[发明专利]分离膜

说明书

针对具有致密碳层分离层的分离膜，本发明的目的在于稳定保持高分离性能。本发明是一种分离膜，具有由致密碳层形成的分离层，致密碳层表面上附着有粒子，在致密层碳层上有凹部，所述粒子的至少一部分进入到该凹部。

技术领域

本发明涉及用于物质分离的分离膜。

背景技术

作为从各种混合气体、混合液体中选择性地分离、纯化特定成分的方法，一直利用膜分离法。膜分离法与其他流体分离法相比是节约能源的方法，因此受到关注。

例如，在天然气的纯化工厂中，需要分离、除去作为主成分的甲烷气体所包含的杂质二氧化碳。由于分离膜的上游侧和下游侧的压力差越大，则透过速度越高，所以从能量有效利用的观点，追求在数MPa以上的高气体压力下进行分离·纯化。

另外，在化学工业中在对乙醇、乙酸中包含的杂质水进行分离、纯化的工序中开始使用膜分离法，为了提高分离对象物质的透过流量而追求高压下的分离·纯化。

其中由碳构成的分离层具有能够按照对象物质的分子尺寸来分离的分子筛效果，同时具有耐热性、耐久性高的优点，所以已经提出了具有由致密碳层形成的分离层的分离膜的各种方案(例如、专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

日本特开2009-034614号公报

日本特开2013-071073号公报

发明内容

但是对于专利文献1或2中记载的具有由致密碳层形成的分离层的分离膜来讲，来源于制造工序的异物、以及由膨胀、收缩等产生的应力的影响等而产生的针孔、龟裂等缺损成为课题。进而在膜的连续使用时，由于气体压力的变动等导致膜振动，使膜彼此接触，从而又新产生龟裂等缺损，对于质地硬的碳膜这样的课题更为显著。在这样的碳膜产生的缺损比分离对象气体分子还大的情况，分离对象气体会在没有经分离的情况下就从缺损通过而漏出，从而难以得到充分的气体分离性能。

用于解决上述课题的本发明是具有由致密碳层形成的分离层的分离膜，致密碳层表面上附着有粒子，在致密层碳层上有凹部，所述粒子的至少一部分进入到该凹部。

通过本发明，能够使具有由致密碳层形成的分离层的分离膜稳定保持高分离性能。

附图说明

图1是实施例1制作的分离膜的表面的扫描电镜照片。

图2是实施例1制作的分离膜的表面的凹部中有粒子进入的样子的扫描电镜照片。

图3是用于说明凹部定义方法的图。

图4是用于说明凹部定义方法的图。

图5是用于说明凹部定义方法的图。

图6是用于说明凹部尺寸测定方法的图。

图7是用于说明凹部贯通时凹部尺寸测定方法的图。

具体实施方式

下文中、本说明书中的“～”表示包含其两端数值的范围。

＜分离膜＞

本发明中的分离膜是具有由致密碳层形成的分离层的分离膜，即致密碳层发挥分离对象物质的分离层功能。

本发明中，致密碳层是指碳成分比率为50重量％以上的层。致密碳层中碳成分的比率优选为60～95重量％。碳成分的比率为60重量％以上时，具有碳膜的耐热性及耐化学品性提高的趋势。致密碳层的碳成分更优选为65重量％以上。另外，致密碳层的碳成分的比率为95重量％以下时，产生柔软性，操作性提高。致密碳层的碳成分更优选为85重量％以下。