JPH0215246B2 - - Google Patents

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JPH0215246B2
JPH0215246B2 JP17059083A JP17059083A JPH0215246B2 JP H0215246 B2 JPH0215246 B2 JP H0215246B2 JP 17059083 A JP17059083 A JP 17059083A JP 17059083 A JP17059083 A JP 17059083A JP H0215246 B2 JPH0215246 B2 JP H0215246B2
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JP
Japan
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polysiloxane
formula
membrane
gas
oxygen gas
Prior art date
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Application number
JP17059083A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6064601A (en
Inventor
Shoichi Hirose
Shinichi Yamada
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Priority to JP17059083A priority Critical patent/JPS6064601A/en
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Publication of JPH0215246B2 publication Critical patent/JPH0215246B2/ja
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、気体選択透過膜に関するものであ
り、特に酸素ガスに対する選択透過性が大なる気
体選択透過膜を提供せんとするものである。特に
本発明は、酸素ガスを可逆的に吸脱着することが
できる金属錯体構造を含むポリシロキサン膜を利
用して酸素ガスの促進輸送を達成することが可能
な新規気体選択透過膜に関するものである。 一般に均質な高分子膜においては、酸素ガスの
透過係数は窒素ガスの透過係数よりも高く、経済
性を無視した場合には酸素ガスの分離濃縮を行な
うことが可能である。しかしながら、酸素透過係
数の高いポリジメチルシロキサンにおいては分離
係数(=酸素透過係数/窒素透過係数)の値が
2.0程度と低いレベルにあり、一方分離係数の高
いポリ(2,6−ジメチル)フエニレンオキシ
ド、ポリ(4−メチルペンテン−1)においては
逆に酸素ガス透過係数が10-9cm3・cm/cm2・sec・
cmHgオーダーとポリジメチルシロキサンに比し、
1桁低いレベルにとどまつている。上述の様に、
酸素ガス透過係数と分離係数の両特性ともに高水
準にある膜素材は、従来の高分子合成の技術分野
においては達成が極めて困難であり、生体内分子
のヘモグロビン、ヘモシアニンなどの機能を模し
た形での気体分子の促進輸送膜への期待が高まり
つつある。 気体分子と選択特異的な吸脱着相互作用を行な
うことができるキヤリア材料を使用して気体の促
進輸送を行なわんとする試みとしては、ポリエチ
レンイミンを架橋してなる膜が提案されている
(土田ら、Makromol.Chem.Rapid Commun
693(1983))。 この報告においてはポリエチレンイミン系架橋
膜にコバルト2価イオンを導入することにより、
酸素ガスが膜に吸着されることは確認されている
ものの、コバルトイオンによりポリエチレンイミ
ン鎖間の分子間架橋結合の形成が促進されるため
酸素ガス透過係数がコバルトイオンを含まぬ膜に
比較して約1/3に低下する点が問題である。従つ
て、この系においては酸素ガス透過性と分離係数
の両特性を向上することは不可能と考えられる。 また、テトラエチレンペンタミン−CuSCN錯
体を多孔質膜の空孔内に含浸してなる液体膜によ
り酸素ガスの促進輸送が可能なことが報告されて
いるが(鹿川ら、J.C.S.Chem.Commun.(1983))、
機能膜を構成するアミン化合物が揮発性であるた
め長期間の使用に耐えぬという欠点がある。さら
には、機能膜自体が液状であるため、超薄膜状に
成型することが困難である。という問題点を有し
ている。 以上述べたように、従来技術によつては酸素ガ
ス透過性と分離係数の両特性ともに優れた金属錯
体構造を含む気体の促進輸送膜は達成困難であつ
た。 本発明は、0.01ミリ当量/g以上の含窒素配位
子を有するポリシロキサン重合体よりなる気体選
択透過膜であつて、該含窒素配位子がアミノ基、
イミダゾール基、ピリジル基およびシツフ塩基か
ら選ばれる少なくとも一種を含有する配位子であ
り、かつ該重合体が10-6ミリ当量/g以上の2価
コバルトまたは1価銅イオンを含むことを特徴と
する気体選択透過膜、に関するものである。 本発明のポリシロキサン重合体とは主鎖中にSi
−O結合を有する重合体であればよく、その数平
均分子量は、好ましくは1000以上、より好ましく
は5000以上である。 本発明の気体選択透過膜は側鎖に金属錯体構造
を有するポリシロキサン重合体より主として構成
されるものであるが、下記に例示される構造単位
が膜の総重量に対し40重量%未満共重合ないしは
ブレンドされていても差支えない。
The present invention relates to a gas selectively permeable membrane, and in particular aims to provide a gas selectively permeable membrane having high selective permselectivity for oxygen gas. In particular, the present invention relates to a novel gas selective permeation membrane that can achieve facilitated transport of oxygen gas using a polysiloxane membrane containing a metal complex structure that can reversibly adsorb and desorb oxygen gas. . Generally, in a homogeneous polymer membrane, the permeability coefficient of oxygen gas is higher than that of nitrogen gas, and if economic efficiency is ignored, it is possible to separate and concentrate oxygen gas. However, in polydimethylsiloxane with a high oxygen permeability coefficient, the value of the separation coefficient (= oxygen permeability coefficient / nitrogen permeability coefficient) is
