JPS63258604A - 膜分離方法 - Google Patents
膜分離方法Info
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- JPS63258604A JPS63258604A JP9396587A JP9396587A JPS63258604A JP S63258604 A JPS63258604 A JP S63258604A JP 9396587 A JP9396587 A JP 9396587A JP 9396587 A JP9396587 A JP 9396587A JP S63258604 A JPS63258604 A JP S63258604A
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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、逆浸透、透析、限外ｒ過、ガス分離、浸透気
化等の膜分離方法に関する。
化等の膜分離方法に関する。
〈従来の技術〉
膜としてはセルロースアセテート、ポリオレフィン、ポ
リスルフォン、ポリイミド、オルガノシリコン等種々の
素材のものが知られておシ、膜分離として逆浸透、透析
、限外ｒ過、ガス分層、浸透気化法が行われている。
リスルフォン、ポリイミド、オルガノシリコン等種々の
素材のものが知られておシ、膜分離として逆浸透、透析
、限外ｒ過、ガス分層、浸透気化法が行われている。
従来より、膜分離は蒸留等に較べて熱エネμギーを必要
としないという特徴、及び熱にょシ劣化し易いものに適
していることから特に加熱することなく膜分離を行うの
が常識であった。
としないという特徴、及び熱にょシ劣化し易いものに適
していることから特に加熱することなく膜分離を行うの
が常識であった。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかし、膜分離の速度は膜と圧力（Ｍ間差圧あるいは８
度差）が決まると一義的に定まってしまい、よシ高い透
過速度を得るためには温度を高める必要がある。
度差）が決まると一義的に定まってしまい、よシ高い透
過速度を得るためには温度を高める必要がある。
しかし、被処理流体を加熱すると分離されないものをも
加熱するため多大な熱エネルギーを要し、加熱のための
設備も必要になる、加熱から分Ｉ’ｌｌまでの間に冷え
るため予定温度以上に加熱する必要があること、さらに
高温に維持される時間が長い程溶質等の劣化が生じ易い
等の問題がある。
加熱するため多大な熱エネルギーを要し、加熱のための
設備も必要になる、加熱から分Ｉ’ｌｌまでの間に冷え
るため予定温度以上に加熱する必要があること、さらに
高温に維持される時間が長い程溶質等の劣化が生じ易い
等の問題がある。
本発明はこのような状況に鑑みなされたもので、加熱の
ためのエネμギーも少なく簡便であり、かつ熱により劣
化し易い溶質が存在しても劣化を少なく止めて分離速度
を高めた膜分離法を提供することにある。
ためのエネμギーも少なく簡便であり、かつ熱により劣
化し易い溶質が存在しても劣化を少なく止めて分離速度
を高めた膜分離法を提供することにある。
く問題点を解決するだめの手段〉
即ち本発明の要旨は通電により加熱状態にある導電性膜
を用いる膜分離方法にある。
を用いる膜分離方法にある。
本発明において用いられる導電性膜としては電気伝導度
が１０” 〜１０’ Ｓ／ｃｒＲ，好ましくは１０−１
〜１０４Ｓ／ＩＭのものを用いることができる。
が１０” 〜１０’ Ｓ／ｃｒＲ，好ましくは１０−１
〜１０４Ｓ／ＩＭのものを用いることができる。
このような膜としては４を性高分子からなる膜、導電性
物質を混合して導電性を賦与した膜、例えばメツシュ状
等の導電性シートの上に膜を形成して該シートを膜内に
埋設したものなどを挙げることができる。導電性高分子
としてはポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレ
ン、ポリフェニレン、ポリフェニレンスルフィド等に適
切なドーパントを入れたものを挙げることができる。又
導電性物質を混合して導電性を賦与される膜材料として
は通常膜として用いられる材料は何でも用いることがで
き、シリコンゴム、ポリカーボネート、ポリオレフィン
