NO871595L - COMPOSITE MEMBRANE. - Google Patents

COMPOSITE MEMBRANE. Download PDF

Info

Publication number
NO871595L
NO871595L NO871595A NO871595A NO871595L NO 871595 L NO871595 L NO 871595L NO 871595 A NO871595 A NO 871595A NO 871595 A NO871595 A NO 871595A NO 871595 L NO871595 L NO 871595L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
membrane
porous
film
composite membrane
pores
Prior art date
Application number
NO871595A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO871595D0 (en
Inventor
Robin Christopher Furneaux
Alexander Philip Davidson
Original Assignee
Alcan Int Ltd
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 Alcan Int Ltd filed Critical Alcan Int Ltd
Publication of NO871595D0 publication Critical patent/NO871595D0/en
Publication of NO871595L publication Critical patent/NO871595L/en

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
    • 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
    • B01D71/06Organic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

For visse separasjonsprosesser er det utviklet foreskjel-lige sammensatte membraner. Disse kan anvendes for om-råder som innbefatter gasseperasjon, væske/væskesepara-sjon (pervaporation), omvendt osmose og ultrafiltrering. Disse sammensatte membraner omfatter en porøs membran Different composite membranes have been developed for certain separation processes. These can be used for areas that include gas separation, liquid/liquid separation (pervaporation), reverse osmosis and ultrafiltration. These composite membranes comprise a porous membrane

som bærer for en permeabel eller mikroporøs film. For gasseperasjon og pervaporasjon er filmen selektivt permeabel for en bestanddel av tilførselsblandingen. For omvendt osmose og ultrafiltrering anvendes filmer som ad-skiller seg fra hverandre ved størrelsen av porene, ved ultrafiltrering er porediameteren generelt i området 2 - 2000nm, mens omvendt osmose krever porestørrelse under 2nm i diameter. I alle tilfeller er det ønskelig at den permeable eller mikroporøse film er så tynn som mulig for å oppnå høye strømningshastigheter. Generelt påføres et filmdannende materiale på en porøs bæremembran i en meng-de tilstrekkelig til å blokkere eventuelle defekter i den porøse bærer, hvilket ellers kunne nedsette selekti-viteten . as a support for a permeable or microporous film. For gas separation and pervaporation, the film is selectively permeable to a component of the feed mixture. For reverse osmosis and ultrafiltration, films are used that differ from each other in the size of the pores, in ultrafiltration the pore diameter is generally in the range 2 - 2000nm, while reverse osmosis requires a pore size below 2nm in diameter. In all cases, it is desirable that the permeable or microporous film be as thin as possible to achieve high flow rates. In general, a film-forming material is applied to a porous carrier membrane in an amount sufficient to block any defects in the porous carrier, which could otherwise reduce selectivity.

For å oppnå en meget tynn film, men tilstrekkelig båret, permeabel eller mikroporøs film, bør porene i bærermem-branen være relativt fine. In order to achieve a very thin film, but sufficiently supported, permeable or microporous film, the pores in the carrier membrane should be relatively fine.

Konvensjonelt har vært anvendt en asymmetrisk organisk polymermembran av ultrafiltreringstypen. Imidlertid har slike membraner lav porøsitet (ofte mindre enn 1%) på Conventionally, an asymmetric organic polymer membrane of the ultrafiltration type has been used. However, such membranes have low porosity (often less than 1%) on them

sin overflate (skins), hvilket betyr at det effektive areal for den sammensatte membran er lav. Ytterligere har ultrafiltreringsmembraner defekter med en størrelse som ofte er opptil 1[im. Når tilstrekkelig filmdannende materiale påføres for å blokkere disse, er resultatet en tykkere film som har en tendens til å nedsette strømnings-hastigheten. its surface (skins), which means that the effective area for the composite membrane is low. Furthermore, ultrafiltration membranes have defects with a size often up to 1[im. When sufficient film-forming material is applied to block these, the result is a thicker film which tends to slow down the flow rate.

For tiden anvendes polymere permeable eller mikroporøse filmer som ofte dannes av polymerer som avsettes under anvendelse av oppløsningsmiddelstøpeteknikker. Polymerene som kan anvendes er begrenset av det krav at de ak-tuelle oppløsningsmidler ikke i vesentlig grad må ned-bryte bærermateriale. På tilsvarende måte kan strukturen av bærermateriale påvirkes hvis det anvendes plas-mapolymisering eller herdeteknikker, varme eller ultra-violett bestråling. Currently, polymeric permeable or microporous films are used which are often formed from polymers deposited using solvent casting techniques. The polymers that can be used are limited by the requirement that the current solvents must not significantly degrade the carrier material. In a similar way, the structure of carrier material can be affected if plasma polymerization or curing techniques, heat or ultra-violet irradiation are used.

I henhold til et trekk ved oppfinnelsen er tilveiebragt en sammensatt membran omfattende en porøs, uorganisk membran som er asymmetrisk som følge av at den har et system av store porer som utstrekker seg inn fra en si-de og et system av mindre porer som utstrekker seg inn fra den andre side, og hvor systemet av store porer er forenet med systemet av mindre porer, samt minst en permeabel eller mikroporøs polymerfilm som ligger over en flate av den porøse membran, fortrinnsvis på den flate med mindre porer. According to a feature of the invention, a composite membrane is provided comprising a porous, inorganic membrane which is asymmetric as a result of it having a system of large pores extending in from one side and a system of smaller pores extending in from the other side, and where the system of large pores is united with the system of smaller pores, as well as at least one permeable or microporous polymer film that lies over a surface of the porous membrane, preferably on the surface with smaller pores.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen er tilveiebragt en sammensatt membran omfattende en porøs, anodisk aluminiumoksydmembran og minst en permeabel eller mikroporøs polymerfilm. According to another feature of the invention, a composite membrane comprising a porous, anodic aluminum oxide membrane and at least one permeable or microporous polymer film is provided.

Som porøse bærere utviser anodisk aluminiumoksydmembraner et antall fordeler i forhold til de konvensjonelle materialer. As porous supports, anodic alumina membranes exhibit a number of advantages compared to conventional materials.

Det er velkjent at når et aluminiumsubstrat gjøres anodisk i en elektrolytt som har en viss oppløsende evne for aluminiumoksyd, dannes det en porøs oksydfilm på overflaten av metallet, hvor porediameteren og avstand-en kan kontrolleres av anodespenningen og filmtykkelsen av elektrolysetiden. It is well known that when an aluminum substrate is made anodic in an electrolyte that has a certain dissolving ability for aluminum oxide, a porous oxide film is formed on the surface of the metal, where the pore diameter and spacing can be controlled by the anode voltage and the film thickness of the electrolysis time.

I løpet av de to til memten år er det utviklet teknikker for å separere anodiske oksydfilmer fra deres metallsub-trat. De resulterende membraner har i de fleste tilfeller porer som utstrekker seg delvis eller gjennom med i det vesentlige konstant diameter langs deres lengde. For eksempel beskriver K.N.Rai og E. Ruckenstein (Journal of Catalyses, fremstilling nr. 40 (1975) side 117-123) fremstilling av anodisk oksydfilmer som er porøse ved at de i det vesentlige har sylindriske porer som utstrekker seg hele veien gjennom filmen. Ved passende kontroll av anodiseringsbetingelsene er det mulig å oppnå jevne diametere i område 10 - 2000nm. During the past two to ten years, techniques have been developed to separate anodic oxide films from their metal substrate. The resulting membranes in most cases have partially or through-extending pores of substantially constant diameter along their length. For example, K.N.Rai and E. Ruckenstein (Journal of Catalyses, preparation no. 40 (1975) pages 117-123) describe the preparation of anodic oxide films which are porous in that they have essentially cylindrical pores extending all the way through the film. By appropriately controlling the anodizing conditions, it is possible to achieve uniform diameters in the range 10 - 2000nm.

