JPS6323713A - Production of unit for selectively extracting specific gas and unit obtained - Google Patents

Production of unit for selectively extracting specific gas and unit obtained

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JPS6323713A
JPS6323713A JP62075743A JP7574387A JPS6323713A JP S6323713 A JPS6323713 A JP S6323713A JP 62075743 A JP62075743 A JP 62075743A JP 7574387 A JP7574387 A JP 7574387A JP S6323713 A JPS6323713 A JP S6323713A
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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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特定のガスをその他の様々な成分を含む媒質
から選択的に抽出するためのユニットを製造する方法に
関する。本発明はまた、この製造方法により得られるユ
ニットにも関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a unit for selectively extracting a specific gas from a medium containing various other components. The invention also relates to the unit obtained by this manufacturing method.

従来の技術 ガスの選択的抽出は、例えば純粋ガスを抽出するために
ガス発生装置内で行う操作として知られている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Selective extraction of gases is known as an operation carried out in a gas generator, for example to extract pure gases.

ガス発生装置を用いて、例えば、目的のガスを成分とし
て含有する化合物の化学的な分解反応を起こさせること
により、所望のガスを得ることができる。しかし、分解
反応により余分な成分が入り混じったガスが発生するの
で、分解反応後に分離を行う必要がある。
A desired gas can be obtained by, for example, causing a chemical decomposition reaction of a compound containing a target gas as a component using a gas generator. However, since the decomposition reaction generates gas mixed with extra components, it is necessary to separate the gas after the decomposition reaction.

従来のガス発生装置は、この目的で、化学反応を行わせ
る少なくともひとつの段と分離後のガスを回収する段を
含む。上記2段の間に、化学反応の結果発生したガスを
選択的に抽出するユニットが存在している。
Conventional gas generators include, for this purpose, at least one stage for carrying out a chemical reaction and a stage for recovering the gas after separation. Between the two stages there is a unit that selectively extracts the gases generated as a result of the chemical reaction.

ガス成分の分離は、所定の温度および圧力条件下で、所
望のガスに対し透過性のある材料、例えば金属または合
金からなる膜を通してこのガスを拡散させることにより
行うことが以前から知られている。化学反応段とガス回
収段の間に少なくとも1枚の膜が配置される。
It has long been known that the separation of gaseous components can be carried out by diffusing the desired gas under defined temperature and pressure conditions through a membrane made of a material permeable to the gas, for example a metal or an alloy. . At least one membrane is disposed between the chemical reaction stage and the gas recovery stage.

ここで、金属または合金は、拡散させるガスに応じて選
択される。すなわち、水素を製造する場合には、水素の
拡散が可能なパラジウムを主成分とする膜を用い、酸素
を製造する場合には、銀を主成分とする膜を用いる。
Here, the metal or alloy is selected depending on the gas to be diffused. That is, when producing hydrogen, a membrane containing palladium as a main component and capable of hydrogen diffusion is used, and when producing oxygen, a film containing silver as a main component is used.

また、ガスの拡散は、合金による膜を通して行う方が好
ましい場合もある。例えば、水素の拡散は銀とパラジウ
ムの合金製の膜を通して行う方がよいということが知ら
れている。合金を構成する各成分の最良の比率も明らか
にされているが、これは本発明の目的ではない。例えば
、パラジウム73%、銀27%という比率が水素拡散を
行う際には最適であるということがわかっている。
In some cases, it may be preferable to diffuse the gas through an alloy film. For example, it is known that hydrogen diffusion is better carried out through membranes made of silver and palladium alloys. Although the best ratio of each component making up the alloy has been determined, this is not the purpose of this invention. For example, it has been found that a ratio of 73% palladium and 27% silver is optimal for hydrogen diffusion.

いずれにせよ、得られたガスの品質は、使用する金属ま
たは合金の量と無関係であることが確かめられている。
In any case, it has been established that the quality of the gas obtained is independent of the amount of metal or alloy used.

これに対し、拡散されたガスの流量は、拡散用の膜の表
面積に比例すると同時に、膜の厚さに反比例し、しかも
、膜の温度および膜の両側での圧力差に応じて変化する
In contrast, the flow rate of the diffused gas is proportional to the surface area of the diffusion membrane, inversely proportional to the thickness of the membrane, and varies depending on the temperature of the membrane and the pressure difference on either side of the membrane.

さらに、膜を形成するために使用される金属、すなわち
単体の金属ならびに合金の構成成分としての金属は、貴
重であったり高価である場合が多い。
Furthermore, the metals used to form the membranes, both alone and as constituents of alloys, are often rare or expensive.

以上説明した効率、品質ならびに価格上の理由により、
膜を形成するために使用する材料の量を少なくすること
が検討されている。
Due to the efficiency, quality and price reasons explained above,
Consideration has been given to reducing the amount of material used to form the membrane.

