JPH0691928B2 - 気体透過膜 - Google Patents
気体透過膜Info
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- JPH0691928B2 JPH0691928B2 JP60171540A JP17154085A JPH0691928B2 JP H0691928 B2 JPH0691928 B2 JP H0691928B2 JP 60171540 A JP60171540 A JP 60171540A JP 17154085 A JP17154085 A JP 17154085A JP H0691928 B2 JPH0691928 B2 JP H0691928B2
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空気中より酸素を濃縮分離するための気体透
過膜に関するものである。
過膜に関するものである。
従来の技術 気体透過性に秀れる膜材料として既に幾つかの提案がな
されている。特に透過の大きい材料としてはポリオルガ
ノシロキサン系高分子が秀れる。更に最近、これらオル
ガノシロキサン系高分子の透過性を凌ぐものとして、ポ
リアセチレン系、たとえばポリトリメチルシリルプロピ
ン（特開昭57−154106号公報参照）が提案されており、
この場合前記オルガノシロキサン系ポリマーにくらべ一
桁程度酸素の透過がすぐれるものである。
されている。特に透過の大きい材料としてはポリオルガ
ノシロキサン系高分子が秀れる。更に最近、これらオル
ガノシロキサン系高分子の透過性を凌ぐものとして、ポ
リアセチレン系、たとえばポリトリメチルシリルプロピ
ン（特開昭57−154106号公報参照）が提案されており、
この場合前記オルガノシロキサン系ポリマーにくらべ一
桁程度酸素の透過がすぐれるものである。
発明が解決しようとする問題点 前記ポリトリメチルシリルプロピンは極めて気体透過性
にすぐれるが、本発明者らの観測に依れば、例えば空気
を分離する場合、その酸素と窒素の分離比は、1.5〜1.8
と極めて小さく、またその気体透過性は不安定であり、
数時間の運転により透過係数は初期値の一桁以上低下し
てしまうことが認められた。この不安定さに対する原因
は明らかでは無いが、本ポリマーは第三物質を包含し易
く、包含された第三物質によって気体透過性が阻害され
たものと想像しうる。
にすぐれるが、本発明者らの観測に依れば、例えば空気
を分離する場合、その酸素と窒素の分離比は、1.5〜1.8
と極めて小さく、またその気体透過性は不安定であり、
数時間の運転により透過係数は初期値の一桁以上低下し
てしまうことが認められた。この不安定さに対する原因
は明らかでは無いが、本ポリマーは第三物質を包含し易
く、包含された第三物質によって気体透過性が阻害され
たものと想像しうる。
問題点を解決するための手段 本発明者らは斯かる欠点を克服し、上記置換ポリアセチ
レンが有する性質を利用すべく、このポリマーに各種材
料をドーピングしその気体透過性、安定性を検討した。
その結果、上記置換ポリアセチレンをベースとし、これ
に酸素親和性を有する金属キレートを含有せしめた膜
が、すぐれた気体透過性を有し、且つ安定性にすぐれる
事を見出し本発明に到達した。
レンが有する性質を利用すべく、このポリマーに各種材
料をドーピングしその気体透過性、安定性を検討した。
その結果、上記置換ポリアセチレンをベースとし、これ
に酸素親和性を有する金属キレートを含有せしめた膜
が、すぐれた気体透過性を有し、且つ安定性にすぐれる
事を見出し本発明に到達した。
即ち本発明は、モノ、またはジ置換ポリアセチレンをホ
スト高分子とし、前記ホスト高分子に酸素親和性を有す
る金属キレート分子を含有せしめたことを特徴とする気
体透過膜である。ここで、ホスト高分子とは、金属キレ
ート分子がドープされて含有せられる側の高分子をいう
（以下同様）。
スト高分子とし、前記ホスト高分子に酸素親和性を有す
る金属キレート分子を含有せしめたことを特徴とする気
体透過膜である。ここで、ホスト高分子とは、金属キレ
ート分子がドープされて含有せられる側の高分子をいう
（以下同様）。
作用 本発明はホスト高分子に、酸素親和性を有する金属キレ
ート分子を含有させることにより、極れた気体透過性と
安定性を得ている。
ート分子を含有させることにより、極れた気体透過性と
安定性を得ている。
本発明のホスト高分子として用いるモノ、またはジ置換
ポリアセチレンは、嵩高い置換基を有し、その置換基
が、炭素数１から10のアルキル基、炭素数１から３のト
リアルキルシリル基より選ばれたグループより成る比較
的歪みの大きいと考えられる高分子であり、例えば、ポ
リトリメチルシリルプロピン、ポリゾメチルエチルシリ
ルプロピン、ポリtert−ブチルプロピン、ポリ−tert−
ブチルアセチレン、ポリ−tertペンチルアセチレン、ポ
リ−２−ヘキサン、ポリ−２−オクチン、これらの共重
合体、などが好適である。
ポリアセチレンは、嵩高い置換基を有し、その置換基
が、炭素数１から10のアルキル基、炭素数１から３のト
リアルキルシリル基より選ばれたグループより成る比較
的歪みの大きいと考えられる高分子であり、例えば、ポ
リトリメチルシリルプロピン、ポリゾメチルエチルシリ
ルプロピン、ポリtert−ブチルプロピン、ポリ−tert−
ブチルアセチレン、ポリ−tertペンチルアセチレン、ポ
リ−２−ヘキサン、ポリ−２−オクチン、これらの共重
合体、などが好適である。
また本発明の酸素親和性を有する金属キレートとして
