JPH0967173A - 多孔性アルミナチューブの製造方法 - Google Patents

多孔性アルミナチューブの製造方法

Info

Publication number
JPH0967173A
JPH0967173A JP7245209A JP24520995A JPH0967173A JP H0967173 A JPH0967173 A JP H0967173A JP 7245209 A JP7245209 A JP 7245209A JP 24520995 A JP24520995 A JP 24520995A JP H0967173 A JPH0967173 A JP H0967173A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
diameter
aluminum tube
aluminum
porous alumina
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7245209A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Tomita
彰 富田
Takashi Kyotani
隆 京谷
Yoshio Kobayashi
芳男 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku University NUC
Original Assignee
Tohoku University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku University NUC filed Critical Tohoku University NUC
Priority to JP7245209A priority Critical patent/JPH0967173A/ja
Priority to US08/703,032 priority patent/US5693210A/en
Publication of JPH0967173A publication Critical patent/JPH0967173A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02Inorganic material
    • B01D71/024Oxides
    • B01D71/025Aluminium oxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0039Inorganic membrane manufacture
    • B01D67/0053Inorganic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes
    • B01D67/006Inorganic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by elimination of segments of the precursor, e.g. nucleation-track membranes, lithography or laser methods
    • B01D67/0065Inorganic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by elimination of segments of the precursor, e.g. nucleation-track membranes, lithography or laser methods by anodic oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/10Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing organic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陽極酸化法を利用して均一な形状および径を
有する一次元状の細孔を持つ多孔性アルミナチューブの
製造方法を提供する。 【解決手段】 アルミニウムチューブの外側を陽極酸化
する工程と、前記陽極酸化後のアルミニウムチューブの
内側を除去する工程とを具備したことを特徴とするを特
徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多孔性アルミナチ
ューブの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】膜を使用するガス分離は、相変化を伴わ
ないので非常にエネルギー消費を低く抑えることができ
るため、大きな関心を集めている。また、前記膜に触媒
機能を付加させることによって反応と分離を同時に行う
ことが可能である。つまり、メンブレンリアクターとし
て用いることが可能になる。
【0003】現在、多種多様な膜が開発され、かつ市販
され、有機ポリマー材料と無機材料からなる膜が代表的
である。反応を行うときには、加熱することがしばしば
必要であるため、無機膜の方がポリマー膜よりも高温で
の使用に耐え得る。実施に当たっては、膜をモジュール
化する必要があるが、無機膜は柔軟性に欠けるためにチ
ューブ状のものが平板タイプよりも実用的である。
【0004】従来のアルミナチューブは、主にα−アル
ミナ粉末をチューブ状に成形した後、熱処理する方法、
またはα−アルミナチューブの表面にγ−アルミナをコ
ーティングする方法、により製造されている。
【0005】しかしながら、前記方法により製造された
アルミナチューブは細孔の形状が均一でなく、しかも細
