JPH0832296B2 - 水素分離膜の製造方法 - Google Patents

水素分離膜の製造方法

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JPH0832296B2
JPH0832296B2 JP1284913A JP28491389A JPH0832296B2 JP H0832296 B2 JPH0832296 B2 JP H0832296B2 JP 1284913 A JP1284913 A JP 1284913A JP 28491389 A JP28491389 A JP 28491389A JP H0832296 B2 JPH0832296 B2 JP H0832296B2
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洋 内田
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、水素分離膜の製造方法に関し、詳しくはパ
ラジウム合金よりなる水素分離膜の製造方法に関する。
[従来の技術] 特開昭63−294925号公報には、多数の小孔を有する耐
熱性多孔体の表面にパラジウム薄膜を、パラジウム薄膜
上に銅薄膜を夫々化学メッキ法によって形成させ、次い
で熱処理温度300〜540℃、好ましくは400〜500℃、処理
時間5〜40時間、望ましくは12〜16時間の条件下に熱処
理を行なうことよりなる水素分離用膜の製造法が開示さ
れている。
特開平1−164419号公報には、多数の小孔を有する耐
熱性多孔体の表面にパラジウム薄膜を、パラジウム薄膜
上に銀薄膜を夫々化学メッキ法によって形成させ、次い
で熱処理温度450〜600℃、処理時間8〜16時間の条件下
に熱処理を行なうことよりなる水素分離用膜の製造法が
開示されている。
[従来技術の問題点] 特開昭63−294925号公報および特開平1−164419号公
報に記載された発明により、300℃以下の低温で長時間
使用してもひび割れを生じ易いという問題点は解決され
たとしても、水素透過量の改善についてはまだ満足すべ
きものではない。
[発明の目的] 本発明者は、従来の水素分離用膜において、水素透過
量をさらに増大させるべく研究を重ねた結果本発明を完
成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、水素透過量を大幅に増大させる
ことができる水素分離膜の製造方法を提供することを目
的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、耐熱性多孔質体の表面に、化学メッキ法に
よりパラジウムの薄膜を形成し、該パラジウム薄膜上に
化学メッキ法により銀薄膜を形成し、次いで熱処理を行
なう水素分離膜の製造方法において、該熱処理が800〜1
300℃の温度で3〜16時間行なわれ、得られる水素分離
膜が、該膜の厚さ方向全域にわたり、パラジウム60〜95
重量%、銀5〜40重量%の範囲で実質上均一な組成を有
するパラジウム合金よりなることを特徴とする前記水素
分離膜の製造方法を提供するものである。
本発明における耐熱性多孔質体としては、本発明のパ
ラジウム合金を形成するに足る耐熱性を有し、処理すべ
きガスに対して不活性であって、20〜30,000Å、好まし
くは40〜5,000Åの細孔を有するものを適宜選定して使
用することが可能であり、具体的には、例えば0.1〜0.5
μmの細孔を有するアルミナセラミックス多孔体などを
例示できる。該多孔質体は、化学メッキを施す前に付着
した汚れを除去するために、例えばトリクロロエチレン
を用いた超音波洗浄後エタノールなどの低級アルコール
で洗浄するのが望ましい。
本発明方法において、耐熱性多孔質体の表面に、化学
メッキ法によりパラジウムの薄膜を形成する方法として
は、例えば、SnCl2・2H2Oの1g/および37%HClの1ml/
よりなるSnCl2溶液と、PdCl2の0.1g/および37%HCl
の0.1ml/よりなるPdCl2溶液とに交互に多孔質体を浸
漬させて活性化されたパラジウムを被着させる。この際
一方の溶液の処理終了後、純水による充分な洗浄を行な
うのが好ましい。
次いで例えば[Pd(NH3]Cl2・H2Oの5.4g/、ED
TA・2Naの67.2g/、NH3(28%水溶液)の651.ml/、H
2NNH2・H2Oの0.46ml/よりなるメッキ液に、pH11.3お
よび温度50℃の条件下に活性化パラジウムを被着した多
孔質体を浸漬させて活性化パラジウム上にパラジウムを
析出させてパラジウムの薄膜を形成させる方法があげら
れる。
上記パラジウム薄膜を形成するためのメッキ所要時間
はパラジウム膜の厚みが大きくなるほど長くする必要が
あるが、例えば厚み0.013mmの場合17時間程度である。