しかし、拡散が非常にうまくいくのは、膜の両側での圧
力差が大きいときである。ところで、拡散膜の表面積が
大きければ大きい程、圧力に対する抵抗が弱くなる。ガ
ス拡散に際しては機械的応力が発生するため、金属また
は合金の量を最小にすること、または、厚さを最小にす
ることができない。
However, diffusion works best when the pressure difference on both sides of the membrane is large. By the way, the larger the surface area of the diffusion membrane, the weaker the resistance to pressure. Due to the mechanical stresses that occur during gas diffusion, it is not possible to minimize the amount of metal or alloy or minimize the thickness.

このような問題点を解消するために、多孔質の支持体の
上に上記の膜を配置する、または堆積させることが提案
された。この多孔質支持体により、ガス拡散時の圧力で
起こる破損を防ぐことができる。しかし、多孔質支持体
上に膜を配置するのに必要な操作を施しているときにこ
の膜が劣化する危険性があるので、膜は上記の操作に耐
え得るよう充分な厚にする必要がある。しかし、膜が厚
いと拡散が良好には行われない。
In order to solve these problems, it has been proposed to arrange or deposit the above-mentioned membrane on a porous support. This porous support can prevent damage caused by pressure during gas diffusion. However, there is a risk that this membrane will deteriorate during the operations necessary to place it on the porous support, so the membrane must be thick enough to withstand the operations described above. be. However, if the film is thick, diffusion will not occur well.

さらに、多孔質支持体上にカソードスパッタリングによ
り薄い層を堆積させる方法も知られている。このスパッ
タシステムにおいては、透過性の物質がシステムのカソ
ードを形成し、アノード上には多孔質支持体が配置され
る。このスパッタシステム内に電界およびイオンの不均
衡が発生する結果、カソードが少なくとも部分的に分解
し、カソードを構成する分子がアノードに引きつけられ
て多孔質支持体に衝突する。
Furthermore, methods are known for depositing thin layers on porous supports by cathodic sputtering. In this sputter system, a permeable material forms the cathode of the system, and a porous support is placed above the anode. As a result of the electric field and ionic imbalance within this sputter system, the cathode at least partially disintegrates and the molecules comprising the cathode are attracted to the anode and impinge on the porous support.

しかし、ガス透過性の物質のうち、無視しえないほどの
量がアノードの多孔質支持体を取り付けられていない部
分に堆積するため、ユニットの原価が高くなる。
However, a significant amount of the gas-permeable material is deposited on the portions of the anode not attached to the porous support, increasing the cost of the unit.

本発明によるユニットの製造方法により、これらの問題
点を解消することができる。
These problems can be solved by the unit manufacturing method according to the present invention.

問題点を解決するための手段 本発明に従うと、特定のガスのみに対して透過性のある
物質からなる薄い堆積層と、真空容器内でのカソードス
パッタリングにより表面に該堆積層が形成された多孔質
の支持体とを備え、該多孔質支持体は、上記堆積層を通
してガスが拡散する際に必然的に発生する機械的応力に
充分耐え得る強度を有する、特定のガスを選択的に抽出
するためのユニットの製造方法であって、 −上記容器内に、多孔質支持体と所定量のガス透過性物
質を互いに所定の距離離して配置し、−多孔質支持体と
ガス透過性物質を直流電源の端子に、それぞれがアノー
ドとカソードを形成するように接続し、 −多孔質支持体とガス透過性物質の間に電界を発生させ
、陽イオン化させた粒子を容器内に注入することにより
カソード上に不均衡を生じさせ、該カソードをなすガス
透過性物質をアノードの機能をもつ多孔質支持体上にの
み堆積させることを特徴とする方法が提供される。
Means for Solving the Problems According to the present invention, a thin deposited layer made of a material that is permeable only to a specific gas and porous holes on the surface of which the deposited layer is formed by cathode sputtering in a vacuum container. a porous support for selectively extracting a specific gas, the porous support having sufficient strength to withstand the mechanical stress that inevitably occurs when the gas diffuses through the deposited layer; A method for manufacturing a unit for manufacturing a unit, comprising: - arranging a porous support and a predetermined amount of gas permeable material at a predetermined distance from each other in the container; connected to the terminals of a power supply so as to form an anode and a cathode, respectively; - generating an electric field between the porous support and the gas-permeable material and injecting positively ionized particles into the container; A method is provided, characterized in that the gas-permeable material forming the cathode is deposited only on the porous support serving as the anode.

作用 このように、本発明が特に優れているのは、アノードが
多孔質支持体だけで構成されているため、この多孔質支
持体上にのみガス透過性物質が堆積するという点である
。多孔質支持体に導電性がほとんどなかったり、ごくわ
ずかである場合、公知の方法によりこの多孔質支持体に
導電性をもたせることはいうまでもない。
Operation Thus, a particular advantage of the present invention is that the anode consists solely of a porous support, so that the gas-permeable substance is deposited only on this porous support. If the porous support has little or no electrical conductivity, it goes without saying that the porous support can be rendered electrically conductive by a known method.