I EPA nr. 1788 31 beskrives anodiske aluminiumoksydmembraner med en asymmetrisk struktur. I disse membraner utstrekker seg et system av større porer inn fra en side og et system av mindre porer utstrekker seg inn fra den andre side, og systemet av større porer er forbundet med systemet av de mindre porer, slik at de indre ender av en eller flere små porer er forenet til den indre ende av en større pore, og det finnes i det vesentlige ingen avblendende større porer. Disse membraner er spesielt egnet for anvendelse som bærere for permeable eller mi-kroporøse filmer. De små porer som utstrekker seg fra en side, kan anordnes til å ha midlere diametere så små som 2nm, hvilket gjør overflaten ideell som bærer for en meget tynn aktiv film. Men lengden av slike små porer er meget kort, fordi de er forbundet med de større porer, slik at den porøse bærermembran likevel har en lav mot-stand mot gjennomstrømning. Den asymmetriske struktur kan også være viktig ved kontroll av tykkelsen av film-ene som avsettes fra oppløsninger. Viskøse bremseeffekt-er betyr at kapilarstigningen er meget langsommere fra den småporede side. In EPA No. 1788 31, anodic aluminum oxide membranes with an asymmetric structure are described. In these membranes, a system of larger pores extends in from one side and a system of smaller pores extends in from the other side, and the system of larger pores is connected to the system of smaller pores, so that the inner ends of one or several small pores are united to the inner end of a larger pore, and there are essentially no blinding larger pores. These membranes are particularly suitable for use as carriers for permeable or microporous films. The small pores extending from one side can be arranged to have mean diameters as small as 2nm, making the surface ideal as a support for a very thin active film. But the length of such small pores is very short, because they are connected to the larger pores, so that the porous carrier membrane nevertheless has a low resistance to flow. The asymmetric structure can also be important when controlling the thickness of the films that are deposited from solutions. Viscous braking effect means that capillary rise is much slower from the small-pored side.

Konvensjonelle porøse anodiske oksydmembraner har en ikke porøs barrierelag mellom bunden av porene og metall/ok-sydgrenseflaten og tykkelsen av barrierelaget er avhengig av anodiseringsspenningen. De asymmetriske membraner i henhold til EPA nr. 178831 fremstilles ved en kontrol-lert teknikk ved langsom spenningsreduksjon som har til hensikt å gjøre barrierelaget tynnere ved dannelse av progressivt finere porer i dette og slutteligen å utløse eventuelt gjenværende barrierelag ved metall/oksydgrense-flaten. Conventional porous anodic oxide membranes have a non-porous barrier layer between the bottom of the pores and the metal/oc interface and the thickness of the barrier layer is dependent on the anodization voltage. The asymmetric membranes according to EPA No. 178831 are produced by a controlled technique by slow voltage reduction, which aims to make the barrier layer thinner by forming progressively finer pores in it and finally to release any remaining barrier layer at the metal/oxide interface.

Andre asymmetriske porøse uorganiske membraner er beskrevet i litteraturen, eksempelvis aluminiumoksyd eller andre metalloksydmembraner fremstilt ved sol-gelteknikker, slik som beskrevet av A.F.M. Leenars et al i J-Mat.Sci., 19 Other asymmetric porous inorganic membranes are described in the literature, for example aluminum oxide or other metal oxide membranes produced by sol-gel techniques, as described by A.F.M. Leenars et al in J-Mat.Sci., 19

(1984) 1077-1088. (1984) 1077-1088.

En midlere porediameter av den porøse membran ved flaten hvor den er i kontakt med den permeable eller mikroporøse film bør fortrinnsvis være mindre enn lOOnm og fortrinnsvis mindre enn 30nm eller 10nm. Membraner dannet ved sol-qel-teknikkene kan ha porestørrelse ned til lnm. Generelt bør tykkelsen av den permeable eller mikroporøse film være minst så stor som porediameteren for bæreren for å sikre at filmen er tilstrekkelig understøttet. Således vil en membranbærer med fine porer muliggjøre påføring av en tynn film på denne. An average pore diameter of the porous membrane at the surface where it is in contact with the permeable or microporous film should preferably be less than 100nm and preferably less than 30nm or 10nm. Membranes formed by the sol-qel techniques can have pore sizes down to lnm. In general, the thickness of the permeable or microporous film should be at least as large as the pore diameter of the support to ensure that the film is adequately supported. Thus, a membrane carrier with fine pores will enable the application of a thin film on it.

Den porøse membran kan i seg selv være sammensatt. Eksempelvis kan den omfatte en porøs anodisk aluminiumoksydmembran, enten asymmetrisk eller av konvensjonell ty-pe, eller være en båndstøpt membran og en porøs film av-lagt på membranen ved hjelp av en sol-gelteknikk. Po-røse membraner av denne type er beskrevet i norsk pa-tentsøknad nr. 87.1596. En fordel med slike porøse membraner er at de kan anordnes til å ha relativt fine porer på den flate som den permeable eller mikroporø- The porous membrane may itself be composite. For example, it can comprise a porous anodic aluminum oxide membrane, either asymmetric or of a conventional type, or be a tape-cast membrane and a porous film deposited on the membrane using a sol-gel technique. Porous membranes of this type are described in Norwegian patent application no. 87.1596. An advantage of such porous membranes is that they can be arranged to have relatively fine pores on the surface such as the permeable or microporous

se film ligger på. Den permeable eller mikroporøse po-lymerfilms natur er ikke kritisk for oppfinnelsen. Selv om en hvilken som helst film kan anvendes som for tiden anvendes i understøttet tilstand for formålene er påtenkt, og spesielt er to materialer særlig vurdert. watch movie is on. The nature of the permeable or microporous polymer film is not critical to the invention. Although any film can be used which is currently used in a supported state for the purposes contemplated, two materials in particular are particularly considered.

Disse er: Organiske polymerfilmer (innbefattet i be-tegnelsen "organiske polymerer" er eksempelvis polymerer basert på silisium som også kan inneholde organiske grupper, se "J. Membrane Science", 22 (1985) sidene 257 - 258) som generelt vil være permeable, men ikke po-røse, samt polymerer med lag som er begrenset til no-en molokylers tykkelse, og som kan fremstilles eksempelvis ved Langmuir-Blodgett teknikker. These are: Organic polymer films (included in the term "organic polymers" are, for example, polymers based on silicon which can also contain organic groups, see "J. Membrane Science", 22 (1985) pages 257 - 258) which will generally be permeable , but not porous, as well as polymers with layers that are limited to a thickness of a few molecules, and which can be produced, for example, by Langmuir-Blodgett techniques.

Det finnes en omfattende litteratur vedrørende tynne permeable polymerfilmer dannet på porøse bærere. Temaet er dekket i en oversiktsartikkel med tittelen "Separation of Gases with Synthetic Membranes" av S.L. Matson et al i Chemical Engineering Science, 38.4 (1983) sidene 503 - 524. Polymerene kan være lineære eller fornettede eller kan være fremstilt ved plasmapolymerisering, og kan være påtenkt for bruk over eller under deres glassovergangs-temperatur. En omfattende liste av polymerer er gitt i eksemplene iEPA 174918. Påføring av en film av polymeren på en porøs membran kan passende oppnås ved støping fra en oppløsning i et organisk oppløsningsmiddel. Det er nødvendig at filmen danner broer over porene i bæreren, men ikke fylle porene. I litteraturen er beskrevet teknikker for å oppnå dette, innbefattende kontroll av viskositeten for polymeroppløsningen og ved forned-dykking av den porøse membran i oppløsningsmiddelet. There is an extensive literature regarding thin permeable polymer films formed on porous supports. The subject is covered in a review article entitled "Separation of Gases with Synthetic Membranes" by S.L. Matson et al in Chemical Engineering Science, 38.4 (1983) pages 503-524. The polymers may be linear or cross-linked or may be prepared by plasma polymerization, and may be intended for use above or below their glass transition temperature. An extensive list of polymers is given in the examples in EPA 174918. Application of a film of the polymer to a porous membrane can conveniently be achieved by casting from a solution in an organic solvent. It is necessary that the film forms bridges over the pores in the carrier, but does not fill the pores. Techniques for achieving this are described in the literature, including control of the viscosity of the polymer solution and by immersing the porous membrane in the solvent.

