JPH11244676A - Inorganic separation membrane and its production - Google Patents

Inorganic separation membrane and its production

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JPH11244676A
JPH11244676A JP4522998A JP4522998A JPH11244676A JP H11244676 A JPH11244676 A JP H11244676A JP 4522998 A JP4522998 A JP 4522998A JP 4522998 A JP4522998 A JP 4522998A JP H11244676 A JPH11244676 A JP H11244676A
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JP
Japan
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alkoxide
silicon
separation membrane
represented
functional group
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JP4522998A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Yuu
喜裕 由宇
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the heat resistance, or the like of a separation membrane by hydrolyzing a multiple alkoxide consisting of a silicone alkoxide, a silicone alkoxide having an org. functional group comprising a hydrocarbon represented by a specified formula and a zirconium alkoxide and firing the resultant precursor sol. SOLUTION: A multiple alkoxide consisting of a silicone alkoxide, a silicone alkoxide having an org. functional group comprising a hydrocarbon bonding directly to two Si atoms represented by formula I and a zirconium alkoxide represented by formula II is hydrolyzed and the resultant precursor sol is dried and fired at 350-600 deg.C to obtain the objective zirconia-contg. siliceous inorg. separation membrane excellent in both permeability and selectivity when a specified component is separated from a mixed fluid of various gaseous mixtures. The thickness of the membrane is easily reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種気体混合物の
混合流体から特定成分を分離するに際して、透過率及び
選択率の両方の特性に優れ、薄膜化が容易な無機分離膜
及びその製造方法に関するもので、とりわけ大気中や各
種燃焼排気ガス、燃料用原料ガスあるいは反応ガス中か
ら水素(H2 )、メタン(CH4 )、又は酸素(O2
を分離することができる耐熱性に優れた気体用分離膜に
好適なシリカ質の無機分離膜及びその製造方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inorganic separation membrane which is excellent in both the transmittance and the selectivity when separating a specific component from a mixed fluid of various gas mixtures and is easy to be made into a thin film, and a method for producing the same. Especially hydrogen (H 2 ), methane (CH 4 ), or oxygen (O 2 ) from the atmosphere or from various combustion exhaust gas, fuel raw material gas or reaction gas
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a siliceous inorganic separation membrane suitable for a gas separation membrane having excellent heat resistance and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、各種気体混合物の混合流体か
ら特定成分を濾過分離する薄膜や、触媒等の機能性材料
用担体、更には電解隔壁、各種充填材等には有機材料を
はじめとする各種材料から成る多孔質体が用いられてき
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, a thin film for filtering and separating a specific component from a mixed fluid of various gas mixtures, a carrier for a functional material such as a catalyst, an electrolytic partition, various fillers, and the like include organic materials. Porous bodies made of various materials have been used.

【0003】しかしながら、前記多孔質体に対する耐熱
性や耐薬品性、耐衝撃性、耐摩耗性等の耐久性の要求が
更に高くなるにつれ、機械的及び熱的、化学的安定性に
より優れた各種無機多孔質体が特に注目されるようにな
り種々検討されている。
However, as the demand for durability of the porous body, such as heat resistance, chemical resistance, impact resistance, and abrasion resistance, becomes higher, various types of materials having better mechanical, thermal, and chemical stability have been developed. Inorganic porous bodies have received particular attention and have been studied in various ways.

【0004】その結果、前記無機多孔質体を各種用途に
適用した場合、その性能は、無機多孔質体を形成するの
に用いた材料自体が有する細孔径や細孔容積、細孔径分
布、特定の物質との親和性、反応性等の特性に大きく影
響されることが明らかとなってきた。
As a result, when the inorganic porous material is applied to various uses, its performance depends on the pore size, pore volume, pore size distribution, pore size distribution, etc. of the material used to form the inorganic porous material itself. It has been clarified that properties such as affinity and reactivity with a substance are greatly affected.

【0005】そこで、前記無機多孔質体の要求性能を実
現する方法として、例えば、シリカ質の膜は、ゾルゲル
法やCVD法、水熱合成法等の各種製造方法が採用でき
るが、なかでも金属アルコキシドを原料とするゾルゲル
法は高価な製造装置を必要とせず、比較的容易に無機多
孔質体を製造できることから、多くの研究が成されてい
る。
In order to achieve the required performance of the inorganic porous material, for example, for a silica film, various production methods such as a sol-gel method, a CVD method, and a hydrothermal synthesis method can be adopted. The sol-gel method using an alkoxide as a raw material does not require an expensive production apparatus and can produce an inorganic porous material relatively easily, and thus much research has been conducted.

【0006】しかしながら、前記無機多孔質体は、例え
ば、多孔質膜を用いた気体分離の分野では、安全かつ簡
便なことからその適用範囲が拡がり、特定のガス成分の
分離濃縮技術は、各種燃焼機関をはじめ、食品工業や医
療用機器、更には廃棄物処理等の分野でも注目されてい
るが、特定のガス成分の分離を目的に、無機多孔質体の
細孔径を制御するだけでは安定した大きな分離効率は得
られず、前記産業分野の諸要求を完全には満足していな
い。
However, the inorganic porous material is widely used in the field of gas separation using a porous membrane, for example, because it is safe and simple. Institutions, food industries and medical equipment, as well as attention in the field of waste treatment, but for the purpose of separating specific gas components, it is stable only by controlling the pore size of the inorganic porous material Large separation efficiencies cannot be obtained and the requirements of the industrial field are not completely satisfied.

