JPH03188930A - 分離膜 - Google Patents
分離膜Info
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- JPH03188930A JPH03188930A JP32892789A JP32892789A JPH03188930A JP H03188930 A JPH03188930 A JP H03188930A JP 32892789 A JP32892789 A JP 32892789A JP 32892789 A JP32892789 A JP 32892789A JP H03188930 A JPH03188930 A JP H03188930A
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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、ナトリウムの分離・精製効率の高い分離膜に
関する。
関する。
［従来の技術とその課題］
ナトリウム蒸気を分離・精製する場合、従来技術では、
その分離膜としてβ−ＡＩ２２０３（ベタ・アルミナ）
等のイオン伝導体を用いていた。
その分離膜としてβ−ＡＩ２２０３（ベタ・アルミナ）
等のイオン伝導体を用いていた。
しかし、これらのイオン伝導体では電子伝導性が乏しい
ため、系外に電子伝導用回路を設け、非分離側の一次側
と、分離精製された減圧側に面した二次側を導通する必
要があった。ナトリウムの沸点は８７７℃であり、室温
での蒸気圧は低いため、ナトリウムを蒸気にして分離精
製する場合は、温度を少なくとも２５０℃以上にしなけ
ればならない。そういう高温度で、電子伝導性が低い分
離膜両面を電子伝導体で導通するには大変な技術を要し
、またコストも高いため、あまり活用されていない。
ため、系外に電子伝導用回路を設け、非分離側の一次側
と、分離精製された減圧側に面した二次側を導通する必
要があった。ナトリウムの沸点は８７７℃であり、室温
での蒸気圧は低いため、ナトリウムを蒸気にして分離精
製する場合は、温度を少なくとも２５０℃以上にしなけ
ればならない。そういう高温度で、電子伝導性が低い分
離膜両面を電子伝導体で導通するには大変な技術を要し
、またコストも高いため、あまり活用されていない。
［課題を解決するための手段］
本発明者は、ナトリウムイオン伝導性が高く、かつ電子
伝導性が高い物質を種々探索したところ、ナトリウム・
コバルト酸化物が適することをつきとめ、本発明を完成
するに至った。
伝導性が高い物質を種々探索したところ、ナトリウム・
コバルト酸化物が適することをつきとめ、本発明を完成
するに至った。
ナトリウム・コバルト酸化物はナトリウムとコバルトの
原子比により結晶構造が異なり、α型、β型、γ型等が
あることが知られている。本発明に於ては、いかなる結
晶構造のナトリウム・コバルト酸化物を用いても良い。
原子比により結晶構造が異なり、α型、β型、γ型等が
あることが知られている。本発明に於ては、いかなる結
晶構造のナトリウム・コバルト酸化物を用いても良い。
しかし、イオン伝導性が高く、電子伝導性が高く、かつ
、温度変化に対しても強度があるのはγ型ナトリウム・
コバルト酸化物である。
、温度変化に対しても強度があるのはγ型ナトリウム・
コバルト酸化物である。
よって、特に好ましい結晶形態としてγ型を推奨できる
。その中でもナトリウムとコバルトの原子比は０．６：
１〜１：１の間がよい。
。その中でもナトリウムとコバルトの原子比は０．６：
１〜１：１の間がよい。
ナトリウム・コバルト酸化物を分離膜にするには膜状に
固める必要があるが、その方法としてはナトリウム・コ
バルト酸化物を合成する際に、膜状に原料を適当な形に
成型してから焼結することにより分離膜を作ることもで
きるし、また焼結体を膜状に切断して分離膜にすること
もできるし、合成したナトリウム・コバルト酸化物を再
焼成することで、分離膜を作ることもできる。また、他
の無機質バインダーや金属、例えば、ガラス状物質や三
酸化ビスマスや鉛またはカドミウム等をナトリウム・コ
バルト酸化物に添加し成型して分離膜を作ることもでき
る。
固める必要があるが、その方法としてはナトリウム・コ
バルト酸化物を合成する際に、膜状に原料を適当な形に
成型してから焼結することにより分離膜を作ることもで
きるし、また焼結体を膜状に切断して分離膜にすること
もできるし、合成したナトリウム・コバルト酸化物を再
焼成することで、分離膜を作ることもできる。また、他
の無機質バインダーや金属、例えば、ガラス状物質や三
酸化ビスマスや鉛またはカドミウム等をナトリウム・コ
バルト酸化物に添加し成型して分離膜を作ることもでき
る。
また有機質バインダーを添加し、求める形状に成型して
から焼成処理して分離膜を作ることもできる。
から焼成処理して分離膜を作ることもできる。
ナトリウム蒸気の精製分離の原理は、ナトリウムイオン
及び電子混合伝導体であるナトリウム・コバルト酸化物
を隔壁として二基を区切り、一方を他の物質を含んだナ
トリウム蒸気にさらし、他方を吸引するとナトリウム濃
淡電池が形成されるが、隔壁内の電子伝導により両極が
短絡される。
及び電子混合伝導体であるナトリウム・コバルト酸化物
を隔壁として二基を区切り、一方を他の物質を含んだナ
トリウム蒸気にさらし、他方を吸引するとナトリウム濃
淡電池が形成されるが、隔壁内の電子伝導により両極が
短絡される。
即ち、ナトリウム蒸気室界面（正極）でＮａ→Ｎａ”＋
ｅ−なる式でイオン化したＮａ＋がナトリウム・コバル