Den støpte polymerfilm kan fordelaktig gjøres så tynn som mulig, forutsatt kravet om at den danner bro over alle porene i bæreren. The molded polymer film can advantageously be made as thin as possible, subject to the requirement that it bridges all the pores in the carrier.

Andre kjente teknikker for påføring av filmer på porøse bærere innbefatter: Other known techniques for applying films to porous supports include:

- laminering,- lamination,

- dyppebelegning, spinbelegning, valsebelegning av po- lymeroppløsningen med etterfølgende tørking, belegning med monomer eller forpolymeroppløsning, og - dip coating, spin coating, roller coating of po- the lymer solution with subsequent drying, coating with monomer or prepolymer solution, and

herde ved hjelp av varme eller bestrålning, plasmapolymerisering, curing by means of heat or radiation, plasma polymerization,

grenseflatepolymerisering på bæreroverflaten.interfacial polymerization on the support surface.

Det er foreslått å anvende fornettede Langmuir-Blodgett filmer for separasjonsformål, eksempelvis for omvendt osmose, pervaporasjon og gasseparasjon (K. Heckmann et al, Thin Solid Films, 99 (1983) sidene 265 til 269). Slike filmer kan innbefatte eksempelvis stearinsyre eller et metallstearat, eksempelvis magnesiumstearat eller estere av stearinsyre med polymeriserbare grupper, eksempelvis vinylstearat. Disse monomolekulære flerlagsfilmer kan også fremstilles ved hjelp av andre teknikker. Disse filmer som kun er noen få molekyler tykke kan også på-føres porøse membraner til å gi de sammensatte membraner i henhold til oppfinnelsen. Selv om dannelse av en eller flere monomermonolag ved dyppebelegning, etterfulgt av polymerisering av monolagene er mulig, så er det foretruk-ket å polymerisere eller fornette monolagene i Langmuir-Blodgett før dyppebelegning. Gjentatte dyppebelegninger kan anvendes for å gi filmer med ønsket tykkelse, generelt lnm - 20nm eller mere. I for-polymerisert tilstand er disse filmer istand til å bygge bro over porer som er vesentlig bredere enn de enkelte filmers tykkelse. It has been proposed to use crosslinked Langmuir-Blodgett films for separation purposes, for example for reverse osmosis, pervaporation and gas separation (K. Heckmann et al, Thin Solid Films, 99 (1983) pages 265 to 269). Such films can include, for example, stearic acid or a metal stearate, for example magnesium stearate or esters of stearic acid with polymerizable groups, for example vinyl stearate. These monomolecular multilayer films can also be prepared using other techniques. These films, which are only a few molecules thick, can also be applied to porous membranes to give the composite membranes according to the invention. Although formation of one or more monomer monolayers by dip coating, followed by polymerization of the monolayers is possible, it is preferred to polymerize or crosslink the monolayers in Langmuir-Blodgett before dip coating. Repeated dip coatings can be used to produce films of the desired thickness, generally lnm - 20nm or more. In the pre-polymerized state, these films are capable of bridging pores that are significantly wider than the thickness of the individual films.

I oversiktsartikkelen av S.L. Matson et al som nevnt ovenfor beskriver homogene filmer som kan være permeable for gasser, samt mikroporøse filmer gjennom hvilke gasser kan passere ved forskjellige mekanismer. Filmer vurdert som mikroporøse har generelt en porestørrelse på minst lnm, filmer med porer under denne størrelse kan bedre anses som ikke-porøse, men likevel permeable. I den andre enden av skalaen vil filmer som er ansett som mikro-porøse generelt ha en porestørrelse som ikke er vesentlig større enn den midlere frie bane for gassen i dem, filmer med porer over denne størrelse kan bedre anses som porø-se. Avhengig av gassammensetningen, temperatur og trykk kan mikroporøse filmer ha porestørrelser i området opptil lOOnm eller også mere. Anvendelse av sammensatte membraner omfattende filmer som generelt er ansett som permeable, men ikke porøse, innbefatter omvendt osmose, hyperfiltrering, pervaporasjon og gasseparasjon. Anvendelse av sammensatte membraner omfattende mikropo-røse filmer innbefatter ultrafiltrering, dialyse og dia- filtrering. For fremstilling av sammensatte membraner i henhold til oppfinnelsen utviser de porøse anodiske aluminiumoksydmembraner, særlig asymmetriske membraner som beskrevet i EPA 178831, og membraner belagt ved hjelp av sol-gelteknikker, eksempelvis beskrevet i norsk patent-søknad nr. 87.1596 gi følgende fordeler: a) Mindre porer med smal porestørrelsefordeling. Dette tillater påføring av tynne fimer for å gi sammensatte membraner med høy gjennomstrømningshastighet. Polymere ul-traf iltreringsmembraner har en meget bredere porestørrelse fordeling, b) Høy porositet som fører til høy gjennomstrømnings-hastighet. Den finporede overflate av asymmetriske, anodiske membraner har en porøsitet på ca. 20%, mens asymmetriske polymere ultrafiltreringsmembraner generelt utviser mindre enn 1% overflateporøsitet. c) Ferre defekter som fører til høy selektivitet. For eksempel vil asymmetriske anodiske membraner holde tilbake bakterier som har en størrelse større enn 0.3 ^m, mens polymere ultrafiltreringsmembraner med den samme midlere porestørrelse er betraktet til ikke å være tilstrekkelig perfekte for sikkert å holde tilbake slike bakterier, d) Resistens mot oppløsningsmidler, temperatur og strål-ing, hvilket tillater et bredt valg av filmmaterialer og påføringsteknikker. Slike membraner tolererer temperaturer over 400°C, UV- og annen bestråling og et vidt område av organiske oppløsningsmidler. Generelt kan polymere membraner ikke motstå temperaturer over 200°C, og de kan påvirkes av UV-bestråling og oppfører seg vari-abelt i kontakt med forskjellige organiske oppløsnings-midler, e) Glatthet som fører til færre defekter i de påførte filmer, f) Stivhet som nedsetter deformasjon under trykk. Polymere membraner deformeres lett, hvilket kan ha en ødeleg-gende effekt på strukturen, og effektiviteten av sammensatte membraner dannet av disse. In the review article by S.L. Matson et al as mentioned above describe homogeneous films which can be permeable to gases, as well as microporous films through which gases can pass by different mechanisms. Films rated as microporous generally have a pore size of at least lnm, films with pores below this size can better be considered non-porous, but still permeable. At the other end of the scale, films that are considered micro-porous will generally have a pore size that is not significantly larger than the mean free path for the gas in them, films with pores above this size can better be considered porous. Depending on the gas composition, temperature and pressure, microporous films can have pore sizes in the range of up to lOOnm or even more. Applications of composite membranes comprising films generally considered permeable but not porous include reverse osmosis, hyperfiltration, pervaporation and gas separation. Applications of composite membranes comprising microporous films include ultrafiltration, dialysis and diafiltration. For the production of composite membranes according to the invention, porous anodic aluminum oxide membranes, in particular asymmetric membranes as described in EPA 178831, and membranes coated using sol-gel techniques, for example described in Norwegian patent application no. 87.1596, offer the following advantages: a) Smaller pores with narrow pore size distribution. This allows the application of thin films to provide high flow rate composite membranes. Polymeric ul-traf iltration membranes have a much wider pore size distribution, b) High porosity which leads to a high flow rate. The finely porous surface of asymmetric, anodic membranes has a porosity of approx. 20%, while asymmetric polymeric ultrafiltration membranes generally exhibit less than 1% surface porosity. c) Ferre defects leading to high selectivity. For example, asymmetric anodic membranes will retain bacteria that have a size greater than 0.3 µm, while polymeric ultrafiltration membranes with the same average pore size are considered not to be sufficiently perfect to safely retain such bacteria, d) Resistance to solvents, temperature and radiation, allowing a wide choice of film materials and application techniques. Such membranes tolerate temperatures above 400°C, UV and other radiation and a wide range of organic solvents. In general, polymeric membranes cannot withstand temperatures above 200°C, and they can be affected by UV radiation and behave variably in contact with different organic solvents, e) Smoothness which leads to fewer defects in the applied films, f) Stiffness that reduces deformation under pressure. Polymeric membranes are easily deformed, which can have a damaging effect on the structure and the effectiveness of composite membranes formed from them.