【0007】かかる諸要求を満足するために、例えば、
多孔質ガラス表面に特定のシランカップリング剤を反応
させたり、あるいは、更にアミノ化合物等の塩基性化合
物を反応させた透過率が大きく、高い分離効率を有する
多孔質気体分離膜や、芳香族環上の水素の一部が、特定
のポリオルガノシロキサン鎖で置換された構造を有する
ポリスルホン系グラフト共重合体より成り、とりわけ酸
素(O2 )等の分離性に優れた分離膜等、有機無機複合
膜が提案されている(特開平1−90015号公報、特
公平6−92483号公報参照)。
In order to satisfy such requirements, for example,
A porous gas separation membrane with high transmittance and high separation efficiency, which is obtained by reacting a specific silane coupling agent on the surface of porous glass or further reacting a basic compound such as an amino compound, or an aromatic ring An organic-inorganic composite such as a separation membrane excellent in separability of oxygen (O 2 ) or the like, particularly composed of a polysulfone-based graft copolymer having a structure in which a part of the above hydrogen is substituted with a specific polyorganosiloxane chain A membrane has been proposed (see JP-A-1-90015 and JP-B-6-92483).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記分
離膜は、いずれも室温から数十℃の比較的低温で反応さ
せて有機官能基を含有する有機無機複合膜を形成したも
のであるため、前記反応温度以下の比較的低温度域での
混合流体から特定成分を分離するには優れた特性を発揮
するものの、例えば、各種燃焼排気ガスあるいは反応ガ
ス等、100℃以上の環境に曝されることにより、シリ
コン−アルキル基結合が酸化されてシロキサン結合の再
配列が起こる等、高温により微細孔構造が変質してしま
う結果、100℃以上の環境に曝された後では、安定し
たガス分離特性が得られなくなるという課題があった。
However, each of the separation membranes is formed by reacting at a relatively low temperature of room temperature to several tens of degrees Celsius to form an organic-inorganic composite membrane containing an organic functional group. Exhibits excellent properties for separating specific components from a mixed fluid in a relatively low temperature range below the reaction temperature, but must be exposed to an environment of 100 ° C or higher, such as various combustion exhaust gases or reaction gases. As a result, the silicon-alkyl group bond is oxidized and siloxane bond rearrangement occurs, and the micropore structure is altered by high temperature. As a result, stable gas separation characteristics are obtained after exposure to an environment of 100 ° C. or more. There was a problem that it could not be obtained.

【0009】[0009]

【発明の目的】本発明は、前記課題に鑑み成されたもの
で、その目的は、各種気体混合物の混合流体から特定成
分を分離するに際して、透過率及び選択率の両方の特性
に優れ、薄膜化が容易で、とりわけ大気中や各種燃焼排
気ガス、燃料用原料ガスあるいは反応ガス中から水素
(H2 )、メタン(CH4 )、又は酸素(O2 )を分離
する、特に高温の環境に曝された後でも効率良く分離す
ることができる耐熱性に優れた気体用分離膜に好適なシ
リカ質の無機分離膜及びその製造方法を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to separate a specific component from a mixed fluid of various gaseous mixtures, thereby being excellent in both characteristics of transmittance and selectivity, and having a thin film. It is particularly easy to separate hydrogen (H 2 ), methane (CH 4 ), or oxygen (O 2 ) from the atmosphere or from various combustion exhaust gases, raw material gases for fuels or reaction gases, especially in high-temperature environments. An object of the present invention is to provide a siliceous inorganic separation membrane suitable for a gas separation membrane having excellent heat resistance and capable of efficiently separating even after exposure, and a method for producing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題に
対して鋭意研究を重ねた結果、シリコンのアルコキシド
と、一般式が
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on the above-mentioned problems, and as a result, have found that the alkoxide of silicon and the general formula

【0011】[0011]

【化1】 Embedded image

【0012】で表されるSi原子2個に直接結合した炭
化水素から成る有機官能基を有するシリコンのアルコキ
シドと、一般式が
An alkoxide of silicon having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms represented by the following formula:

【0013】[0013]

【化2】 Embedded image

【0014】で表されるジルコニウムのアルコキシドと
の複合アルコキシドを加水分解して作製した前駆体ゾル
を、一定条件で焼成することにより、従来より分離特性
が向上し、かつ分離膜としての耐熱性が向上することを
見いだした。
By baking the precursor sol prepared by hydrolyzing the complex alkoxide with the alkoxide of zirconium represented by the formula (1) under a certain condition, the separation characteristics are improved and the heat resistance as a separation membrane is improved. Found to improve.

【0015】即ち、本発明の無機分離膜は、ジルコニア
を含むシリカを材質とする、シリコンのアルコキシド
と、一般式が
That is, the inorganic separation membrane of the present invention comprises a silicon alkoxide made of silica containing zirconia and a general formula:

【0016】[0016]

【化1】 Embedded image

【0017】で表されるSi原子2個に直接結合した炭
化水素から成る有機官能基を有するシリコンのアルコキ
シドと、一般式が
An alkoxide of silicon having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms represented by the following formula:

【0018】[0018]

【化2】 Embedded image

【0019】で表されるジルコニウムのアルコキシドと
の複合アルコキシドから作製した前駆体ゾルの焼成体で
あることを特徴とするものである。
It is a fired body of a precursor sol prepared from a composite alkoxide with a zirconium alkoxide represented by the formula:

【0020】特に、前記シリコンのアルコキシドは、そ
の一般式が
In particular, the silicon alkoxide has the general formula

【0021】[0021]

【化3】 Embedded image

【0022】で表わされる部分加水分解したシリコンの
アルコキシドであることがより望ましいものである。
More preferably, it is a partially hydrolyzed silicon alkoxide represented by the formula:

【0023】又、本発明の無機分離膜の製造方法は、ア
ルコール溶媒中でシリコンのアルコキシドと、一般式が
Further, the method for producing an inorganic separation membrane of the present invention comprises the steps of: forming an alkoxide of silicon in an alcohol solvent;

【0024】[0024]

【化1】 Embedded image

【0025】で表されるSi原子2個に直接結合した炭
化水素から成る有機官能基を有するシリコンのアルコキ
シドを、全シリコンに対して前記有機官能基が0.05
〜0.5当量の範囲内となるように複合化した後、更
に、一般式が
An alkoxide of silicon having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms represented by the formula:
After compounding to be within the range of ~ 0.5 equivalents, the general formula further

【0026】[0026]

【化2】 Embedded image

【0027】で表されるジルコニウムのアルコキシド
を、全シリコンに対して0.1〜0.5倍モル量の範囲
内で添加して複合化し、得られた複合アルコキシドを加
水分解して前駆体ゾルとし、それを無機多孔質体に塗布
して乾燥後、350〜600℃の温度で焼成することを
特徴とするものである。
The alkoxide of zirconium represented by the formula (1) is added in the range of 0.1 to 0.5 times the molar amount of the total silicon to form a composite, and the obtained composite alkoxide is hydrolyzed to form a precursor sol. It is characterized in that it is applied to an inorganic porous body, dried, and then fired at a temperature of 350 to 600 ° C.