ト酸化物に入り、減圧室界面（負極）でＮａ”＋ｅ−→
Ｎａなる反応が起こりナトリウムが減圧室内に放出され
純ナトリウムに精製される。
ｅ−なる式でイオン化したＮａ＋がナトリウム・コバル
ト酸化物に入り、減圧室界面（負極）でＮａ”＋ｅ−→
Ｎａなる反応が起こりナトリウムが減圧室内に放出され
純ナトリウムに精製される。
一方、上記式中での電子は、ナトリウム・コバルト酸化
物自身に電子伝導性（正孔伝導性）があるため、電極も
外部回路も不要となり、圧力差だけでナトリウムが選択
的に透過するのである。
物自身に電子伝導性（正孔伝導性）があるため、電極も
外部回路も不要となり、圧力差だけでナトリウムが選択
的に透過するのである。
［実施例］
次に本発明の実施例を述べる。
炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３１と酸化コバルト［ＣＯ
３０４１を等モルずつ秤量し、乳鉢を用いよく粉砕しな
がら混合した。次いで、この混合物を厚み２ｍｍ、直径
２０ｍｍの円板状にプレス成型した。この板を酸素雰囲
気炉に入れ徐々に昇温し、８００℃で１５時間焼成した
後、自然冷却した。でき上がったものは元の形状を全く
維持したままγ型のナトリウム・コバルト酸化物になっ
ていることをＸ線回折により確認した。次いでこの円板
を内径２０ｍｍの高純度アルミナ製円筒管の内側にアル
ミナ製接着剤で固定し、円筒管内を２室に分けた。円筒
管の一方をナトリウム製造用小型溶融塩電解槽の出口付
近に接続し、円筒管の他方を高耐食性吸引ポンプの吸入
口側に接続した。円筒管−次側と二次側の一部を外部加
熱法で６００℃４こ加熱し、吸引ポンプで吸引するとナ
トリウム蒸気はγ型ナトリウム・コバルト酸化物からな
る隔壁を通して、二次側に放出され、さらに二次側室出
口附近をナトリウムの液化温度以下（この実施例では２
００℃）に冷却することによりナトリウムを液化し、分
岐させてナトリウムを採取した。このナトリウムの純度
は９９．９９９％以上であった。
３０４１を等モルずつ秤量し、乳鉢を用いよく粉砕しな
がら混合した。次いで、この混合物を厚み２ｍｍ、直径
２０ｍｍの円板状にプレス成型した。この板を酸素雰囲
気炉に入れ徐々に昇温し、８００℃で１５時間焼成した
後、自然冷却した。でき上がったものは元の形状を全く
維持したままγ型のナトリウム・コバルト酸化物になっ
ていることをＸ線回折により確認した。次いでこの円板
を内径２０ｍｍの高純度アルミナ製円筒管の内側にアル
ミナ製接着剤で固定し、円筒管内を２室に分けた。円筒
管の一方をナトリウム製造用小型溶融塩電解槽の出口付
近に接続し、円筒管の他方を高耐食性吸引ポンプの吸入
口側に接続した。円筒管−次側と二次側の一部を外部加
熱法で６００℃４こ加熱し、吸引ポンプで吸引するとナ
トリウム蒸気はγ型ナトリウム・コバルト酸化物からな
る隔壁を通して、二次側に放出され、さらに二次側室出
口附近をナトリウムの液化温度以下（この実施例では２
００℃）に冷却することによりナトリウムを液化し、分
岐させてナトリウムを採取した。このナトリウムの純度
は９９．９９９％以上であった。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明の分離膜は、電解還元したナ
トリウムの精製用にも用いることができるし、熱媒とし
て用いているナトリウムを分離精製することにも用いる
ことができ産業上極めて有効である。
トリウムの精製用にも用いることができるし、熱媒とし
て用いているナトリウムを分離精製することにも用いる
ことができ産業上極めて有効である。
Claims (2)
- （１）ナトリウム・コバルト酸化物を主成分とするナト
リウム蒸気の分離膜。 - （２）ナトリウム・コバルト酸化物のナトリウムとコバ
ルトの原子比が０．６：１乃至１：１の範囲内であり、
γ型結晶構造を有する請求項（１）記載の分離膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32892789A JPH03188930A (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 分離膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32892789A JPH03188930A (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 分離膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03188930A true JPH03188930A (ja) | 1991-08-16 |
Family
ID=18215650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32892789A Pending JPH03188930A (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 分離膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03188930A (ja) |
-
1989
- 1989-12-19 JP JP32892789A patent/JPH03188930A/ja active Pending
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