JPH06114230A

JPH06114230A - ガス分離体の製造方法

Info

Publication number: JPH06114230A
Application number: JP26889292A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Takahashi; 知典高橋; Osamu Sakai; 修酒井; Toshikatsu Kashiwaya; 俊克柏屋
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1992-10-07
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1994-04-26

Abstract

(57)【要約】【構成】多孔質基体と、この多孔質基体の表面に被覆
しているガス分離膜とを有するガス分離体を設置し、こ
のガス分離体で隔てた片側にある反応ガスと、このガス
分離体で隔てたもう一方の片側にある他の反応ガスとを
ガス分離膜の貫通孔内で化学反応させ、この貫通孔内に
固体生成物を蒸着せしめるガス分離体の製造方法。【効果】多孔質基体及びこの多孔質基体の表面に被覆
しているガス分離膜を有するガス分離体を本発明に係る
方法で処理すると、ガス分離膜内に存在する貫通孔を減
縮、封鎖することができる。従って、処理後のガス分離
体を用いてガス分離をするとき、原料ガスがそのまま貫
通孔を通って精製ガス中へ入り込むことを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多成分混合ガスから特
定成分のガスのみを拡散分離するガス分離体の製造方法
に関し、更に詳しくは、多孔質基体及びこの多孔質基体
の表面に被覆しているガス分離膜を有するガス分離体に
おいて、ガス分離膜にある貫通孔を封じる方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、多成分混合ガスから特定のガス成
分のみを得る方法として、有機又は無機のガス分離膜に
よって分離する方法が知られている。膜分離法に用いら
れる分離膜は水素分離膜としては、ポリイミドやポリス
ルホンなどの有機高分子膜及びパラジウム又はパラジウ
ム合金膜などの無機化合物膜があり、酸素分離膜として
は銀又は銀合金膜がある。パラジウム又はパラジウム合
金膜においては耐熱性もあり、また極めて高純度の水素
を得ることができる。

【０００３】パラジウム又はパラジウム合金の機械的強
度を高めた水素分離膜として、特開昭６２−２７３０３
０号公報、特開昭６３−１７１６１７号公報には、多孔
質ガラス、多孔質セラミックス、又は多孔質酸化アルミ
ニウムなどの無機多孔質支持体の表面に、パラジウム又
はパラジウム合金を被着した膜が開示されている。ま
た、文献Membrane Reactor Technology, No.268. vo18
5, 18-25には酸化珪素膜による水素分離が記載されてい
る。米国特許第３，３５９，７０５号には、酸素を分離
する銀薄膜が開示されており、特開昭５７ー１９０６０
６には有機材料薄膜の製造方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの分離膜では、
薄膜製造時に生ずる分離膜を貫通している欠陥（貫通欠
陥）を通じて原料ガスが精製ガス内に流入してしまうと
いった欠点がある。例えば、パラジウム又はパラジウム
合金を用いた水素分離膜の製造方法において、特開昭６
２−２７３０３０号公報の方法では、無機多孔質体の表
面を化学的に活性化処理したのち、化学メッキ法でパラ
ジウム主体膜を被着する方法が開示されている。しか
し、化学メッキを行った際に生じるパラジウム主体膜を
貫通する欠陥を通じて原料ガスが精製ガス内に流入して
しまうといった欠点がある。

【０００５】さらに、特開昭６３−１７１６１７号公報
の方法では、例えば金属アルミニウムを陽極として酸化
処理したのち、エッチング法で金属アルミニウムを溶解
除去して厚さ５０μｍ程度の多孔質酸化アルミニウム膜
を製造し、該膜にスパッタリング法でパラジウム又はパ
ラジウム合金を蒸着したのち、さらにパラジウム塩水溶
液でパラジウムを担持する方法が開示されているが、同
様にパラジウム膜に生じている貫通欠陥により原料ガス
が精製ガス内に流入してしまうといった欠点がある。ま
た、Membrane Reactor Technology, No.268.vol85, 18-
25に示されている酸化珪素薄膜、米国特許第３，３５
９，７０５号に示されている銀薄膜、特開昭５７ー１９
０６０６に示されている有機材料薄膜についても同様の
問題がある。