I de etterfølgende eksempler er de porøse uorganiske membraner asymmetriske anodiske oksydmembraner fremstilt i henhold til teknikken i EPA 178831. Membranene var ca. 60 Mm tykke, og hadde et system av større porer (ca. 200 nm), utstrekker seg ifra en flate og forbundet med et system av mindre porer (ca. 25 nm) som utstrakte seg inn fra den andre side. Hvis intet annet er angitt, ble den permeable eller mikroporøse film påført den småporede flate av membran. In the following examples, the porous inorganic membranes are asymmetric anodic oxide membranes prepared according to the technique in EPA 178831. The membranes were approx. 60 Mm thick, and had a system of larger pores (approx. 200 nm), extending from one face and connected by a system of smaller pores (approx. 25 nm) extending in from the other side. Unless otherwise stated, the permeable or microporous film was applied to the microporous surface of the membrane.

Eksempel 1.Example 1.

Dette eksempel beskriver fremstilling av sammensatte membraner ved grenseflatepolymerisering. Asymmetriske anodiske filmer ble dyppet i en 0.33% vanndig oppløsning av polyetylenimin (PEI), avrent og deretter neddykket i en 1% oppløsning av terefthaloyl klorid i hexan i 1 min. This example describes the production of composite membranes by interfacial polymerization. Asymmetric anodic films were dipped in a 0.33% aqueous solution of polyethyleneimine (PEI), rinsed and then immersed in a 1% solution of terephthaloyl chloride in hexane for 1 min.

for fornetting av polymeren. Prøvene fikk deretter tør-ke og deretter herdet ved 120°C i 10 min. for cross-linking the polymer. The samples were then allowed to dry and then cured at 120°C for 10 min.

Undersøkelse ved anvendelse av et sveipende elektronmikroskop viser typisk et 0.4 um tykt PEI-lag, men den meget tynne kondenserte film kunne ikke utløses. Det var visse tegn på at belegget hadde penetrert inn i de fine porer (ca. 25 nm diameter) i den sepererte anodiske film. Det syntes også at membranen dekket åpningene av de vid-ere porer (diameter ca. 0.2 / am) på den motsatte flate. Examination using a scanning electron microscope typically shows a 0.4 µm thick PEI layer, but the very thin condensed film could not be released. There were certain signs that the coating had penetrated into the fine pores (approx. 25 nm diameter) in the separated anodic film. It also appeared that the membrane covered the openings of the wider pores (diameter approx. 0.2 µm) on the opposite surface.

Eksempel 2.Example 2.

Den sammensatte membran fremstilt i henhold til eksempel 1 ble anvendt som semipermeabel membran som adskilte to celler. En inneholdt vann og den andre inneholdt en for-tynnet kobbersulfatoppløsning til samme nivå. Forandring i oppløsningens nivå og kobberionekonsentrasjonen i de to celler ble fulgt i 22 timer. Forandringen i oppløsning-ens nivå tilsvarte en vannpermeabilitet på 0.068 ml/cmV time. Absorbsjon ved 810 nm som følge av kobberioner be-stemt under anvendelse av et spektrofotometer. Absorbsjon-en falt fra 0.371 til 0.313 i kobbersulfatoppløsningen og øket fra 0 til 0.002 i vannet. Således trengte vannet igjennom membranen drevet av det osmotiske trykk, mens kobbersulfatet i stor grad ble holdt tilbake. Det er an-tatt at disse membraner ville være nyttig for omvendt osmose. The composite membrane prepared according to example 1 was used as a semipermeable membrane that separated two cells. One contained water and the other contained a copper sulphate solution diluted to the same level. Change in the solution level and the copper ion concentration in the two cells was followed for 22 hours. The change in solution level corresponded to a water permeability of 0.068 ml/cmV hour. Absorption at 810 nm due to copper ions determined using a spectrophotometer. The absorbance decreased from 0.371 to 0.313 in the copper sulfate solution and increased from 0 to 0.002 in the water. Thus, the water penetrated through the membrane driven by the osmotic pressure, while the copper sulphate was largely retained. It is believed that these membranes would be useful for reverse osmosis.

Eksempel 3.Example 3.

En sammensatt membran fremstilt i henhold til eksempel 1 ble plassert i et dobbeltcelleapparat hvor en celle inneholdt vann og den andre celle inneholdt en blanding av vann og 21.3% metanol. Etter 4 1/2 time hadde vannet trengt inn i vann/metanolblandingen med en hastighet på 0.38 ml/cm^/time. Et meget lavt nivå av etanol ble påvist kromatografisk i cellen som opprinnelig inneholdt rent vann. Dette tilsvarte en penetreringshastig-het på 0.025 ml/cm<2>/time. A composite membrane prepared according to example 1 was placed in a double cell apparatus where one cell contained water and the other cell contained a mixture of water and 21.3% methanol. After 4 1/2 hours the water had penetrated the water/methanol mixture at a rate of 0.38 ml/cm^/hour. A very low level of ethanol was detected chromatographically in the cell that originally contained pure water. This corresponded to a penetration rate of 0.025 ml/cm<2>/hour.

Eksempel 4.Example 4.

En sammensatt membran fremstilt i henhold til eksempel 1 ble anvendt i dobbeltcelleapparatet, og adskilte metanol fra propanol. Etter 1 1/2 time var det en netto forøk-ning i volum på 8.5 ml i halvcellen inneholdende propanol. Dette representerer en netto permeabilitet på 1.6 ml/cm<2>/ time. Gasskromatografi ble anvendt for å bestemme sam-mensetningen i de to halvceller, og andelene av propanol og metanol er gitt i det etterføgende. A composite membrane prepared according to Example 1 was used in the double cell apparatus, separating methanol from propanol. After 1 1/2 hours there was a net increase in volume of 8.5 ml in the half-cell containing propanol. This represents a net permeability of 1.6 ml/cm<2>/ hour. Gas chromatography was used to determine the composition in the two half-cells, and the proportions of propanol and methanol are given below.

Disse data indikerer selektiv permeabilitet for metanol, These data indicate selective permeability to methanol,

og som indikerer at den sammensatte membran kan være nyttig ved pervaporasjon av to separate alkoholer. and which indicates that the composite membrane may be useful in the pervaporation of two separate alcohols.

Eksempel 5.Example 5.

