JPH11509251A - 親水性ポリマー中にアミノ酸の塩を含む膜 - Google Patents

親水性ポリマー中にアミノ酸の塩を含む膜

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、親水性ポリマーおよびアミノ酸の塩を含む組成物であって該アミノ酸の塩が該組成物の全重量に基いて約10ないし約80重量%の範囲の量で存在する組成物に関する。本発明のもう一つの実施態様は、CO2を含有するガス流、特にCO2およびCOを含有してH2の濃いガス流からCO2を分離する際に使用するのに適する膜を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 親水性ポリマー中にアミノ酸の塩を含む膜 発明の分野 本発明はガス流、特にH2、CO2およびCOを含有するガス流からCO2を分 離するのに有用な膜を形成するのに特に適したポリマー組成物に関する。発明の背景 ガス流の成分の一つとしてCO2を含有するガス流が生成し、他の成分から該 CO2を選択的に除去することが望ましい多くの工業的プロセスがある。プロセ スガス流からCO2を選択的に除去するために使用される一つの方法は、アミン 溶液にCO2を吸収させることである。使用されるもう一つの方法は、分子ふる い上にCO2を吸着させることである。 プロセスの流れの中で成分を分離するための膜は、科学および工業分野により 、長い間使用されてきている。それにもかかわらず、高いCO2の透過度および 選択性を有する膜の必要性が依然として存在する。 本発明の目的は、プロセスガスから、特にCO2およびCOを含有してH2の濃 いガスからCO2を分離するのに有用な膜の形成に適する新規なポリマー組成物 を提供することにある。発明の概要 その最も単純な意味において、本発明は、親水性ポリマーお よび少なくとも1種のアミノ酸の塩を含む組成物に指向され、該アミノ酸の塩は 該組成物の全重量に基いて約10ないし約80重量%の範囲の量で存在する。 本発明のもう1つの具体例は、CO2を含有するガス流から、特にCO2および COを含有してH2の濃いガス流からCO2を分離するのに適する膜を含む。 これらおよび本発明の他の具体例は、以下の本発明の詳細な説明を読むと明ら かになるであろう。発明の詳細な説明 本発明の組成物は親水性ポリマーおよび少なくとも1種のアミノ酸の塩を含み 、該アミノ酸の塩は該組成物の全重量に基いて約10ないし約80重量%、好ま しくは約40ないし約65重量%の範囲の量で存在する。 本発明の実施に適当な親水性ポリマーには、ポリビニルアルコール、ポリビニ ルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルア ミド、そのブレンドおよび共重合体が含まれる。一般的に、これらのポリマーは 約30,000ないし2,000,000の範囲、好ましくは50,000ない し200,000の範囲の重量平均分子量を有するであろう。本発明で有用な特 に好ましいポリマーは、約50,000ないし150,000の範囲の平均分子 量を有するポリビニルアルコールである。 本発明の組成物におけるアミノ酸塩は、式: [式中、R1、R2およびR3は、水素または1ないし4個の炭素原子を有するア ルキル基であり、nは0ないし4の範囲の整数であり、Am+は1ないし3の原子 価を有し、かつ金属および式: (式中、R4およびR5は水素または1ないし4個の炭素原子を有するアルキル基 であり、R6は水素、1ないし4個の炭素原子のアルキル基、または2ないし6 個の炭素、および1ないし4個の窒素原子のアルキルアミンであり、yは1ない し4の範囲の整数であり、かつmはカチオンAm+の原子価に等しい整数である) を有するアミンカチオンから選択されるカチオンである] を有する塩から選択される。Am+が金属カチオンである場合、好ましくは、それ は元素の周期表の第Ia、IIa、IIIa(特にアルミニウム)およびVIII族(特 に鉄)の金属から選択される。ここにいう周期表とは、Lange's Handbook of Ch emistry、第11版、McGraw-Hill Book Company(1973)の中表紙に見られるも のである。 先に述べたように、該組成物中に存在すべきアミノ酸塩の量は、該組成物の全 重量に基いて約10ないし80重量%、好ましくは約40ないし約65重量%の 範囲にある。 