On the other hand, poly(2,6-dimethyl)phenylene oxide and poly(4-methylpentene-1), which have a high separation coefficient, have an oxygen gas permeability coefficient of 10 -9 cm 3 cm. / cm2・sec・
cmHg order and compared to polydimethylsiloxane,
It remains at an order of magnitude lower level. As mentioned above,
Membrane materials with high levels of both oxygen gas permeability coefficient and separation coefficient are extremely difficult to achieve in the conventional polymer synthesis technology field, and membrane materials that mimic the functions of biological molecules such as hemoglobin and hemocyanin are being developed. There are increasing expectations for membranes that facilitate the transport of gas molecules. In an attempt to facilitate the transport of gas using a carrier material that can perform selective adsorption/desorption interactions with gas molecules, a membrane made of crosslinked polyethyleneimine has been proposed (Tsuchida et al. et al., Makromol.Chem.Rapid Commun 3 ,
693 (1983)). In this report, by introducing cobalt divalent ions into a polyethyleneimine crosslinked membrane,
Although it has been confirmed that oxygen gas is adsorbed by the membrane, cobalt ions promote the formation of intermolecular crosslinks between polyethyleneimine chains, so the oxygen gas permeability coefficient is lower than that of membranes that do not contain cobalt ions. The problem is that it drops to about 1/3. Therefore, it is considered impossible to improve both oxygen gas permeability and separation coefficient in this system. Additionally, it has been reported that facilitated transport of oxygen gas is possible using a liquid membrane formed by impregnating the pores of a porous membrane with a tetraethylenepentamine-CuSCN complex (Kakagawa et al., JCSChem.Commun. (1983). )),
Since the amine compound constituting the functional membrane is volatile, it has the disadvantage that it cannot withstand long-term use. Furthermore, since the functional film itself is liquid, it is difficult to form it into an ultra-thin film. There is a problem with this. As described above, it has been difficult to achieve a gas facilitated transport membrane containing a metal complex structure that is excellent in both oxygen gas permeability and separation coefficient using conventional techniques. The present invention provides a gas selective permeation membrane made of a polysiloxane polymer having a nitrogen-containing ligand of 0.01 meq/g or more, wherein the nitrogen-containing ligand is an amino group,
A ligand containing at least one selected from an imidazole group, a pyridyl group, and a Schiff base, and characterized in that the polymer contains 10 -6 milliequivalents/g or more of divalent cobalt or monovalent copper ions. This invention relates to a gas selectively permeable membrane. The polysiloxane polymer of the present invention has Si in the main chain.
Any polymer may be used as long as it has an -O bond, and its number average molecular weight is preferably 1,000 or more, more preferably 5,000 or more. The gas selectively permeable membrane of the present invention is mainly composed of a polysiloxane polymer having a metal complex structure in the side chain, and the structural units listed below are copolymerized in an amount of less than 40% by weight based on the total weight of the membrane. Or it may be blended.