、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリビニルアルコール類、ポリアクリロニトリル、
七μロース、セルロースアセテート、キチン、キトサン
等を例示できる。
物質を混合して導電性を賦与した膜、例えばメツシュ状
等の導電性シートの上に膜を形成して該シートを膜内に
埋設したものなどを挙げることができる。導電性高分子
としてはポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレ
ン、ポリフェニレン、ポリフェニレンスルフィド等に適
切なドーパントを入れたものを挙げることができる。又
導電性物質を混合して導電性を賦与される膜材料として
は通常膜として用いられる材料は何でも用いることがで
き、シリコンゴム、ポリカーボネート、ポリオレフィン
、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリビニルアルコール類、ポリアクリロニトリル、
七μロース、セルロースアセテート、キチン、キトサン
等を例示できる。
混合される導電性物質としてはカーボンブラック、銀、
銅、ニッケル等の金属微粒子、ステンレス繊維や炭素繊
維等の導電性繊維のカットファイバ、ＴＣＮＱ等の有機
導電性物質を挙げることができる。
銅、ニッケル等の金属微粒子、ステンレス繊維や炭素繊
維等の導電性繊維のカットファイバ、ＴＣＮＱ等の有機
導電性物質を挙げることができる。
その上に膜を形成させる導電性シートとしては、炭素繊
維やステンレス繊維等の織物、編物、不織布、メツシュ
フィルター等を用いることができる。このシートを埋設
する膜材料は前記の導電性物質を混合される膜材料とし
て挙げたものを用いることができる。
維やステンレス繊維等の織物、編物、不織布、メツシュ
フィルター等を用いることができる。このシートを埋設
する膜材料は前記の導電性物質を混合される膜材料とし
て挙げたものを用いることができる。
膜に通電できるようにするためには４を性膜あるいは膜
に埋設されたシートの相対する二端に例えば金属板等を
はんだ付けして端子とすればよく、この端子を介して通
電できるようになる。
に埋設されたシートの相対する二端に例えば金属板等を
はんだ付けして端子とすればよく、この端子を介して通
電できるようになる。
導電性膜に印加する電圧は膜の電気伝導度、加熱しよう
とする温度等により異なるが、通常は数十１ｒＬｖから
数十Ｖの範囲である。
とする温度等により異なるが、通常は数十１ｒＬｖから
数十Ｖの範囲である。
加熱温度は膜及び膜に接触あるいは透過する物質が接触
あるいは透過する間にその熱で実質的に劣化しない温度
であシ、気化等によシ膜分離に支障を与えない範囲であ
ればどのような温度であってもよい。
あるいは透過する間にその熱で実質的に劣化しない温度
であシ、気化等によシ膜分離に支障を与えない範囲であ
ればどのような温度であってもよい。
以下、図面を用いて本発明をさらに説明する。
第１図は導電性シートを埋設し、両端にシートにつなが
る端子をつけた膜の例を示す図であり、ａ）は断面図、
ｂ）は平面図を示す。第２図は＠１図に示した膜を用い
た浸透気化セルの例の模式図であり、第３図は該セルを
用いた浸透気化装置の例を示す模式図である。第４図は
第１図に示した形状の膜を用いた透析実験装置を示す模
式図である。導電性膜が平膜であれば第１図のように両
端に端子をつければよく、中空糸であれば両端を固定す
るポツティング材を導電性のものとし、このボッティン
グ材から端子をひき出せるようにすればよい。
る端子をつけた膜の例を示す図であり、ａ）は断面図、
ｂ）は平面図を示す。第２図は＠１図に示した膜を用い
た浸透気化セルの例の模式図であり、第３図は該セルを
用いた浸透気化装置の例を示す模式図である。第４図は
第１図に示した形状の膜を用いた透析実験装置を示す模
式図である。導電性膜が平膜であれば第１図のように両
端に端子をつければよく、中空糸であれば両端を固定す
るポツティング材を導電性のものとし、このボッティン
グ材から端子をひき出せるようにすればよい。
膜分離装置としては図に示したものに限定されることは
なく、電圧を印加できる端子又はそれにつながるリード
線を膜分離セルから外部に出せるような構造をとらせら