本発明の組成物は、まず、水のごとき適当な溶媒中の該ポリマーおよび該アミ ノ酸塩の溶液を作成することにより調製される。一般的に、使用される水の量は 約70%ないし95%の範囲にあるであろう。次いで、該組成物は溶媒を除去す ることにより、例えば、溶媒を蒸発させることにより溶液から回収できる;しか しながら、非多孔質膜の形成においては、該溶液を使用することが好ましい。か くして、得られる溶液は当該分野でよく知られた技術により、非多孔質膜へと成 形される。例えば、該ポリマー溶液は、「ナイフ注型」または「浸漬注型」のご とき技術を用いて固体の支持体中へ流し込むことができる。もちろん、ナイフ注 型はナイフを用いてポリマー溶液を平滑表面を横切って引き伸ばして均一な厚さ のポリマー溶液の薄膜を形成させ、その後、周囲温度または約100℃までの温 度で、該ポリマー溶液の溶媒を蒸発させて二次加工膜を得る方法である。例えば 、平滑表面としてガラス板を使用する場合、次いで、支持体から該膜を取り外し 、自立ポリマー膜を得ることができる。別法として、使用される平滑表面が多孔 質ポリテトラフルオロエチレンのごとき非選択性多孔質支持体である場合、得ら れる膜は選択性膜ポリマーおよび支持体を含む複合膜である。浸漬注型は、該ポ リマー溶液を非選択性多孔質支持体と接触させる方法である。次いで、該支持体 から過剰溶液を排出させ、上記 のごとき周囲温度または上昇させた温度で、該ポリマー溶液の溶媒を蒸発させる 。該膜は、該ポリマーおよび該多孔質支持体を共に含む。 また、本発明の膜は、中空繊維、チューブ、フィルム、シートなどの形状に成 形することもできる。 本発明の別の具体例において、それから膜を形成させる前に、該ポリマーおよ びアミノ酸溶液に架橋剤を添加する。 適当な架橋剤には、ホルムアルデヒド、ジビニルスルホン、トルエンジイソシ アナート、グリオキサール、トリメチロールメラミン、テレフタルアルデヒド、 エピクロロヒドリン、ビニルアクリレートおよび無水マレイン酸が含まれる。ホ ルムアルデヒド、ジビニルスルホンおよびトルエンジイソシアネートが特に好ま しい。 使用される架橋剤の量は、該溶液から形成された固体組成物の全重量に基いて 約1ないし約20重量%の範囲にあるであろう。 架橋剤を含有する溶液から形成された膜は、典型的には、架橋を起こさせるの に十分な温度および時間で加熱される。一般的に、約80℃ないし約120℃の 範囲の架橋温度が使用される。架橋は約1ないし72時間に起こるであろう。 先に示したごとく、本発明の組成物は、CO2含有ガス流からCO2を分離する ための非孔質膜として使用するのに特に適している。従って、該膜の一方の面、 すなわち第一の面に該流れを接触させ、次いで該膜の表側、すなわち第二の面で CO2を含む透過流を回収することにより、CO2がガス供給流から除去され る。該透過流は供給流に対して高い濃度でCO2を含む。「透過流」とは、該膜 の第二の面で回収される、該膜の第二の面に存在するかも知れないスイープガス または液体のごとき他の流体を除く該供給流の一部を意味する。 本発明は、制限されるものではないが、例示の手法によって提供される下記の 実施例を参照することにより、よりよく理解されるであろう。実施例 下記の実施例において、フラックスはcm3(STP)/(cm2・s)の単位 で表し、透過度はバレル(バレル=10-10cm3(STP)・cm/(cm2・ s−cmHg)で表し、CO2対H2の分離係数(選択性)は下記 のごとくに表した。 該保持流とは、運転条件の下で該膜により拒絶される、該膜の供給側での混合 物をいう。フラックスはガスクロマトグラフィーにより得られた濃度測定値およ びフローメーターによる透過流の流速測定値に基いて決定される。フラックスお よび透過度の間の関係は下記: フラックス=透過度(P1−P2)/L [式中、P1およびP2は、各々保持流および透過流におけるCO2分圧であり、 Lは膜の厚さである。]のごときである。該分圧はガスクロマトグラフィーによ る濃度測定値および圧力ゲージによる全圧測定値に基いて決定される。 実施例1:50重量%のグリシン−K塩および50重量%のポリビニルアルコー ル膜の合成 約18gの水に、3.329gのポリビニルアルコール(PVA)を、透明な ポリマー溶液が得られるまで攪拌および約75℃で加熱しながら添加した。