【式】【formula】 【式】【formula】

(−CH2CH2O)−、 (−CH 2 CH 2 O)−,

【式】【formula】

【式】(Xは、[Formula] (X is

【式】【formula】

【式】−CH2−、 −S−、[Formula] -CH 2 -, -S-,

【式】)、【formula】),

【式】(Arは、[Formula] (Ar is

【式】、【formula】,

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【式】【formula】

【式】) 本発明のポリシロキサン重合体の中の含窒素配
位子の含有率は0.01ミリ当量/g−重合体以上で
あるのがよく、より好ましくは0.1ミリ当量/g
−重合体以上である。含窒素配位子の含有率が
0.01ミリ当量未満であるときには、酸素ガスの促
進輸送効果の発現が十分ではない。含窒素配位子
を側鎖に有するポリシロキサン重合体の例として
は下記に示す構造単位を含むものを挙げることが
できるが、特にこれらに限定されるものではな
い。 (1) アミノ基含有タイプ
[Formula]) The content of nitrogen-containing ligands in the polysiloxane polymer of the present invention is preferably 0.01 meq/g of polymer or more, more preferably 0.1 meq/g.
- More than a polymer. The content of nitrogen-containing ligands is
When the amount is less than 0.01 milliequivalent, the effect of promoting oxygen gas transport is not sufficiently expressed. Examples of polysiloxane polymers having nitrogen-containing ligands in their side chains include those containing the structural units shown below, but are not particularly limited thereto. (1) Amino group-containing type