れれば従来より用いられているどのようなセルも用いる
ことができる。
なく、電圧を印加できる端子又はそれにつながるリード
線を膜分離セルから外部に出せるような構造をとらせら
れれば従来より用いられているどのようなセルも用いる
ことができる。
以下、実施例を用いて本発明をさらに説明する。
実施例１
シリコン−ポリカーボネート共重合体（ＰＳ０９９、Ｐ
ｇＴＲＡＣＨＳＹＳＴＥＭ Ｉｎｃ 製）をクロロホ
ルムに溶解し１０ ｖｔ％溶液とした。この溶液をテフ
ロン板上に置いたステンレスメツシュ（÷２４００、−
辺４ｃ！Ｒの正方形、厚み ８０＃ｍ）上にキャストし
室温で溶媒を蒸発させ導電性高分子膜を得た。膜の両端
のステンレスメツシュを露出させ金属板をはんだ付けし
端子として＠１図に示したような導１！嘆とした。
ｇＴＲＡＣＨＳＹＳＴＥＭ Ｉｎｃ 製）をクロロホ
ルムに溶解し１０ ｖｔ％溶液とした。この溶液をテフ
ロン板上に置いたステンレスメツシュ（÷２４００、−
辺４ｃ！Ｒの正方形、厚み ８０＃ｍ）上にキャストし
室温で溶媒を蒸発させ導電性高分子膜を得た。膜の両端
のステンレスメツシュを露出させ金属板をはんだ付けし
端子として＠１図に示したような導１！嘆とした。
得られた導電膜は、−辺４３の正方形であシ、厚さ１１
０μｍ１端子間抵抗は０．２０であった。
０μｍ１端子間抵抗は０．２０であった。
以上の膜を第２図に示したような浸透気化用セルに設置
し、第３図に示したような装置を用い浸透気化法による
エタノ−μ−水混合溶液の分Ｒ実験を行った。
し、第３図に示したような装置を用い浸透気化法による
エタノ−μ−水混合溶液の分Ｒ実験を行った。
供給液として１０ ｗｔ％エタノール水溶液、供給液温
度２０℃、供給液側圧力１気圧、透過側圧力ｏ、ｚｗＨ
，！ｉ’、端子間印加電圧Ｑ、９４ｖ、１．４ｖで浸透
気化法によるエタノール−水の分離を行ったところ第１
表の結果が得られた。
度２０℃、供給液側圧力１気圧、透過側圧力ｏ、ｚｗＨ
，！ｉ’、端子間印加電圧Ｑ、９４ｖ、１．４ｖで浸透
気化法によるエタノール−水の分離を行ったところ第１
表の結果が得られた。
比較例１として同じ膜で端子間に電圧を印加せずに同様
の実験を行ったところ第１表の結果が得られた。
の実験を行ったところ第１表の結果が得られた。
表１中の分離係数α及び透過量Ｑは次式で計算されるも
のである。
のである。
ＹｇｔＯＨ’透過液のエタノ−Ａ／濃度（ｗｔチ）ＹＨ
２ｏ：Ｉ／水濃度 （ｖｔ％） ｘＥｔＯＨ：供給液ｏｘｐ／−ｙｖｍ度（ｗｔ＊）ＸＨ
，ｏ ：／／水濃度 （ｗｔ％ ）Ｑ＝Ｗ／Ａ Ｗ：１時間当りの透過量（ｇ／ｈｒ） Ａ：膜面積（ｍ”） 第 １ 表 分離係数 透過量Ｑ 端子間印加電圧実施例■
五４ ７ α８ α９４■
＆８ ７αＢ １．４０比較例
２ ３９．２
０実施例２ 七μロースアセテート（Ｅ ｓ ｑ ａ、 −ｓ （Ｅ
ａｓｔｍａｎ））５ｇをホルムアミド６ｇ、アセトン９
．９の混合液に溶かし、ステンレスメツシュ（＄２４０
０、−辺４３の正方形、厚み８０μｍ）上に流延した。
２ｏ：Ｉ／水濃度 （ｖｔ％） ｘＥｔＯＨ：供給液ｏｘｐ／−ｙｖｍ度（ｗｔ＊）ＸＨ
，ｏ ：／／水濃度 （ｗｔ％ ）Ｑ＝Ｗ／Ａ Ｗ：１時間当りの透過量（ｇ／ｈｒ） Ａ：膜面積（ｍ”） 第 １ 表 分離係数 透過量Ｑ 端子間印加電圧実施例■
五４ ７ α８ α９４■
＆８ ７αＢ １．４０比較例
２ ３９．２
０実施例２ 七μロースアセテート（Ｅ ｓ ｑ ａ、 −ｓ （Ｅ
ａｓｔｍａｎ））５ｇをホルムアミド６ｇ、アセトン９
．９の混合液に溶かし、ステンレスメツシュ（＄２４０
０、−辺４３の正方形、厚み８０μｍ）上に流延した。
その後ポリマーｆ８液を流延したステンレスメツシュを
冷水に浸漬し、非対称膜を形成させた。さらにこの膜を
７０℃の水に約１５分間浸漬し、熱処理を行った。膜の
両端のステンレスメツシュを露出させ金属板をはんだ付
けし端子とした。製作した膜は一辺４ｃｆ１１の正方形
であり、端子間抵抗はＱ、２Ωであった。この膜は透析
に用いるまで水中に保存し乾燥を防いだ。この膜を第４
図に示したような透析装置の透析セルに設置し、端子間
に電圧を印加して恒温槽中で透析実験を行った。
冷水に浸漬し、非対称膜を形成させた。さらにこの膜を
７０℃の水に約１５分間浸漬し、熱処理を行った。膜の
両端のステンレスメツシュを露出させ金属板をはんだ付