さらに、ガスに対して透過性のある物質からなる層は多
孔質支持体上に直接堆積させることにより形成するので
、前述の膜の場合のように後にいろいろな操作を施す必
要がない。また、上記の操作時に衝撃として、あるいは
拡散時に圧力差として必然的に発生する機械的応力に耐
え得るに充分な強度をもたせるのはユニットの一部であ
る多孔質支持体であるから、透過性物質の堆積層を厚く
してこの堆積層自体に耐性をもたせる必要はない。
Furthermore, since the layer of gas-permeable material is formed by direct deposition on the porous support, there is no need for subsequent manipulations as in the case of the membranes described above. Also, since it is the porous support that is part of the unit that provides sufficient strength to withstand the mechanical stress that inevitably occurs as a result of impact during the above operations or as a pressure difference during diffusion, the permeability It is not necessary to make the deposited layer of material thick enough to make the deposited layer itself resistant.

この堆積層の厚さは、所望するガス最大流量によっての
み規定される。
The thickness of this deposited layer is defined only by the desired maximum gas flow rate.

以上のようにして、拡散用堆積層の厚さを最小限にする
と同時に、充分な強度を備え、最適流量にすることので
きるユニットが提供される。
As described above, a unit is provided which can minimize the thickness of the diffusion deposited layer, have sufficient strength, and provide an optimum flow rate.

本発明の他の特徴や利点を、本発明に従うガス透過性ユ
ニットの製造方法およびこの方法により得られたユニッ
トのいくつかの実施例を示す添付の図面を参照して説明
することにより明らかにする。
Other features and advantages of the invention will become apparent from the description with reference to the accompanying drawings, which illustrate a method for manufacturing a gas-permeable unit according to the invention and some embodiments of units obtained by this method. .

所望のガスをその他の成分から分離するためのユニット
は、このガスを透過させて拡散させることのできる物質
からなる薄い層を多孔質支持体に堆積させることにより
得られる。このような多孔質支持体を用いたことにより
ユニット全体が堅固になるため、ガスに対して透過性の
ある物質の使用量を最小限に抑えられる。多孔質支持体
としては、薄い堆積層を形成するガス透過性物質の熱膨
張率と同じ熱膨張率をもつ物質を選択するのが望ましい
A unit for separating the desired gas from other components is obtained by depositing on a porous support a thin layer of a substance that is permeable to and able to diffuse this gas. The use of such a porous support makes the entire unit rigid, so that the amount of gas-permeable material used can be minimized. It is desirable to select a material for the porous support that has the same coefficient of thermal expansion as that of the gas-permeable material forming the thin deposited layer.

さらに、多孔質支持体は、ガスと化学反応を起こすこと
はない。実際、この多孔質支持体は片面のみが薄い堆積
層により覆われており、ガスはまず、この堆積層を通し
て拡散する。所望のガスは、多孔質支持体を通過する前
にこの堆積層で他の成分から分離される。従って、多孔
質支持体に達するのは純粋ガスである。このとき、この
ガスは薄い堆積層を通過後に多孔質支持体により化学変
化を受けて汚染されることがあってはならない。
Furthermore, porous supports do not undergo chemical reactions with gases. In fact, this porous support is covered on only one side by a thin deposited layer, through which the gas first diffuses. The desired gas is separated from other components in this deposited layer before passing through the porous support. Therefore, it is pure gas that reaches the porous support. In this case, the gas must not undergo chemical changes and be contaminated by the porous support after passing through the thin deposited layer.

本発明による方法の実施例では、導電性をもたせた無機
物質で支持体を形成して、この支持体をアノードにする
In an embodiment of the method according to the invention, a support is formed of an electrically conductive inorganic material, and this support becomes an anode.

本発明による別の実施例では、支持体に焼結金属を用い
た。
In another embodiment according to the invention, the support was made of sintered metal.

実施例 第1図は、カソードスパッタリングと呼ばれる方法によ
り多孔質支持体上に薄い層を堆積させる装置の原理を示
す図である。
EXAMPLE FIG. 1 shows the principle of an apparatus for depositing thin layers on a porous support by a method called cathode sputtering.

この装置の原理は次の通りである。The principle of this device is as follows.

まず、多孔質支持体とガス透過性物質を容器内に互いに
所定の距離離して配置する。次いで、両者間に電界を発
生させて、ガス透過性物質からの電子を多孔質支持体に
向けて移動させると、この多孔質支持体上にのみ活性層
が形成される。
First, a porous support and a gas permeable material are placed in a container at a predetermined distance from each other. An electric field is then generated between the two to move electrons from the gas-permeable material towards the porous support, forming an active layer only on this porous support.