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】 (2) イミダゾール基含有タイプ (3) ピリジル基含有タイプ (4) シツフ塩基含有タイプ 本発明の含窒素配位子を含むポリシロキサン重
合体に2価コバルトまたは1価銅イオンを導入す
るには、次の方法により実施することができる。 配位子を側鎖に有するポリシロキサン重合体
を合成し、これと金属イオンとの反応により所
望の高分子金属錯体を合成する。 低分子の配位子と金属イオンとから合成した
低分子錯体(たとえばCo(Salen)錯体など)
と、配位子を側鎖に有するポリシロキサンとを
反応させる。 ポリシロキサン重合体の側鎖に配位子構造を
導入する際に、金属イオンを共存させることに
より、1−pot反応により高分子金属錯体を合
成する。 配位子を側鎖に有するポリシロキサン重合体
をあらかじめ製膜し、この膜を金属イオンの溶
液と接触させることにより、金属イオンをポリ
シロキサン重合体に導入する。 本発明の重合体における2価コバルトまたは1
価銅イオンの含有率は重合体1g当り10-6ミリ当
量/g以上であることが好ましく、より好ましく
は10-3ミリ当量/g以上であるのがよい。金属イ
オンの含有率が10-6ミリ当量/g未満のときに
は、酸素ガスの促進輸送効果の発現が十分ではな
い。 本発明では、ガス透過性の優れたポリシロキサ
ン重合体を骨格構造として、その側鎖に酸素ガス
を可逆的に吸脱着しうる金属錯体構造を導入して
なる選択透過膜を用いることにより、従来技術の
範囲では達成困難であつた酸素透過性と分離性能
の両特性とも高水準とすることを可能としたもの
である。 以下、実施例によつて本発明を具体的に説明す
る。 比較例 1 (N−2−アミノエチル−3−アミノプロピ
ル)メチルジメトキシシラン5gを5mlの水と混
合し、70℃で2時間撹拌し、加水分解物を得た。
上記反応混合物を5mmHgの減圧下に100℃まで加
熱し、揮発分を留去した。生成物の構造は 1H
NMRスペクトルの知見から下式で示されるもの
であつた。 重合度nは、 1H NMRスペクトルによる末端
基分析の結果約10であることが確認された。 このアミン基含有ポリシロキサンオリゴマー
(オイル状物)を、多孔質ポリプロピレンフイル
ム(セルガード2400)上に厚さ45ミクロンに均一
に塗布して複合膜とした。この複合膜に対する酸
素ガスと窒素ガスの透過速度を20℃にてガスクロ
マトグラフ法によるガス透過率測定装置(柳本製
作所製)によつて評価したところ(1次圧
1.5atm、2次圧0.026atm)、酸素透過速度(Qo2
は、2.6×10-7cm3/cm2・sec・cmHg、窒素透過速
度(QN2)は、9.6×10-8cm3/cm2・sec・cmHgであ
り、分離係数(Qo2/Qn2)は2.7であつた。 実施例 1 比較例1において合成したα、ωジメトキシポ
リシロキサン1mol(繰り返し単位当り)に対し
て、8mmolのCuSCNを反応させて、青色を呈
する錯体構造を含むポリシロキサン(粘稠なオイ
ル状物)を得た。このポリシロキサンを多孔質ポ
リプロピレンフイルム(セルガード2400)上に均
一に積層し、複合膜を調製した。この複合膜にお
けるポリシロキサン層の厚さは、30ミクロンであ
つた。この複合膜に対する酸素ガスと窒素ガスの
透過速度を比較例1と同一の条件で評価したとこ
ろ、酸素ガス透過速度は5.0×10-7cm3/cm2・sec・
cmHg、窒素ガス透過速度は8.5×10-8cm3/cm2
sec・cmHgであつた。この膜性能の結果と比較例
1で得られた結果とを比較すると、アミノ基含有
ポリシロキサンへの銅1価イオンの導入により酸
素透過速度を同レベルに維持しつつ、分離係数が
大幅に向上することが可能であることが確認でき
た。 比較例 2 ジメチルジエトキシシランとN−(トリメトキ
シシリルプロピル)イミダゾールの共加水分解反
応を両化合物の仕込みモル比1:1の条件で行な
い、イミダゾール基を含むポリシロキサンを得
た。このポリシロキサンは高粘度のオイル状物で
あつた。このポリシロキサンを多孔質ポリプロピ
レンフイルム(セルガード2400)上に均一に積層
し、複合膜を調製した。複合膜におけるポリシロ
キサン層の厚さは30ミクロンであつた。この複合
膜に対する酸素ガスと窒素ガスの透過速度を比較
例1と同様の方法で評価したところ、酸素ガス透
過速度は2.1×10-8cm3/cm2・sec・cmHg、窒素ガ
ス透過速度は1.0×10-8cm3/cm2・sec・cmHgであ
り、分離係数は2.1であつた。 実施例 2 比較例2において合成したイミダゾール基を含
むポリシロキサン1g(イミダゾール核換算で
4.11mmol)を、20mg(0.164mmol)のCuSCNと
を反応させ、青色を対する錯体構造含有ポリシロ
キサンを得た。このポリシロキサンは粘稠なオイ
ル状物であつた。このポリシロキサンを多孔質ポ
リプロピレンフイルム上に均一に積層し、複合膜
を調製した。この複合膜におけるポリシロキサン
層の厚さは35ミクロンであつた。この複合膜に対
する酸素ガスと窒素ガス透過速度を比較例1と同
様な方法で評価したところ、酸素ガスの透過速度
は2.5×10-8cm3/cm2・sec・cmHg、窒素ガスの透
過速度は8.3×10-9cm3/cm2・sec・cmHgであり、
分離係数は3.0であつた。ここで得られた膜性能
の結果と比較例2で得られた結果とを比較すると
イミダゾール基含有ポリシロキサンへの銅1価イ
オンの導入により酸素透過速度を同レベルに維持
しつつ、分離係数を向上することが可能であるこ
とが確認できた。 比較例 3 β−トリエトキシシリル−4−エチルピリジン
とジメチルジエトキシシランの共加水分解反応
(仕込みモル比1:1.5)により、ピリジン核を含
むポリシロキサンオリゴマーを合成した。この化
合物は粘稠なオイル状物であつた。ピリジン核含
有シロキサンオリゴマーを多孔質ポリプロピレン
フイルム(セルガード)上に均一に積層し、複合
膜を調製した。この複合膜におけるポリシロキサ
ン層の厚さは35ミクロンであつた。この複合膜に
対する酸素ガスと窒素ガスの透過速度を比較例1
と同様な方法で評価したところ、酸素ガスの透過
速度は5.4×10-8cm3/cm2・sec・cmHg、窒素ガス
の透過速度は2.3×10-8cm3/cm2・sec・cmHg、分
離係数は2.4であつた。 実施例 3 比較例3において、合成したピリジン核含有ポ
リシロキサン1g(ピリジン核換算で3.608m
mol)を30mgのCo(OAc)2・4H2Oとを反応させ、
錯体構造を含むポリシロキサンオリゴマーを多孔
質ポリプロピレンフイルム上に均一に積層し、複
合膜を調製した。この複合膜におけるポリシロキ
サン層の厚さは25ミクロンであつた。この複合膜
に対する酸素ガスの透過速度は7.0×10-8cm3
cm2・sec・cmHg、窒素ガス透過速度は2.0×10-8
cm3/cm2・sec・cmHg、分離係数は3.5であつた。
ここで得られた膜性能の結果と比較例3の結果と
を比較すると、ピリジン核含有ポリシロキサンへ
のコバルト2価イオンの導入により、酸素透過速
度を同じレベルに維持しつつ、分離係数を向上す
ることが可能であることがわかる。 比較例 4 比較例1において合成されたアミノ基含有ポリ
シロキサンオリゴマーとサリチルアルデヒドとを
ベンゼン中室温にて24時間撹拌することにより、
シロキサン結合10個当り7.4個のシツフ塩基単位
を含むポリシロキサンオリゴマーが得られた。こ
のポリシロキサンオリゴマーを多孔質ポリプロピ
レンフイルム上に均一に積層し、複合膜を調製し
た。この複合膜におけるシロキサン層の厚さは31
ミクロンであつた。この複合膜に対する酸素ガス
の透過速度は9.7×10-8cm3/cm2・sec・cmHg、窒
素ガスの透過速度は2.9×10-8cm3/cm2・sec・cm
Hgであり、分離係数は3.3であつた。 実施例 4 比較例4において合成された側鎖にシツフ塩基
構造を含有するポリシロキサン(シツフ塩基単位
