累積させて成る複合膜を用いるこ
とを特徴とする気体分離法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31673987A JPH01155929A (ja) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | 気体分離法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31673987A JPH01155929A (ja) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | 気体分離法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01155929A true JPH01155929A (ja) | 1989-06-19 |
| JPH0534050B2 JPH0534050B2 (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18080367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31673987A Granted JPH01155929A (ja) | 1987-12-14 | 1987-12-14 | 気体分離法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01155929A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7811359B2 (en) | 2007-01-18 | 2010-10-12 | General Electric Company | Composite membrane for separation of carbon dioxide |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5835722A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-03-02 | Nec Corp | 磁気ヘツドの製造方法 |
| JPS62180771A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-08 | Sanyo Chem Ind Ltd | 超薄膜の連続複合化装置 |
-
1987
- 1987-12-14 JP JP31673987A patent/JPH01155929A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5835722A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-03-02 | Nec Corp | 磁気ヘツドの製造方法 |
| JPS62180771A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-08 | Sanyo Chem Ind Ltd | 超薄膜の連続複合化装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7811359B2 (en) | 2007-01-18 | 2010-10-12 | General Electric Company | Composite membrane for separation of carbon dioxide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0534050B2 (ja) | 1993-05-21 |
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