JPS63126524A - 気体透過複合膜 - Google Patents
気体透過複合膜Info
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- JPS63126524A JPS63126524A JP27450486A JP27450486A JPS63126524A JP S63126524 A JPS63126524 A JP S63126524A JP 27450486 A JP27450486 A JP 27450486A JP 27450486 A JP27450486 A JP 27450486A JP S63126524 A JPS63126524 A JP S63126524A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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
本発明は混合気体から特定の気体を分離濃縮するのに用
いる気体透過複合膜に関するものである。
いる気体透過複合膜に関するものである。
従来の技術
近年、混合気体より特定の気体を分離濃縮するのに選択
的透過性を有する高分子膜を用いる方法が盛んに研究、
実用化されている。例えば、天然ガスからのヘリウム採
取や、工場廃気からの水素ガスの回収等があるが、なか
でも大気中から酸素を選択的に透過させて酸素富化空気
を作る技術は応用分野が広く、各種化学プロセス、汚泥
処理、燃焼システム、医療等、産業界に与える影響はき
わめて大である。このような技術に利用される高分子膜
に求められる特性としては、分離すべき気体の選択性と
気体透過性が共に大きく、かつ長時間の運用に際し、耐
熱性、耐薬品性があり機械的にも十分な強度があること
である。
的透過性を有する高分子膜を用いる方法が盛んに研究、
実用化されている。例えば、天然ガスからのヘリウム採
取や、工場廃気からの水素ガスの回収等があるが、なか
でも大気中から酸素を選択的に透過させて酸素富化空気
を作る技術は応用分野が広く、各種化学プロセス、汚泥
処理、燃焼システム、医療等、産業界に与える影響はき
わめて大である。このような技術に利用される高分子膜
に求められる特性としては、分離すべき気体の選択性と
気体透過性が共に大きく、かつ長時間の運用に際し、耐
熱性、耐薬品性があり機械的にも十分な強度があること
である。
発明が解決しようとする問題点
現在知られている高分子の中でも、特に気体透過性に優
れるものとして、ポリトリメチルシリルプロピン（ＰＭ
ＳＰ）では酸素透過係数Ｐ。２が１．６０Ｘ ＩＱ ｃ
ｃρＶ盲、ｓｅｅ 、αＨｇ ％シリコーンゴムではＰ
。
れるものとして、ポリトリメチルシリルプロピン（ＰＭ
ＳＰ）では酸素透過係数Ｐ。２が１．６０Ｘ ＩＱ ｃ
ｃρＶ盲、ｓｅｅ 、αＨｇ ％シリコーンゴムではＰ
。
が〜６．ＯＸ ｌ０ＣＣ建ｌａｄ、Ｂ６ｃＸαＨｇ等が
あるが、これらは酸素と窒素の分離係数α（ＰＯ２／Ｐ
）は前者が約１．４後者で約２．０程度でしかない
。一方分離係数が大きい高分子材料は多数あるが、いず
れも気体透過性が悪く、例えばポリフェニレンオキサイ
ドではαが約４．０と大きくなるがＰ。２は２．８ Ｘ
１０ｃｃ。
あるが、これらは酸素と窒素の分離係数α（ＰＯ２／Ｐ
）は前者が約１．４後者で約２．０程度でしかない
。一方分離係数が大きい高分子材料は多数あるが、いず
れも気体透過性が悪く、例えばポリフェニレンオキサイ
ドではαが約４．０と大きくなるがＰ。２は２．８ Ｘ
１０ｃｃ。
〜’ａｄ、ｓｅｅ、ｃｍＨｇと極めて小さい。このよう
に高分子膜では一般に気体透過性と気体選択性とは一方
が大きくなるともう一方が低下するという関係にあり、
特定の気体を高濃度で多量に分離できるという選択性気
体透過膜はまだ得られていなかった。
に高分子膜では一般に気体透過性と気体選択性とは一方
が大きくなるともう一方が低下するという関係にあり、
特定の気体を高濃度で多量に分離できるという選択性気
体透過膜はまだ得られていなかった。
本発明は上記のような問題点を解決するもので、気体透
過性と気体選択性の両方に優れた特性を有する気体透過
複合膜を提供することを目的とするものである。
過性と気体選択性の両方に優れた特性を有する気体透過
