JPH07246321A - 多座配位子を含む二酸化炭素分離膜及び二酸化炭素キャリヤー - Google Patents
多座配位子を含む二酸化炭素分離膜及び二酸化炭素キャリヤーInfo
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- JPH07246321A JPH07246321A JP6204435A JP20443594A JPH07246321A JP H07246321 A JPH07246321 A JP H07246321A JP 6204435 A JP6204435 A JP 6204435A JP 20443594 A JP20443594 A JP 20443594A JP H07246321 A JPH07246321 A JP H07246321A
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Abstract
離膜及びそれに用いる二酸化炭素キャリヤーを提供す
る。 【構成】 (A)アルカリ金属炭酸塩及び/又はアルカ
リ金属重炭酸塩と(B)アルカリ金属イオンと錯体を形
成する多座配位子を水及び/又は極性有機溶媒に溶解し
た溶液と、該溶液を保持するための支持体とからなるこ
とを特徴とする二酸化炭素分離膜。
Description
を分離、濃縮するための多座配位子を含む二酸化炭素分
離膜及びそれに用いる二酸化炭素キャリヤーに関するも
のである。
ために、アルカリ金属炭酸塩の水溶液からなる液体膜を
用いた例は知られている(Science,155,44(1967)、Scie
nce,156,1481(1967))。しかし、この液体膜は、二酸化
炭素に対する比較的すぐれた選択性と透過性を有してい
るものの、その特性は未だ十分なものではなく、より効
率的に二酸化炭素を分離濃縮し得る二酸化炭素分離膜の
開発が望まれている。
透過特性にすぐれた二酸化炭素分離膜及びそれに用いる
二酸化炭素キャリヤーを提供することをその課題とす
る。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、(A)アルカリ金
属炭酸塩及び/又はアルカリ金属重炭酸塩と(B)アル
カリ金属イオンと錯体を形成する多座配位子を含む溶液
からなる液膜が二酸化炭素分離膜としてすぐれた作用を
示すことを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、
本発明によれば、(A)アルカリ金属炭酸塩及び/又は
アルカリ金属重炭酸塩と(B)アルカリ金属イオンと錯
体を形成する多座配位子を水及び/又は極性有機溶媒に
溶解した溶液と、該溶液を保持するための支持体とから
なることを特徴とする二酸化炭素分離膜が提供される。
また、本発明によれば、(A)アルカリ金属炭酸塩及び
/又はアルカリ金属重炭酸塩と(B)アルカリ金属イオ
ンと錯体を形成する多座配位子からなる二酸化炭素キャ
リヤーが提供される。
離膜とも言う)は、(A)アルカリ金属炭酸塩及び/又
はアルカリ金属重炭酸塩(以下、これらを単に炭酸塩と
も言う)と、(B)アルカリ金属イオンと錯体を形成す
る多座配位子からなる二酸化炭素キャリヤーを含むもの
である。アルカリ金属炭酸塩としては、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
セシウムを挙げることができる。アルカリ金属イオンと
錯体を形成する多座配位子としては、従来公知のもの、
例えば、12−クラウン−4、15−クラウン−5、1
8−クラウン−6、ベンゾ−12−クラウン−4、ベン
ゾ−15−クラウン−5、ベンゾ−18−クラウン−
6、ジベンゾ−12−クラウン−4、ジベンゾ−15−
クラウン−5、ジベンゾ−18−クラウン−6、ジシク
ロヘキシル−12−クラウン−4、ジシクロヘキシル−
15−クラウン−5、ジシクロヘキシル−18−クラウ
ン−6、n−オクチル−12−クラウン−4、n−オク
チル−15−クラウン−5、n−オクチル−18−クラ
ウン−6等の環状ポリエーテル;クリプタンド〔2.