【0028】特に、本発明の無機分離膜の製造方法にお
いて、前記シリコンのアルコキシドは、その一般式が
In particular, in the method for producing an inorganic separation membrane of the present invention, the silicon alkoxide has a general formula

【0029】[0029]

【化3】 Embedded image

【0030】で表わされる部分加水分解したシリコンの
アルコキシドであることがより望ましいものである。
More preferably, it is a partially hydrolyzed silicon alkoxide represented by the formula:

【0031】[0031]

【作用】本発明の無機分離膜及びその製造方法によれ
ば、シリコンのアルコキシドと、Si原子2個に直接結
合した炭化水素から成る有機官能基を有するシリコンの
アルコキシドと、ジルコニウムのアルコキシドとの複合
アルコキシドを加水分解した前駆体ゾルの焼成体である
こと、即ち、ジルコニアを含むシリカを材質とする複合
無機分離膜であることから、100℃以上の高温の環境
下に曝されても特性の劣化しない耐熱性の高い分離膜と
なる。
According to the inorganic separation membrane and the method for producing the same of the present invention, a composite of a silicon alkoxide, a silicon alkoxide having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms, and a zirconium alkoxide. Since it is a calcined body of a precursor sol obtained by hydrolyzing alkoxide, that is, a composite inorganic separation membrane made of silica containing zirconia, its properties deteriorate even when exposed to a high temperature environment of 100 ° C. or more. The resulting separation membrane has high heat resistance.

【0032】また、350〜600℃での熱処理によ
り、得られた無機分離膜は、有機官能基の大きさに対応
したÅオーダーの細孔径を有するものとなり、大気中や
各種燃焼排気ガス、燃料用原料ガスあるいは反応ガス中
から、水素(H2 )、メタン(CH4 )、又は酸素(O
2 )を効率良く分離することができる。
Further, by the heat treatment at 350 to 600 ° C., the obtained inorganic separation membrane has a pore size of the order of 対 応 corresponding to the size of the organic functional group. Hydrogen (H 2 ), methane (CH 4 ), or oxygen (O 2 )
2 ) can be separated efficiently.

【0033】更に、サブミクロンの細孔径を有する多孔
質のα−アルミナ支持体表面に数nmの細孔を有するγ
−アルミナ膜を被覆することで、前記前駆体ゾルを塗布
する際に、厚さが極めて薄い膜をクラックや剥離等が発
生することなく得ることができ、高い透過率を示す分離
膜とすることが可能となる。
Further, γ having pores of several nm on the surface of a porous α-alumina support having a pore diameter of submicron
-By coating the alumina film, when applying the precursor sol, it is possible to obtain a very thin film without cracking or peeling, and to obtain a separation membrane having a high transmittance. Becomes possible.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明の無機分離膜及びそ
の製造方法について詳述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an inorganic separation membrane of the present invention and a method for producing the same will be described in detail.

【0035】本発明は、シリコンのアルコキシドと、一
般式が
The present invention relates to an alkoxide of silicon having the general formula

【0036】[0036]

【化1】 Embedded image

【0037】で表されるSi原子2個に直接結合した炭
化水素から成る有機官能基を有するシリコンのアルコキ
シドをアルコール溶媒中で複合化し、更に、一般式が
An alkoxide of silicon having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms represented by the following formula is compounded in an alcoholic solvent,

【0038】[0038]

【化2】 Embedded image

【0039】で表されるジルコニウムのアルコキシドを
加えて複合化し、この複合アルコキシドを水で加水分解
することにより均質で安定な前駆体ゾルが得られ、該ゾ
ルを乾燥後、350〜600℃の温度で焼成することに
より、ジルコニアを含むシリカを材質とするシリカ質の
無機分離膜が得られるというものである。
The alkoxide of zirconium represented by the formula (1) is added to form a complex, and the complex alkoxide is hydrolyzed with water to obtain a homogeneous and stable precursor sol. By calcining, a silica-based inorganic separation membrane made of silica containing zirconia is obtained.

【0040】本発明における無機分離膜は、前記焼成過
程でシロキサン結合が過度に進むことを、前駆体ゾル中
に分散させた有機官能基の立体障害により阻止して細孔
構造を形成したものである。
The inorganic separation membrane of the present invention has a pore structure formed by preventing siloxane bonds from excessively progressing in the above-mentioned calcination process due to steric hindrance of the organic functional groups dispersed in the precursor sol. is there.

【0041】従って、連続した細孔の網目構造を形成す
るためには、前駆体ゾル作製時に有機官能基が十分に分
散しておく必要があり、そのためには、一般式が
Accordingly, in order to form a network structure of continuous pores, it is necessary to sufficiently disperse the organic functional groups at the time of preparing the precursor sol.

【0042】[0042]

【化3】 Embedded image

【0043】で表される部分加水分解したシリコンのア
ルコキシドと、前記Si原子2個に直接結合した炭化水
素から成る有機官能基を有するシリコンのアルコキシド
とが均一に複合化されていることがより望ましいもので
ある。
More preferably, the partially hydrolyzed silicon alkoxide represented by the formula and the silicon alkoxide having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms are uniformly compounded. Things.

【0044】更に、分離膜として稼動する際の各種条件
下、特に100℃以上の高温に曝されても特性劣化が起
こらないように、前記シリコンの複合アルコキシドとジ
ルコニウムのアルコキシドとが均一に複合化されている
ことがより望ましいものである。
Furthermore, the composite alkoxide of silicon and the alkoxide of zirconium are uniformly compounded so that the characteristics are not deteriorated even under various conditions when operating as a separation membrane, especially at a high temperature of 100 ° C. or more. Is more desirable.

【0045】また、本発明において、シリコンのアルコ
キシドと、Si原子2個に直接結合した炭化水素から成
る有機官能基を有するシリコンのアルコキシドとの複合
化及び該シリコンの複合アルコキシドとジルコニウムの
アルコキシドとの複合化は、該複合化を確実に行うため
にも、前述の如く、予め部分加水分解したシリコンのア
ルコキシドを用いることがより好適である。
In the present invention, the alkoxide of silicon is combined with the alkoxide of silicon having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms, and the alkoxide of zirconium is combined with the alkoxide of zirconium. As described above, it is more preferable to use a silicon alkoxide that has been partially hydrolyzed in advance, in order to reliably perform the composite.

【0046】また、前記部分加水分解したシリコンのア
ルコキシドは、シリコンのアルコキシドのアルコール溶
液に該シリコンのアルコキシドに対し、1〜3倍モル量
の水と少量の酸をアルコール存在下で添加することによ
り作製することができる。
The partially hydrolyzed silicon alkoxide can be obtained by adding 1 to 3 times the molar amount of water and a small amount of an acid to the silicon alkoxide alcohol solution in the presence of the alcohol. Can be made.