【０００６】また、これらの欠陥除去の方法として、膜
厚を厚くする方法はあるが、ガス透過性が低下してしま
うといった問題がある。本発明は、前記従来技術の課題
を背景になされたもので、ガス分離膜の貫通欠陥を閉じ
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、多孔質
基体と、この多孔質基体の表面に被覆しているガス分離
膜とを有するガス分離体を設置し、このガス分離体で隔
てた片側にある反応ガスと、このガス分離体で隔てたも
う一方の片側にある他の反応ガスとをガス分離膜の貫通
孔内で化学反応させ、この貫通孔内に固体生成物を蒸着
せしめることを特徴とするガス分離体の製造方法が提供
される。

【０００８】また、本発明によれば、面形状の多孔質基
体と、この多孔質基体の片方の面の表面に被覆している
ガス分離膜とを有するガス分離体を設置し、このガス分
離体で隔てたガス分離膜に接する方の片側にある反応ガ
スと、このガス分離体で隔てた多孔質基体に接する方の
もう一方の片側にある他の反応ガスとをガス分離膜の貫
通孔内で化学反応させ、この貫通孔内に固体生成物を蒸
着せしめ、この化学反応において、ガス分離膜に接する
方の片側における反応ガスを含めた全ての気体の圧力
は、多孔質基体に接する方のもう一方の片側における他
の反応ガスを含めた全ての気体の圧力以上であって、こ
れら両圧力の差が３０トル以下であることを特徴とする
ガス分離体の製造方法が提供される。

【０００９】本発明において、貫通孔内に固体生成物を
蒸着せしめることにより、貫通孔を封孔することは、好
ましい。また、本発明において、多孔質基体の厚さが
０．１〜５ｍｍであり、かつ、ガス分離膜の厚さが１〜
５０μｍであることは、好ましい。更に、本発明におい
て、ガス分離膜がパラジウム又はパラジウム合金からな
ることは、好ましい。

【００１０】

【作用】本発明に係る製造方法は、多孔質基体と、この
多孔質基体の表面に被覆しているガス分離膜とを有する
ガス分離体に、２以上の反応ガスを用いる場合の化学蒸
着法(Chemical Vapor Deposition)を応用したものであ
り、通常の基板上ではなく、ガス分離膜の貫通孔内に生
成物を蒸着することを特徴とする。即ち、２以上の反応
ガスをガス分離体で隔て、次いで、ガス分離膜に生じて
いる貫通孔内を反応ガスが互いに逆方向に拡散し、貫通
孔内で反応ガスを反応させ、そこに固体生成物を蒸着す
る。このとき、固体生成物が貫通孔を封孔することは、
好ましい。

【００１１】たとえ、貫通孔に蒸着した固体生成物が貫
通孔を封孔しきらず、ピンホールを残した場合でも、化
学蒸着法を使用しなかったときと比べ、貫通孔の大きさ
が小さくなる。従って、本発明の方法の処理を施したガ
ス分離体を用いて、ガス分離をするとき、原料ガスが貫
通孔を通過し難くなるという効果を奏する。

【００１２】以上説明したように、本発明に係る製造方
法を施したガス分離体では、ガス分離体の貫通孔に生成
物が生じることにより、本発明に係る方法を使用した効
果を奏するのであるが、必ずしも、ガス分離体の貫通孔
のみに生成物が生じなければいかないということはな
く、不随的に、多孔質基体の孔内にも生成物を生じても
よい。

【００１３】以下、本発明に係る製造方法で作製される
ガス分離体の一例を図面を参照しつつ説明する。図２は
本発明に係る製造方法で処理したガス分離体の概略図で
ある。図２において、管状の多孔質基体２にガス分離膜
３を被覆して、ガス分離膜３に内在した貫通欠陥を固体
生成物４により封鎖したものである。また、分離膜の内
部を分離膜の両側に貫くようにセラミックス等である固
体生成物が分散している。

