[发明专利]酸性气体分离用复合体的制造方法

说明书

本发明得到具有膜厚度厚的酸性气体分离促进输送膜的酸性气体分离用复合体。制备包含亲水性化合物、酸性气体载体和水的酸性气体分离促进输送膜的形成用涂布液，使用亲水性多孔质膜(7)、疏水性多孔质膜(6)和辅助支撑膜(5)依次层叠而成的层叠膜作为多孔质支撑体(12)，在层叠膜的亲水性多孔质膜(7)的表面以液膜厚度为0.3mm以上1.0mm以下涂布形成用涂布液，使所涂布的液体(31)干燥形成最初的酸性气体分离促进输送膜(32)，在具有先前所形成的酸性气体分离促进输送膜(32)的亲水性多孔质膜(7)的表面进一步涂布酸性气体分离促进输送膜的形成用涂布液，使所涂布的液体(33)干燥形成下一酸性气体分离促进输送膜(34)。

技术领域

本发明涉及具有酸性气体分离功能的酸性气体分离用复合体的制造方法。

背景技术

近年来，选择性分离混合气体中的酸性气体的技术开发日益发展，特别是选择性分离二氧化碳的技术开发日益发展。例如作为地球温室化对策，目前开发了回收排气中的二氧化碳并浓缩的技术、或通过水蒸气重整将烃重整为氢气和一氧化碳(CO)、进一步使一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气、通过可选择性地使二氧化碳透过的膜将二氧化碳排除，从而得到以氢为主成分的燃料电池用等的气体的技术。

作为这种使酸性气体选择性地透过并分离的酸性气体分离膜，目前已知有通过膜中所含有的酸性气体载体将酸性气体由膜的原气体供给侧输送至对侧，从而进行酸性气体的分离的促进输送膜。

例如专利文献1中记载了如下二氧化碳分离用复合体的制造方法：将未交联的乙烯醇-丙烯酸盐共聚物水溶液以膜状涂布到二氧化碳透过性支撑体上，在该支撑体上形成未交联的乙烯醇-丙烯酸盐共聚物水溶液的液膜后，加热该液膜使其交联，由此制成不溶于水的膜，使该不溶于水的膜吸收含有二氧化碳载体(与二氧化碳具有亲和性的物质)的水溶液制成水凝胶膜，使由该水凝胶膜形成的促进输送膜负载在支撑体上。

专利文献2记载了如下的二氧化碳分离用复合体的制造方法：向包含聚乙烯醇-聚丙烯酸共聚物和碱金属碳酸盐的涂布液中加入琼脂等胶凝剂，在50℃以上将所制备的涂布液涂布到支撑体上，然后将液膜冷却使其胶凝化后，通过干燥使促进输送膜负载在支撑体上。

专利文献3种公开了一种酸性气体分离用复合体的制造方法，该复合体具有气体分离膜，该气体分离膜是通过在亲水性多孔质膜和疏水性多孔质膜层叠而成的层叠膜上涂布用于形成促进输送膜的涂布液，涂布液浸透到多孔质膜的一部分而形成的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特公平7-102310号公报

专利文献2:日本特開2012-143711号公报

专利文献3:日本特開2011-183379号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1中，假想凝胶膜的厚度为1～200μm左右；专利文献2中，假想以液膜厚度为1mm以下进行涂布并胶凝化、干燥后形成5～50μm左右厚度的促进输送膜。专利文献3中，假想分离活性层(促进输送膜)的膜厚为0.01～200μm。

然而，例如在从二氧化碳和氢的混合气体中分离二氧化碳时，二氧化碳分离用的促进输送膜是通过化学反应主动地使二氧化碳透过，而氢在膜表面溶解～扩散并透过。因此，从降低氢透过性的观点出发，促进输送膜的厚度是越厚越好。另外，在支撑体上通过上述的涂布/干燥而形成凝胶膜的制造方法中，若膜厚薄，则对支撑体表面的异物变得敏感，凝胶膜中有可能会产生针孔等缺陷。