この 溶液に16gの水および2.192gのグリシンを攪拌しながら添加した。次い で、3gの水中1.646gのKOHをPVA/グリシン溶液に、攪拌しながら 約20分間で徐々に添加して透明で均一な溶液を得た。次いで、該溶液を約5分 間遠心した。遠心に次いで、微多孔質ポリテトラフルオロエチレンの支持体上へ 8ミルのギャップ設定にて膜をナイフ−注型した。窒素ボックス中にて周囲条件 で約17時間にわたって該膜から水を蒸発させた。次いで、該膜をオーブン中に て90℃で約5時間加熱した。微多孔質ポリテトラフルオロエチレンの支持体上 の得られた膜は、約50重量%のグリシン−K塩および50重量%のポリビニル アルコールを含み、19.7ミクロン(支持体を除いて)の厚さを有していた。 実施例2:60重量%のグリシン−Li塩および40重量%のポリビニルアルコ ール膜の合成 21.852gの水中の4.008gのポリビニルアルコール(PVA)溶液 に、20gの水および5.566gのグリシンを、約70℃にて約1時間攪拌し ながら添加して透明な溶液を得た。また、該PVA/グリシン溶液に3.113 gのLiOH・H2Oおよび10gの水を、約70℃にて攪拌しながら約1時間 で添加して透明で均一な溶液を得た。次いで、該溶液を約30分間遠心した。遠 心に続いて、微多孔質ポリテトラフルオロエチレンの支持体上へ6ミルのギャッ プ設定にて膜をナイフ−注型した。窒素ボックス中にて、周囲条件下、1週間に わたって該膜から水を蒸発させた。次いで、該膜をオーブン中にて約90℃で約 8時間加熱した。微多孔質ポリテトラフルオロエチレンの支持体上の得られた膜 は、約60重量%のグリシン−Li塩および40重量%のポリビニルアルコール からなり、19.2ミクロン(支持体を除いて)の厚さを有していた。 実施例3:40.3重量%のピペコリン酸−K塩、44.6重量%のポリビニル アルコールおよび15.1重量%のホルムアルデヒド膜の合成 22.849gの水中の4.191gのポリビニルアルコール(PVA)溶液 に、水中37重量%のホルムアルデヒドの溶液3.830g、すなわち、1.4 17gのホルムアルデヒドおよび2.413gの水を、約70℃にて攪拌しなが ら約10分間で添加した。該PVA/ホルムアルデヒド溶液に6.18 5gの4Mピペコリン酸−K塩溶液、すなわち、3.786gのピペコリン酸− K塩および2.399gの水を、攪拌しながら約10分間で添加して透明で均一 な溶液を得た。次いで、該溶液を約5分間遠心した。次いで、微多孔質ポリテト ラフルオロエチレンの支持体上へ5ミルのキャップ設定にて膜をナイフ−注型し た。窒素ボックス中にて、周囲条件下、約1日間、水を蒸発させた。次いで、該 膜をオーブン中にて約110℃で約18時間加熱した。微多孔質ポリテトラフル オロエチレンの支持体上の得られた膜は、40.3重量%のピペコリン酸−K塩 、44.6重量%のポリビニルアルコールおよび15.1重量%のホルムアルデ ヒド残基からなり、17.2ミクロン(支持体を除いて)の厚さを有していた。 実施例4:50重量%のピペコリン酸−K塩、37.3重量%のポリビニルアル コールおよび12.7重量%のホルムアルデヒド膜の合成 24.471gの水中の4.489gのポリビニルアルコール(PVA)溶液 に、水中37重量%のホルムアルデヒドの溶液4.125g、すなわち、1.5 26gのホルムアルデヒドおよび2.599gの水を、約70℃にて攪拌しなが ら添加した。該PVA/ホルムアルデヒド溶液に22gの水、4.635gのピ ペコリン酸、および6g水中の2.014gのKOH溶液を、攪拌しながら約5 分間で添加した。次いで、該溶液を約50分間遠心した。次いで、微多孔質ポリ テトラフルオロエチレンの支持体上へ6ミルのキャップ設定にて膜をナイフ−注 型した。窒素ボックス中にて、周囲条件下、約1日間、該膜から水を蒸発させた 。次いで、該膜をオーブン中にて約110℃で約17時間加熱した。微多孔質ポ リテトラフルオロエチレンの支持体上の得られた膜は、50重量%のピペコリン 酸−K塩、37.3重量%のポリビニルアルコールおよび12.7重量%のホル ムアルデヒド残基からなり、29.8ミクロン(支持体を除いて)の厚さを有し ていた。 