は、Mn,Fe,Co,Cuなどを金属として含む、これに窒素
系、リン系、酸素系などのリガンドから成るものが好適
で、ポリフィリン類、フタロシアニン類、などがすぐれ
ている。たとえば、鉄ポロトポリフィリン、銅プロトポ
リフィリン、あるいはジ（Ｎ−メチルイミダゾール）メ
ソーラトラ（α，α，α，α−Ｏ−ピバルアミドフェニ
ル）ポリフィナート鉄などのピケットフェンスポリフィ
リン、Mnフタロシアニン、鉄フタロシアニン、銅フタロ
シアニン、Coフタロシアニン、などが良い。
は、Mn,Fe,Co,Cuなどを金属として含む、これに窒素
系、リン系、酸素系などのリガンドから成るものが好適
で、ポリフィリン類、フタロシアニン類、などがすぐれ
ている。たとえば、鉄ポロトポリフィリン、銅プロトポ
リフィリン、あるいはジ（Ｎ−メチルイミダゾール）メ
ソーラトラ（α，α，α，α−Ｏ−ピバルアミドフェニ
ル）ポリフィナート鉄などのピケットフェンスポリフィ
リン、Mnフタロシアニン、鉄フタロシアニン、銅フタロ
シアニン、Coフタロシアニン、などが良い。
あるいはサルコミン、のごときCo錯体、ポリエチレンイ
ミン−Co錯体も好適である。臭化マンガンとホスフィン
類、例えば、トリフエニルホスフィン、ジメチルフエニ
ルホスフィン、ジエチルフエニルホスフィンなどとの錯
体も好適であった。
ミン−Co錯体も好適である。臭化マンガンとホスフィン
類、例えば、トリフエニルホスフィン、ジメチルフエニ
ルホスフィン、ジエチルフエニルホスフィンなどとの錯
体も好適であった。
これらの錯体は、適当な溶媒中に溶解させた状態で、こ
れにポリアセチン系のフィルムを含浸させる事により容
易に膜中に取り込ませる事が出来る。またはキレートと
ポリアセチレン系の共溶媒両者を溶解しておき、キャス
トしても良い。あるいは、ポリアセチレンフィルムに対
し、キレート類を真空含浸させる事も可能であった。
れにポリアセチン系のフィルムを含浸させる事により容
易に膜中に取り込ませる事が出来る。またはキレートと
ポリアセチレン系の共溶媒両者を溶解しておき、キャス
トしても良い。あるいは、ポリアセチレンフィルムに対
し、キレート類を真空含浸させる事も可能であった。
このようにして得られた膜に対し、酸素、窒素などの気
体の透過を調べたところ、ホスト高分子単独の透過性に
対し、キレートを含む膜では、透過係数は若干低下する
ものの、酸素／窒素の分離比は大きく向上し、例えば分
離比として２〜５程度の大きい値が得られた。また安定
性も向上し、長期にわたって、初期特性が維持された。
体の透過を調べたところ、ホスト高分子単独の透過性に
対し、キレートを含む膜では、透過係数は若干低下する
ものの、酸素／窒素の分離比は大きく向上し、例えば分
離比として２〜５程度の大きい値が得られた。また安定
性も向上し、長期にわたって、初期特性が維持された。
実施例 以下本発明の代表的な実施例につき具体的に詳述する。
（実施例−１） テトラカルボン酸フタロシアニン鉄１部をベンゼンに溶
解し、この溶液にフタロシアニンに対し約10倍のポリト
リメチルシリルプロピンを加え均一溶液とした。溶液を
濾過し、濾液をガラス板上にてキャスト乾燥後、フィル
ムを得た。フィルムの厚さは約35μで、このフィルムを
用いた酸素、窒素の透過率を低真空透過測定法により測
定した。酸素透過係数として、2.8×10-8cc・cm/cm2・s
ec・cmHg、酸素／窒素透過係数比（α）は、3.4であっ
た。
解し、この溶液にフタロシアニンに対し約10倍のポリト
リメチルシリルプロピンを加え均一溶液とした。溶液を
濾過し、濾液をガラス板上にてキャスト乾燥後、フィル
ムを得た。フィルムの厚さは約35μで、このフィルムを
用いた酸素、窒素の透過率を低真空透過測定法により測
定した。酸素透過係数として、2.8×10-8cc・cm/cm2・s
ec・cmHg、酸素／窒素透過係数比（α）は、3.4であっ
た。
（実施例−２） サルコミン１部をクロロホルムに溶解し、これにサルコ
ミンに対し約10部のポリ−ｔ−ブチルアセチレンを溶解
させ、均一溶液とした。溶液を濾過し、濾液をガラス板
上にキャストし、約50μのフィルムを得た。
ミンに対し約10部のポリ−ｔ−ブチルアセチレンを溶解
させ、均一溶液とした。溶液を濾過し、濾液をガラス板
上にキャストし、約50μのフィルムを得た。
このフィルムの酸素透過係数は4.3×10-8cc・cm/cm2・s
ec・cmHg、αは、4.1を示した。
ec・cmHg、αは、4.1を示した。
（実施例−３） 臭化マンガン及びシメチルフェニルホスフィンを等モ
ル、シトラヒドロフランに加え約２時間加熱置流させ
た。生成した沈殿を冷却後濾別した。沈殿を乳鉢中で微
粉化し。ポリ−３−オクチンのフィルム（〜70μ）上に
一様に分散させ、これを真空乾燥機内にセットした。減
圧下乾燥機を約150℃に加熱し、３時間放置した。冷却
後フィルムを取り出し、フィルム表面上の粉末を除去
後、透過率を測定した。酸素の透過係数は7.8×10-8cc
・cm/cm2・sec・cmHg、α2.2を示した。
ル、シトラヒドロフランに加え約２時間加熱置流させ
た。生成した沈殿を冷却後濾別した。沈殿を乳鉢中で微
粉化し。ポリ−３−オクチンのフィルム（〜70μ）上に
一様に分散させ、これを真空乾燥機内にセットした。減
圧下乾燥機を約150℃に加熱し、３時間放置した。冷却
後フィルムを取り出し、フィルム表面上の粉末を除去
後、透過率を測定した。酸素の透過係数は7.8×10-8cc
・cm/cm2・sec・cmHg、α2.2を示した。
発明の効果 以上要するに本発明は、モノまたはジ置換ポリアセチレ