形成されるパラジウム膜の厚みが小さい程水素の透過
速度が大となるが、厚みが小さすぎるとパラジウム膜に
ピンホールが生じ水素以外の気体がリークし易くなる。
この傾向は細孔開口部の径が大きくなる程増大する。
本発明方法において、前記パラジウム薄膜上に化学メ
ッキ法により銀の薄膜を形成する方法としては、例えば
[Pd(NH3]Cl2の0.54g/、AgNO3の4.86g/、EDT
A・2Naの33.6g/、NH3(28%水溶液)の651.3ml/お
よびH2NNH2・H2Oの0.46ml/よりなるメッキ液にpH12.1
および温度50℃の条件下、前記パラジウム薄膜を形成し
た多孔質体を浸漬させて該パラジウム薄膜上に銀の薄膜
を形成させる方法があげられる。この場合のメッキ所要
時間は、例えば銀薄膜の厚みが0.0017mmの場合7時間程
度が適当である。
本発明の水素分離膜の組成は化学メッキによって形成
されるパラジウム薄膜および銀の膜厚によって定まる
が、Pd60〜95重量%であってAg5〜40重量%となるよう
これらの膜厚を定めるのが適当である。銀の量が上記範
囲より少ない場合、本発明の効果が充分に発揮されず、
銀の量が上記範囲を超えると水素の透過選択性および水
素の透過速度が低下し易くなる。
本発明方法における熱処理は、得られる水素分離膜の
実質上全域にわたって、実質上所定比率のパラジウムと
銀とよりなる均一なパラジウム合金が形成される条件下
に行うことが必要である。このようなパラジウム合金の
形成は、X線マイクロアナライザー分析法のような膜の
厚さ方向の組成分析が行なえる分析方法により測定され
るものである。
本発明方法における熱処理を添付図面を参照してさら
に具体的に説明する。
第1〜4図は、本発明における熱処理条件を説明する
ためにX線マイクロアナライザーにより測定された、パ
ラジウム薄膜22.5μm(79重量%)および銀薄膜6.8μ
m(21重量%)より形成される水素分離膜のS−S断面
図における膜厚とパラジウムおよび銀の濃度との関係を
示すグラフであって、第1図は800℃で12時間熱処理を
行なったもの、第2図は1000℃で12時間熱処理を行なっ
たもの、第3図は500℃で12時間熱処理を行なったも
の、第4図は熱処理を行なっていないものである。耐熱
性多孔質体として製膜部分の細孔径が0.2μmの99.9%
アルミナセラミックス多孔体を用いた。図中Aは熱処理
前または熱処理後の膜の表面を表わし、Bは該膜と多孔
質体との境界面を表わし、1はパラジウムの濃度を表わ
し、2は銀の濃度を表わす。
本発明方法における熱処理の必要条件とは、第3図お
よび第4図に示されるように、X線マイクロアラナイザ
ー分析法のような膜の厚さ方向の組成分析が行なえる分
析方法による測定において、得られる水素分離膜の実質
上全域にわたって実質上所定比率のパラジウムと銀とよ
りなる均一なパラジウム合金が形成される条件を意味す
るものである。
さらに具体的には、例えば第1〜4図に示されるパラ
ジウム薄膜と銀薄膜とを形成後の熱処理条件としては80
0℃で12時間、あるいは1000℃で12時間の熱処理で充分
であるが、例えば500℃12時間の熱処理は本発明の熱処
理の要件を満たしていないことがわかる。
したがって、本発明方法における熱処理の条件は、上
記X線マイクロアナライザー分析法のような膜の厚さ方
向の組成分析が行なえる分析方法により上記したように
均一なパラジウム合金が形成される条件を満足する限り
特別の制限はないが、好ましくは800℃以上の温度で3
〜16時間熱処理を行なうことができる。処理温度の上限
としては、特別の制限はないが、あまり高温にしても技
術的にも意味がなく経済的でもなく、例えば上記アルミ
ナセラミックス多孔質体を用いた場合、1300℃を超えて
使用することができず、処理温度としては、好ましくは
800〜1300℃であり、処理時間は好ましくは3〜16時間
である。
本発明におけるパラジウム合金は、銀の他に、悪影響
を及ぼさない程度に銅、ニッケルなどの他の成分を含有
することも可能である。
本発明の水素分離膜は、例えば高純度水素製造用とし
て、または水素化反応、脱水素反応、水蒸気改質反応の
反応器などに利用することができる。
[発明の効果] 本発明によれば、熱処理が特定された条件下に行なわ
れ、水素分離膜の実質上全域にわたって均一なパラジウ
ム合金が形成されるため、従来500℃前後で熱処理を行
なった場合であって、水素分離膜全域にわたる合金化が
不充分な場合に比べて、第1に膜自体の水素透過性能が
増大すると共に、第2に水素分離膜の膜厚をより小さく
することが可能となることにより、相乗的に水素透過量
を著しく増大させることができる効果が得られる。
[実施例] 以下実施例および比較例により、本発明をさらに具体
的に説明する。
実施例1 製膜部分の細孔径が0.2μmの純度99.999%のアルミ