Et eksempel beskriver fremstilling av en sammensatt membran ved hjelp av plasmapolymerisering. An example describes the production of a composite membrane using plasma polymerization.

Asymmetriske anodiske filmer ble belagt ved eksponering med en plasmagenerator fra en trifluormetanmonomer. Dette ble utført i en plasmaetser (Modell Nr. PE80) Plama Technology Ltd. De anodiske filmer ble plassert på den nedre elektrode nær gasstilførselsåpningen. Elektrodene av aluminium hadde en diameter på 30 cm, og var 5 cm fra hverandre. Etter evakuering til ca. 10 torr i 30 min. ble prøvene eksponert for en argonplasma (10 7 KHz, 0.2 torr, 140W) i 10 min. og deretter for CHF3plasma (107 kHz, Asymmetric anodic films were coated by exposure with a plasma generator from a trifluoromethane monomer. This was carried out in a plasma etcher (Model No. PE80) Plama Technology Ltd. The anodic films were placed on the lower electrode near the gas supply port. The aluminum electrodes had a diameter of 30 cm and were 5 cm apart. After evacuation to approx. 10 torr for 30 min. the samples were exposed to an argon plasma (10 7 KHz, 0.2 torr, 140W) for 10 min. and then for CHF3plasma (107 kHz,

0.2 torr, 200W, 1.IA) i ca. 20 min. med en CHF3strøm-ningshastighet på 100 cm.3/min. 0.2 torr, 200W, 1.IA) for approx. 20 min. with a CHF3 flow rate of 100 cm.3/min.

Eksempel 6.Example 6.

Den sammensatte membran fremstilt i henhold til eksempelThe composite membrane prepared according to example

5 ble undersøkt med hensyn til gasspermeabilitet. Den ble plassert i en celle hvor innmatningsgassen passerte over en overflate ved 40 ml/min. og en bærergass som passerte den andre overflate ved 85 ml/min. Innmatningsgassen var en blanding av helium og gassen hvis permeabilitet skulle bestemmes. Bærergassen var også helium. Totaltrykkene på hver side av membranen ble utjevnet. Cellen ble holdt ved 21°C. Et massespektrometer ble anvendt for å bestemme andelen av enten oksygen, nitrogen, karbondioksyd eller metan i mate- og permeatstrømmene. Disse data ble sammenlignet med de data som ble erholdt for en ubelagt, separat anodisk film. 5 was investigated with regard to gas permeability. It was placed in a cell where the feed gas passed over a surface at 40 ml/min. and a carrier gas which passed the second surface at 85 ml/min. The feed gas was a mixture of helium and the gas whose permeability was to be determined. The carrier gas was also helium. The total pressures on each side of the membrane were equalized. The cell was kept at 21°C. A mass spectrometer was used to determine the proportion of either oxygen, nitrogen, carbon dioxide or methane in the feed and permeate streams. These data were compared with the data obtained for an uncoated, separate anodic film.

Både for den ubelagte og belagte porøse anodiske membraner synes det å være et lineært forhold mellom andelen av gass i permeatet og matestrømmene for 12 til 100% i inn- matningsstrømmen. Disse forhold og andelen av gass i permeatet for den sammensatte membran i forhold til den ikke-belagte separate anodiske film var 0.25 for oksygen, 0.29 for nitrogen, 042 for karbondioksyd og 0.26 for metan. Selv om det er liten forskjell i resultatene for oksygen, nitrogen og metan så synes det som om den sammensatte membran er selektivt permeabel for karbondioksyd. Denne kan således anvendes for fjernelse av karbondioksyd fra en blanding med hydrokarboner. Når tilførselsstrømmen be-sto av 100% karbondioksyd, inneholdt permeatet 5.6% karbondioksyd . For both the uncoated and coated porous anodic membranes, there appears to be a linear relationship between the proportion of gas in the permeate and the feed streams for 12 to 100% of the feed stream. These ratios and the proportion of gas in the permeate for the composite membrane relative to the uncoated separate anodic film were 0.25 for oxygen, 0.29 for nitrogen, 0.42 for carbon dioxide and 0.26 for methane. Although there is little difference in the results for oxygen, nitrogen and methane, it seems that the composite membrane is selectively permeable to carbon dioxide. This can thus be used to remove carbon dioxide from a mixture of hydrocarbons. When the feed stream consisted of 100% carbon dioxide, the permeate contained 5.6% carbon dioxide.

Eksempel 7.Example 7.

En sammensatt membran fremstilt i henhold til eksempel 5 ble festet til enden av et glassrør under anvendelse av et epoksydklebemiddel- LO ml etanol ble innført i rør-et, og toppen ble dekket for å forhindre fordampning. Gasskromatografi ble anvendt for analyse. Enden av røret med membranen ble neddykket i et beger inneholdende 150 ml vann. Etter 24 timer var konsentrasjonen av etanol i røret 99% i forhold til den opprinnelige konsentrasjon. Denne forskjell var ikke signifikant. Imidlertid hadde etanolen trengt gjennom membranen og inn i vannet med en hastighet på 0.0 7 ml/cm^/timer. A composite membrane prepared according to Example 5 was attached to the end of a glass tube using an epoxy adhesive - 10 ml of ethanol was introduced into the tube and the top was covered to prevent evaporation. Gas chromatography was used for analysis. The end of the tube with the membrane was immersed in a beaker containing 150 ml of water. After 24 hours, the concentration of ethanol in the tube was 99% compared to the original concentration. This difference was not significant. However, the ethanol had permeated through the membrane and into the water at a rate of 0.07 ml/cm^/hour.

Membranen er hydrofob og var ikke forventet å være vesentlig gjennomtrengelig for vann. Forsøket indikerte selektiv permeabilitet for etanol. The membrane is hydrophobic and was not expected to be substantially permeable to water. The experiment indicated selective permeability to ethanol.

Eksempel 8.Example 8.

Dette eksempel viser fremstilling av en sammensatt membran ved plasmapolymerisering. This example shows the production of a composite membrane by plasma polymerization.

Avsetning på en separat anodisk film ble utført i en rør-formet reaktor, 25 cl lang med diameter 5 cm, til hvilken 13.65 MHz radiofrekvenseffekt ble induktivt koblet via en kobberspole med 9-viklinger som eksternt var viklet rundt over 10 cm lengde av røret. Triflouretylen ble innført i reaktoren ved 0.4 7 cm^ (S.T.P.)/min. mens en vakumpum- Deposition of a separate anodic film was carried out in a tubular reactor, 25 cl long with a diameter of 5 cm, to which 13.65 MHz radio frequency power was inductively coupled via a 9-winding copper coil which was externally wound around a 10 cm length of the tube. Trifluoroethylene was introduced into the reactor at 0.4 7 cm 2 (S.T.P.)/min. while a vacuum pump

pe bibeholdt et trykk på 0.06 mbar. En effekt på 10 W ble pålagt i 10 min. mens den separerte anodiske film var plassert 6 cm før viklingen. pe maintained a pressure of 0.06 mbar. A power of 10 W was applied for 10 min. while the separated anodic film was placed 6 cm before the winding.

Undersøkelse ved hjelp av et sveipende elektronmikroskop viste at et 0.14 /lim tykt belegg var dannet på overflaten av den separerte anodiske film, uten tegn på avstening inne i substratets porer med en diameter på 25 mn. Examination using a scanning electron microscope showed that a 0.14 µm thick coating had formed on the surface of the separated anodic film, with no evidence of scaling inside the substrate's pores with a diameter of 25 mn.

Eksempel 9.Example 9.