【0047】また、シリコンのアルコキシドと、前記S
i原子2個に直接結合した炭化水素から成る有機官能基
を有するシリコンのアルコキシドの複合アルコキシド及
びジルコニウムのアルコキシドとの複合化は、これらす
べてのアルコキシドをアルコール溶液中で加熱還流する
ことによっても作製でき、続いて全体を加水分解して前
駆体ゾルとしても良い。
The silicon alkoxide and the S
Complexation of a silicon alkoxide and a zirconium alkoxide having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two i atoms can also be prepared by heating and refluxing all of these alkoxides in an alcohol solution. Subsequently, the whole may be hydrolyzed to form a precursor sol.

【0048】前記部分加水分解したシリコンのアルコキ
シドとSi原子2個に直接結合した炭化水素から成る有
機官能基を有するシリコンのアルコキシドとの複合割合
は、両アルコキシドが併存すれば良いが、全シリコンに
対して前記有機官能基が0.05〜0.5当量の範囲内
となるようアルコール溶媒中で複合化し、次いでジルコ
ニウムのアルコキシドを添加して複合化し、得られた複
合アルコキシドを加水分解して前駆体ゾルを作製した
後、該前駆体ゾルを無機多孔質支持体に塗布して乾燥
後、350〜600℃の温度で焼成することにより無機
分離膜が得られるが、特に分離特性の点からは、前記有
機官能基は0.1〜0.3当量の範囲がより望ましい。
The composite ratio of the partially hydrolyzed silicon alkoxide and the silicon alkoxide having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms may be such that both alkoxides coexist. On the other hand, a complex is formed in an alcohol solvent such that the organic functional group is in the range of 0.05 to 0.5 equivalent, then an alkoxide of zirconium is added to form a complex, and the obtained complex alkoxide is hydrolyzed to form a precursor. After preparing the body sol, the precursor sol is applied to an inorganic porous support, dried, and then calcined at a temperature of 350 to 600 ° C. to obtain an inorganic separation membrane. In particular, from the viewpoint of separation characteristics, The organic functional group is more preferably in the range of 0.1 to 0.3 equivalent.

【0049】また、前記シリコンの複合アルコキシドへ
のジルコニウムのアルコキシドの添加の割合は、無機分
離膜の耐熱性と成膜性の点からは、全シリコンに対して
0.1〜0.5倍モル量の範囲であることが必要であ
り、特に無機分離膜の分離特性からは、0.1〜0.3
倍モル量の範囲が望ましい。
The ratio of the addition of the alkoxide of zirconium to the composite alkoxide of silicon is 0.1 to 0.5 times the total silicon in terms of heat resistance and film forming property. It is necessary to be within the range of the amount, particularly from the separation characteristics of the inorganic separation membrane, 0.1 to 0.3
A molar range is desirable.

【0050】前記複合アルコキシドに用いるSi原子2
個に直接結合した炭化水素から成る有機官能基を有する
シリコンのアルコキシドは、Si(O−R)4 のような
アルコキシド又は、一般式が
Si atom 2 used in the composite alkoxide 2
The alkoxide of silicon having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to an alkoxide is an alkoxide such as Si (OR) 4 or a compound represented by the general formula:

【0051】[0051]

【化4】 Embedded image

【0052】で表されるSi原子1個から成る有機官能
基を有するアルコキシドに比べ、熱処理による有機官能
基が焼失し難く、数100℃まで焼成体中に残存するこ
とから、有機官能基の大きさに対応したÅオーダーの細
孔が形成される。
As compared with the alkoxide having an organic functional group consisting of one Si atom represented by the formula, the organic functional group is less likely to be burned off by heat treatment and remains in the fired body up to several hundred degrees Celsius, so that the size of the organic functional group A pore of the order of さ corresponding to the size is formed.

【0053】従って、前記アルコキシドを用いて作製し
た膜により、大気中や各種燃焼排気ガス、燃料用原料ガ
スあるいは反応ガス中から、水素(H2 )、メタン(C
4)、又は酸素(O2 )を選択的に分離することが可
能となる。
Accordingly, the film formed using the alkoxide can be used to convert hydrogen (H 2 ), methane (C
H 4 ) or oxygen (O 2 ) can be selectively separated.

【0054】一方、前記Si原子2個に直接結合した炭
化水素から成る有機官能基を有するシリコンのアルコキ
シドに含有される有機官能基の量が、全シリコンの0.
05〜0.5当量の範囲では、該含有量が多いほど選択
率は大きくなる傾向があるが、含有量が0.5当量を越
えると、有機官能基を有するアルコキシドの割合が多く
なることにより、成膜性が低下して膜表面に微小な欠陥
が生じるためと考えられるが、選択率は逆に小さくなる
傾向を示す。
On the other hand, the amount of the organic functional group contained in the alkoxide of silicon having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms is 0.1% of the total silicon.
In the range of 0.5 to 0.5 equivalents, the selectivity tends to increase as the content increases, but when the content exceeds 0.5 equivalents, the proportion of the alkoxide having an organic functional group increases. This is probably because the film forming property is reduced and minute defects are generated on the film surface, but the selectivity tends to decrease.

【0055】更に、本発明におけるシリコンのアルコキ
シドとしては、テトラメトキシシランやテトラエトキシ
シラン、テトライソプロポキシシラン等が挙げられる。
Further, examples of the silicon alkoxide in the present invention include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane and the like.

【0056】又、本発明の前記Si原子2個に直接結合
した炭化水素から成る有機官能基を有するシリコンのア
ルコキシドとしては、ビス(トリエトキシシリル)メタ
ンやビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス(トリエ
トキシシリル)エチレン、ビス(トリエトキシシリル)
ヘキサン、1、4−ビス(トリエトキシシリルエチル)
ベンゼン、あるいはそれらの化合物のアルコキシル基を
メトキシ基に置換したもの等が挙げられる。
The silicon alkoxide of the present invention having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms includes bis (triethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) ethane, and bis (triethoxysilyl) ethane. Triethoxysilyl) ethylene, bis (triethoxysilyl)
Hexane, 1,4-bis (triethoxysilylethyl)
Benzene or those obtained by substituting an alkoxyl group of a compound thereof with a methoxy group may be mentioned.