孔の分布が大きいという問題がある。ガス分離を行う場
合には、アルミナチューブの細孔形状および径が揃って
いる方が選択性の制御が容易になる。したがって、細孔
の形状、径が揃った多孔質チューブの出現が要望されて
いる。細孔の形状、径が揃った代表的な膜としては、陽
極酸化法によるアルミナ膜がよく知られている。このア
ルミナ膜は、細孔が膜面に対して垂直に形成され、かつ
揃った径(5〜200nm)で一次元的に配列されてい
るものの、平板タイプに限られているのが現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、陽極酸化法
を利用して均一な形状および径を有する一次元状の細孔
を持つ多孔性アルミナチューブの製造方法を提供するも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる多孔性ア
ルミナチューブの製造方法は、アルミニウムチューブの
外側を陽極酸化する工程と、前記陽極酸化後のアルミニ
ウムチューブの内側を除去する工程とを具備したことを
特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる多孔性アル
ミナチューブの製造方法を詳細に説明する。
【0009】(第1工程)図1は、陽極酸化装置に示す
概略図である。図1に示すように電解液1が収容された
容器2内に脱脂、水洗等を施したアルミニウムチューブ
3を浸漬する。なお、前記アルミニウムチューブ3の内
側に電解液1が侵入してその内面までも陽極酸化される
のを防ぐために前記チューブ3の下端にキャップ4を取
り付ける。つづいて、前記アルミニウムチューブ3の外
周を囲むように大口径のアルミニウムチューブ5を前記
電解液1に浸漬する。ひきつづき、前記キャップ4が取
り付けられたアルミニウムチューブ3を陽極とし、前記
大口径のアルミニウムチューブ5を陰極とし、前記電解
液1を前記容器2の底部に配置されたマグネチックスタ
ラー6で撹拌しながら陽極酸化処理を行った。この陽極
酸化処理により被処理物である前記キャップ4が取り付
けられたアルミニウムチューブ3の外側のみが陽極酸化
される。
【0010】前記電解液としては、例えば所望の濃度に
希釈されたシュウ酸溶液が用いられる。
【0011】前記キャップは、例えばシリコンゴム等の
絶縁材料から形成される。
【0012】前記陽極酸化処理において、前記陽極、陰
極に接続される直流電源発生装置により電流値を調節す
ることにより、前記アルミニウムチューブ3の外側に形
成された酸化膜の厚さおよび膜質を制御することが可能
である。
【0013】なお、前記アルミニウムチューブはその応
力を除去するために500℃のような比較的高い温度で
熱処理されることを許容する。
【0014】(第2工程)前記第1工程で陽極酸化処理
したキャップ付きアルミニウムチューブを前記電解液か
ら取り出し、キャップを外す。つづいて、蒸留水等で洗
浄した後、陽極酸化されずに残存したアルミニウム部分
を除去するために前記アルミニウムチューブの内側に酸
性溶液を流通させる。さらに、酸化層とアルミニウム部
分の境界に生成されたバリア層を除去するために別の酸
性溶液を前記アルミニウムチューブの内側に酸性溶液を
流通させる。このような残存アルミニウムおよびバリア
層の除去により残存した陽極酸化部分からなる多孔性ア
ルミナチューブが製造される。
【0015】前記残存アルミニウムを除去するためにア
ルミニウムチューブの内側に流通させる酸性溶液として
は、例えば所望の濃度に希釈された塩酸(HCl)水溶
液を用いることができる。
【0016】前記バリア層除去するためにアルミニウム
チューブの内側に流通させる酸性溶液としては、例えば
所望の濃度に希釈されたリン酸(H3 PO4 )水溶液の
ようなリン酸系溶液を用いることができる。
【0017】以上説明した本発明によれば、アルミニウ
ムチューブの外側を陽極酸化することにより均一な形状
および径を持つ細孔を有する陽極酸化層が外側に形成さ
れ、しかる後、前記アルミニウムチューブの内側を除去
することによって、残存した陽極酸化部分からなる多孔
性アルミナチューブを再現性よく製造することができ
る。この多孔性アルミナチューブは、細孔が外周面に対
して垂直に形成され、かつ揃った径(5〜200nm)
で一次元的に配列されているため、ガス分離チューブ、
限外濾過用チューブ、メンブレンリアクター等に有効に
利用することができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を前述した図1を参照
して詳細に説明する。
【0019】まず、長さ50mm、外径2mm、壁厚
0.2mm、純度99.5%のアルミニウムチューブを
出発物質として用意した。前記チューブの応力を除くた
めに空気中、500℃で2時間熱処理した。つづいて、
前記チューブをアセトンで脱脂し、水洗した。ひきつづ
き、図1に示すように4重量%濃度のシュウ酸からなる
電解液1が収容された容器2内に前記脱脂、水洗等を施
したアルミニウムチューブ3を浸漬した。なお、前記ア
ルミニウムチューブ3の内側に電解液1が侵入してその
内面までも陽極酸化されるのを防ぐために前記チューブ
3の下端にシリコンキャップ4を取り付けた。次いで、
前記アルミニウムチューブ3の外周を囲むように直径3
0mmのアルミニウムチューブ5を前記電解液1に浸漬
した。前記キャップ4が取り付けられたアルミニウムチ
ューブ3を陽極とし、前記大口径のアルミニウムチュー
ブ5を陰極として直流電源発生装置に接続し、前記電解
液1を前記容器2の底部に配置されたマグネチックスタ
ラー6で撹拌しながら前記アルミニウムチューブ3の外
側のみを陽極酸化処理を行った。この陽極酸化処理にお
いて、電流密度を前記アルミニウムチューブ3の外表面