複合膜を提供することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は、選択的気体透過性を有する膜の少なくとも一
層がガラス状高分子からなる膜で、この高分子膜の表面
もしくは内部またはその両部分に水または有機溶剤に可
溶な少なくとも一種類の金属フタロシアニン配位化合物
を設けた気体透過複合膜によシ上記の問題点を解決する
ものである。
層がガラス状高分子からなる膜で、この高分子膜の表面
もしくは内部またはその両部分に水または有機溶剤に可
溶な少なくとも一種類の金属フタロシアニン配位化合物
を設けた気体透過複合膜によシ上記の問題点を解決する
ものである。
作用
本発明に用いるガラス状高分子膜材料としては、１．２
−ジ置換ポリアセチレンあるいはポリフェニレンオキサ
イド、ポリスルホン、ポリフマール酸エステル等が適し
ており、この高分子膜の表面もしくは内部またはその両
部分に形成する金属フタロシアニン配位化合物の中心金
属としては、Ｆｅ ％（：：ｕＸＮｉ、 Ｃｏ等が良く
、配位子としては、アミド、イミド、アミン、複素環式
アミンなどのアミン基を有する化合物、アルコキシル基
、水酸基、ニトリル基、メルカプト基、フォスフイノ基
などを有する化合物からなる群から、水または有機溶剤
に可溶な配位化合物を与えるものを選べば良い。ガラス
状高分子膜中または表面に上記金属フタロシアニン配位
化合物を形成する方法としては真空蒸着法、含浸法、混
合法、塗布法な′どが考えられる。
−ジ置換ポリアセチレンあるいはポリフェニレンオキサ
イド、ポリスルホン、ポリフマール酸エステル等が適し
ており、この高分子膜の表面もしくは内部またはその両
部分に形成する金属フタロシアニン配位化合物の中心金
属としては、Ｆｅ ％（：：ｕＸＮｉ、 Ｃｏ等が良く
、配位子としては、アミド、イミド、アミン、複素環式
アミンなどのアミン基を有する化合物、アルコキシル基
、水酸基、ニトリル基、メルカプト基、フォスフイノ基
などを有する化合物からなる群から、水または有機溶剤
に可溶な配位化合物を与えるものを選べば良い。ガラス
状高分子膜中または表面に上記金属フタロシアニン配位
化合物を形成する方法としては真空蒸着法、含浸法、混
合法、塗布法な′どが考えられる。
が、一般にこのような配位化合物は熱分解し易く、高温
処理は困難であシ真空蒸着法では蒸着させる物質を加熱
することが必要であるため、分解させずに配位化合物を
高分子膜中に包含あるいは吸着させる方法としては適さ
ない。しかしながら金属フタロシアニンは化学的・物理
的に極めて安定な物質で、溶解性に乏しく、熱ＤＭＦ、
濃硫酸にしか溶けないため、膜処理法に限界があった。
処理は困難であシ真空蒸着法では蒸着させる物質を加熱
することが必要であるため、分解させずに配位化合物を
高分子膜中に包含あるいは吸着させる方法としては適さ
ない。しかしながら金属フタロシアニンは化学的・物理
的に極めて安定な物質で、溶解性に乏しく、熱ＤＭＦ、
濃硫酸にしか溶けないため、膜処理法に限界があった。
ｉた、純粋な金属フタロシアニンを単独で上記高分子膜
に真空蒸着しても、膜の気体透過性に何らの効果も上が
らなかった。本発明では、このような金属フタロシアニ
ンの中心金属に、上記の配位子を配位させることによシ
、水または有機溶剤に溶解しうるように改善しており、
これにより、上記配位化合物をガラス状高分子膜中もし
くはその表面またはその両部分に設ける方法としては、
ガラス状高分子膜作製時に溶液中に溶解させても良く、
また適当な溶媒中に溶解させ、この中に上記高分子膜を
浸しても良く、膜表面に塗布しても良く、きわめて簡便
な方法で複合化を可能とした。さらに得られた複合膜は
、処理前に比較して気体分離性が改善され、金属フタロ
シアニン単独または配位子単独では効果が認められず、
これは配位子による複合的効果であると考えられる。
に真空蒸着しても、膜の気体透過性に何らの効果も上が
らなかった。本発明では、このような金属フタロシアニ
ンの中心金属に、上記の配位子を配位させることによシ
、水または有機溶剤に溶解しうるように改善しており、
これにより、上記配位化合物をガラス状高分子膜中もし
くはその表面またはその両部分に設ける方法としては、
ガラス状高分子膜作製時に溶液中に溶解させても良く、
また適当な溶媒中に溶解させ、この中に上記高分子膜を
浸しても良く、膜表面に塗布しても良く、きわめて簡便