【0057】一方、本発明の前記ジルコニウムのアルコ
キシドとしては、テトラエトキシジルコニウムやテトラ
プロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム
等が挙げられる。
On the other hand, examples of the zirconium alkoxide of the present invention include tetraethoxyzirconium, tetrapropoxyzirconium, and tetrabutoxyzirconium.

【0058】特に、ゲル膜の乾燥性及び原料の経済性の
点からは、シリコンのアルコキシドとしては、テトラメ
トキシシランもしくはテトラエトキシシランが、又、S
i原子2個に直接結合した炭化水素から成る有機官能基
を有するシリコンのアルコキシドには、ビス(トリエト
キシシリル)エタン、もしくはビス(トリエトキシシリ
ル)エチレン、ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン及
びそれらの化合物のアルコキシル基をメトキシ基に置換
したものが、他方、ジルコニウムのアルコキシドには、
テトラエトキシジルコニウムもしくはテトラプロポキシ
ジルコニウムが望ましい。
In particular, from the viewpoint of the drying property of the gel film and the economical efficiency of the raw material, tetramethoxysilane or tetraethoxysilane may be used as the alkoxide of silicon.
Alkoxides of silicon having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two i atoms include bis (triethoxysilyl) ethane, bis (triethoxysilyl) ethylene, bis (triethoxysilyl) hexane, and the like. What substituted the alkoxyl group of the compound with a methoxy group, on the other hand, the alkoxide of zirconium,
Tetraethoxyzirconium or tetrapropoxyzirconium is preferred.

【0059】また、各アルコキシドの混合溶媒のアルコ
ールとしては、メタノールやエタノール、プロパノー
ル、ブタノール、2−メトキシエタノール、2−エトキ
シエタノール等が挙げられ、ゲル膜の濡れ性、乾燥性、
原料の溶解性の点からは、メタノールやエタノール等の
低級アルコールが最適である。
Examples of the alcohol in the mixed solvent of each alkoxide include methanol, ethanol, propanol, butanol, 2-methoxyethanol and 2-ethoxyethanol, and the like.
From the viewpoint of solubility of raw materials, lower alcohols such as methanol and ethanol are most suitable.

【0060】次に、前記複合アルコキシドの加水分解方
法は、特に限定されることなく公知あるいは周知の手段
を用いることができ、添加する水の量は多量であれば良
いが、全アルコキシドに対して1〜20倍モル量の範囲
がより望ましい。
The method of hydrolyzing the composite alkoxide is not particularly limited, and any known or well-known means can be used. The amount of water to be added may be a large amount. A range of 1 to 20 times the molar amount is more desirable.

【0061】即ち、加水分解用の水の量が1〜20倍モ
ル量の範囲の場合には、成膜後の焼成で十分にシロキサ
ン結合が発達して機械的強度が充分な膜を得易く、いか
なる条件でも膜の割れや膜の剥離等の欠陥は全く発生せ
ず、得られた前駆体ゾルも安定であり、該ゾルが白濁化
したり沈殿が生成したりすることもない。
In other words, when the amount of water for hydrolysis is in the range of 1 to 20 times the molar amount, siloxane bonds are sufficiently developed by firing after film formation, and a film having sufficient mechanical strength is easily obtained. Defects such as cracking of the film and peeling of the film do not occur at all under any conditions, and the obtained precursor sol is stable, and the sol does not become cloudy or precipitate.

【0062】又、前記加水分解は、各アルコキシドを複
合化した後、同時に行っても良いが、好ましくはシリコ
ンのアルコキシドのみを先に部分的に加水分解し、その
後、Si原子2個に直接結合した炭化水素から成る有機
官能基を有するシリコンのアルコキシドを複合化し、次
いでジルコニウムのアルコキシドを複合化した後、全体
を加水分解して前駆体ゾルを作製する方が良い。
The above-mentioned hydrolysis may be carried out simultaneously after complexing each alkoxide. However, preferably, only the alkoxide of silicon is partially hydrolyzed first, and then the two alkoxides are directly bonded to two Si atoms. It is better to form a precursor sol by complexing the alkoxide of silicon having an organic functional group made of a hydrocarbon, and then complexing the alkoxide of zirconium, and then hydrolyzing the whole.

【0063】次に、無機多孔質支持体に無機分離膜を形
成する方法としては、特に限定されることなく、公知あ
るいは周知の各種手段を適用できるが、例えば、前記前
駆体ゾルを、前駆体ゾル作製に用いた溶媒で所定の濃度
に希釈した後、該希釈液中に予めγ−アルミナ膜を被覆
した多孔質α−アルミナ支持体を浸漬して引き上げて塗
布するか、あるいは前記支持体に直接塗布した後、乾燥
し、次いで350〜600℃の温度で焼成することによ
り作製しても良い。
Next, the method for forming the inorganic separation membrane on the inorganic porous support is not particularly limited, and various known or well-known means can be applied. After diluting to a predetermined concentration with the solvent used for preparing the sol, a porous α-alumina support previously coated with a γ-alumina film is immersed in the diluent, pulled up and applied, or applied to the support. It may be produced by directly applying, drying, and then firing at a temperature of 350 to 600 ° C.

【0064】本発明の無機分離膜は、要求される透過率
及び選択率を満足し、実用的な強度を有するためには、
膜の厚さは1μm以下、特に0.1〜0.5μm程度が
望ましく、無機多孔質支持体と共に用いることが望まし
い。
The inorganic separation membrane of the present invention must satisfy the required transmittance and selectivity and have a practical strength.
The thickness of the membrane is desirably 1 μm or less, particularly about 0.1 to 0.5 μm, and is desirably used with an inorganic porous support.

【0065】一方、前記無機多孔質支持体としては、特
に限定されるものではないが、分離膜を支持するに十分
な強度を有し、焼成においても前駆体ゾルと反応せず、
少なくとも膜の焼成温度範囲で十分な耐熱性を有する多
孔質体であればいかなるものでも良い。
On the other hand, the inorganic porous support is not particularly limited, but has sufficient strength to support the separation membrane and does not react with the precursor sol even during firing.
Any material may be used as long as it is a porous material having sufficient heat resistance at least in the range of the firing temperature of the film.

