[发明专利]分离膜及金属有机结构体

权利要求书

1.分离膜，其为包含金属有机结构体的分离膜，

其中，下述要件(i)及(ii)中的至少一者成立，

(i)所述金属有机结构体满足下述(a)和(b)时的分子数N2相对分子数N1之比R1小于0.29，其中，(a)：在金属有机结构体的内部插入有分子数N1的水分子时，由所述金属有机结构体及所述水分子形成的混合体系的势能比插入所述水分子前的处于分离状态的所述金属有机结构体的势能与处于分离状态的所述水分子的势能的合计值小且其差成为最大；(b)：在金属有机结构体的内部插入有分子数N2的乙醇分子时，从由所述金属有机结构体及所述乙醇分子形成的混合体系的势能减去插入所述乙醇分子前的处于分离状态的所述金属有机结构体的势能与处于分离状态的所述乙醇分子的势能的合计值而得的值最小，

(ii)在25℃、3.2kPa的水蒸气中水对所述金属有机结构体的吸附量相对在25℃、7.4kPa的乙醇气氛中乙醇对所述金属有机结构体的吸附量之比R2大于4.0。

2.如权利要求1所述的分离膜，其用于从包含醇和水的混合液体中分离水。

3.如权利要求1或2所述的分离膜，其中，所述比R1为0.14以下及所述比R2为7.0以上中的至少一者成立。

4.如权利要求1～3中任一项所述的分离膜，其中，所述金属有机结构体的孔隙率为40％以上。

5.如权利要求1～4中任一项所述的分离膜，其中，所述金属有机结构体的最大孔径为0.3nm以上。

6.如权利要求1～5中任一项所述的分离膜，其中，所述金属有机结构体包含选自由MAF－Mg、TEVZIF及JEDKIM组成的组中的至少一者。

7.如权利要求1～6中任一项所述的分离膜，其中，通过分子模拟算出的所述金属有机结构体的晶体结构在乙醇中的体积变化率为0％以下。

8.如权利要求1～7中任一项所述的分离膜，其中，通过分子模拟算出的所述金属有机结构体的晶体结构在水中的体积变化率为0％以上。

9.如权利要求1～8中任一项所述的分离膜，其中，所述分离膜具备包含聚酰亚胺的基质，所述金属有机结构体分散于所述基质。

10.如权利要求9所述的分离膜，其中，所述聚酰亚胺包含下式(1)表示的结构单元，

[化学式1]

所述式(1)中，A是基于Fedors法的溶解度参数大于5.0(cal/cm³)^1/2的连接基团，B是基于Fedors法的溶解度参数大于8.56(cal/cm³)^1/2的连接基团，R¹～R⁶彼此独立地为氢原子、卤原子、羟基、磺酸基、碳原子数1～30的烷氧基、或碳原子数1～30的烃基，Ar¹及Ar²是2价的芳香族基团；其中，Ar¹及Ar²在为可具有取代基的亚苯基的情况下由下式(2)表示，

[化学式2]

所述式(2)中，R⁷～R¹⁰彼此独立地为氢原子、卤原子、羟基、磺酸基、碳原子数1～30的烷氧基、或碳原子数1～30的烃基。

11.如权利要求1～10中任一项所述的分离膜，其中，在使由乙醇和水形成的混合液体与所述分离膜的一面接触的状态下对与所述分离膜的另一面邻接的空间进行减压的情况下，透过所述分离膜的水的通量为0.12kg/m²/hr以上，

其中，在将所述混合液体的温度设为20℃而测定的情况下，所述混合液体中的所述乙醇的浓度为50体积％，与所述分离膜接触的所述混合液体的温度为60℃，所述空间被减压成所述空间内的压力相对于测定环境中的大气压减小100kPa。