の含有率74モル%)1.2gとCo(OAc)2・4H2O20
mgとをエチルアルコール中で反応させて、金属錯
体構造を含むポリシロキサンオリゴマーを得た。
このポリシロキサンオリゴマーを多孔質ポリプロ
ピレンフイルム上に均一に積層し、複合膜を調製
した。この複合膜におけるポリシロキサン層の厚
さは39ミクロンであつた。この複合膜に対する酸
素ガスの透過速度は1.9×10-7cm3/cm2・sec・cm
Hg、窒素ガスの透過速度は2.7×10-8cm3/cm2
sec・cmHgであり、分離係数は7.0であつた。こ
こで得られた膜性能の結果と比較例4の結果とを
比較すると、シツフ塩基構造を含むポリシロキサ
ンへのコバルト2価イオンの導入によつて、分離
係数を向上することが可能であることがわかる。
[Formula] (2) Imidazole group-containing type (3) Pyridyl group-containing type (4) Schiff base-containing type Introducing divalent cobalt or monovalent copper ions into the polysiloxane polymer containing nitrogen-containing ligands of the present invention can be carried out by the following method. A polysiloxane polymer having a ligand in its side chain is synthesized, and a desired polymeric metal complex is synthesized by reacting this with a metal ion. Low-molecular complexes synthesized from low-molecular ligands and metal ions (such as Co(Salen) complexes)
and a polysiloxane having a ligand in its side chain are reacted. When introducing a ligand structure into the side chain of a polysiloxane polymer, a metal ion is allowed to coexist to synthesize a polymeric metal complex through a 1-pot reaction. A polysiloxane polymer having a ligand in a side chain is formed into a film in advance, and this film is brought into contact with a solution of metal ions to introduce metal ions into the polysiloxane polymer. Divalent cobalt or monovalent cobalt in the polymer of the present invention
The content of valent copper ions is preferably at least 10 -6 meq/g, more preferably at least 10 -3 meq/g per gram of polymer. When the content of metal ions is less than 10 -6 milliequivalents/g, the effect of promoting oxygen gas transport is not sufficiently expressed. In the present invention, by using a selectively permeable membrane that has a skeleton structure of a polysiloxane polymer with excellent gas permeability and a metal complex structure that can reversibly adsorb and desorb oxygen gas in its side chain, This makes it possible to achieve high levels of both oxygen permeability and separation performance, which were difficult to achieve within the current technology. Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples. Comparative Example 1 5 g of (N-2-aminoethyl-3-aminopropyl)methyldimethoxysilane was mixed with 5 ml of water and stirred at 70°C for 2 hours to obtain a hydrolyzate.
The reaction mixture was heated to 100° C. under a reduced pressure of 5 mmHg, and the volatile components were distilled off. The structure of the product is 1H
From the knowledge of the NMR spectrum, it was shown by the following formula. The degree of polymerization n was confirmed to be about 10 as a result of end group analysis using 1 H NMR spectrum. This amine group-containing polysiloxane oligomer (oil) was uniformly applied to a thickness of 45 microns on a porous polypropylene film (Celgard 2400) to form a composite membrane. The permeation rate of oxygen gas and nitrogen gas through this composite membrane was evaluated at 20°C using a gas permeability measuring device (manufactured by Yanagimoto Seisakusho) using gas chromatography (primary pressure
1.5atm, secondary pressure 0.026atm), oxygen permeation rate (Qo 2 )