に対して20mA/cm2 の一定とし、室温で2時間電
流を流した。この間、電圧は50Vから90Vに増加し
た。その後、90Vの定電圧で30時間流した。
【0020】陽極酸化処理を終了した後、前記キャップ
4を外し、蒸留水で水洗した。つづいて、陽極されずに
残存したアルミニウム部分を除去するために前記アルミ
ニウムチューブの内側に10重量%濃度の塩酸水溶液を
流通させた。さらに、陽極酸化層と前記アルミニウム部
分の境界に生成されたバリア層を除去するために4重量
%濃度のリン酸を前記アルミニウムチューブの内側に酸
性溶液を流通させる。このような残存アルミニウムおよ
びバリア層の除去により残存した陽極酸化部分からなる
多孔性アルミナチューブが得られた。
【0021】得られた多孔性アルミナチューブを走査型
電子顕微鏡(SEM)により調べた。その結果を図2に
示す。図2の(a)は多孔性アルミナチューブの外表面
付近の断面SEM写真、(b)は同アルミナチューブの
内側表面付近の断面SEM写真、(c)は同アルミナチ
ューブの中間付近の断面SEM写真、(d)は同アルミ
ナチューブの外側表面のSEM写真、(e)は同アルミ
ナチューブの内側表面のSEM写真、である。
【0022】図2の(a)、(d)から明らかなように
得られた多孔性アルミナチューブはその外側表面が平滑
ではなく、粗悪であるものの、図2の(b)、(e)に
示すようにその内側表面では比較的滑らかで直径150
nmの円形の細孔が見られることがわかる。また、図2
の(c)に示すようにアルミナチューブの断面形態は表
面に近い部分を除くと細孔が一次元的に伸びていること
がわかる。
【0023】また、得られた多孔性アルミナチューブに
ついて水素、ヘリウム、窒素、酸素および炭酸ガスの各
種ガスの透過性を調べた。その結果を図3に示す。図3
中の縦軸は流量に(MT)0.5 (MとTはそれぞれ分子
量、温度である)を掛けたものである。ガス圧力に対す
る流量×(MT)0.5 の関係において、勾配が一定で、
分子による差異が見られないことから、主にクーヌセン
流によってガス透過が起きていると考えられ、チューブ
に大きなクラックはないことが示された。また、1MP
aの差圧を加えても漏れはなく、ガス分離やメンブレン
リアクターとしての利用が可能であることがわかる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば陽
極酸化法を利用して均一な形状および径を持つ細孔が一
次元的に配列されたガス分離チューブ、限外濾過用チュ
ーブ、メンブレンリアクター等に有用な多孔性アルミナ
チューブを簡単かつ再現性よく製造することができる方
法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる多孔性アルミナチューブを得る
ための陽極酸化装置を示す概略図。
【図2】本発明の実施例で得られた多孔性アルミナチュ
ーブのSEM写真。
【図3】本発明の実施例で得られた多孔性アルミナチュ
ーブの各種ガスの透過性を説明するための特性図。
【符号の説明】
1…電解液、3…アルミニウムチューブ(陽極)、4…
キャップ、5…アルミニウムチューブ(陰極)。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウムチューブの外側を陽極酸化
    する工程と、 前記陽極酸化後のアルミニウムチューブの内側を除去す
    る工程とを具備したことを特徴とする多孔性アルミナチ
    ューブの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記アルミニウムチューブの外側の陽極
    酸化は、前記アルミニウムチューブの一端にキャップを
    取り付け、電解液に前記キャップ側が下端になるように
    浸漬して陽極酸化処理することによりなされることを特
    徴とする請求項1記載の多孔性アルミナチューブの製造
    方法。
  3. 【請求項3】 前記陽極酸化後のアルミニウムチューブ
    の内側の除去は、前記アルミニウムチューブの内側に酸
    性溶液を流通させることによりなされることを特徴とす
    る請求項1記載の多孔性アルミナチューブの製造方法。
JP7245209A 1995-08-31 1995-08-31 多孔性アルミナチューブの製造方法 Pending JPH0967173A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7245209A JPH0967173A (ja) 1995-08-31 1995-08-31 多孔性アルミナチューブの製造方法
US08/703,032 US5693210A (en) 1995-08-31 1996-08-26 Method of manufacturing porous alumina tube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7245209A JPH0967173A (ja) 1995-08-31 1995-08-31 多孔性アルミナチューブの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0967173A true JPH0967173A (ja) 1997-03-11

Family

ID=17130257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7245209A Pending JPH0967173A (ja) 1995-08-31 1995-08-31 多孔性アルミナチューブの製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5693210A (ja)