En sammensatt membran, fremstilt i henhold til eksempelA composite membrane, prepared according to example

8, ble undersøkt med hensyn til gasspermeabilitet. Membranen ble plassert i en permeabilitetscelle med en argon mategass som passerte en overflate ved 25 ml/min. 8, was investigated with respect to gas permeability. The membrane was placed in a permeability cell with an argon feed gas passing a surface at 25 ml/min.

og en argon bærergass som passerte den andre overflate ved 100 ml/min. (alle trykkbestemmeIser korrigert til standard trykk og temperatur). Totaltrykkene på hver side av membranen ble utjevnet før innføring av strøm av oksygen, nitrogen, hydrogen, karbondioksyd eller metan (strømningshastigheter fra 5 til 10 ml/min.) til mate-gassen. Et massespektrometer ble anvendt for å bestemme andelen av hver gass i innmatningen og i permeatstrøm-mene, men trykkforskjellen over membranen som følge av tilsatt gass ble overvåket. Permeabilitetsdata og gjen-nomstrømningshastigheten for gass gjennom membranen er gitt i de etterfølgende tabeller. Resultatene indikerer at disse sammensatte membraner gjør det mulig å oppnå and an argon carrier gas which passed the second surface at 100 ml/min. (all pressure determinations corrected to standard pressure and temperature). The total pressures on each side of the membrane were equalized before introducing streams of oxygen, nitrogen, hydrogen, carbon dioxide or methane (flow rates from 5 to 10 ml/min.) to the feed gas. A mass spectrometer was used to determine the proportion of each gas in the feed and in the permeate streams, but the pressure difference across the membrane as a result of added gas was monitored. Permeability data and the flow rate of gas through the membrane are given in the following tables. The results indicate that these composite membranes make it possible to achieve

høye gassgjennomstrømningshastigheter.high gas flow rates.

* Gjennomstrømningshastighetsmålingene er korrigert for enhetsmembranarealet og partial trykkforskjell på 1 kPA. * The flow rate measurements are corrected for the unit membrane area and partial pressure difference of 1 kPA.

Membranene viser høy permeabilitet for H2og kan anvendes for hydrogenseparasjon. Membranene utviser også selektivitet for nitrogen sammenlignet med oksygen, og kan derfor anvendes ved luftseparasjon. The membranes show high permeability for H2 and can be used for hydrogen separation. The membranes also exhibit selectivity for nitrogen compared to oxygen, and can therefore be used for air separation.

Eksempel 10.Example 10.

Dette eksemplet beskriver fremstilling av en sammensatt membran ved avsetning av monomolekylære flerlag på overflaten av separarte anodiske filmer under anvendelse av Langmuir-Blodgett-teknikken. This example describes the preparation of a composite membrane by the deposition of monomolecular multilayers on the surface of separated anodic films using the Langmuir-Blodgett technique.

Pentacosa-10, 12-diynsyre ble fremstilt ved standard me-toder (B. Tieke, G. Wegner, D. Naegela og H. Ringsdorf, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 15, 764 (1976), B. Tieke og G. Wegner i "Topics in Surface Chemistry", Plenum, Pentacosa-10,12-dienoic acid was prepared by standard methods (B. Tieke, G. Wegner, D. Naegela and H. Ringsdorf, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 15, 764 (1976), B . Tieke and G. Wegner in "Topics in Surface Chemistry", Plenum,

New York, 1987, p. 121, B. Tieke, G. Leiser og G. Wegner, J. Polym. Sei., Polym. Chem. Ed., 17, 1631 1979). Fler-lagene ble avsatt under anvendelse av 1000 cm Langmuir trau (Nima Technology Ltd). Dette var utstyrt for å bi-beholde et konstant overflatetrykk under avsetningen. Subfasen i trauet var en 0.005 mol/l høyren vanndig opp-løsning av kadmiumklorid justert til pH 6.0 og holdt ved 20°C. Initialt ble den separerte anodiske film neddykket gjennom overflaten av subfasen. En monolag av di-asetylenmonomer ble utspredd fra en 1 mg/ml oppløsning av en 4:1 hexan/kloroformblanding, kompremert til 25 MN/m og polymerisert ved eksponering til 254 nm/ultrafiolett lys i 10 min. Det første monolag av polymerisert diace-tylen ble avsatt ved å heve den anodiske film vertikalt med en hastighet på 5 mm/min. gjennom overflaten. Over-flatetrykket ble holdt konstant ved 25 mN/m under avsetningen . Ved å anvende den ovenfor beskrevne fremgangsmå-te ble et nytt polymerisert monolag av diasetylen fremstilt på subfasen, og to ytterligere lag ble avsatt på den tørre anodiske film ved dypping ved 5 mm/min. Ny-polymeserte monolag ble fremstilt før avsetning på det 4, 6, 8 etc, på den anodiske film. New York, 1987, p 121, B. Tieke, G. Leiser and G. Wegner, J. Polym. Sei., Polym. Chem. Ed., 17, 1631 1979). The multilayers were deposited using a 1000 cm Langmuir trough (Nima Technology Ltd). This was equipped to maintain a constant surface pressure during deposition. The subphase in the trough was a 0.005 mol/l high purity aqueous solution of cadmium chloride adjusted to pH 6.0 and kept at 20°C. Initially, the separated anodic film was immersed through the surface of the subphase. A monolayer of diacetylene monomer was dispersed from a 1 mg/ml solution of a 4:1 hexane/chloroform mixture, compacted to 25 MN/m and polymerized by exposure to 254 nm/ultraviolet light for 10 min. The first monolayer of polymerized diacetyl was deposited by raising the anodic film vertically at a speed of 5 mm/min. through the surface. The surface pressure was kept constant at 25 mN/m during the deposition. Using the above-described procedure, a new polymerized monolayer of diethylene was produced on the subphase, and two additional layers were deposited on the dry anodic film by dipping at 5 mm/min. Newly polymerized monolayers were prepared prior to deposition of the 4, 6, 8 etc, on the anodic film.

Eksaminering ved hjelp av et sveipende elektronmikroskop viste at et 11-lags tykt belegg var ca. 20 nm tykt og utstrakk seg over porene med diameter 25 nm i substratet. Examination using a scanning electron microscope showed that an 11-layer thick coating was approx. 20 nm thick and extended over the pores with a diameter of 25 nm in the substrate.

Eksempel 11.Example 11.

Sammensatte membraner ble fremstilt ved fremgangsmåten ifølge eksempel 10. På en prøve A var det avsatt 11 lag, hvilken ga en hydrofob overflate, og ble anvendt for å separere etanol fra vann. Den andre prøve B hadde 10 av-satte lag som gjorde den hydrofil, og ble anvendt for å separere vann fra en etanol/vannblanding. Den etterfølg-ende tabell viser resultatene av permeabilitetsforsøkene. Diffusjon av etanol synes uavhengig av naturen av membranens overflate. Imidlertid influeres vannpermeabiliteten av overflatens fuktbarhet. Begge de viste membraner utviser en selektivitet som kan være nyttig for pervapora-sjonsprosesser. Composite membranes were produced by the method according to example 10. On a sample A, 11 layers were deposited, which gave a hydrophobic surface, and were used to separate ethanol from water. The second sample B had 10 deposited layers which made it hydrophilic, and was used to separate water from an ethanol/water mixture. The following table shows the results of the permeability tests. Diffusion of ethanol appears independent of the nature of the membrane surface. However, the water permeability is influenced by the wettability of the surface. Both of the membranes shown exhibit a selectivity that can be useful for pervaporation processes.

Eksempel 12.Example 12.