1〕、クリプタンド〔2.2〕等の環状ポリエーテルア
ミン;クリプタンド〔2.2.1〕、クリプタンド
〔2.2.2〕等の双環式ポリエーテルアミン、1,
4,7,10,13,16−ヘキサアザシクロオクタデ
カン、8−アザアデニン等の環状ポリアミン;ポリエチ
レングリコール、ポリエチレングリコールモノアルキル
エーテル、ポリプロピレングリコール等の非環状ポリエ
ーテル;エチレンジアミン四酢酸、イミノ二酢酸、ニト
リロ三酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、tran
s−1,2−ジアミノシクロヘキサン−N,N,N′,
N′−四酢酸、エチレンジエチルトリアミン−N,N,
N′,N″,N″−五酢酸、ヒドロキシエチルエチレン
ジアミン三酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン等のポリ
アミノカルボン酸;エチレンジミンテトラキス(メチレ
ンホスホン酸)、ニトリロトリス(メチレンホスホン
酸)等のポリアミノリン酸;クエン酸等のオキシカルボ
ン酸;縮合リン酸;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等のポリアミン;アセ
チルアセトン、オキシンの他、グリシン、ヘミン、クロ
ロフィル、バリノマイシン、ナイジェリシン等の天然物
及びその誘導体を用いることができる。上記の内、塩を
形成するものについては、それを使用することができる
(部分塩を含む)。又、多座配位子を数種類混合して添
加することも可能である。
記炭酸塩とアルカリ金属と錯体を形成する多座配位子を
溶媒に溶解させて溶液を作る。溶媒としては、炭酸塩と
多座配位子を溶解し得るものであれば任意のものが使用
可能である。一般的には、水や極性有機溶媒あるいは水
と極性有機溶媒との混合液が用いられる。極性有機溶媒
としては、窒素や、硫黄、酸素等のヘテロ原子を含むも
の、例えば、イミダゾールや、N−メチルイミダゾー
ル、N−プロピルイミダゾール、N−フェニルイミダゾ
ール、N−ベンジルイミダゾール等のN−置換イミダゾ
ール等のイミダゾール系化合物の他、ジメチルスルホキ
シド、ジオクチルスルホキシド等のジアルキルスルホキ
シド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジオク
チルホルムアミド等のN,N−ジアルキルホルムアミド
等が挙げられる。また、本発明においては、分離膜の安
定性の点から、極性有機溶媒としては、できるだけ高沸
点のもの、通常、沸点100℃以上、好ましくは150
℃以上のものを使用するのがよい。
l/l、好ましくは1〜4mol/lである。炭酸塩の
濃度が低すぎると、二酸化炭素のキャリヤー効果が低く
なりすぎて好ましくなく、一方、炭酸塩濃度が高すぎる
と、二酸化炭素のキャリヤー速度が遅くなりすぎて好ま
しくない。多座配位子の濃度は、0.001〜1mol
/l、好ましくは0.01〜0.1mol/lである。
位子を含む溶液は、分離膜とするために、支持体に含浸
保持される。支持体としては、溶液を液膜として保持し
得るものであればどのようなものでも使用可能であり、
特に制約されない。このようなものとしては、各種の多
孔質材料、例えばプラスチック、セラミックス、金属、
ガラス等の多孔質体が挙げられる。また、その形状は、
平膜状、スパイラル状、中空糸状、筒体状、織布状、不
織布状、紙状等の各種の形状であることができる。分離
膜の厚さは、できるだけ薄厚であるのが望ましいが、通
常、500μm以下、好ましくは200μm以下であ
る。前記支持体に炭酸塩と多座配位子を含む溶液を含浸
保持させて形成した分離膜は、その一方の側が二酸化炭
素吸着面として作用し、その反対の側が二酸化炭素放出
面として作用する。支持体が中空糸の場合には、中空糸
の外側を二酸化炭素吸着面として用い、中空糸の内側を
二酸化炭素放出面として用いるか、又はその逆に用い
る。このような中空糸を支持体とした分離膜は、その中
空糸を混合ガス中に置き、その中空糸外面から二酸化炭
素を中空糸内部に透過させ、中空糸内部から濃縮された
二酸化炭素を回収するか、又はその逆に、中空系内面か
ら二酸化炭素を中空系外面に透過させ、中空系外部に濃
縮された二酸化炭素を回収することができる。
を含む混合ガスから分離回収あるいは分離濃縮するに
は、分離膜を透過セルに装着し、その膜の片側に二酸化
炭素を含む混合ガスを接触させ、その混合ガス側の圧力
を、それとは反対側の圧力よりも高く保持する。通常、
混合ガス側と反対側は、減圧又は真空に保持する。
接触させると、混合ガス中の各成分は、いずれも、膜の
両側の分圧差により、分離膜中を拡散透過するが、二酸
化炭素以外の成分はキャリヤー作用を受けないのに対
し、二酸化炭素はキャリヤー作用を受ける。従って、二
酸化炭素の膜透過量は、膜の両側の分圧差による透過量
に、そのキャリヤー輸送による透過量が加わったものと
なる。即ち、分離膜中の炭酸塩と多座配位子からなるキ
ャリヤーが二酸化炭素を選択的に吸着し、膜中を拡散し
て、混合ガスが接触する側とは反対側(透過側)で二酸
化炭素を放出するというサイクルをくり返し、その結
果、二酸化炭素の透過量のみを増大させることができ
る。このキャリヤー作用による二酸化炭素透過量は、キ
ャリヤー作用によらず分圧差のみによるガス成分の透過
量に比べると、著しく大きい。従って、本発明の分離膜
においては、二酸化炭素に関する透過特性、即ち、二酸