実施例5:50重量%のグリシン−エチレンジアミン塩および50重量%のポリ ビニルアルコール膜の合成 1.334g(0.0222モル)のエチレンジアミン(EDA)に、理論量 の1.666g(0.0222モル)のグリシンを攪拌しながら添加して、グリ シン−EDA塩を作成した。この塩に5gの水を攪拌しながら添加した。該グリ シン−EDA塩の水溶液および1gの水を、16.410gの水中の3.000 gのポリビニルアルコール溶液へ、約70℃にて攪拌しながら約20分間で添加 して透明で均一な溶液を得た。次いで、該溶液を約20分間遠心した。遠心に続 いて、微多孔質ポリテトラフルオロエチレンの支持体上へ8ミルのキャップ設定 にて膜をナイフ−注型した。窒素ボックス中にて、周囲条件下、約17時間、該 膜から水を蒸発させた。次いで、該膜をオーブン中にて約90℃で約4時間加熱 した。微多孔質ポリテトラフルオロエチレンの支持体上に得られた膜は、50重 量%のグリシン−EDA塩および50重量%のポリビニルアルコールからなり、 24.8ミクロン(支持体を除いて)の厚さを有していた。 実施例6:50重量%のアミノイソ酪酸−エチレンジアミン塩および50重量% のポリビニルアルコール膜の合成 1.105g(0.01838モル)のエチレンジアミン(EDA)に、理論 量の1.895g(0.01838モル)のアミノイソ酪酸(AIBA)および 10gの水を攪拌しながら添加して、AIBA−EDA塩の水溶液を作成した。 この溶液に16.410gの水中の3.000gのポリビニルアルコール溶液を 約70℃にて攪拌しながら約20分間で添加して、透明で均一な溶液を得た。次 いで、該溶液を約30分間遠心した。次いで、微多孔質ポリテトラフルオロエチ レンの支持体上へ8ミルのキャップ設定にて膜をナイフ−注型した。窒素ボック ス中にて、周囲条件で一晩、該膜から水を蒸発させた。次いで、該膜を約90℃ で4時間加熱した。微多孔質ポリテトラフルオロエチレンの支持体上の得られた 膜は、50重量%のAIBA−EDAおよび50重量%のポリビニルアルコール からなり、25.9ミクロン(支持体を除いて)の厚さを有していた。 実施例7:実施例1の膜の透過測定 フラックス、透過度およびCO2対H2の分離係数(選択性)を評価するための 透過測定において、該膜の上流側に供給流を接触させるための第一の区画および 該膜の下流から透過流を回収するための第二の区画からなる透過セルに該膜を設 置した。該セルにおける有効膜面積は63.62cm2であった。ほぼ周囲温度 (23℃)にて約3気圧の全圧の下で、75%のH2およ び25%のCO2からなる供給ガスを、約120cm3/分の流速で該膜に接触さ せた。透過流は、透過/窒素流に対して約1気圧の圧力および10−50cm3 /分の全流速の下で窒素によって掃引された。供給流および掃引流の双方は、該 膜に接触させるに先立って脱イオン水を通じてバブリングすることにより加湿し た。 50重量%のグリシン−K塩および50重量%のポリビニルアルコールからな り、透過/掃引流に対して10.6cm3/分の全流速を有する実施例1の膜に ついては、結果として得られたCO2フラックスは3.72×10-4cm3(ST P)/(cm2・s)であり、CO2透過度は151バレルであり、CO2/H2選 択性は15.2であった。透過/掃引流の全流速がこの膜に対して50.8cm3 /分まで上昇したとき、フラックスは5.16×10-4cm3(STP)/(c m2・s)まで上昇し、CO2透過度は192バレルであり、CO2/H2選択性は 15.5まで上昇した。該フラックスおよび選択性の上昇は、透過側におけるC O2分圧がより低いことによる。透過流におけるCO2分圧が非常に低い、すなわ ちゼロ気圧のとき、選択性は、透過流における所与のCO2分圧、すなわちp2に て得られた選択性に、p1が保持流におけるCO2の分圧であるp1/(p1−p2 )の係数を乗じることによって評価することができる。かくして、p2=0気圧 のとき選択性は、10.6cm3/分の全透過/掃引速度に対しては18.9、 50.8cm3/分の全速度については17.8であると評価される。 実施例8:実施例2の膜の透過測定 60重量%のグリシン−Li塩および40重量%のポリビニルアルコールから なる実施例2の膜を、実施例7に記載した方法と同様に、12.4cm3/分の 全透過/掃引流速を用いて評価した。