En separert anodisk film ble fremstilt med et aluminium-oksydbelegg dannet på dens overflate under anvendelse av sol/gelteknikker. Ved anvendelse av denne ble en sammensatt membran fremstilt ved å anvende grenseflatepolymeri-seringsmetoden ifølge eksempel 1. Fra en elektrooptisk eksaminasjon av PEI-laget så synes dette å være tilsvarende det i eksempel 1, bortsett fra at det kun var 0.2 fim tykt. Den sammensatte membran ble anvendt i eksempel 3. Vannpermeabilitetshastigheten var 0.27 ml/cm /time, A separated anodic film was prepared with an alumina coating formed on its surface using sol/gel techniques. Using this, a composite membrane was produced by using the interfacial polymerization method according to example 1. From an electro-optical examination of the PEI layer, this appears to be similar to that in example 1, except that it was only 0.2 µm thick. The composite membrane was used in example 3. The water permeability rate was 0.27 ml/cm/hour,

mens permeabiliteten for etanol var 0.0 2 ml/cm^/time. Selektivitetene var i det vesentlige tilsvarende de vist while the permeability to ethanol was 0.0 2 ml/cm^/hour. The selectivities were essentially the same as those shown

i eksempel 3.in example 3.

Eksempel 13.Example 13.

En sammensatt membran tilsvarende den ifølge eksempel 12, ble anvendt som beskrevet i eksempel 2. Vannpermeabiliteten inn i kobbersulfatoppløsningen var 0.054 ml/cm^/time, mens ingen kobberione kunne påvises i cellen inneholdende vann. Det synes som om denne membran gir overlegent bedre ioneretensjon enn den i henhold til eksempel 2, koblet med en lavere vanndiffusjon. Dette kan reflektere mem-branenes grad av perfektet. A composite membrane corresponding to that according to example 12 was used as described in example 2. The water permeability into the copper sulfate solution was 0.054 ml/cm^/hour, while no copper ion could be detected in the cell containing water. It seems that this membrane provides superior ion retention than that according to example 2, coupled with a lower water diffusion. This may reflect the membrane's degree of perfection.

Eksempel 14.Example 14.

Sammensatte membraner ble fremstilt i henhold til eksempel 10 med 11 lag avsatt på overflaten for å gi et jevnt 0.02 pm tykt belegg. Disse prøver ble undersøkt med hensyn til gasspermeabilitet under anvendelse av fremgangsmåten tilsvarende den indikert i eksempel 9. Strømningshastig- hetene og måleteknikkene var også som angitt i eksempel 9. Resultatene for permeabilitet og gassgjennomstrøm-ningshastigheten igjennom den sammensatte membran for nitrogen, oksygen, karbondioksyd og metan er gitt i den et-terfølgende tabell. Composite membranes were prepared according to Example 10 with 11 layers deposited on the surface to give a uniform 0.02 µm thick coating. These samples were examined for gas permeability using the method similar to that indicated in Example 9. The flow rates and measurement techniques were also as indicated in Example 9. The results for permeability and the gas flow rate through the composite membrane for nitrogen, oxygen, carbon dioxide and methane is given in the following table.

For alle gasser utviste den sammensatte membranen høy gjen-norns trømningshastighet med god gasspermeabilitet. Selekti-viteten av membranen for CH4over CO2og N2over 02indikerer at de kan være nyttige for henholdsvis biogassbe-handling og luftseparasjon. For all gases, the composite membrane exhibited a high re-flow rate with good gas permeability. The selectivity of the membrane for CH4 over CO2 and N2 over 02 indicates that they can be useful for biogas treatment and air separation respectively.

Eksempel 15.Example 15.

165 g aluminiumoksyd og 0.42 g magnesiumoksyd ble oppslem-met i et væskesystem bestående av 78 g trikloretylen, 165 g of aluminum oxide and 0.42 g of magnesium oxide were suspended in a liquid system consisting of 78 g of trichlorethylene,

32 g etanol, 3.8 g maisolje, 8.4 polyvinylbutyral og 14.232 g ethanol, 3.8 g corn oil, 8.4 polyvinyl butyral and 14.2

g polyetylenglykol. Oppslemnincren ble støpt på et glass-substrat under anvendelse av et bestrykningsblad til en film med en bredde på 173 mm, som ble tørket i luft til å gi et fleksibelt bånd med en tykkelse på 0.14 mm. Skiv-er med diameter på 26 mm ble skåret ut av båndet og delvis sintret til å gi et porøst keramisk materiale med en midlere porestørrelse på 0.3 um. Skivene ble forbehandlet ved neddykking i 5 s i en 5% oppløsning av natriummetasi-likat, og deretter sprøytebelagt med viskøs boemitsol med en konsentrasjon på 15 g/l hvor i vannet var erstattet av etylenglykol. Det belagte porøse substrat ble oppvarmet g polyethylene glycol. The slurry ink was cast on a glass substrate using a coating sheet to a film with a width of 173 mm, which was dried in air to give a flexible tape with a thickness of 0.14 mm. Discs of 26 mm diameter were cut from the strip and partially sintered to give a porous ceramic material with an average pore size of 0.3 µm. The discs were pre-treated by immersion for 5 s in a 5% solution of sodium metasilicate, and then spray-coated with viscous boemisol with a concentration of 15 g/l, where the water had been replaced by ethylene glycol. The coated porous substrate was heated

i 1 time ved 450°C for å omdanne gellaget til en stabil -A^O^ film inneholdende porer med slissebredde på 4.2 nm. for 1 hour at 450°C to convert the gel layer into a stable -A^O^ film containing pores with a slot width of 4.2 nm.

En vanndig boemitsol med konsentrasjon på 30 g/l ble deretter avsatt på det første sol-gellaget ved sprøytebeleg-ning. Dette ble etterfulgt av oppvarmning i 1 time ved 450°C som dannet en stabil )'-Al203 film med en slissebredde på 2.8 nm. An aqueous boehmitsol with a concentration of 30 g/l was then deposited on the first sol-gel layer by spray coating. This was followed by heating for 1 hour at 450°C which formed a stable )'-Al 2 O 3 film with a slot width of 2.8 nm.

Ved anvendelse av denne porøse membran ble det fremstilt en membran ved å anvende grenseflatepolymeriseringsmetod-en ifølge eksempel 1. Denne ble anvendt på samme måte som i eksempel 3. Vannpermeabilitetshastigheten var 0.2 ml/ cm 2 /time, mens den for etanol var 0.02 ml/cm 7/time. Disse hastigheter er meget like de som er vist i eksempel 1 og 12, hvor den samme type tynne polymerfilm ble anvendt, men på andre bærere. By using this porous membrane, a membrane was produced by using the interfacial polymerization method according to example 1. This was used in the same way as in example 3. The water permeability rate was 0.2 ml/ cm 2 /hour, while that for ethanol was 0.02 ml/ cm 7/hour. These rates are very similar to those shown in examples 1 and 12, where the same type of thin polymer film was used, but on different supports.