JP (1) JPH0967173A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101340933B1 (ko) * 2010-02-08 2013-12-13 후지필름 가부시키가이샤 절연층을 가진 금속 기판과 그 제조방법, 반도체 디바이스와 그 제조방법, 태양 전지와 그 제조방법, 전자 회로와 그 제조방법, 및 발광 소자와 그 제조방법

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6024774A (en) * 1996-09-26 2000-02-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Chemical reaction apparatus and method of collecting main product gas
DE10154756C1 (de) * 2001-07-02 2002-11-21 Alcove Surfaces Gmbh Verwendung einer anodisch oxidierten Oberflächenschicht
US7066234B2 (en) 2001-04-25 2006-06-27 Alcove Surfaces Gmbh Stamping tool, casting mold and methods for structuring a surface of a work piece
DE10020877C1 (de) * 2000-04-28 2001-10-25 Alcove Surfaces Gmbh Prägewerkzeug, Verfahren zum Herstellen desselben, Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche eines Werkstücks und Verwendung einer anodisch oxidierten Oberflächenschicht
US6896483B2 (en) 2001-07-02 2005-05-24 Allison Advanced Development Company Blade track assembly
US20030047505A1 (en) * 2001-09-13 2003-03-13 Grimes Craig A. Tubular filter with branched nanoporous membrane integrated with a support and method of producing same
DE10240221A1 (de) * 2002-08-28 2004-03-11 G. Rau Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Herstellen dünner Präzisionsrohre
US20070119781A1 (en) * 2005-10-03 2007-05-31 Zhongping Huang Apparatus and method for enhanced hemodialysis performance
US20080035568A1 (en) * 2005-10-03 2008-02-14 Zhongping Huang Apparatus and Method for Filtering Fluids
JP2009050773A (ja) 2007-08-24 2009-03-12 Fujifilm Corp クロスフロー型濾過方法およびクロスフロー型濾過器
US8728681B2 (en) * 2008-04-29 2014-05-20 E.M.W. Energy Co., Ltd. Inorganic conductive membrane, fuel cell containing the same, and method for manufacturing thereof
US20100116733A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-13 Korea Electrotechnology Research Institute Nanoporous oxide ceramic membranes of tubular and hollow fiber shape and method of making the same
TWI412459B (zh) * 2009-12-08 2013-10-21 Univ Nat Taiwan The method of forming a roller for embossing
US20110275145A1 (en) * 2010-05-04 2011-11-10 Wei-Te Wu Manufacturing method and structure of cell cryopreservation tube
JP5648660B2 (ja) * 2012-09-10 2015-01-07 株式会社デンソー アルミニウムの陽極酸化方法
CN114232044A (zh) * 2021-05-18 2022-03-25 西比里电机技术(苏州)有限公司 热电化学氧化夹具

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60177198A (ja) * 1984-02-22 1985-09-11 Nippon Sheet Glass Co Ltd 薄膜状Al↓2O↓3多孔質体の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3850762A (en) * 1973-08-13 1974-11-26 Boeing Co Process for producing an anodic aluminum oxide membrane