得られたCO2フラックスは4.75×1 0-4cm3(STP)/(cm2・s)であり、CO2透過度は206バレルであ り、CO2/H2選択性は18であった。CO2透過圧がゼロのとき選択性は23 であると評価された。 実施例9:実施例3の膜の透過測定 40.3重量%のピペコリン酸−K塩、44.6重量%のポリビニルアルコー ルおよび15.1重量%のホルムアルデヒドからなる実施例3の膜を、実施例7 に記載した方法と同様に、10cm3/分の全透過/掃引流速を用いて評価した 。得られたCO2フラックスは0.83×10-4cm3(STP)/(cm2・s )であり、CO2透過度は26バレルであり、CO2/H2選択性は11.3であ った。CO2透過圧がゼロのとき選択性は11.9であると評価された。 実施例10:実施例4の膜の透過測定 50重量%のピペコリン酸−K塩、37.3重量%のポリビニルアルコールお よび12.7重量%のホルムアルデヒドからなる実施例4の膜を、実施例7に記 載した方法と同様に、10.3cm3/分の全透過/掃引流速を用いて評価した 。得られたCO2フラックスは1.65×10-4cm3(STP)/(cm2・ s)であり、CO2透過度は96バレルであり、CO2/H2選択性は13.1で あった。CO2透過圧がゼロのとき選択性は14.3であると評価された。 この膜は、ピペコリン酸−K塩の量における違いの他は、実施例3の膜と同様 の組成およびポリビニルアルコール/ホルムアルデヒド率を有していた。実施例 9および10で示されたこれらの膜の結果から示されるごとく、アミノ酸の金属 塩の濃度の増加は、CO2透過度およびCO2/H2選択性を改良する。 実施例11:実施例5の膜の透過測定 50重量%のグリシン−エチレンジアミン塩および50重量%のポリビニルア ルコールからなる実施例5の膜を、実施例7に記載した方法と同様に、10.2 cm3/分の全透過/掃引流速を用いて評価した。結果として得られたCO2フラ ックスは3.04×10-4cm3(STP)/(cm2・s)であり、CO2透過 度は161バレルであり、CO2/H2選択性は26.1であった。透過流/掃引 流の全流速がこの膜に対して50.3cm3/分まで上昇したとき、フラックス は4.55×10-4cm3(STP)/(cm2・s)まで上昇し、CO2透過度 は211バレルであり、CO2/H2選択性は30.3まで上昇した。該フラック スおよび選択性の上昇は、透過側におけるCO2分圧がより低いことによる。透 過流におけるCO2分圧ががゼロのとき選択性は、10.2cm3/分の全透過/ 掃引速度に対しては31.4、50.3cm3/分の全速度については31.9 であると評価される。 実施例12:実施例6の膜の透過測定 50重量%のアミノイソ酪酸−エチレンジアミン塩および50重量%のポリビ ニルアルコールからなる実施例6の膜を、実施例7に記載した方法と同様に、1 0.1cm3/分の全透過/掃引流速を用いて評価した。得られたCO2フラック スは1.34×10-4cm3(STP)/(cm2・s)であり、CO2透過度は 67バレルであり、CO2/H2選択性は14.3であった。CO2透過圧がゼロ のとき選択性は15.5であると評価された。 実施例7−12に示したごとく、本発明の膜は75%のH2および25%のC O2のガス混合物からCO2を除去するのに使用できる。このガス混合物は、H2 とCO2の相対比を基にして典型的な改質をシミュレートする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 5/16 C08K 5/16

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.親水性ポリマーおよび少なくとも1種のアミノ酸の塩を含む組成物であっ て、該アミノ酸の塩が該組成物の全重量に基づいて約10ないし約80重量%の 範囲の量で存在する該組成物。 2.該アミノ酸塩が式: [式中、R1、R2およびR3は、水素または1ないし4個の炭素原子を有するア ルキル基であり、nは0ないし4の範囲の整数であり、Am+は1ないし3の原子 価を有し、かつ金属および式: (式中、R4およびR5は水素または1ないし4個の炭素原子を有するアルキル基 であり;R6は水素、1ないし4個の炭素原子のアルキル基、または2ないし6 個の炭素および1ないし4個の窒素原子のアルキルアミンであり、yは1ないし 4の範囲の 整数であり、かつmはカチオンの原子価に等しい整数である) を有するアミンカチオンから選択されるカチオンである] を有する塩から選択される請求の範囲第1項の組成物。 