ナセラミックス多孔体よりなるパイプの外面のみにメッ
キを施す目的のために、上下をメッキ用テープで目かく
しをして管内部に液がはいりこまないようにしたもの
を、トリクロロエチレンを用いて超音波洗浄し、次いで
エタノールによる洗浄を行なった後乾燥させ、SnCl2・2
H2Oの1g/および37%HClの1ml/よりなるSnCl溶液
と、PdCl2の0.1g/および37%HClの0.1ml/よりなるP
dCl2溶液に交互に10回宛浸漬させて活性化されたパラジ
ウムを被着させた。この際一方の溶液による処理終了
後、純水による充分な洗浄を行なった。
次いで、[Pd(NH3]Cl2・H2Oの5.4g/、EDTA・
2Naの67.2g/、NH3(28%水溶液)の651.3ml/、H2NN
H2・H2Oの0.46ml/よりなるメッキ液に、pH11.3および
温度50℃の条件下に活性化パラジウムを被着させた上記
多孔質体を5時間浸漬させて活性化パラジウム上にパラ
ジウムを析出させてパラジウムの薄膜(4.5μm)を形
成させた。
次いで[Pd(NH3]Cl2の0.54g/、AgNO3の4.86g
/、EDTA・2Naの33.6g/、NH3(28%水溶液)の651.3
ml/およびH2NNH2・H2Oの0.46ml/よりなるメッキ液
にpH12.1および温度50℃の条件下、前記パラジウム薄膜
を形成した多孔質体を1時間浸漬させて該パラジウム薄
膜上に銀の薄膜(0.5μm)を形成させた。
次いで900℃で12時間熱処理して、パラジウム89重量
%、および銀11重量%よりなる膜厚5μmの水素分離膜
を得た。得られた水素分離膜について、温度500℃、膜
にかかる圧力差2kg/cm2・Gの条件で、水素ガスの透過
試験を行なったところ、水素透過量は72.2cm3/cm2/min
であった。
実施例2 実施例1と同様にして得られた活性化パラジウム被着
多孔質体を、10時間実施例1と同様のメッキ液に浸漬さ
せて活性化パラジウム上にパラジウムの薄膜(9.5μ
m)を形成させ、次いで実施例1と同様に、パラジウム
薄膜を形成された多孔質体を2時間実施例1と同様のメ
ッキ液に浸漬させて、該パラジウム薄膜上に銀の薄膜
(1.0μm)を形成させた。
次いで900℃で12時間熱処理して、パラジウム89重量
%および銀11重量%よりなる膜厚10.5μmの水素分離膜
を得た。得られた水素分離膜について、実施例1と同様
に水素透過試験を行なったところ、水素透過量は56.9cm
3/cm2/minであった。
実施例3 熱処理を800℃で12時間行なった以外実施例1と同様
にして得られた水素分離膜について実施例1と同様の水
素透過試験を行なったところ、水素透過量は71.5cm3/cm
2/minであった。
実施例4 熱処理を1000℃で12時間行なった以外実施例1と同様
にして得られた水素分離膜について実施例1と同様の水
素透過試験を行なったところ、水素透過量は72.8cm3/cm
2/minであった。
比較例1 熱処理を500℃で12時間行なった以外実施例2と同様
にして得られた水素分離膜について実施例1と同様に水
素透過試験を行なったところ、水素透過量は30.9cm3/cm
2/minであった。
比較例2 熱処理を行なわない以外実施例2と同様にして得られ
た水素分子膜について実施例1と同様に水素透過試験を
行なったところ、水素はほとんど透過しなかった。
比較例3 SiO249重量%、B2O318重量%、CaO13重量%、Al2O39
重量%、Na2O5重量%、K2O2重量%およびMgO4重量%よ
りなる硝子製の厚み0.5mm、内径10mm、長さ500mmの円筒
体を710℃に20時間加熱してCaOおよびB2O3を主体とする
相を分相せしめ、2%HF溶液で30分間エッチングし、次
いで80℃の1NHCl溶液中に16時間浸漬してCaOおよびB2O3
を主体とする相を溶解除去して小孔径2,600Åの多孔質
体を得た。
得られた多孔質硝子を、実施例1におけるアルミナセ
ラミックス多孔体に代え、実施例1と同様にして得られ
た活性化パラジウム被着多孔質硝子を21時間実施例1と
同様のメッキ液に浸漬させて活性化パラジウム上にパラ
ジウムの薄膜(20μm)を形成させ、次いで実施例1と
同様に、パラジウム薄膜を形成させた多孔質硝子を7時
間実施例1と同様のメッキ液に浸漬させて、該パラジウ
ム薄膜上に銀の薄膜(2μm)を形成させた。
次いで500℃で12時間熱処理してパラジウム93重量%
および銀7重量%よりなる膜厚22μmの水素分離膜を得
た。得られた水素分離膜について、実施例1と同様に水
素透過試験を行なったところ、水素透過量は12cm3/cm2/
minであった。アルミナセラミックス多孔質体の場合に
比べて製膜時間が長くなる傾向が認められた。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は、本発明における熱処理条件を説明するた