な方法で複合化を可能とした。さらに得られた複合膜は
、処理前に比較して気体分離性が改善され、金属フタロ
シアニン単独または配位子単独では効果が認められず、
これは配位子による複合的効果であると考えられる。
実施例
以下、本発明の実施例を詳しく説明する。
〈実施例−１〉
ガラス状高分子としてポリトリメチルシリルプロピ７
（ＰＭＳＰ）を用いて２ｗｔ％べ、ンゼン溶液を作り、
これに金属フタロシアニン配位化合物として０．２ｗｔ
％の鉄フタロシアニン−フタルイミドを溶解させ、ガラ
ス板上にキャストして厚さ３２μｍのフィルムとし複合
膜を作成した。この複合膜を８００のオーブンで３０分
加熱乾燥させ、低真空法により気体透過性を測定したと
ころ、酸素透過係数Ｐ。２は２．３ Ｘ １０ ＣＣ，
Ｃｍ／ａｌｌ、 ３６ｃ、 ｃ’ｍＨｇで、酸素と窒素
の分離係数αは約３．５の値を得、オリジナルなＰＭＳ
Ｐ膜に比べＰ。２をほとんど変えずにαを２．７倍近く
大きくすることが出来た。これは従来の高分子例で述べ
たシリコーンゴム（Ｐｏ！：ｌ：６． ＯＸ １０、α
：２．０ ）に比べるとＰ。２では４倍、αでは１．８
倍も良い特性を得ることができた。
（ＰＭＳＰ）を用いて２ｗｔ％べ、ンゼン溶液を作り、
これに金属フタロシアニン配位化合物として０．２ｗｔ
％の鉄フタロシアニン−フタルイミドを溶解させ、ガラ
ス板上にキャストして厚さ３２μｍのフィルムとし複合
膜を作成した。この複合膜を８００のオーブンで３０分
加熱乾燥させ、低真空法により気体透過性を測定したと
ころ、酸素透過係数Ｐ。２は２．３ Ｘ １０ ＣＣ，
Ｃｍ／ａｌｌ、 ３６ｃ、 ｃ’ｍＨｇで、酸素と窒素
の分離係数αは約３．５の値を得、オリジナルなＰＭＳ
Ｐ膜に比べＰ。２をほとんど変えずにαを２．７倍近く
大きくすることが出来た。これは従来の高分子例で述べ
たシリコーンゴム（Ｐｏ！：ｌ：６． ＯＸ １０、α
：２．０ ）に比べるとＰ。２では４倍、αでは１．８
倍も良い特性を得ることができた。
〈実施例−２〉
実施例−１においてガラス状高分子としてポリフェニレ
ンオキサイド（ＰＰＯ）を用い、金属フタロシアニン配
位化合物としてジピリジル鉄フタロシアニンを用いて同
様に複合膜化したところ、Ｐｏ２は約２．３ Ｘ ＩＱ
ｃｃ、ｃｍ／ｍ、Ｂ１０．Ｃａ１ｌ ｇで、αは７．１
の値を得、未処理のＰＰＯに比べ、αは２倍も大きくな
った０ 〈実施例−３〉 ガラス状高分子としてＰＭＳＰを用いて２ｗｔ％トルエ
ン溶液を調整し、これをテフロン板上にキャストして１
５μｍのフィルムを作製した０金属フタロシアニン配位
化合物としてｎ−ブチルアミン−鋼フタロシアニ／を用
いエタノール１０ ｗｔ％溶液ヲ調整し、この中に上記
のフィルムを２時間浸漬し、後に１ｏｏＣのオーブンで
３０分間加熱乾燥し複合膜化した。次いでこの複合膜の
気体透過性を測定しは約２，８の値を得ることができた
。
ンオキサイド（ＰＰＯ）を用い、金属フタロシアニン配
位化合物としてジピリジル鉄フタロシアニンを用いて同
様に複合膜化したところ、Ｐｏ２は約２．３ Ｘ ＩＱ
ｃｃ、ｃｍ／ｍ、Ｂ１０．Ｃａ１ｌ ｇで、αは７．１
の値を得、未処理のＰＰＯに比べ、αは２倍も大きくな
った０ 〈実施例−３〉 ガラス状高分子としてＰＭＳＰを用いて２ｗｔ％トルエ
ン溶液を調整し、これをテフロン板上にキャストして１
５μｍのフィルムを作製した０金属フタロシアニン配位
化合物としてｎ−ブチルアミン−鋼フタロシアニ／を用
いエタノール１０ ｗｔ％溶液ヲ調整し、この中に上記
のフィルムを２時間浸漬し、後に１ｏｏＣのオーブンで
３０分間加熱乾燥し複合膜化した。次いでこの複合膜の
気体透過性を測定しは約２，８の値を得ることができた
。
発明の効果
以上要するに本発明は、選択的気体透過性を有する膜の
少なくとも一層が、ガラス状高分子からなる膜で、この
高分子膜の表面もしくは内部またはその画部分に、水ま
たは有機溶剤に可溶な少なくとも一種類の金属フタロシ
アニン配位化合物を設けてなる気体透過複合膜を提供す
るもので、従来の高分子膜に比べ、気体透過性と気体分
離性の両者に優れた高性能の気体透過膜である。
少なくとも一層が、ガラス状高分子からなる膜で、この
高分子膜の表面もしくは内部またはその画部分に、水ま
たは有機溶剤に可溶な少なくとも一種類の金属フタロシ
アニン配位化合物を設けてなる気体透過複合膜を提供す
るもので、従来の高分子膜に比べ、気体透過性と気体分