【００１４】なお、ガス分離体の形状又は多孔質基体２
の形状は、面であることは好ましく、面とは、平面及び
曲面を包含し、また、曲面が閉じている形状に相当する
上記のような管形状も当然に含む。管形状の場合、管断
面の形状は任意であるが、円形のものは入手が容易であ
る。また、ガス分離体の形状又は多孔質基体２の形状は
板状でもよく、その使用目的により任意の形状にでき
る。

【００１５】多孔質基体２としては、アルミナ、シリ
カ、シリカ−アルミナ、ムライト、コージェライト、ジ
ルコニアといったものの他、カーボンや多孔質ガラスな
どが用いられる。この多孔質基体は３次元状に連続した
多数の微細な貫通孔を有するものである。この孔径は、
０．００３〜２０μｍが好ましく、更に０．００５〜５
μｍが好ましく、更に、０．０１〜１μｍが好ましい。
孔径が０．００３μｍ未満ではガスが通過するときの抵
抗が大きくなり、また、化学蒸着法により生じる固体生
成物により、孔が塞がれる可能性が大きくなるからであ
る。孔径が２０μｍを超えると被覆膜、即ち、ガス分離
膜にピンホールが生じやすくなるからである。

【００１６】また、多孔質基体２の厚さは、０．１〜５
ｍｍが好ましく、更に好ましくは０．１〜３ｍｍである
が、管径及び圧力により異なる。多孔質基体２の厚さが
１００μｍ未満では、支持体としての機械的強度が弱く
実用性が限られるからである。多孔質基体２の厚さが５
ｍｍ以上では、本発明に係る化学蒸着のときの化学反応
及びガス分離体によるガス分離の際に、ガス拡散の時間
がかかるので、いずれの場合も処理時間が長時間となる
からである。

【００１７】ガス分離膜３は、使用目的によって適宜、
選択される。例えば、パラジウム又はパラジウムを主体
とする合金の薄膜、酸化珪素薄膜、銀又は銀を主体とす
る合金の薄膜、有機材料薄膜等が用いられる。図２にお
いて、ガス分離膜は、管形状を有する多孔質基体の外側
に被覆しているが、内側に被覆していてもよい。ガス分
離膜が内側に被覆している場合、ガス分離膜が外側に被
覆している場合と比べて、ガス分離膜に傷がつきずら
く、好ましい。なお、多孔質基体表面に被覆するガス分
離膜の被覆態様は、このようにして構成するガス分離体
により、ガス分離ができるような態様であればよい。

【００１８】ガス分離膜３の総厚は１〜５０μｍが好ま
しく、更に好ましくは５〜２０μｍである。ガス分離膜
３の総厚が１μｍ未満では、ガス分離膜３に大きなピン
ホールが生じやすくなるため、本発明に係る方法による
処理時間が長くなり、処理効率が低下するので好ましく
ない。そのうえ、固体生成物４がガス分離膜３上に広く
付着し、ガスを透過する有効面積が減少することによる
ガス透過性の低下が起き、好ましくない。一方、厚さが
５０μｍを超えるとガス分離膜に貫通欠陥は少なくなる
が、本発明に係る化学蒸着法における化学反応のとき及
びガス分離体によるガス分離のとき、いずれの場合もガ
ス拡散の時間がかかるので、処理時間が長時間となり、
好ましくない。

【００１９】また、ガス分離膜３がパラジウム合金膜で
ある場合には、Japanese MembraneScience,56(1991)315
-325:"Hydrogen Permeable Palladium - Silver Alloy
Membrane Supported on Porous Ceramics" や特開昭６
３─２９５４０２に示されているように、パラジウム以
外の金属の含量は１０〜３０重量％であることが好まし
い。パラジウムを合金化する主目的は、パラジウムの水
素脆化防止と高温時の分離効率向上のためである。