ンからなるホスト高分子に、酸素親和性を有する金属キ
レート分子を含有せしめてなる気体透過膜を提供するも
ので、気体透過性に秀れ、また極めて安定しており使用
による経時劣化が少ない利点を有する。
ンからなるホスト高分子に、酸素親和性を有する金属キ
レート分子を含有せしめてなる気体透過膜を提供するも
ので、気体透過性に秀れ、また極めて安定しており使用
による経時劣化が少ない利点を有する。
Claims (3)
- 【請求項１】酸素親和性を有する金属キレート分子を、
モノ、またはジ置換ポリアセチレンの高分子に含有せし
めたことを特徴とする気体透過膜。 - 【請求項２】モノ、またはジ置換ポリアセチレンの置換
基が、炭素数が１から10のアルキル基および炭素数が１
から３のトリアルキルシリル基より選ばれたものの１つ
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気
体透過膜。 - 【請求項３】酸素親和性を有する金属キレート分子の金
属が、Mn,Fe,Co,Cuの内の少なくとも１つを含むことを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の気
体透過膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171540A JPH0691928B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 気体透過膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171540A JPH0691928B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 気体透過膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233526A JPS6233526A (ja) | 1987-02-13 |
| JPH0691928B2 true JPH0691928B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=15925014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60171540A Expired - Lifetime JPH0691928B2 (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 気体透過膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691928B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136226A (ja) * | 1985-12-07 | 1987-06-19 | Agency Of Ind Science & Technol | ガス分離膜 |
| US5176724A (en) * | 1987-11-10 | 1993-01-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Permselective composite membrane having improved gas permeability and selectivity |
| US4859215A (en) * | 1988-05-02 | 1989-08-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Polymeric membrane for gas separation |
| US5501722A (en) * | 1992-11-04 | 1996-03-26 | Membrane Technology And Research, Inc. | Natural gas treatment process using PTMSP membrane |
| US5707423A (en) * | 1996-06-14 | 1998-01-13 | Membrane Technology And Research, Inc. | Substituted polyacetylene separation membrane |
| WO2020189675A1 (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | フィガロ技研株式会社 | ガス検出器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5998706A (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-07 | Toshiba Corp | 酸素ガス選択透過性複合膜 |
| JPS6012103A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-22 | Sanyo Chem Ind Ltd | 気体分離膜 |
-
1985
- 1985-08-02 JP JP60171540A patent/JPH0691928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6233526A (ja) | 1987-02-13 |
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