なお、上記容器は真空状態とし、さらに、イオン化され
た粒子をこの容器内に注入して電気的不均衡状態をつく
り出して反応を開始させるのが望ましい。
Note that it is preferable that the container is kept in a vacuum state, and that ionized particles are further injected into the container to create an electrically unbalanced state to initiate the reaction.

さらに、電束を収束させるための制御された磁界発生手
段および/または発生する可能性のある寄生磁界の打消
し、あるいは補償手段を用意する。
Furthermore, controlled magnetic field generation means for converging the electric flux and/or means for canceling or compensating for any parasitic magnetic fields that may be generated are provided.

第1図に示す装置は、容器1を備える。この容器内には
ガス透過性物質からなるカソード2と、多孔質の支持体
からなるアノード3が配置されて、両者は電界を発生さ
せる直流電源4に接続されている。
The apparatus shown in FIG. 1 includes a container 1. The device shown in FIG. A cathode 2 made of a gas-permeable material and an anode 3 made of a porous support are arranged in this container, and both are connected to a DC power source 4 that generates an electric field.

容器1の壁に設けられた第1の開口部5は、容器内を真
空状態にするための装置(図示されていない)に接続さ
れる。
A first opening 5 provided in the wall of the container 1 is connected to a device (not shown) for creating a vacuum inside the container.

容器1の壁にはさらに、第2の開口部6が設けられてい
る。この第2の開口部6は、容器内を真空状態にした後
に陽イオン化させた粒子の注入を行うためのものである
。このイオン化された粒子は、アノードとカソード間の
媒質を導電状態にする。
A second opening 6 is further provided in the wall of the container 1 . This second opening 6 is for injecting positively ionized particles after the inside of the container is evacuated. The ionized particles render the medium between the anode and cathode conductive.

一実施例として、正に帯電させたアルゴンイオンを注入
する。
In one example, positively charged argon ions are implanted.

カソード2の近傍に、2つの磁界発生装置7が配置され
ている。磁界発生装置7は、寄生磁界を打消すか、また
は補償するための手段、あるいは、カソード2とアノー
ド3間に制御された電界を発生させて電束を収束させる
ための手段である。
Two magnetic field generators 7 are arranged near the cathode 2 . The magnetic field generator 7 is a means for canceling or compensating for parasitic magnetic fields, or a means for generating a controlled electric field between the cathode 2 and the anode 3 to converge the electric flux.

寄生磁界を打消すには、2つの磁界発生装置7それぞれ
のN極とS極を結ぶ軸線が1列になるようにN極同士ま
たはS極同士を隣接させて並べるという公知の方法を用
いるとよい。
In order to cancel the parasitic magnetic field, a known method is used in which the N poles or the S poles are arranged adjacent to each other so that the axes connecting the N and S poles of each of the two magnetic field generators 7 are in a line. good.

これら磁界発生装置7は、例えば2つの電磁石とする。These magnetic field generators 7 are, for example, two electromagnets.

この場合、それぞれのコイルを通過する電流を制御する
ことにより磁界の強さを容易に制御することができる。
In this case, the strength of the magnetic field can be easily controlled by controlling the current passing through each coil.

補助アノード8が容器内に配置されている。補助アノー
ド8は、第1のアノード3より低い電位を有する。この
補助アノード8は、反応を開始させる役割を果たす。
An auxiliary anode 8 is arranged within the container. The auxiliary anode 8 has a lower potential than the first anode 3. This auxiliary anode 8 serves to initiate the reaction.

電界が容器内に発生すると、粒子がイオン化されてカソ
ード2に衝突し始める。この結果、カソードに不均衡が
生じ、導電状態となるため、多孔質支持体3上に堆積層
が現れる。この堆積層が、この装置のアノードを構成す
る。
When an electric field is generated within the container, particles are ionized and begin to impinge on the cathode 2. This results in an imbalance in the cathode, which becomes conductive, so that a deposited layer appears on the porous support 3. This deposited layer constitutes the anode of the device.

従って、ガス透過性物質は、所望の場所、すなわち、多
孔質支持体からなるアノード3上、さらに詳細にはアノ
ードの多孔質支持体のカソードと向かい合う領域上にし
か堆積しない。
The gas-permeable substance is thus deposited only at the desired locations, ie on the anode 3 consisting of a porous support, more particularly on the region of the porous support of the anode facing the cathode.

その結果、上記ガス透過性物質のロスがなくなるので製
造にかかるコストを最小限に抑えることができる。
As a result, there is no loss of the gas-permeable material, so manufacturing costs can be minimized.