めにX線マイクロアナライザー分析法により測定され
た、パラジウム薄膜および銀薄膜より形成される水素分
離膜のS−S断面図における膜厚とパラジウムおよび銀
の濃度との関係を示すグラフである。 A……熱処理前または熱処理後の膜の表面、B……膜と
多孔質体との境界面、1……パラジウム濃度、2……銀
濃度。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】耐熱性多孔質体の表面に、化学メッキ法に
    よりパラジウムの薄膜を形成し、該パラジウム薄膜上に
    化学メッキ法により銀薄膜を形成し、次いで熱処理を行
    なう水素分離膜の製造方法において、 該熱処理が800〜1300℃の温度で3〜16時間行なわれ、
    得られる水素分離膜が、該膜の厚さ方向全域にわたり、
    パラジウム60〜95重量%、銀5〜40重量%の範囲で実質
    上均一な組成を有するパラジウム合金よりなることを特
    徴とする前記水素分離膜の製造方法。
JP1284913A 1989-11-02 1989-11-02 水素分離膜の製造方法 Expired - Lifetime JPH0832296B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004115913A (ja) * 2002-09-20 2004-04-15 Robert Bosch Gmbh 絶縁性下地上の導電性被覆物の製造法およびこの種の被覆された下地

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05137979A (ja) * 1991-11-25 1993-06-01 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 水素分離膜の製造方法
JP3213430B2 (ja) * 1993-03-31 2001-10-02 日本碍子株式会社 ガス分離体及びその製造方法
JP2991609B2 (ja) * 1993-10-18 1999-12-20 日本碍子株式会社 ガス分離体と金属との接合体および水素ガス分離装置
JPH10113544A (ja) * 1996-07-08 1998-05-06 Ngk Insulators Ltd ガス分離体
JPH10113545A (ja) * 1996-07-08 1998-05-06 Ngk Insulators Ltd ガス分離体
DE10057161C2 (de) * 2000-11-16 2003-08-21 Heraeus Gmbh W C Niob-Legierung und eine daraus hergestellte Wasserstoffpermeationsmembran
EP1277512A4 (en) 2001-02-16 2008-05-07 Sumitomo Electric Industries HYDROGEN-SUBSTITUTE STRUCTURE AND MANUFACTURING OR REPAIR PROCESS THEREFOR
US7923105B2 (en) 2004-12-01 2011-04-12 Ngk Insulators, Ltd. Hydrogen separator and process for production thereof
JP2010036080A (ja) * 2008-08-03 2010-02-18 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 高温高圧・多湿環境下で長時間劣化しない高温耐性水素ガス分離材
CN102861517A (zh) * 2012-09-19 2013-01-09 常州大学 一种冷轧超薄钯-银合金膜的制备方法
US20150325380A1 (en) * 2012-12-17 2015-11-12 Nitto Denko Corporation Hydrogen-releasing film

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01164419A (ja) * 1987-12-22 1989-06-28 Ise Kagaku Kogyo Kk 水素分離用膜の製造法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004115913A (ja) * 2002-09-20 2004-04-15 Robert Bosch Gmbh 絶縁性下地上の導電性被覆物の製造法およびこの種の被覆された下地

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