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カーボンナノチューブを用いたガス分離材及びその製造方法 コモンズ

国内特許コード P110005192
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2003-377427
公開番号 特開2005-138028
登録番号 特許第4450602号
出願日 平成15年11月6日(2003.11.6)
公開日 平成17年6月2日(2005.6.2)
登録日 平成22年2月5日(2010.2.5)
発明者
  • 楠 美智子
  • 本庄 千鶴
  • 鈴木 敏之
出願人
  • 財団法人ファインセラミックスセンター
発明の名称 カーボンナノチューブを用いたガス分離材及びその製造方法 コモンズ
発明の概要

【課題】 カーボンナノチューブを用い、非酸素系のガス分離に好適なガス分離材及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明のガス分離材1は、カーボン等からなる多孔質基材11の表面に、グラファイトを含む中間層12及びカーボンナノチューブ層13を、順次備える。また、少なくともカーボンナノチューブ層の外周側面を被覆する被覆層14を備えることが好ましい。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


近年、エネルギー問題、環境問題等に基づいて、ガス分離膜、ガス分離材の性能への期待が高まっている。特に、燃料電池の水素分離膜、火力発電の二酸化炭素分離膜については、高性能の分離膜が要望されている。
ガス分離膜としては、2種以上の成分を含む混合ガスから特定のガス成分を選択的且つ効率的に分離するために、シリカ等無機材料からなる分離膜あるいはその製造方法の検討が活発に行われている。一方、炭素材料からなる分離膜については、アクリル系重合体、ポリイミド系重合体等からなる中空繊維等を炭化させてなるもの(特許文献1、2参照)や、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を、特定の条件で焼成することにより得られ、炭素含有率80%以上で、細孔直径0.3~4nmの多数の細孔が存在する分子ふるい炭素膜が開示されている(特許文献3参照)。




【特許文献1】特開平1-221518号公報

【特許文献2】特開平4-11933号公報

【特許文献3】特開2000-237562号公報

産業上の利用分野


本発明は、カーボンナノチューブを用いたガス分離材及びその製造方法に関する。更に詳しくは、非酸素系のガス分離に好適なガス分離材及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
多孔質基材の表面に、グラファイトを含む中間層及びカーボンナノチューブ層を、順次備え、
上記グラファイトを含む中間層及び上記カーボンナノチューブ層は、上記多孔質基材の表面に配設した炭化珪素からなる膜を真空下で又は炭化珪素を分解可能な雰囲気下で加熱し、該炭化珪素を完全分解させてなり、
上記多孔質基材の平均孔径は10~10nmであると共に、上記カーボンナノチューブ層の厚さは10~500nmであることを特徴とするガス分離材。

【請求項2】
上記多孔質基材は、炭素からなる請求項1に記載のガス分離材。

【請求項3】
上記中間層の厚さは、10~100μmである請求項1又は2に記載のガス分離材。

【請求項4】
上記中間層は、炭素6員環が連なる層状構造のグラファイトを95~100質量%含有する請求項1乃至3のうちいずれかに記載のガス分離材。

【請求項5】
上記多孔質基材の厚さは、0.1~10mmである請求項1乃至4のうちのいずれかに記載のガス分離材。

【請求項6】
少なくともカーボンナノチューブ層の外周側面を被覆する被覆層を備える請求項1乃至5のうちのいずれかに記載のガス分離材。

【請求項7】
平均孔径が10~10nmである多孔質基材の表面に炭化珪素からなる膜を配設し、複合体とする工程と、該複合体を真空下で又は上記炭化珪素を分解可能な雰囲気下で加熱し、炭化珪素を完全分解させ、カーボンナノチューブを生成させる工程と、を備え、上記多孔質基材の表面に、グラファイトを含む中間層及び厚さ10~500nmのカーボンナノチューブ層を、順次備えたガス分離材を得ることを特徴とするガス分離材の製造方法。

【請求項8】
上記多孔質基材は、炭素からなる請求項7に記載のガス分離材の製造方法。

【請求項9】
上記中間層の厚さは、10~100μmである請求項7又は8に記載のガス分離材の製造方法。

【請求項10】
上記中間層は、炭素6員環が連なる層状構造のグラファイトを95~100質量%含有する請求項7乃至9のうちいずれかに記載のガス分離材の製造方法。

【請求項11】
上記基材の厚さは、0.1~10mmである請求項7乃至10のうちのいずれかに記載のガス分離材の製造方法。

【請求項12】
更に、少なくともカーボンナノチューブ層の外周側面を被覆する工程を備える請求項7乃至11のうちのいずれかに記載のガス分離材の製造方法。
産業区分
  • 混合分離
  • 処理操作
  • 窯業
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003377427thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


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