is 2.6×10 -7 cm 3 /cm 2・sec・cmHg, the nitrogen permeation rate (Q N2 ) is 9.6×10 −8 cm 3 /cm 2・sec・cmHg, and the separation coefficient (Qo 2 /Qn 2 ) was 2.7. Example 1 8 mmol of CuSCN was reacted with 1 mol (per repeating unit) of the α, ω dimethoxypolysiloxane synthesized in Comparative Example 1 to produce a polysiloxane (viscous oily substance) containing a blue-colored complex structure. I got it. This polysiloxane was uniformly laminated on a porous polypropylene film (Celgard 2400) to prepare a composite membrane. The thickness of the polysiloxane layer in this composite membrane was 30 microns. When the permeation rate of oxygen gas and nitrogen gas through this composite membrane was evaluated under the same conditions as in Comparative Example 1, the oxygen gas permeation rate was 5.0×10 -7 cm 3 /cm 2 ·sec.
cmHg, nitrogen gas permeation rate is 8.5×10 -8 cm 3 /cm 2 .
It was sec/cmHg. Comparing the results of this membrane performance with those obtained in Comparative Example 1, the introduction of monovalent copper ions into the amino group-containing polysiloxane significantly improves the separation coefficient while maintaining the oxygen permeation rate at the same level. It was confirmed that it is possible to do so. Comparative Example 2 A cohydrolysis reaction of dimethyldiethoxysilane and N-(trimethoxysilylpropyl)imidazole was carried out at a molar ratio of both compounds of 1:1 to obtain a polysiloxane containing an imidazole group. This polysiloxane was a highly viscous oil-like substance. This polysiloxane was uniformly laminated on a porous polypropylene film (Celgard 2400) to prepare a composite membrane. The thickness of the polysiloxane layer in the composite membrane was 30 microns. When the permeation rate of oxygen gas and nitrogen gas through this composite membrane was evaluated in the same manner as in Comparative Example 1, the oxygen gas permeation rate was 2.1×10 -8 cm 3 /cm 2 ·sec·cmHg, and the nitrogen gas permeation rate was It was 1.0×10 −8 cm 3 /cm 2 ·sec·cmHg, and the separation coefficient was 2.1. Example 2 1 g of the imidazole group-containing polysiloxane synthesized in Comparative Example 2 (calculated as imidazole nuclei)
4.11 mmol) was reacted with 20 mg (0.164 mmol) of CuSCN to obtain a polysiloxane containing a complex structure for blue color. This polysiloxane was a viscous oily substance. This polysiloxane was uniformly laminated on a porous polypropylene film to prepare a composite membrane. The thickness of the polysiloxane layer in this composite membrane was 35 microns. When the oxygen and nitrogen gas permeation rates through this composite membrane were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1, the oxygen gas permeation rate was 2.5×10 -8 cm 3 /cm 2 ·sec·cmHg, and the nitrogen gas permeation rate was 2.5×10 -8 cm 3 /cm 2 ·sec · cmHg. is 8.3×10 -9 cm 3 /cm 2・sec・cmHg,
The separation factor was 3.0. Comparing the membrane performance results obtained here with those obtained in Comparative Example 2, it is found that the introduction of monovalent copper ions into the imidazole group-containing polysiloxane maintains the oxygen permeation rate at the same level while increasing the separation coefficient. It was confirmed that it is possible to improve. Comparative Example 3 A polysiloxane oligomer containing a pyridine nucleus was synthesized by a cohydrolysis reaction of β-triethoxysilyl-4-ethylpyridine and dimethyldiethoxysilane (charged molar ratio 1:1.5). This compound was a viscous oil. A composite membrane was prepared by uniformly layering a pyridine nucleus-containing siloxane oligomer on a porous polypropylene film (Celgard). The thickness of the polysiloxane layer in this composite membrane was 35 microns. Comparative Example 1 The permeation rates of oxygen gas and nitrogen gas through this composite membrane