本発明に従う方法の望ましい実施態様によれば、多孔質
の支持体の孔は、堆積の際にガス透過性物質がこれらの
孔に詰まることがないように、堆積操作の前に予めふさ
いでおく。というのは、この場合、拡散はこれらの孔を
通じても行われるため、拡散層の厚さは重要であり、ガ
ス透過性物質が孔に詰まると、本ユニットが使用時にあ
まりよく機能しなくなるからである。
According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the pores of the porous support are pre-filled before the deposition operation, so that gas-permeable substances do not clog these pores during the deposition. . The thickness of the diffusion layer is important, since in this case the diffusion also takes place through these pores, and if the pores become clogged with gas-permeable substances, the unit will not function very well in use. be.

堆積操作の後、上記の孔の充填剤を加熱や溶解あるいは
化学反応により除去する。
After the deposition operation, the pore filler is removed by heating, melting, or chemical reaction.

この方法には、化学的構造を保持したまま物質を堆積さ
せることができるだけでなく、合金を堆積させた場合に
は原料の合金の構成比を保っておくことができるという
利点がある。カソードを形成している出発物質は、分解
され、次いで堆積操作の際に多孔質支持体上に再形成さ
れるので、細か(形状を規定しておく必要がない。従っ
て、堆積させる物質は所望する量だけ用いればよく、し
かも、堆積層は多孔質支持体上に直接形成される。
This method has the advantage that not only can a substance be deposited while maintaining its chemical structure, but also that when an alloy is deposited, the composition ratio of the raw material alloy can be maintained. Since the starting material forming the cathode is decomposed and then reformed on the porous support during the deposition operation, it does not need to have a defined shape. It is sufficient to use only the amount required, and the deposited layer is formed directly on the porous support.

もう1つの利点は、膜製造の際に必要な圧延操作が不要
になるという点である。
Another advantage is that the rolling operations required during membrane production are eliminated.

さらに、この方法により、合金と同様単体も堆積させる
ことができる。
Furthermore, single substances as well as alloys can be deposited by this method.

多孔質支持体の導電性が悪い場合、この多孔質支持体の
孔をふさぐ物質は導電性物質から選ぶことができる。孔
の充填は、例えば銅を含む溶液を用いて行う。この溶液
は、堆積操作の前に蒸発させる。
If the porous support has poor electrical conductivity, the material that fills the pores of the porous support can be selected from electrically conductive materials. The pores are filled, for example, with a solution containing copper. This solution is evaporated before the deposition operation.

第2図〜第4図に示すように、様々な形状のユニットを
容易に実現することができる。
As shown in FIGS. 2 to 4, units of various shapes can be easily realized.

第2図に示す平面状の多孔質支持体3上に、ガス透過性
物質からなる平面状の薄い層9を堆積させる。この図に
は孔10も示されている。
On the planar porous support 3 shown in FIG. 2, a planar thin layer 9 of a gas-permeable material is deposited. Holes 10 are also shown in this figure.

第3図および第4図に示すように、中空円筒状の多孔質
支持体の外壁上にガス透過性物質を堆積させることも可
能である。この場合、使用される装置は第2図の場合と
は異なる。この装置には多数の変形例を考えることがで
きる。第1の変形例では、カソード2は、堆積させる物
質から成っており、直径が多孔質支持体からなるアノー
ド3の外径より大きい円筒状の開口部を備える。堆積は
、多孔質支持体を同心にカソードの開口部中に挿入して
行う。この方法により、ガス透過性物質が多孔質支持体
上に均一に分布する。
It is also possible to deposit a gas-permeable material on the outer wall of a hollow cylindrical porous support, as shown in FIGS. 3 and 4. In this case the equipment used is different from that in FIG. Many variants of this device are conceivable. In a first variant, the cathode 2 consists of the material to be deposited and comprises a cylindrical opening whose diameter is larger than the outer diameter of the anode 3 consisting of a porous support. Deposition is carried out by inserting the porous support concentrically into the opening of the cathode. This method results in a uniform distribution of the gas-permeable material on the porous support.

また、平面状のカソードを用意して多孔質支持体3をそ
の縦軸を中心に回転させたり、または多孔質支持体3の
縦軸を中心にカソードを回転させたりすることもできる
。このためには、支持体を回転させるための手段、また
はカソードのガイド手段を用意する。これら手段は、図
には示されていない。
Further, it is also possible to prepare a planar cathode and rotate the porous support 3 around its vertical axis, or to rotate the cathode around the vertical axis of the porous support 3. For this purpose, means for rotating the support or guiding means for the cathode are provided. These means are not shown in the figure.

第3図は、このようにして得られたユニットの、軸に垂
直な断面図であり、第4図は同一のユニットの縦断面図
である。
FIG. 3 is a sectional view perpendicular to the axis of the unit thus obtained, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the same unit.