【００２０】固体生成物４としては、SiO₂又はSiCのシ
リコン化合物、並びに金属等の酸化物、窒化物、酸化物
若しくは炭化物であるセラミックス等の化合物又はこれ
らの混合物又は金属が用いられ、例えば、酸化珪素、酸
化アルミニウム、酸化チタン等があげられる。この固体
生成物４は膜の両側に導入した反応ガスが貫通欠陥内に
おいて接触することにより生成するため、固体生成物４
が蒸着し、封孔が完了すればそれ以上は反応ガスどうし
が接触せず、固体生成物４も生成しなくなってしまうた
め、貫通孔内に過剰に固体生成物４が生成することはな
い。また、気相化学反応を起こす反応ガスは比較的分子
が大きいが、分離膜中の細孔を気体分子が拡散すること
によりガス分離を行うような膜、例えば有機材料薄膜で
は、この分離用細孔が小さいため反応ガスは入り込めな
いため、固体生成物が分離用細孔を封孔することはな
い。更に、分離されるガスが溶解し、拡散する無機化合
物膜では、反応ガスは膜内にそもそも溶解しないので、
このような問題はない。

【００２１】次に、本発明に係るガス分離体の製造方法
について、詳しく説明する。まず前記多孔質基体２の表
面にガス分離膜３を適当な公知方法によって被覆する。
このガス分離膜の被覆方法としては、パラジウム又はパ
ラジウム合金薄膜の場合には、日本化学会誌、６（１９
９０）６６９−６７５に示されているように、塩化パラ
ジウムと塩化錫の塩酸水溶液に交互に浸漬することを１
０回行ったのち、ヒドラジンを還元剤とするメッキ液を
用いて無電解メッキを行いパラジウム薄膜を被覆する。

【００２２】また、酸化珪素薄膜の場合には、Membrane
Reactor Technology No.268 vol.85 18-25に示されて
いるように、SiH₄とCO₂とからSiO₂が生成する反応を用
いる化学蒸着法により、酸化珪素を多孔質基体表面に被
覆できる。また、銀薄膜については、米国特許第3,359,
705号に示されているように、真空蒸着法、スパッタリ
ング法又はメッキ法により、銀薄膜を多孔質基体表面に
被覆できる。また、有機材料薄膜については特開昭５７
−１９０６０６に示されているように、多孔質支持膜を
ガス分離膜の原料である有機溶液中に通すことによって
ガス分離膜を被覆する。

【００２３】次に、多孔質表面に被覆するこれらガス分
離膜内に存在する貫通欠陥を化学蒸着法により処理す
る。ガス分離体の管内５に反応ガスを保持し又は流し、
同時に管外１に他の反応ガスを保持し又は流すことによ
り、ガス分離膜内の貫通欠陥内でれらの反応ガスが接触
して反応し、固体生成物４を生成する。

【００２４】多孔質基体表面にガス分離膜が被覆してい
るガス分離体において、ガス分離膜に接する方の片側に
おける反応ガスの圧力とキャリヤーガスの圧力との総和
が、多孔質基体に接する方のもう一方の片側における反
応ガスの圧力とキャリヤーガスの圧力との総和より小さ
いとき、多孔質基体に接する方のもう一方の片側にある
反応ガスが未だ封孔されていない貫通孔を通過して、ガ
ス分離膜に接する方の片側のチャンバーに入り込み、ガ
ス分離膜６表面に生成物が蒸着し、ガス分離膜の有効表
面積を減少することがある。

【００２５】例えば、図１にある場合を例として説明す
ると、ガス分離膜６が多孔質基体１６の外側表面に被覆
しているガス分離体であり、管の外側における反応ガス
１１の圧力とキャリヤーガスの圧力との総和が、管の内
側における反応ガス９の圧力とキャリヤーガスの圧力と
の総和より小さいとき、反応ガス９がガス分離膜６にあ
る貫通孔を通過して反応ガス１１のチャンバーに入り込
み、ガス分離膜６表面に生成物が蒸着し、ガス分離膜の
有効表面積を減少することがある。

【００２６】このように、ガス分離膜の有効表面積が減
少することは好ましくはないので、多孔質基体表面にガ
ス分離膜が被覆しているガス分離体において、ガス分離
膜に接する方の片側の反応ガスとキャリヤーガスとの圧
力の総和は、多孔質基体に接する方のもう一方の片側の
反応ガスとキャリヤーガスとの圧力の総和以上であり、
これらの圧力の差は３０トル以下であることは、好まし
い。この圧力差が３０トルより大きい場合、これとは逆
の方向の反応ガスの透過が問題となり得るからである。
即ち、この圧力差が大きい場合、多孔質基体１６の孔内
において、ガス分離膜６より離れた深い部分にまで固体
生成物が生成し得る。このようなガス分離膜６より離れ
た多孔質基体１６の孔内での固体生成物の生成を抑制す
るために、この圧力差は１０トル以下であることは更に
好ましく、５トル以下であることは更に好ましい。な
お、圧力調節器により、化学反応が進行する間に５トル
以下の圧力差を維持することは、工業上、十分に可能で
あるが、それより小さい圧力差を定常的に維持すること
は、工業上の困難が増すことになる。