【0066】例えば、多孔質なセラミックスやガラス、
金属等が挙げられ、とりわけα−アルミナ等の多孔質セ
ラミックスは耐熱性、耐薬品性等の点で好ましいもので
あるが、多孔質α−アルミナ自体を支持体として用いた
場合、その大きな孔径と表面粗さ故に割れ等の欠陥のな
い膜を作製することが困難となり、よしんば欠陥のない
膜を作製できたとしても数μmの膜厚が必要となり、透
過率の著しい低下を招くことになる。
For example, porous ceramics and glass,
Metals and the like are listed, and porous ceramics such as α-alumina are particularly preferable in terms of heat resistance, chemical resistance, and the like.However, when porous α-alumina itself is used as a support, its large pore size and Due to the surface roughness, it is difficult to produce a film without defects such as cracks. Even if a film without defects can be produced, a film thickness of several μm is required, resulting in a significant decrease in transmittance.

【0067】従って、孔径と表面粗さを制御したγ−ア
ルミナ膜を中間層とし、α−アルミナ多孔質体に担持し
た支持体を採用するのが最適となる。
Therefore, it is optimal to employ a γ-alumina film having a controlled pore diameter and surface roughness as an intermediate layer and a support supported on an α-alumina porous material.

【0068】また、前駆体ゾルを塗布した後の焼成温度
は、350℃未満の温度では乾燥ゲル膜中のアルコキシ
ル基を完全に除去し、シロキサン結合をより強固にする
ことができず、600℃を越える温度では焼結が進み、
分離に必要な細孔が消失することから、350〜600
℃の温度範囲に限定され、とりわけ透過性能、分離特性
の点ではその温度は400〜500℃がより好ましい。
If the firing temperature after the application of the precursor sol is lower than 350 ° C., the alkoxyl groups in the dried gel film cannot be completely removed, and the siloxane bond cannot be further strengthened. If the temperature exceeds sintering,
Since the pores required for the separation disappear, 350 to 600
The temperature is limited to a temperature range of 400C, and the temperature is more preferably 400 to 500C in view of permeation performance and separation characteristics.

【0069】また、膜の欠陥を防ぐため、前駆体ゾルの
塗布及び乾燥、焼成の一連の操作を数回繰り返すことが
より好ましい。
Further, in order to prevent defects of the film, it is more preferable to repeat a series of operations of coating, drying and firing of the precursor sol several times.

【0070】本発明の無機分離膜は、分離、濃縮する対
象となる混合流体として、例えば、水素(H2 )や窒素
(N2 )、酸素(O2 )、メタン(CH4 )等の混合物
が、分離膜と反応あるいは溶解しないものであればいず
れも適用可能であり、更にはそれらと粉塵等の無機物質
を含む混合物等の分離にも適用可能なことは言うまでも
ない。
The inorganic separation membrane of the present invention can be used as a mixed fluid to be separated and concentrated, for example, a mixture of hydrogen (H 2 ), nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), methane (CH 4 ), etc. However, as long as it does not react with or dissolve in the separation membrane, any of them can be applied, and it goes without saying that it can be applied to the separation of a mixture containing them and an inorganic substance such as dust.

【0071】その上、本発明の無機分離膜は、常温から
100℃以上の広範囲の温度域まで使用可能であるが、
分離膜の耐熱性や耐久性の点からは、室温〜400℃の
温度範囲がより好適に用い得るものである。
In addition, the inorganic separation membrane of the present invention can be used in a wide temperature range from room temperature to 100 ° C. or higher.
From the viewpoint of heat resistance and durability of the separation membrane, a temperature range from room temperature to 400 ° C. can be more preferably used.

【0072】[0072]

【実施例】次に、本発明の無機分離膜及びその製造方法
を以下のようにして評価した。
Next, the inorganic separation membrane of the present invention and the method for producing the same were evaluated as follows.

【0073】先ず、一例として、テトラエトキシシラン
4.17g(モル比0.4)にエタノール23.04g
(モル比10)、及びHCl(モル比0.07)を含む
水0.36g(モル比0.4)から成る混合溶液を添加
して部分加水分解ゾルを作製し、これにビス(トリエト
キシシリル)エタン5.32g(モル比0.3)とエタ
ノール23.04g(モル比10)の混合溶液を添加
し、窒素気流下で攪拌し、次いでこれにテトラ−n−プ
ロポキシジルコニウム0.82g(モル比0.25)と
エタノール23.04g(モル比10)の混合溶液を添
加して複合アルコキシドを作製した。
First, as an example, 23.04 g of ethanol was added to 4.17 g (molar ratio 0.4) of tetraethoxysilane.
A mixed solution consisting of 0.36 g (molar ratio 0.4) of water containing HCl (molar ratio 10) and HCl (molar ratio 0.07) was added to prepare a partial hydrolysis sol, and bis (triethoxy) was added thereto. A mixed solution of 5.32 g (molar ratio 0.3) of silyl) ethane and 23.04 g (molar ratio 10) of ethanol was added, and the mixture was stirred under a nitrogen stream, and then 0.82 g of tetra-n-propoxyzirconium ( A mixed solution of a molar ratio of 0.25) and 23.04 g of ethanol (molar ratio of 10) was added to prepare a composite alkoxide.

【0074】次に、前記複合アルコキシドに、水8.6
4g(モル比9.6)とエタノール115.18g(モ
ル比50)の混合溶液を添加して加水分解し、更に3時
間攪拌した後、前駆体ゾルを作製した。
Next, 8.6 of water was added to the composite alkoxide.
A mixed solution of 4 g (mole ratio: 9.6) and 115.18 g (mole ratio: 50) of ethanol was added to hydrolyze, and the mixture was further stirred for 3 hours to prepare a precursor sol.

【0075】その後、前記前駆体ゾル溶液に、外径が3
mmで気孔率が40%のα−アルミナ多孔質管に厚さ2
μmのγ−アルミナを予め被覆した無機多孔質支持体を
30秒間浸漬し、5mm/秒の速度で引き上げ、室温で
1時間乾燥した後、引き続いて500℃の焼成温度で1
時間保持し、その後、室温まで冷却した。
Thereafter, the precursor sol solution is added to the precursor sol solution having an outer diameter of 3 μm.
mm in porosity α-alumina porous tube with a porosity of 40%
An inorganic porous support previously coated with μm γ-alumina was immersed for 30 seconds, pulled up at a speed of 5 mm / second, dried at room temperature for 1 hour, and subsequently heated at a firing temperature of 500 ° C. for 1 hour.
Hold for a time and then cool to room temperature.