3.親水性ポリマーが、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリ ビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、そのブレンド および共重合体よりなる群から選択される請求の範囲第2項の組成物。 4.ポリマーがポリビニルアルコールである請求の範囲第3項の組成物。 5.組成物の全重量に基いて約1ないし約20重量%の架橋剤を含有する請求 の範囲第3項の組成物。 6.該架橋剤がホルムアルデヒド、ジビニルスルホン、トルエンジイソシアネ ート、グリオキサール、トリメチロールメラミン、テレフタルアルデヒド、エピ クロロヒドリン、ビニルアクリレートおよび無水マレイン酸よりなる群から選択 される請求の範囲第5項の組成物。 7.該架橋剤がホルムアルデヒドである請求の範囲第5項の組成物。 8.請求の範囲第1項、第3項又は第6項の組成物から形成 された非多孔質膜。 9.CO2含有ガス流を、親水性ポリマーおよび、そのアミノ酸が当該組成物 の重量に基いて約10ないし約80重量%の範囲の量で存在する、少なくとも1 種のアミノ酸の塩からなる、非多孔質の、CO2を選択的に透過できる膜の一方 の側面にCO2含有ガス流を接触させ、それによって、膜を通しCO2を選択的に 輸送し;次いで、 CO2を含有する透過流を該膜の表側から回収し、それによってガス流からC O2を選択的に除去することを特徴とするCO2含有ガス流からCO2を分離する 方法。 10.CO2を含有するガス流からCO2の分離を可能にするのに十分な特性を 有する非多孔質膜を製造する方法であって、溶媒、親水性ポリマーならびに、そ の塩がポリマーおよび塩の全重量に基づいて約10ないし約80重量%の範囲の 量で存在する、少なくとも1種のアミノ酸の塩の注型溶液を形成し; 該溶液を基材に注入し;次いで 該溶媒を蒸発させ、それによって非多孔質膜を形成することを特徴とする方法 。 11.該塩が、式: [式中、R1、R2およびR3は、水素または1ないし4個の炭素原子を有するア ルキル基であり、nは0ないし4の範囲の整数であり、Am+は1ないし3の原子 価を有し、かつ金属および式: (式中、R4およびR5は水素または1ないし4個の炭素原子を有するアルキル基 であり;R6は水素、1ないし4個の炭素原子のアルキル基、または2ないし6 個の炭素および1ないし4個の窒素原子のアルキルアミンであり、yは1ないし 4までの範囲の整数であり、かつmはカチオンの原子価に等しい整数である) を有するアミンカチオンから選択されるカチオンである] を有する塩から選択される請求の範囲第10項の方法。 12.該ポリマー溶液に架橋剤を添加することを含む請求の範囲第11項の方 法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010202872A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 General Electric Co <Ge> アミノ酸移動担体を含む膜
JP2010202870A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 General Electric Co <Ge> アミノ酸可動キャリアを含むメンブレン
JP2012245505A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Jx Nippon Oil & Energy Corp 気体分離ゲル膜
WO2013018659A1 (ja) * 2011-08-01 2013-02-07 株式会社ルネッサンス・エナジー・リサーチ Co2促進輸送膜及びその製造方法

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL9401233A (nl) * 1994-03-25 1995-11-01 Tno Werkwijze voor membraangasabsorptie.