化炭素の透過速度と分離係数が飛躍的に増加したもので
ある。
る二酸化炭素キャリヤー溶液は、上記の様な分離膜以外
にも、二酸化炭素吸収剤として吸収法による二酸化炭素
の分離にも使用することができる。更に、分離膜法と吸
収法の中間的なガス分離法である流動液膜法による二酸
化炭素分離にも有効である。
する。
水化処理したポリフッ化ビニリデン(PVdF)多孔膜
(ミリポア社製、孔径0.22μm、膜厚110μm、
気孔率75%)を30分間浸漬させたのち取出し、PV
dF多孔膜を支持体とした含浸型液膜を作製した。この
ようにして得られた液膜をPTFE多孔膜(FP01
0、住友電工製、孔径0.1μm、膜厚55μm)に積
層し、分離膜とした。得られた分離膜(有効膜面積2.
54cm2)について、その分離膜特性を以下のように
して評価した。テストガスとしてCO2/N2=10/9
0の混合ガスを用い、これを飽和水蒸気下、流量100
ml/分、全圧1atm、25℃で膜に供給し、透過側
を減圧とした。透過してきたガスをガスクロマトグラフ
で分析し、透過速度と分離係数を算出した。結果を表2
に示す。なお、Qco2は二酸化炭素透過速度(cm3/
cm2・s・cmHg)を、αは分離係数(Pco2/P
N2=Qco2/QN2)をそれぞれ示す。また、本発明
で多座配位子として用いた化合物の構造式を以下に示
す。 (a)18−クラウン−6
素分離膜を用いることにより、混合ガスから選択的に二
酸化炭素を分離、濃縮することができる。従って、本発
明の二酸化炭素分離膜は、地球温暖化問題の対策技術と
しての二酸化炭素固定化技術等の分野において、燃焼排
ガスのような大量かつ連続的に排出されるガス中の二酸
化炭素を固定化、再利用するための有効な手段となり得
るものである。また、本発明の二酸化炭素キャリヤー溶
液は、前記二酸化炭素分離素材として使用し得る他、二
酸化炭素吸収剤として使用することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 (A)アルカリ金属炭酸塩及び/又はア
ルカリ金属重炭酸塩と(B)アルカリ金属イオンと錯体
を形成する多座配位子を水及び/又は極性有機溶媒に溶
解した溶液と、該溶液を保持するための支持体とからな
ることを特徴とする二酸化炭素分離膜。 - 【請求項2】 多座配位子が、環状ポリエーテル、環状
ポリエーテルアミン双環式ポリエーテルアミン、ポリア
ミノカルボン酸、ポリアミノカルボン酸塩、又はポリア
ミンであることを特徴とする請求項1の二酸化炭素分離
膜。 - 【請求項3】 支持体が、平膜状、スパイラル状、中空
糸状又は筒体状の多孔質体であることを特徴とする請求
項1又は2の二酸化炭素分離膜 - 【請求項4】 (A)アルカリ金属炭酸塩及び/又はア
ルカリ金属重炭酸塩と(B)アルカリ金属イオンと錯体
を形成する多座配位子からなる二酸化炭素キャリヤー。 - 【請求項5】 多座配位子が、環状ポリエーテル、環状
ポリエーテルアミン双環式ポリエーテルアミン、ポリア
ミノカルボン酸、ポリアミノカルボン酸塩、又はポリア
ミンであることを特徴とする請求項4の二酸化炭素キャ
リヤー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6204435A JP2683767B2 (ja) | 1993-08-12 | 1994-08-05 | 多座配位子を含む二酸化炭素分離膜及び二酸化炭素キャリヤー |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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JP5-220651 | 1993-08-12 | ||
JP6204435A JP2683767B2 (ja) | 1993-08-12 | 1994-08-05 | 多座配位子を含む二酸化炭素分離膜及び二酸化炭素キャリヤー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07246321A true JPH07246321A (ja) | 1995-09-26 |
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ID=26514469
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JP6204435A Expired - Lifetime JP2683767B2 (ja) | 1993-08-12 | 1994-08-05 | 多座配位子を含む二酸化炭素分離膜及び二酸化炭素キャリヤー |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1220851A1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-07-10 | University Of Pittsburgh | Carbon dioxide-philic compounds and methods of synthesis thereof |
WO2014073582A1 (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | 公益財団法人地球環境産業技術研究機構 | Co2ガス分離膜及びその製造方法 |