Claims (10)

1. Sammensatt membran, karakterisert ved en porøs uorganisk membran som er asymmetrisk ved at den har et system av store porer som utstrekker seg inn fra en flate, og et system av små porer som utstrekker seg inn fra den andre flate, og hvor systemet av store porer er forbundet med systemet med små porer, samt minst en permeabel eller mikroporøs polymerfilm som ligger over en flate av den porøse membranen.1. Composite membrane, characterized by a porous inorganic membrane which is asymmetric in that it has a system of large pores extending in from one face, and a system of small pores extending in from the other face, and where the system of large pores are connected to the system of small pores, as well as at least one permeable or microporous polymer film overlying one surface of the porous membrane. 2. Sammensatt membran, karakterisert ved en porøs anodisk aluminiumoksydmembran og minst en permeabel eller mikroporø s polymerfilm.2. Composite membrane, characterized by a porous anodic aluminum oxide membrane and at least one permeable or microporous polymer film. 3. Sammensatt membran ifølge krav 2, karakterisert ved at den porøse anodiske aluminiumoksydmembran er asymmetrisk ved at den har et system av store porer som utstrekker seg inn fra en flate og et system av mindre porer som utstrekker seg inn fra den andre flate, og at systemet av store porer er forbundet med systemet av mindre porer.3. Composite membrane according to claim 2, characterized in that the porous anodic aluminum oxide membrane is asymmetrical in that it has a system of large pores that extend in from one surface and a system of smaller pores that extend in from the other surface, and that the system of large pores is connected to the system of smaller pores. 4. Sammensatt membran ifølge krav 1, karakterisert ved at den porøse membran består av aluminiumoksyd.4. Composite membrane according to claim 1, characterized in that the porous membrane consists of aluminum oxide. 5. Sammensatt membran ifølge hvilken som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at den permeable eller mikroporøse film ligger over småporede flater av den porøse membran.5. Composite membrane according to any one of claims 1-4, characterized in that the permeable or microporous film lies over small-porous surfaces of the porous membrane. 6. Sammensatt membran ifølge hvilken som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at den midlere porediameter for den porøse membran, ved overflaten som overligges av den permeable eller mikroporøse film ligger i området 1 - 100 nm.6. Composite membrane according to any one of claims 1-5, characterized in that the average pore diameter of the porous membrane, at the surface which is overlain by the permeable or microporous film, is in the range 1 - 100 nm. 7. Sammensatt membran ifølge hvilken som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at filmen er permeabel ikke-porøs organisk polymer.7. Composite membrane according to any one of claims 1-6, characterized in that the film is permeable non-porous organic polymer. 8. Sammensatt membran ifølge hvilken som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at filmen er påført ved hjelp av en Langmuir-Blodgett teknikk.8. Composite membrane according to any one of claims 1-6, characterized in that the film is applied using a Langmuir-Blodgett technique. 9. Sammensatt membran ifølge krav 7, karakterisert ved at filmen er påført membranen ved hjelp av plasmapolymerisering eller ved grenseflatepolymerisering ved membranens overflate.9. Composite membrane according to claim 7, characterized in that the film is applied to the membrane by means of plasma polymerization or by interfacial polymerization at the surface of the membrane. 10. Anvendelse av den sammensatte membran ifølge kravene 1-9 for separasjonsformål.10. Use of the composite membrane according to claims 1-9 for separation purposes.
NO871595A 1986-04-16 1987-04-15 COMPOSITE MEMBRANE. NO871595L (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB868609248A GB8609248D0 (en) 1986-04-16 1986-04-16 Composite membranes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO871595D0 NO871595D0 (en) 1987-04-15
NO871595L true NO871595L (en) 1987-10-19

Family

ID=10596272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO871595A NO871595L (en) 1986-04-16 1987-04-15 COMPOSITE MEMBRANE.

Country Status (9)

Country Link
JP (2) JPS62279806A (en)
KR (1) KR870009760A (en)
CN (1) CN1011202B (en)
AU (1) AU590700B2 (en)
BR (1) BR8701858A (en)
DE (1) DE3763368D1 (en)
DK (1) DK193787A (en)
GB (1) GB8609248D0 (en)
NO (1) NO871595L (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63287504A (en) * 1987-05-19 1988-11-24 Ngk Insulators Ltd Separation membrane
EP0327687A3 (en) * 1987-12-11 1989-11-15 Norton Company Ultrafiltration membranes
JPH0243928A (en) * 1988-08-01 1990-02-14 Ngk Insulators Ltd Inorganic porous membrane
GB8922069D0 (en) * 1989-09-29 1989-11-15 Alcan Int Ltd Separation devices incorporating porous anodic films
JPH07163848A (en) * 1994-08-04 1995-06-27 Ngk Insulators Ltd Production of inorganic porous membrane
US6736971B2 (en) * 2000-08-07 2004-05-18 Cuno Incorporated Pre-metered, unsupported multilayer microporous membrane
JP4795626B2 (en) * 2003-03-04 2011-10-19 紀夫 寺前 Method for producing porous film and thin film
JP4562565B2 (en) * 2005-03-23 2010-10-13 株式会社ノリタケカンパニーリミテド Inorganic porous separation membrane and method for producing the same
CN100337991C (en) * 2005-12-23 2007-09-19 北京蓝景创新科技有限公司 Superfine metal sintered matrix composite membrane, its preparation method and sea water desalination system
JP6782081B2 (en) * 2016-03-11 2020-11-11 オルガノ株式会社 Filtration membrane for capturing fine particles and its manufacturing method, and porous membrane and its manufacturing method
CN110548421B (en) * 2019-08-27 2022-03-08 武汉艾科滤膜技术有限公司 Preparation method and application of strong adsorption type ultrafiltration membrane

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8303079A (en) * 1983-09-05 1985-04-01 Stichting Energie PROCESS FOR THE PREPARATION OF CRACK-FREE SEMI-PERMEABLE INORGANIC MEMBRANES.
JPS6071007A (en) * 1983-09-06 1985-04-22 セラヴエール Production of fine filtration, ultrafiltration or reverse osmosis element
JPS6171804A (en) * 1984-09-17 1986-04-12 Toyo Soda Mfg Co Ltd Porous aluminum oxide membrane

Also Published As

Publication number Publication date
KR870009760A (en) 1987-11-30
GB8609248D0 (en) 1986-05-21
DK193787A (en) 1987-10-17
BR8701858A (en) 1988-01-26
AU590700B2 (en) 1989-11-09
DE3763368D1 (en) 1990-08-02
JPS62279806A (en) 1987-12-04
JPH0550330B2 (en) 1993-07-28
CN87102849A (en) 1987-10-28
JPS62294403A (en) 1987-12-21
CN1011202B (en) 1991-01-16
NO871595D0 (en) 1987-04-15
DK193787D0 (en) 1987-04-14
AU7155487A (en) 1987-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4163725A (en) Process for preparing of semipermeable membranes
US4272378A (en) Semipermeable membrane
US7309385B2 (en) Efficient 3-D nanostructured gas separation membranes
US4868222A (en) Preparation of asymmetric membranes by the solvent extraction of polymer components from polymer blends
US4764320A (en) Method for preparing semipermeable membrane compositions
US4973434A (en) Immobilized liquid membrane
US5733663A (en) Composite membrane and process for its production
US4581043A (en) Composite dense membrane
US3884801A (en) Preparation of reverse osmosis membranes by complete evaporation of the solvent system
Shusen et al. Asymmetric molecular sieve carbon membranes
JPH06198146A (en) Fine-pored composite membrane
NO871595L (en) COMPOSITE MEMBRANE.
CN107469650B (en) Preparation method of hydrophobic macroporous polyimide nanofiber forward osmosis membrane
US4710205A (en) Stabilized liquid films
JPH0529489B2 (en)
KR101716007B1 (en) Polyamide watertreatment membranes of drying type having properies of high performance and manufacturing method thereof
US4775474A (en) Membranes containing microporous structure
JPS6214916A (en) Manufacture of composite asymmetric membrane for mutually separating gas
CA1286865C (en) Porous liquid polytetrafluoroethylene membrane with hydrophobic and hydrophilic surfaces
EP0242209B1 (en) Composite membranes
EP0186182B1 (en) Liquid membrane
EP0601633B1 (en) Composite membrane with high selectivity and flux and process for the manufacture thereof
RU2720247C1 (en) Composite membrane for drying gas mixtures based on a microporous polymer in porous matrix
Madaeni et al. Preparation and optimisation of polyethersulfone-based composite membranes for air separation at low pressures
Ghosh et al. Impacts of Heat Treatment Medium on Performance of Aliphatic-aromatic and Aromatic-aromatic based Thin-film composite (TFC) polyamide Reverse Osmosis (RO) Membrane.