EP1007188A4 (en) * 1997-03-14 2000-07-12 Exxon Research Engineering Co MEMBRANES WITH AMINO ALCOHOLS CONTAINED IN HYDROPHILIC POLYMERS
JP4264194B2 (ja) 1997-08-01 2009-05-13 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Co2選択膜プロセスおよび燃料を燃料電池用の水素に改質するためのシステム
EP0934736A1 (en) 1998-02-04 1999-08-11 The Procter & Gamble Company Absorbent article with breathable backsheet comprising slanted capillary apertures
EP0934735A1 (en) 1998-02-04 1999-08-11 The Procter & Gamble Company Absorbent article with breathable dual layer backsheet comprising one layer with slanted capillary apertures
EP1040806A1 (en) 1999-04-01 2000-10-04 The Procter & Gamble Company Resilient, three dimensional film comprising a compound increasing hydrophobicity, and its use in backsheets of absorbent articles
EP1040799A1 (en) 1999-04-01 2000-10-04 The Procter & Gamble Company Absorbent article with improved breathable backsheet comprising reduced basis weight nonwoven
EP1040800A1 (en) 1999-04-01 2000-10-04 The Procter & Gamble Company Absorbent article with breathable backsheet comprising one layer with improved capillary apertures
KR100315894B1 (ko) * 1999-12-30 2001-12-24 박호군 고분자 전해질을 이용한 알켄 분리용 고체상 촉진 수송분리막
US7011694B1 (en) 2001-05-14 2006-03-14 University Of Kentucky Research Foundation CO2-selective membranes containing amino groups
US6635103B2 (en) * 2001-07-20 2003-10-21 New Jersey Institute Of Technology Membrane separation of carbon dioxide
US6843829B2 (en) * 2002-03-27 2005-01-18 L'air Liquide-Societe Anonyme A'directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedures Georges Claude Block polyurethane-ether and polyurea-ether gas separation membranes
US6860920B2 (en) * 2002-03-28 2005-03-01 L'air Liquide-Societe Anoyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes George Claude Block polyester-ether gas separation membranes
DE60216892T2 (de) 2002-04-24 2007-08-30 The Procter & Gamble Company, Cincinnati Saugfähiger Artikel mit einer einheitlichen, absorbierenden Struktur
US7318854B2 (en) * 2004-10-29 2008-01-15 New Jersey Institute Of Technology System and method for selective separation of gaseous mixtures using hollow fibers
US20080168900A1 (en) * 2004-11-05 2008-07-17 The Ohio State University Research Foundation Membranes, Methods of Making Membrane, and Methods of Separating Gases Using Membranes
US20070119302A1 (en) * 2005-11-14 2007-05-31 Maciej Radosz Polymers containing ionic groups for gas separation and storage
DE102006042348A1 (de) * 2006-09-08 2008-03-27 Dräger Medical AG & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Separation von Kohlendioxid aus einem Atemgasgemisch mittels Fixed Site Carrier Membran
US20090110907A1 (en) * 2007-10-29 2009-04-30 Jiang Dayue D Membranes Based On Poly (Vinyl Alcohol-Co-Vinylamine)
US7914875B2 (en) * 2007-10-29 2011-03-29 Corning Incorporated Polymer hybrid membrane structures
US20100305289A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Jiang Dayue D Hybrid composition and membrane based on silylated hydrophilic polymer
US8052776B2 (en) * 2009-05-29 2011-11-08 Corning Incorporated Poly(amino-alcohol)-silica hybrid compositions and membranes
US20110020188A1 (en) * 2009-07-24 2011-01-27 General Electric Company Igcc with constant pressure sulfur removal system for carbon capture with co2 selective membranes
US8500880B2 (en) * 2009-11-24 2013-08-06 Corning Incorporated Amino acid salt articles and methods of making and using them
WO2012078778A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-14 Research Triangle Institute Integrated system for acid gas removal
JP2013049042A (ja) * 2011-01-12 2013-03-14 Fujifilm Corp 二酸化炭素分離膜形成用組成物、二酸化炭素分離膜及びその製造方法、並びに二酸化炭素分離装置
DE102011079811A1 (de) * 2011-07-26 2013-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Abscheiden von Kohlendioxid
CN105561811B (zh) * 2014-11-05 2018-05-01 上海交通大学 环保型液体支撑二氧化碳分离膜
US10186724B2 (en) * 2015-02-04 2019-01-22 Bloom Energy Corporation Carbon dioxide separator, fuel cell system including same, and method of operating the fuel cell system
US10835847B2 (en) 2015-05-29 2020-11-17 Ohio State Innovation Foundation Polymeric membranes for separation of gases