When evaluated using the same method as above, the permeation rate of oxygen gas was 5.4×10 -8 cm 3 /cm 2・sec・cmHg, and the permeation rate of nitrogen gas was 2.3×10 −8 cm 3 /cm 2・sec・cmHg. , the separation factor was 2.4. Example 3 In Comparative Example 3, 1 g of the synthesized pyridine nucleus-containing polysiloxane (3.608 m in terms of pyridine nuclei)
mol) with 30 mg of Co(OAc) 2.4H 2 O,
A composite membrane was prepared by uniformly layering a polysiloxane oligomer containing a complex structure on a porous polypropylene film. The thickness of the polysiloxane layer in this composite membrane was 25 microns. The permeation rate of oxygen gas through this composite membrane is 7.0×10 -8 cm 3 /
cm 2・sec・cmHg, nitrogen gas permeation rate is 2.0×10 -8
cm 3 /cm 2 ·sec·cmHg, and the separation factor was 3.5.
Comparing the membrane performance results obtained here with the results of Comparative Example 3, it is found that the introduction of divalent cobalt ions into the polysiloxane containing pyridine nuclei improves the separation coefficient while maintaining the oxygen permeation rate at the same level. It turns out that it is possible to do so. Comparative Example 4 By stirring the amino group-containing polysiloxane oligomer synthesized in Comparative Example 1 and salicylaldehyde in benzene at room temperature for 24 hours,
A polysiloxane oligomer containing 7.4 Schiff base units per 10 siloxane bonds was obtained. This polysiloxane oligomer was uniformly laminated on a porous polypropylene film to prepare a composite membrane. The thickness of the siloxane layer in this composite membrane is 31
It was micron. The permeation rate of oxygen gas through this composite membrane is 9.7×10 -8 cm 3 /cm 2・sec・cmHg, and the permeation rate of nitrogen gas is 2.9×10 −8 cm 3 /cm 2・sec・cm
Hg, and the separation factor was 3.3. Example 4 1.2 g of polysiloxane containing a Schiff base structure in the side chain synthesized in Comparative Example 4 (content of Schiff base units: 74 mol%) and Co(OAc) 2.4H 2 O20
mg in ethyl alcohol to obtain a polysiloxane oligomer containing a metal complex structure.
This polysiloxane oligomer was uniformly laminated on a porous polypropylene film to prepare a composite membrane. The thickness of the polysiloxane layer in this composite membrane was 39 microns. The permeation rate of oxygen gas through this composite membrane is 1.9×10 -7 cm 3 /cm 2・sec・cm
The permeation rate of Hg and nitrogen gas is 2.7×10 -8 cm 3 /cm 2 .
sec cmHg, and the separation coefficient was 7.0. Comparing the membrane performance results obtained here with the results of Comparative Example 4, it is possible to improve the separation coefficient by introducing divalent cobalt ions into polysiloxane containing a Schiff base structure. I understand.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 0.01ミリ当量/g以上の含窒素配位子を有す
るポリシロキサン重合体よりなる気体選択透過膜
であつて、該含窒素配位子がアミノ基、イミダゾ
ール基、ピリジル基およびシツフ塩基から選ばれ
る少なくとも一種を含有する配位子であり、かつ
該重合体が10-6ミリ当量/g以上の2価コバルト
または1価銅イオンを含むことを特徴とする気体
選択透過膜。
1. A gas selective permeation membrane made of a polysiloxane polymer having a nitrogen-containing ligand of 0.01 meq/g or more, wherein the nitrogen-containing ligand is selected from an amino group, an imidazole group, a pyridyl group, and a Schiff base. 1. A gas selective permeation membrane, characterized in that the polymer contains at least one type of ligand, and the polymer contains 10 -6 milliequivalents/g or more of divalent cobalt or monovalent copper ions.
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