【0076】この浸漬及び乾燥、焼成の一連の操作を4
回繰り返し、γ−アルミナ層上にシリカ質の膜を被着し
て評価用試料を作製した。
The series of operations of immersion, drying, and firing are performed in four steps.
The process was repeated twice to deposit a siliceous film on the γ-alumina layer to prepare a sample for evaluation.

【0077】前記一例と同様にして、前記テトラエトキ
シシラン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、及びテ
トラ−n−プロポキシジルコニウムのモル比を種々変更
したもの、焼成温度を種々設定したもの、及びビス(ト
リエトキシシリル)エタンに代えてビス(トリエトキシ
シリル)エチレン、ビス(トリエトキシシリル)ヘキサ
ンを用いて前記同様にして評価用試料を作製した。
In the same manner as in the above-mentioned example, those obtained by changing the molar ratio of the above-mentioned tetraethoxysilane, bis (triethoxysilyl) ethane and tetra-n-propoxyzirconium, setting the firing temperature variously, and adding bis ( A sample for evaluation was prepared in the same manner as described above except that bis (triethoxysilyl) ethylene and bis (triethoxysilyl) hexane were used instead of triethoxysilyl) ethane.

【0078】尚、有機官能基を有するシリコンのアルコ
キシドとして、エチルトリエトキシシランを用いたも
の、ビニルトリエトキシシランを用いたもの、ヘキシル
トリエトキシシランを用いたもの、又、有機官能基を有
するシリコンのアルコキシドを混合せず、テトラエトキ
シシラン及びテトラ−n−プロポキシジルコニウムのみ
で前記同様にして作製したもの、更に、ジルコニウムの
アルコキシドを混合せず、テトラエトキシシラン及びビ
ス(トリエトキシシリル)エタンのみで前記同様にして
作製したものをそれぞれ比較例とした。
As the alkoxide of silicon having an organic functional group, one using ethyl triethoxy silane, one using vinyl triethoxy silane, one using hexyl triethoxy silane, or silicon using an organic functional group Prepared in the same manner as above using only tetraethoxysilane and tetra-n-propoxyzirconium without mixing the alkoxide of the above, and further using only tetraethoxysilane and bis (triethoxysilyl) ethane without mixing the alkoxide of zirconium. Each of those manufactured in the same manner as above was used as a comparative example.

【0079】[0079]

【表1】 [Table 1]

【0080】かくして得られた評価用試料をガス透過率
測定装置に取り付け、該試料の管内側に10cc/mi
nのヘリウムガスを、外側には水素(H2 )、窒素(N
2 )、酸素(O2 )及びメタン(CH4 )ガスをそれぞ
れ100cc/minの割合で流し、試料の膜部を30
℃に保ち、前記膜を透過するそれぞれのガスの濃度をガ
スクロマトグラフで測定すると共に、試料の管内外の出
口ガス流量を測定することにより、それぞれのガスの透
過率、及び選択率を求めた。
The evaluation sample thus obtained was attached to a gas permeability measuring device, and 10 cc / mi was placed inside the sample tube.
n helium gas, hydrogen (H 2 ), nitrogen (N
2 ), oxygen (O 2 ) and methane (CH 4 ) gas were flowed at a rate of 100 cc / min each,
While maintaining the temperature at 0 ° C., the concentrations of the respective gases passing through the membrane were measured by gas chromatography, and the gas flow rates and selectivities of the respective gases were determined by measuring the flow rates of the gas inside and outside the sample tubes.

【0081】[0081]

【表2】 [Table 2]

【0082】更に、その後、耐熱性の評価として、前記
評価試料を350℃に加熱したヘリウム雰囲気中に2時
間、暴露した後、前記評価用試料を30℃まで冷却し、
前記同様にして透過率の測定を行い、各試料の熱処理前
後での透過率、及び選択率を求めた。
Thereafter, as an evaluation of heat resistance, the evaluation sample was exposed to a helium atmosphere heated to 350 ° C. for 2 hours, and then the evaluation sample was cooled to 30 ° C.
The transmittance was measured in the same manner as described above, and the transmittance and the selectivity of each sample before and after the heat treatment were obtained.

【0083】[0083]

【表3】 [Table 3]

【0084】表2及び表3から明らかなように、Si原
子2個に直接結合した炭化水素から成る有機官能基を有
するシリコンのアルコキシドを用いない比較例の試料番
号15、16、17では、熱履歴による影響は極めて少
ないものの、特定のガス成分の透過率あるいは選択率が
減少したり、分離特性がほとんど現れなかったりしてお
り、有機官能基を有するシリコンのアルコキシドを全く
含有しない比較例の試料番号18では、透過率が低く、
特にCH4 は測定不能となっており、ジルコニウムアル
コキシドを全く含有しない比較例の試料番号19では、
特に熱履歴による変化が顕著に現れており、熱履歴によ
り細孔径が増大して各ガス成分の透過率が増加してお
り、いずれの選択率も低下している。
As is clear from Tables 2 and 3, in Comparative Examples Nos. 15, 16 and 17 in which no silicon alkoxide having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms was used, the heat Although the influence of the history is extremely small, the sample of the comparative example in which the transmittance or selectivity of a specific gas component is reduced, the separation characteristics are hardly exhibited, and the silicon alkoxide having an organic functional group is not contained at all. In the number 18, the transmittance is low,
In particular, CH 4 cannot be measured, and in sample No. 19 of the comparative example containing no zirconium alkoxide,
In particular, the change due to the heat history is remarkable, the pore size increases due to the heat history, the transmittance of each gas component increases, and the selectivity of each decreases.

【0085】又、本発明の請求範囲外である、試料番号
3及び7は、焼成温度が本発明の範囲外であることか
ら、低過ぎると十分な細孔構造が形成されず、一方、高
過ぎると焼結が進み、細孔構造が緻密化してしまうた
め、透過率が大幅に低下しており、試料番号12のジル
コニウムアルコキシドの量が多過ぎた場合には緻密化し
てしまい透過率の大きな減少が認められ、他方、有機官
能基を有するシリコンのアルコキシド量が多過ぎる試料
番号9では、膜表面の電子顕微鏡による観察から微細な
クラックが認められ、全体的に透過率は高いものの、特
にH2 /N2 の選択率に見られるように分離特性はほと
んど認められない。
In Sample Nos. 3 and 7, which are out of the scope of the present invention, since the firing temperature is out of the range of the present invention, if the firing temperature is too low, a sufficient pore structure is not formed. If it is too long, sintering proceeds and the pore structure is densified, so that the transmittance is greatly reduced.If the amount of zirconium alkoxide of Sample No. 12 is too large, it is densified and the transmittance is large. On the other hand, in Sample No. 9 in which the amount of alkoxide of silicon having an organic functional group was too large, fine cracks were observed from the observation of the film surface with an electron microscope, and although the transmittance was high overall, especially H 2 / separation characteristics as seen in the selectivity of N 2 is not substantially observed.