【００２７】従って、図１のように、ガス分離膜６が多
孔質基体１６の外側表面に被覆しているとき、管の外側
の圧力が管の内側の圧力より大きいことは、好ましい。
これとは逆に、ガス分離膜６が多孔質基体１６の内側表
面に被覆しているとき、管の内側の圧力が管の外側の圧
力より大きいことは、好ましい。

【００２８】なお、ガス分離体の片側における反応ガス
とキャリヤーガスとの総圧は、化学蒸着法における反応
速度、真空チャンバーの圧力制御等の理由で、７６０ト
ル以下であることは好ましい。

【００２９】この化学蒸着に用いる反応としては、膜が
耐えられる温度での気相反応により固体生成物が生成す
るものであれば制限がなく、化学蒸着法に使われる反応
を応用することができる。例えば、SiCl₄とH₂OによるSi
O₂の生成反応、TiCl₄とH₂OによるTiO₂の生成反応、AlCl
₃とH₂OによるAl₂O₃の生成反応、SiH₄とCO₂による若しく
はSiH₄とO₂によるSiO₂生成反応等が利用できる。

【００３０】これらの化学反応の反応物を反応ガスに用
いる。しかし、反応ガスのみをガス分離体に導く必要は
なく、反応ガスの他、反応に関与しない窒素、アルゴン
等のガスをキャリヤーガスとして、反応ガスと同時にガ
ス分離体に導くこともできる。

【００３１】これらの化学蒸着法における反応温度は公
知であり、その反応が進行する温度に設定する。しか
し、ガス分離膜が安定である温度でなければならない。
従って、パラジウム薄膜のような耐熱性膜はその反応温
度を高温まで上げることができるので、種々の反応が選
択できる。望ましくはガス分離膜を使用する温度で本発
明に係る方法で処理を行う方が安定したガス分離体が得
られる。例えば、パラジウム薄膜を本発明に係る方法で
処理する場合は、２００℃以上でも処理が可能である。

【００３２】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明する。（実施例１）まず、基質上にガス分離膜を被覆した。外
径１０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ３００ｍｍの円筒形
状を有し、微細孔径が０．１μｍの多孔質α−アルミナ
管を用いて、特開昭６２−２７３０２９に開示されてい
るように、その外表面を活性化処理した。即ち、１ｇ／
ｌのSnCl₂の０．１％塩酸水溶液及び０．１ｇ／ｌのPdC
l₂の０．１％塩酸水溶液による１分間の浸漬処理をその
アルミナ管の外表面に交互に１０回繰り返した。次い
で、イオンを除去した水１ｌ中に、[Pd(NH₃)₄]Cl₂・H₂O
（５．４ｇ）、２Na・ＥＤＴＡ（６７．２ｇ）、アンモ
ニア濃度２８％のアンモニア水（３５０ｇ）、H₂NNH₂・
H₂O（０．４６ｍｌ）を加えた水溶液を準備し、上記活
性化処理を行った多孔質アルミナ管を３０℃に温度制御
したこの水溶液に１５時間浸漬することにより、膜厚１
３μｍのパラジウム膜を多孔質アルミナ管の外表面に被
覆した。