離性の両者に優れた高性能の気体透過膜である。
Claims (3)
- （１）ガラス状高分子からなる膜と、前記膜の表面もし
くは内部のいずれか一方または両方に設けられた、水ま
たは有機溶剤に可溶な少なくとも一種類の金属フタロシ
アニン配位化合物とを少なくとも有することを特徴とす
る気体透過複合膜。 - （２）ガラス状高分子が、１，２−ジ置換ポリアセチレ
ンまたはポリフェニレンオキサイドである特許請求の範
囲第１項記載の気体透過複合膜。 - （３）水または有機溶剤に可溶な少なくとも一種類の金
属フタロシアニン配位化合物の中心金属に配位する配位
子が、アミノ基、アルコキシル基、水酸基、ニトリル基
、メルカプト基、フォスフィノ基を含む化合物からなる
群より選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の気体透過複合膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27450486A JPS63126524A (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | 気体透過複合膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27450486A JPS63126524A (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | 気体透過複合膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63126524A true JPS63126524A (ja) | 1988-05-30 |
Family
ID=17542615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27450486A Pending JPS63126524A (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | 気体透過複合膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63126524A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5176724A (en) * | 1987-11-10 | 1993-01-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Permselective composite membrane having improved gas permeability and selectivity |
| EP3507000A4 (en) * | 2016-09-04 | 2020-04-29 | Ariel Scientific Innovations Ltd. | SELECTIVELY PLEASANT MEMBRANE |
-
1986
- 1986-11-18 JP JP27450486A patent/JPS63126524A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5176724A (en) * | 1987-11-10 | 1993-01-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Permselective composite membrane having improved gas permeability and selectivity |
| EP3507000A4 (en) * | 2016-09-04 | 2020-04-29 | Ariel Scientific Innovations Ltd. | SELECTIVELY PLEASANT MEMBRANE |
| US11084001B2 (en) | 2016-09-04 | 2021-08-10 | Ariel Scientific Innovations Ltd. | Selectively-permeable membrane |
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