けし端子とした。製作した膜は一辺４ｃｆ１１の正方形
であり、端子間抵抗はＱ、２Ωであった。この膜は透析
に用いるまで水中に保存し乾燥を防いだ。この膜を第４
図に示したような透析装置の透析セルに設置し、端子間
に電圧を印加して恒温槽中で透析実験を行った。
透析セルの溶液側に１五ｓ ｓ ｖｔ％エタノ−μ水溶
液、溶媒側に水を配し、恒温槽温度３０℃で端子間に１
．７ｖの電圧を印加してエタノールの透析実験を行った
。結果を第２表に示す。
液、溶媒側に水を配し、恒温槽温度３０℃で端子間に１
．７ｖの電圧を印加してエタノールの透析実験を行った
。結果を第２表に示す。
比較例２として同様の膜と装置を用いて電圧を印加せず
に同様の実験を行ったところ第２表の結果が得られた。
に同様の実験を行ったところ第２表の結果が得られた。
第２表中のダイアリザンスＤｍは、膜の透析能を評価す
るのに用いる値で、透過係数Ｐを膜厚ｔで除した値であ
る。ダイアリザンスＤｍは１時間後の溶媒（水）側の溶
質濃度を測定することにより次式より求めることができ
る。
るのに用いる値で、透過係数Ｐを膜厚ｔで除した値であ
る。ダイアリザンスＤｍは１時間後の溶媒（水）側の溶
質濃度を測定することにより次式より求めることができ
る。
Ｐ：透過係数（ｃｖ？ ／ｍｉｎ ）
ｔ：ｐａ厚（５１） 平均１５０μｍＶ：溶媒（水）
の初期体積 ６０１３ Ａ：膜面積 ７．８ ｃｌＲ” Ｃ０：溶液側初期エタノール濃度 １五５５ｗｔチＣ１
： を分後の溶媒（水）９４Ｉのエタノール濃度（ｗｔ
チ）第 ２ 表 ダイアリザン７− Ｄｍ（〜’ｍ１ｎ） 端子間印
加電圧■実施例 ＆ ３３ Ｘ １０−’ １
．７比較例２ ＆６７Ｘ１０” Ｑ〈
発明の効果〉 本発明の膜分離方法は、電圧印加という簡便な方法で膜
のみを加熱するだけで膜分離速度を大巾に向上でき、加
熱により劣化し易い物質が膜分離の対象となる場合でも
実質的に劣化させずに膜分離できるという優れた特徴を
有する。
の初期体積 ６０１３ Ａ：膜面積 ７．８ ｃｌＲ” Ｃ０：溶液側初期エタノール濃度 １五５５ｗｔチＣ１
： を分後の溶媒（水）９４Ｉのエタノール濃度（ｗｔ
チ）第 ２ 表 ダイアリザン７− Ｄｍ（〜’ｍ１ｎ） 端子間印
加電圧■実施例 ＆ ３３ Ｘ １０−’ １
．７比較例２ ＆６７Ｘ１０” Ｑ〈
発明の効果〉 本発明の膜分離方法は、電圧印加という簡便な方法で膜
のみを加熱するだけで膜分離速度を大巾に向上でき、加
熱により劣化し易い物質が膜分離の対象となる場合でも
実質的に劣化させずに膜分離できるという優れた特徴を
有する。
第１図は導電性シートを埋設し、両端にシートにつなが
る端子をつけた膜の例を示す図であシ、ａ）は断面図、
ｂ）は平面図を示す。第２図は第１図に示した膜を用い
た浸透気化セルの例の模式図であり、第３図は該セルを
用いた浸透気化装置の例を示す模式図である。第４図は
第１図に示した形状の膜を用いた透析実験装置を示す模
式図でちる。 図において、 １：端子 ２：膜のポリマ一層 ３ニステンレスメツシュｍ ４：！Ｊ−ト線１０：
浸透気化七ル １１：セル筒 １２：攪拌器 １５：温度計 １４＝バッキング１
５：膜 １６：電源 ２１：サンプリング用コーμトドラップ２２：コールド
トラップ ２３：真空計２４：真空ポンプ ３１：
投込みヒーター５２：透析セル溶液室 ３３：溶媒室
３４：攪拌子 ！＋５：マグネチックスターラー３６
：恒温槽 着、ｌ圀 基２凹 Ｌ３閉 尾４ 凹
る端子をつけた膜の例を示す図であシ、ａ）は断面図、
ｂ）は平面図を示す。第２図は第１図に示した膜を用い
た浸透気化セルの例の模式図であり、第３図は該セルを
用いた浸透気化装置の例を示す模式図である。第４図は
第１図に示した形状の膜を用いた透析実験装置を示す模
式図でちる。 図において、 １：端子 ２：膜のポリマ一層 ３ニステンレスメツシュｍ ４：！Ｊ−ト線１０：
浸透気化七ル １１：セル筒 １２：攪拌器 １５：温度計 １４＝バッキング１
５：膜 １６：電源 ２１：サンプリング用コーμトドラップ２２：コールド
トラップ ２３：真空計２４：真空ポンプ ３１：
投込みヒーター５２：透析セル溶液室 ３３：溶媒室
３４：攪拌子 ！＋５：マグネチックスターラー３６
：恒温槽 着、ｌ圀 基２凹 Ｌ３閉 尾４ 凹
Claims (1)
- 通電により加熱された状態にある導電性膜を用いる膜分