【００３３】その後、本発明に係る方法でその基質上の
パラジウム膜を処理した。図１に示すような真空チャン
バー７内にガス分離膜６であるパラジウム膜を被覆した
多孔質アルミナ管を取付けた。次いで、真空チャンバー
７を５×１０^ー5トルにまで真空引きした後、温度を４０
０℃に昇温した。ガス導入管８から流量０．２５l/min
のアルゴンをキャリヤーガスに用いて、流量０．２l/mi
nのH₂Oを反応ガス９として導入し、同時に、もう一方の
ガス導入管１０からは、流量０．２５l/minのアルゴン
をキャリヤーガスに用いて、流量０．１l/minのSiCl₄を
反応ガス１１として導入した。また、管状のガス分離体
の外側における反応ガス１１とキャリヤーガスとの総圧
は、３０５トルであり、管状のガス分離体の内側におけ
る反応ガス９とキャリヤーガスとの総圧は、３００トル
であった。真空ポンプ１２、１３で両反応ガス９、１１
を引きながら、このような条件で両反応ガスを１時間流
し続け、基質上のパラジウム膜の貫通孔にSiO₂を蒸着し
た。

【００３４】また、処理後の基質上のパラジウム膜に付
いて、水素５０容量％及び二酸化炭素５０容量％からな
る混合ガス１７から水素を分離する試験（水素分離試
験）を行い、ガス分離性能を調べた。試験装置の概略図
を図３に示す。まず、チャンバー７を４００℃にまで加
熱した。次いで、アルミナ管の外側に、圧力が９ｋｇ重
／ｃｍ²である上記混合ガス１７を一分あたり２Ｎリッ
トル（即ち、室温における体積が２リットルである。）
で導入した。また、アルミナ管の内側に、圧力が１ｋｇ
重／ｃｍ²のアルゴンをキャリヤーガス１８として、一
分当たり０．１Ｎリットル導入した。ガスクロマトグラ
フィにより、こうして得られた精製ガス１９に付いて定
量分析を行い、ガス透過速度及び透過ガス中の水素濃度
を調べた。その結果、ガス分離体上のパラジウム膜１ｃ
ｍ²及び１分あたりのガス透過速度は９ｍｌであり、精
製ガス１９には純度９９％の水素が含まれていた。

【００３５】なお、同様な試験を処理前のガス分離体上
のパラジウム膜に付いて行ったところ、精製ガスには、
９１％の水素が含まれていた。また、この場合のガス透
過速度は、ガス分離体上のパラジウム膜１ｃｍ²及び１
分あたりに付き、１１ｍｌであった。従って、処理前に
おいて、約２ml/cm²・minの混合ガスがガス分離体上のパ
ラジウム膜中の貫通欠陥から漏れだしていたことが分か
る。

【００３６】処理前と処理後における、上記混合ガスが
ガス分離体を透過するガス透過速度(ml/cm²・min)及びこ
うして得られた精製ガスの水素純度を表１にまとめる。

【００３７】

【表１】

【００３８】（実施例２）実施例１と同様に、同一の多
孔質アルミナ管の外表面に無電解メッキ法によりパラジ
ウム膜を被覆・製造した。次いで、図１の装置により、
封孔処理を行った。反応ガス９としてH₂Oを用い、ま
た、もう一方の反応ガス１１としてTiCl₄を用いた。実
施例１と同様に、反応ガス１１の圧力は、反応ガス９の
圧力よりも０〜５トルの範囲内で高くなるように調節し
た。温度を３５０℃とし、反応ガス９、１１を何れもア
ルゴンをキャリヤーガスに用いて、アルミナ管の内側と
外側に同時に１．５時間導入し続け、ガス分離体上のパ
ラジウム膜の貫通孔にTiO₂を蒸着した。

【００３９】（実施例３）実施例１と同様に、多孔質ア
ルミナ管の外表面に無電解メッキ法によりパラジウム膜
を被覆・製造した。次いで、図１の装置により、封孔処
理を行った。反応ガス９としてH₂Oを用い、また、もう
一方の反応ガス１１としてAlCl₃を用いた。実施例１と
同様に、反応ガス１１の圧力は、反応ガス９の圧力より
も０〜５トルの範囲内で高くなるように調節した。温度
を４００℃とし、反応ガス９、１１を何れもアルゴンを
キャリヤーガスに用いて、アルミナ管の内側と外側に同
時に１．５時間導入し続け、ガス分離体上のパラジウム
膜の貫通孔にAl₂O₃を蒸着した。