JP2014113521A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Molecular Gate Membrane Module Technology Research Association | ガス分離膜 |
WO2014157012A1 (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 次世代型膜モジュール技術研究組合 | ガス分離膜およびガス分離方法 |
WO2016162518A1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | Norwegian University Of Science And Technology (Ntnu) | Composite membrane |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52152888A (en) * | 1976-06-11 | 1977-12-19 | Exxon Research Engineering Co | Elimination of gas component existent in gas stream |
JPH0429721A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-01-31 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 二酸化炭素吸収剤及びそれを用いた二酸化炭素の捕捉方法 |
JPH0478413A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-12 | Hitachi Ltd | 混合気体の分離装置および分離方法 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP6204435A patent/JP2683767B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52152888A (en) * | 1976-06-11 | 1977-12-19 | Exxon Research Engineering Co | Elimination of gas component existent in gas stream |
JPH0429721A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-01-31 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 二酸化炭素吸収剤及びそれを用いた二酸化炭素の捕捉方法 |
JPH0478413A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-12 | Hitachi Ltd | 混合気体の分離装置および分離方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1220851A1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-07-10 | University Of Pittsburgh | Carbon dioxide-philic compounds and methods of synthesis thereof |
EP1220851A4 (en) * | 1999-09-24 | 2003-01-08 | Univ Pittsburgh | COMPOUNDS SHOWING THE CARBON DIOXIDE PHILY AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION |
WO2014073582A1 (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | 公益財団法人地球環境産業技術研究機構 | Co2ガス分離膜及びその製造方法 |
JPWO2014073582A1 (ja) * | 2012-11-12 | 2016-09-08 | 公益財団法人地球環境産業技術研究機構 | Co2ガス分離膜及びその製造方法 |
JP2014113521A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Molecular Gate Membrane Module Technology Research Association | ガス分離膜 |
WO2014157012A1 (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 次世代型膜モジュール技術研究組合 | ガス分離膜およびガス分離方法 |
JPWO2014157012A1 (ja) * | 2013-03-25 | 2017-02-16 | 株式会社クラレ | ガス分離膜およびガス分離方法 |
WO2016162518A1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-13 | Norwegian University Of Science And Technology (Ntnu) | Composite membrane |
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