離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9396587A JPS63258604A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 膜分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9396587A JPS63258604A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 膜分離方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63258604A true JPS63258604A (ja) | 1988-10-26 |
Family
ID=14097118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9396587A Pending JPS63258604A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 膜分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63258604A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01236905A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-21 | Ngk Insulators Ltd | 機能性膜構造体 |
| JPH02229529A (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Ngk Insulators Ltd | 流体の分離方法、分離装置および分離膜 |
| US5358556A (en) * | 1990-08-28 | 1994-10-25 | The Regents Of The University Of California | Membranes having selective permeability |
| JP2012036850A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 濃度差発電装置 |
| CN103052437A (zh) * | 2010-08-05 | 2013-04-17 | 新日铁住金工程技术株式会社 | 膜分离装置以及膜分离方法 |
-
1987
- 1987-04-16 JP JP9396587A patent/JPS63258604A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01236905A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-21 | Ngk Insulators Ltd | 機能性膜構造体 |
| JPH02229529A (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Ngk Insulators Ltd | 流体の分離方法、分離装置および分離膜 |
| US5358556A (en) * | 1990-08-28 | 1994-10-25 | The Regents Of The University Of California | Membranes having selective permeability |
| CN103052437A (zh) * | 2010-08-05 | 2013-04-17 | 新日铁住金工程技术株式会社 | 膜分离装置以及膜分离方法 |
| CN103052437B (zh) * | 2010-08-05 | 2016-02-17 | 新日铁住金工程技术株式会社 | 膜分离装置以及膜分离方法 |
| JP2012036850A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 濃度差発電装置 |
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