【００４０】（実施例４）実施例１と同様に、多孔質ア
ルミナ管の外表面に無電解メッキ法によりパラジウム膜
を被覆・製造した。次いで、図１の装置により、封孔処
理を行った。反応ガス９としてH₂Oを用い、また、もう
一方の反応ガス１１としてSiCl₄を用いた。実施例１と
同様に、反応ガス１１の圧力は、反応ガス９の圧力より
も０〜５トルの範囲内で高くなるように調節した。温度
を３０℃とし、反応ガス９、１１を何れもアルゴンをキ
ャリヤーガスに用いて、アルミナ管の内側と外側に同時
に３時間導入し続け、ガス分離体上のパラジウム膜の貫
通孔にSiO₂を蒸着した。このように室温近くでも本発明
に係る方法を使用することができる。

【００４１】実施例２〜４においても実施例１と同様に
水素分離試験を行った。処理前と処理後におけるガス透
過速度(ml/cm²・min)及びこうして得られた精製ガスの水
素純度を表１にまとめる。従って、この表１から明きら
かなように、本発明に係る方法により、本発明に係る方
法で処理したガス分離体では、処理前と比べて、精製ガ
ス中の水素ガスの純度が向上することを確認した。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係るガス分離体の製造方法で
は、多孔質基体及びこの多孔質基体の表面に被覆してい
るガス分離膜を有するガス分離体において、ガス分離膜
内に存在する貫通孔を封鎖又は減縮することができる。
従って、本発明に係る方法の処理を受けたガス分離体を
用いてガス分離をするとき、原料ガスがそのまま貫通孔
を通って精製ガス中へ入り込み、精製ガスの純度が低下
することを防止できるか又は減少できる。また、同時
に、本発明に係る方法の処理を受けたガス分離体では貫
通孔が減少するので、このガス分離体を用いたガス分離
のとき、原料ガスと精製ガスの圧力差が低下することが
防止でき、従って、ガス分離膜中の拡散速度にも大きな
悪影響を与えることなく、ガス分離における効率の低下
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製造方法の説明図である。

【図２】本発明に係る製造方法で処理したガス分離膜の
概略図である。

【図３】ガス分離膜を用いたガス分離方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１管外２多孔質基体３ガス分離膜４固体生成物５管内６ガス分離膜７真空チャンバー８導入管９反応ガス１０導入管１１反応ガス１２真空ポンプ１３真空ポンプ１４圧力調節器１５ｏリング１６多孔質基体１７混合ガス１８キャリヤーガス１９精製ガス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔質基体と、該多孔質基体の表面に被
覆しているガス分離膜とを有するガス分離体を設置し、該ガス分離体で隔てた片側にある反応ガスと、該ガス分
離体で隔てたもう一方の片側にある他の反応ガスとを該
ガス分離膜の貫通孔内で化学反応させ、該貫通孔内に固
体生成物を蒸着せしめることを特徴とするガス分離体の
製造方法。
【請求項２】面形状の多孔質基体と、該多孔質基体の
片方の面の表面に被覆しているガス分離膜とを有するガ
ス分離体を設置し、該ガス分離体で隔てた該ガス分離膜に接する方の片側に
ある反応ガスと、該ガス分離体で隔てた該多孔質基体に
接する方のもう一方の片側にある他の反応ガスとを該ガ
ス分離膜の貫通孔内で化学反応させ、該貫通孔内に固体
生成物を蒸着せしめ、該化学反応において、該ガス分離膜に接する方の片側に
おける該反応ガスを含めた全ての気体の圧力は、該多孔
質基体に接する方のもう一方の片側における該他の反応
ガスを含めた全ての気体の圧力以上であって、これら両
圧力の差が３０トル以下であることを特徴とするガス分
離体の製造方法。
【請求項３】該貫通孔内に固体生成物を蒸着せしめる
ことにより、該貫通孔を封孔することを特徴とする請求
項１又は２に記載のガス分離体の製造方法。
【請求項４】該多孔質基体の厚さが０．１〜５ｍｍで
あり、かつ、該ガス分離膜の厚さが１〜５０μｍである
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガス分
離体の製造方法
【請求項５】該ガス分離膜がパラジウム又はパラジウ
ム合金からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載のガス分離体の製造方法。