水素拡散ユニットは、多孔質支持体上にパラジウムを堆
積させることにより実現される。多孔質支持体上に堆積
させる物質は、パラジウム73%と銀27%を含有する
混合物のほうが望ましい。
The hydrogen diffusion unit is realized by depositing palladium on a porous support. Preferably, the material deposited on the porous support is a mixture containing 73% palladium and 27% silver.

酸素拡散ユニットは銀を多孔質支持体上に堆積させるこ
とにより実現される。
The oxygen diffusion unit is realized by depositing silver on a porous support.

従来用いられていた膜の厚さは約1(14)ミクロンで
あった。
The thickness of previously used membranes was approximately 1 (14) microns.

本発明に従う方法によると、従来の膜に比べて厚さの非
常に薄い活性層を有するユニットを得ることができる。
With the method according to the invention it is possible to obtain a unit with an active layer of very small thickness compared to conventional membranes.

ただし、活性層の厚さは、この層自体が多孔質となり、
あらゆるガスを通してしまう厚さよりは厚くなければな
らない。
However, the thickness of the active layer is such that this layer itself is porous.
It must be thicker than the thickness that allows all gases to pass through.

活性層の厚さが薄くなったため、この層の表面積を小さ
くしても従来と同じ流量のガスを得ることが可能となる
。例えば、ガス透過性物質が5ミクロンの厚さで、所定
の面積を有するユニットは、1(14)ミクロンの厚さ
でこの20倍の面積を有する膜を用いた場合とガス流量
が同じである。このとき、本発明のユニットに使用され
る活性物質の堆積は、従来の膜と比べて4(14)分の
1である。
Since the thickness of the active layer has been reduced, it is possible to obtain the same flow rate of gas as before even if the surface area of this layer is reduced. For example, a unit in which the gas permeable material is 5 microns thick and has a given area will have the same gas flow rate as a unit using a membrane that is 1 (14) microns thick and has an area 20 times this area. . The deposition of active material used in the unit of the invention is then 4 (14) times lower than in conventional membranes.

厚さ10ミクロンの活性層を用いて、厚さ1(14)ミ
クロンの膜を用いたのと同じ流量を得ることができる。
A 10 micron thick active layer can be used to obtain the same flow rate as using a 1 (14) micron thick membrane.

このとき、使用する活性物質の体積は1(14)分の1
に減る。
At this time, the volume of the active substance used is 1/1 (14)
decreases to

この方法の望ましい実施態様においては、外径が5mn
+−10mm、内径が4ml11〜8mmの中空円筒状
の多孔質支持体を用意し、ユニットの上にいかなる場合
にも、30ミクロン以下の均一な厚さの堆積層を形成す
る。特に、1ミクロンから10ミクロンの間の厚さの堆
積層を有するユニットが望ましい。
In a preferred embodiment of this method, the outer diameter is 5 mm.
A hollow cylindrical porous support of +-10 mm and internal diameter of 4 ml 11-8 mm is provided and a deposited layer of uniform thickness of no more than 30 microns is formed on the unit in any case. Particularly desirable are units having a deposited layer thickness between 1 micron and 10 microns.

発明の効果 このように、本発明により、使用するガス透過性物質の
体積を大幅に減らすことができるので、製造にかかるコ
ストも同様に削減が可能である。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the volume of the gas permeable material used can be significantly reduced, so that the manufacturing costs can be reduced as well.

多孔質支持体上に直接薄層を堆積させることによっての
み、このような結果を達成することができる。
Such results can only be achieved by depositing thin layers directly onto a porous support.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、多孔質支持体上に薄い扇を堆積させるだめの
装置の原理を示す図であり、 第2図および第3図はそれぞれ本発明の方法により得ら
れるユニットの2つの実施例の断面図であり、 第4図は、第3図に示したユニットの縦断面図である。 (主な参照番号) 1・・容器、    2・・カソード、3・・多孔質支
持体(アノード)、 4・・直流電源、  5・・第1の開口部、6・・第2
の開口部、  7・・磁界発生装置、8・・補助アノー
ド、   9・・堆積層、10・・孔 特許出願人  ブロンザヴイアーエールエキップマン アンステイチニ フランセ デュ ペトロル
FIG. 1 shows the principle of a device for depositing thin fans on a porous support, and FIGS. 2 and 3 respectively show two embodiments of units obtained by the method of the invention. 4 is a longitudinal sectional view of the unit shown in FIG. 3. FIG. (Main reference numbers) 1. Container, 2. Cathode, 3. Porous support (anode), 4. DC power supply, 5. First opening, 6. Second
7. Magnetic field generator, 8. Auxiliary anode, 9. Deposited layer, 10. Hole Patent applicant