JP6715575B2 (ja) * 2015-06-18 2020-07-01 住友化学株式会社 二酸化炭素分離方法及び二酸化炭素分離装置
WO2018042060A1 (de) * 2016-09-05 2018-03-08 Drei Lilien Pvg Gmbh & Co. Kg Offenporige membran mit innerem raumdurchspannendem polymerem strukturnetzwerk zur elektrophoretischen stoffselektiven separation sowie verfahren zu deren herstellung und anwendung
JP2019534158A (ja) 2016-11-02 2019-11-28 オハイオ ステート イノベーション ファウンデーション ガス分離のためのホウ酸塩含有膜

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3507840A (en) * 1967-04-27 1970-04-21 Nalco Chemical Co Method of removing water from water-soluble polymers
US3840482A (en) * 1971-09-13 1974-10-08 Ici Australia Ltd Process for curing poly(vinyl alcohol)matrix beads
US4561864A (en) * 1974-03-21 1985-12-31 Institute Of Gas Technology Gas sweetening by membrane permeation
SU588181A1 (ru) * 1975-03-21 1978-01-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов Способ очистки газов от сероводорода и двуокиси серы
DE2966350D1 (en) * 1978-08-17 1983-12-01 Heyl Chem Pharm Polymeric hydrogenation catalysts, process for preparing these catalysts and their use for catalytic hydrogenations
US4318714A (en) * 1980-05-14 1982-03-09 General Electric Company Facilitated separation of a select gas through an ion exchange membrane
SU1021272A1 (ru) * 1981-04-22 1983-12-23 Новосибирский институт органической химии СО АН СССР Композици дл получени термопро вл емых фотографических материалов
US4705545A (en) * 1984-06-01 1987-11-10 Uop Inc. Thin film polymer blend membranes
US4609468A (en) * 1984-06-01 1986-09-02 Uop Inc. Increased strength polymer-blended membranes
JPS60260513A (ja) * 1984-06-08 1985-12-23 Lion Corp パツプ剤
JPS61101244A (ja) * 1984-10-24 1986-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 炭酸ガス吸着剤
DE3663622D1 (en) * 1985-03-01 1989-07-06 Air Prod & Chem Method for gas separation
JPS624796A (ja) * 1985-06-29 1987-01-10 ライオン株式会社 クリ−ム状皮膚洗浄剤組成物
US4714482A (en) * 1985-07-11 1987-12-22 Uop Inc. Thin film polymer blend membranes
JPS62241551A (ja) * 1986-03-10 1987-10-22 Res Dev Corp Of Japan 二酸化炭素選択分離剤
US4954145A (en) * 1986-11-03 1990-09-04 Kingston Technologies Filled membranes for separation of polar from non-polar gases
US5096468A (en) * 1987-10-19 1992-03-17 W. R. Grace & Co.-Conn. Cellulose acetate butyrate gas separation membranes
JPH0634899B2 (ja) * 1988-06-08 1994-05-11 ダイキン工業株式会社 水蒸気選択透過膜
US5015268A (en) * 1988-10-13 1991-05-14 Exxon Research And Engineering Co. Polymeric membrane and process for separating aliphatically unsaturated hydrocarbons
GB8915974D0 (en) * 1989-07-12 1989-08-31 Gore W L & Ass Uk Hydrophilic semi-permeable ptfe membranes and their manufacture
JPH05229936A (ja) * 1992-02-19 1993-09-07 Lion Corp 内服用顆粒製剤
JP3247953B2 (ja) * 1992-09-30 2002-01-21 独立行政法人産業技術総合研究所 含水ゲル状気体分離膜
US5348569A (en) * 1993-06-30 1994-09-20 Praxair Technology, Inc. Modified poly(phenylene oxide) based membranes for enhanced fluid separation
US5364454A (en) * 1993-06-30 1994-11-15 Praxair Technology, Inc. Fluid separation composite membranes prepared from sulfonated aromatic polymers in lithium salt form
US5445669A (en) * 1993-08-12 1995-08-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Membrane for the separation of carbon dioxide
US6315968B1 (en) * 1995-01-18 2001-11-13 Air Products And Chemicals, Inc. Process for separating acid gases from gaseous mixtures utilizing composite membranes formed from salt-polymer blends

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010202872A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 General Electric Co <Ge> アミノ酸移動担体を含む膜
JP2010202870A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 General Electric Co <Ge> アミノ酸可動キャリアを含むメンブレン
JP2012245505A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Jx Nippon Oil & Energy Corp 気体分離ゲル膜
WO2013018659A1 (ja) * 2011-08-01 2013-02-07 株式会社ルネッサンス・エナジー・リサーチ Co2促進輸送膜及びその製造方法
JP2013049048A (ja) * 2011-08-01 2013-03-14 Renaissance Energy Research:Kk Co2促進輸送膜及びその製造方法
KR20140042922A (ko) * 2011-08-01 2014-04-07 가부시키가이샤 르네상스 에너지 리서치 Co₂촉진 수송막 및 그 제조 방법

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