【0086】それらに対して、本発明ではいずれも熱履
歴後においても透過率及び選択率が高い値を維持してお
り、実用的なものであることが分かる。
On the other hand, in each of the present invention, the transmittance and the selectivity are maintained at high values even after the thermal history, and it can be seen that they are practical.

【0087】尚、本発明の無機分離膜及びその製造方法
は、前記実施例に限定されるものではない。
The inorganic separation membrane and the method for producing the same according to the present invention are not limited to the above embodiments.

【0088】[0088]

【発明の効果】叙上の如く、本発明の無機分離膜及びそ
の製造方法によれば、シリコンのアルコキシドと、Si
原子2個に直接結合した炭化水素から成る有機官能基を
有するシリコンのアルコキシド及びジルコニウムのアル
コキシドを複合し、この複合アルコキシドを加水分解す
ることにより得た前駆体ゾルを乾燥後、350〜600
℃の温度で焼成してジルコニア添加シリカ質の無機分離
膜としたことから、有機官能基の焼失温度が高いために
近傍のシロキサン結合が過度に進むことが抑制されて1
nm以下の微細孔構造が保持できる。
As described above, according to the inorganic separation membrane and the method of manufacturing the same of the present invention, silicon alkoxide and Si
A precursor sol obtained by combining a silicon alkoxide and an zirconium alkoxide having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two atoms and hydrolyzing the composite alkoxide is dried, and then dried at 350 to 600
The zirconia-added siliceous inorganic separation membrane was calcined at a temperature of ° C., so that the siloxane bond in the vicinity was prevented from excessively advancing due to a high burning-off temperature of the organic functional group.
A fine pore structure of nm or less can be maintained.

【0089】従って、各種気体混合物等の混合流体から
特定成分を分離するに際して透過率及び選択率の両方の
特性に優れ、更に、添加されたジルコニアにより、10
0℃以上の高温雰囲気に曝されても特性の劣化が見られ
ず、高い耐熱性を有する気体用分離膜が得られる。
Therefore, in separating a specific component from a mixed fluid such as various gas mixtures, both the transmittance and the selectivity are excellent.
Even when exposed to a high-temperature atmosphere of 0 ° C. or higher, no deterioration in characteristics is observed, and a gas separation membrane having high heat resistance can be obtained.

【0090】その上、本発明の無機分離膜は、薄膜化が
容易で、とりわけ大気中や各種燃焼排気ガス、燃料用原
料ガスあるいは反応ガス中から、水素(H2 )、メタン
(CH4 )又は酸素(O2 )を選択的に分離する気体用
分離膜として最適なものである。
In addition, the inorganic separation membrane of the present invention can be easily formed into a thin film. In particular, hydrogen (H 2 ), methane (CH 4 ) can be obtained from the atmosphere, various combustion exhaust gas, fuel raw material gas or reaction gas. Alternatively, it is most suitable as a gas separation membrane for selectively separating oxygen (O 2 ).

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シリコンのアルコキシドと、一般式が 【化1】 で表されるSi原子2個に直接結合した炭化水素から成
る有機官能基を有するシリコンのアルコキシド、及び一
般式が 【化2】 で表されるジルコニウムのアルコキシドとの複合アルコ
キシドを加水分解した前駆体ゾルの焼成体から成ること
を特徴とする無機分離膜。
An alkoxide of silicon and a compound represented by the general formula: An alkoxide of silicon having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms represented by the formula: ## STR2 ## An inorganic separation membrane comprising a calcined body of a precursor sol obtained by hydrolyzing a complex alkoxide with a zirconium alkoxide represented by the following formula:
【請求項2】前記シリコンのアルコキシドは、一般式が 【化3】 で表される部分加水分解したシリコンのアルコキシドで
あることを特徴とする請求項1に記載の無機分離膜。
2. The alkoxide of silicon has a general formula: The inorganic separation membrane according to claim 1, which is a partially hydrolyzed silicon alkoxide represented by the following formula:
【請求項3】シリコンのアルコキシドと、一般式が 【化1】 で表されるSi原子2個に直接結合した炭化水素から成
る有機官能基を有するシリコンのアルコキシドを、全シ
リコンに対して前記有機官能基が0.05〜0.5当量
の範囲内でアルコール溶媒中で複合化し、更に、一般式
が 【化2】 で表されるジルコニウムのアルコキシドを、全シリコン
に対して0.1〜0.5倍モル量の範囲内で添加して複
合化し、得られた複合アルコキシドを加水分解して前駆
体ゾルを作製した後、該前駆体ゾルを無機多孔質支持体
に塗布して乾燥し、次いで、350〜600℃の温度で
焼成することを特徴とする無機分離膜の製造方法。
3. An alkoxide of silicon and a compound represented by the general formula: Alkoxide of silicon having an organic functional group consisting of a hydrocarbon directly bonded to two Si atoms represented by the following formula: And the general formula is The alkoxide of zirconium represented by is added in the range of 0.1 to 0.5 times the molar amount of the total silicon to form a composite, and the obtained composite alkoxide is hydrolyzed to prepare a precursor sol. Thereafter, the precursor sol is applied to an inorganic porous support, dried, and then fired at a temperature of 350 to 600 ° C.
【請求項4】前記シリコンのアルコキシドは、一般式が 【化3】 で表される部分加水分解したシリコンのアルコキシドで
あることを特徴とする請求項3に記載の無機分離膜の製
造方法。
4. The alkoxide of silicon has a general formula: 4. The method for producing an inorganic separation membrane according to claim 3, wherein the alkoxide is a partially hydrolyzed silicon alkoxide represented by the formula:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6696538B2 (en) * 1999-07-27 2004-02-24 Lg Chemical Ltd. Semiconductor interlayer dielectric material and a semiconductor device using the same
US7470636B2 (en) 2000-02-02 2008-12-30 Lg Chem, Ltd. Semiconductor interlayer dielectric material and a semiconductor device using the same

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