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)特定のガスのみに対して透過性のある物質からな
る薄い堆積層(9)と、真空容器(1)内でのカソード
スパッタリングにより表面に該堆積層(9)が形成され
た多孔質の支持体(3)とを備え、該多孔質支持体(3
)は、上記堆積層(9)を通してガスが拡散する際に必
然的に発生する機械的応力に充分耐え得る強度を有する
、特定のガスを選択的に抽出するためのユニットの製造
方法であって、 −上記容器内に、多孔質支持体(3)と所定量のガス透
過性物質を互いに所定の距離離して配置し、 −多孔質支持体(3)とガス透過性物質を直流電源(4
)の端子に、それぞれがアノード(3)とカソード(2
)を形成するように接続し、−多孔質支持体(3)とガ
ス透過性物質の間に電界を発生させ、陽イオン化させた
粒子を容器(1)内に注入することによりカソード(2
)上に不均衡を生じさせ、該カソード(2)をなすガス
透過性物質をアノードの機能をもつ多孔質支持体(3)
上にのみ堆積させることを特徴とする方法。
(1) Porous with a thin deposited layer (9) made of a substance that is permeable only to a specific gas and the deposited layer (9) formed on the surface by cathode sputtering in a vacuum container (1) and a support (3) of the porous support (3).
) is a method for manufacturing a unit for selectively extracting a specific gas, which has sufficient strength to withstand the mechanical stress that inevitably occurs when the gas diffuses through the deposited layer (9), , - a porous support (3) and a predetermined amount of gas permeable material are arranged at a predetermined distance from each other in the container; - the porous support (3) and a gas permeable material are connected to a DC power source (4);
) to the terminals of the anode (3) and cathode (2), respectively.
), and the cathode (2
) to create an imbalance on the gas permeable material forming the cathode (2) to a porous support (3) having the function of an anode.
A method characterized by depositing only on top.
(2)上記多孔質支持体(3)は円筒状であり、上記カ
ソード(2)に、内径が該多孔質支持体の外径より大き
い円筒状の開口部を設け、多孔質支持体(3)と同心に
して上記開口部中に多孔質支持体(3)を挿入した後、
カソード(2)と多孔質支持体(3)の間に電界を発生
させることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
方法。
(2) The porous support (3) is cylindrical, and the cathode (2) is provided with a cylindrical opening whose inner diameter is larger than the outer diameter of the porous support (3). ) After inserting the porous support (3) into the opening concentrically with
2. A method according to claim 1, characterized in that an electric field is generated between the cathode (2) and the porous support (3).
(3)上記多孔質支持体(3)は円筒状であり、上記カ
ソード(2)は平面状であり、電界の存在下で、多孔質
支持体(3)をその縦軸を中心に回転させながら堆積を
行わせることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の方法。
(3) The porous support (3) is cylindrical, the cathode (2) is planar, and the porous support (3) is rotated about its longitudinal axis in the presence of an electric field. The method according to claim 1, characterized in that the deposition is carried out while the deposition is being performed.
(4)上記多孔質支持体(3)は円筒状であり、上記カ
ソード(2)は平面状であり、該カソード(2)を該多
孔質支持体(3)の縦軸を中心に回転させることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
(4) The porous support (3) is cylindrical, the cathode (2) is planar, and the cathode (2) is rotated about the longitudinal axis of the porous support (3). A method according to claim 1, characterized in that:
(5)制御された磁界を容器(1)の内部に発生させる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項のいず
れか1項に記載の方法。
(5) A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a controlled magnetic field is generated inside the container (1).
(6)上記多孔質支持体(3)の孔(10)を充填剤を
用いてふさいでから上記堆積層(9)を堆積させ、該充
填剤は堆積層(9)の堆積後に除去することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の方法。
(6) Depositing the deposited layer (9) after filling the pores (10) of the porous support (3) with a filler, and removing the filler after depositing the deposited layer (9). A method according to claim 1, characterized in that:
(7)上記充填剤は金属を主成分とすることを特徴とす
る特許請求の範囲第6項に記載の方法。
(7) The method according to claim 6, wherein the filler contains metal as a main component.
(8)上記充填剤は無機物質を主成分とすることを特徴
とする特許請求の範囲第6項に記載の方法。
(8) The method according to claim 6, wherein the filler is mainly composed of an inorganic substance.
(9)上記充填剤は有機物質を主成分とすることを特徴
とする特許請求の範囲第6項に記載の方法。
(9) The method according to claim 6, wherein the filler is mainly composed of an organic substance.
(10)上記充填剤は、堆積操作の後、加熱により除去
することを特徴とする特許請求の範囲第6項〜第9項の
いずれか1項に記載の方法。
(10) The method according to any one of claims 6 to 9, wherein the filler is removed by heating after the deposition operation.
(11)上記充填剤は、堆積操作の後、溶解させて除去
することを特徴とする特許請求の範囲第6項〜第9項の