GB8602582D0 (en) * 1986-02-03 1986-03-12 Alcan Int Ltd Porous anodic aluminium oxide films
US5454924A (en) * 1994-09-09 1995-10-03 Agfa-Gevaert N.V. Apparatus for the electrolytic recovery of silver from solutions containing silver

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60177198A (ja) * 1984-02-22 1985-09-11 Nippon Sheet Glass Co Ltd 薄膜状Al↓2O↓3多孔質体の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101340933B1 (ko) * 2010-02-08 2013-12-13 후지필름 가부시키가이샤 절연층을 가진 금속 기판과 그 제조방법, 반도체 디바이스와 그 제조방법, 태양 전지와 그 제조방법, 전자 회로와 그 제조방법, 및 발광 소자와 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US5693210A (en) 1997-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0967173A (ja) 多孔性アルミナチューブの製造方法
US4687551A (en) Porous films and method of forming them
Michailowski et al. Highly regular anatase nanotubule arrays fabricated in porous anodic templates
US6525461B1 (en) Narrow titanium-containing wire, process for producing narrow titanium-containing wire, structure, and electron-emitting device
KR101215536B1 (ko) 고전계 양극산화장치
US20070256562A1 (en) Composite membranes and methods for making same
CN101451260B (zh) 具有y型结构的多孔氧化铝模板的制备方法
JP2005022924A (ja) 細孔基材及びその製造方法並びにガス分離材用細孔基材
EP0913850B1 (en) Narrow titanium-containing wire, process for producing narrow titanium-containing wire, structure, and electron-emitting device
Zichu et al. the variation of anodization conditions and the structural properties of nanoporous anodic alumina (NAA) within different acidic solutions
JPH02258620A (ja) 両表面微細孔形アルミナ多孔質膜及びその製造方法
JP2009256751A (ja) 陽極酸化ポーラスアルミナおよびその製造方法
JP2004285404A (ja) 陽極酸化ポーラスアルミナおよびその製造方法
Le et al. Recent advances in TiO2 nanotube-based materials for photocatalytic applications designed by anodic oxidation
Neupane et al. Influence of heat treatment on morphological changes of nano-structured titanium oxide formed by anodic oxidation of titanium in acidic fluoride solution
Ha et al. Fast fabrication of a high-aspectratio, self-ordered nanoporous alumina membrane by using high-field anodization
Hassanzadeh et al. Influence of anodizing parameters on pore diameter of anodic aluminium oxide (aao) films using taguchi design
JP2004175587A (ja) 酸化チタンナノチューブの製造方法
WO2018105787A1 (ko) 경사가 있는 나노기공을 포함하는 이온 다이오드막 및 그 제조 방법
JPS6171804A (ja) 多孔性酸化アルミニウム膜
KR101172806B1 (ko) 고전계 양극산화방법
JP2009299188A5 (ja)
KR20140073475A (ko) 전해액 첨가제를 이용한 고전계 양극 산화 방법
CN113529150B (zh) 一种亚微米氧化铝管及其制备方法和应用
JP2934830B2 (ja) 金属−多孔質金属酸化物接合管の製造方法及び装置