いずれか1項に記載の方法。
(11) The method according to any one of claims 6 to 9, wherein the filler is dissolved and removed after the deposition operation.
(12)上記充填剤は、堆積操作の後、化学処理により
除去することを特徴とする特許請求の範囲第6項〜第9
項のいずれか1項に記載の方法。
(12) Claims 6 to 9, wherein the filler is removed by chemical treatment after the deposition operation.
The method described in any one of paragraphs.
(13)上記多孔質支持体(3)および上記ガス透過性
物質はほぼ同じ熱膨張率を有することを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の方法。
(13) A method according to claim 1, characterized in that the porous support (3) and the gas-permeable material have approximately the same coefficient of thermal expansion.
(14)上記多孔質支持体(3)は、本ユニットが拡散
させるガスに対して不活性であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項〜第13項のいずれか1項に記載の方
法。
(14) The porous support (3) according to any one of claims 1 to 13, wherein the porous support (3) is inert to the gas diffused by the unit. Method.
(15)特定のガスのみに対して透過性のある物質から
なる薄い堆積層(9)と、真空容器(1)内でのカソー
ドスパッタリングにより表面に該堆積層(9)が形成さ
れた多孔質の支持体(3)とを備え、該多孔質支持体(
3)は、上記堆積層(9)を通してガスが拡散する際に
必然的に発生する機械的応力に充分耐え得る強度を有す
る、特定のガスを選択的に抽出するためのユニットを、 −上記容器内に、多孔質支持体(3)と所定量のガス透
過性物質を互いに所定の距離離して配置し、 −多孔質支持体(3)とガス透過性物質を直流電源(4
)の端子に、それぞれがアノード(3)とカソード(2
)を形なするように接続し、−多孔質支持体(3)とガ
ス透過性物質の間に電界を発生させ、陽イオン化させた
粒子を容器(1)内に注入することによりカソード(2
)上に不均衡を生じさせ、該カソード(2)をなすガス
透過性物質をアノードの機能をもつ多孔質支持体(3)
上にのみ堆積させることにより製造したユニットであっ
て、ガス透過性物質からなる薄い堆積層(9)が堆積さ
れる多孔質支持体(3)は、焼結金属材料を主成分とす
ることを特徴とするユニット。
(15) A porous material with a thin deposited layer (9) made of a substance that is permeable only to a specific gas, and the deposited layer (9) formed on the surface by cathode sputtering in the vacuum container (1). The porous support (3) is provided with a support (3) of
3) a unit for selectively extracting a specific gas having sufficient strength to withstand the mechanical stress inevitably generated when the gas diffuses through the deposited layer (9); - the container; a porous support (3) and a predetermined amount of gas-permeable material are arranged at a predetermined distance from each other within a DC power source (4);
) to the terminals of the anode (3) and cathode (2), respectively.
) by creating an electric field between the porous support (3) and the gas-permeable material and injecting the positively ionized particles into the container (1).
) to create an imbalance on the gas permeable material forming the cathode (2) to a porous support (3) having the function of an anode.
The porous support (3), which is a unit produced by deposition only on which a thin deposited layer (9) of gas-permeable material is deposited, is based on a sintered metal material. Featured units.
(16)上記多孔質支持体(3)は、無機材料からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第15項に記載のユニ
ット。
(16) The unit according to claim 15, wherein the porous support (3) is made of an inorganic material.
(17)上記堆積層(9)はパラジウムを主成分とする
ことを特徴とする特許請求の範囲第15項または第16
項に記載のユニット。
(17) Claim 15 or 16, characterized in that the deposited layer (9) contains palladium as a main component.
Units listed in section.
(18)上記堆積層(9)は銀とパラジウムを主成分と
することを特徴とする特許請求の範囲第15項または第
16項に記載のユニット。
(18) The unit according to claim 15 or 16, wherein the deposited layer (9) contains silver and palladium as main components.
(19)上記堆積層(9)はパラジウム73%と銀27
%を含有することを特徴とする特許請求の範囲第18項
に記載のユニット。
(19) The deposited layer (9) consists of 73% palladium and 27% silver.
19. A unit according to claim 18, characterized in that it contains %.
(20)上記堆積層(9)は銀を主成分とすることを特
徴とする特許請求の範囲第15項または第16項に記載
のユニット。
(20) The unit according to claim 15 or 16, wherein the deposited layer (9) has silver as a main component.
(21)上記堆積層(9)の厚さは、30ミクロン未満
であることを特徴とする特許請求の範囲第15項〜第2
0項のいずれか1項に記載のユニット。
(21) Claims 15 to 2, characterized in that the thickness of the deposited layer (9) is less than 30 microns.
The unit according to any one of item 0.
(22)上記多孔質支持体(3)は、外径が5〜10m
mの中空円筒状であることを特徴とする特許請求の範囲
第15項〜第21項のいずれか1項に記載のユニット。
(22) The porous support (3) has an outer diameter of 5 to 10 m.
The unit according to any one of claims 15 to 21, characterized in that it has a hollow cylindrical shape of m.
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