ケイ素系モノマーを用いたハイブリッド化低温プラズマ重合法によるCO_2分離膜の創製

硅基单体混合低温等离子体聚合法制备CO_2分离膜

基本信息

批准号：
05750689
负责人：
松山秀人
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

アミンがCO_2と親和性を有することはよく知られており,またケイ素化合物はフレキシブルである。従って,アミノ基を有するケイ素化合物を支持膜上にプラズマ重合成することにより,高選択性と高透過性を合わせ持つCO_2分離用固定キャリアー膜の開発を検討した。さらに,高透過性は示すが,選択性が低いシリコン膜の表面を,非重合性ガスを用いてプラズマ処理することにより,高透過性を保ちつつ選択性を向上させた膜の開発をも試みた。1.シリコン系モノマーを用いたプラズマ重合膜モノマーとしては、オクタメチルトリシロキサン(OMTSO),ヘキサメチルジシラザン(HMDS),テトラメチルジシラザン(TMDS),アミノプロピルジメチルエトキシシラン(APDMEOS),ジエチルアミノキシトリメチルシラン(DEAOTMS),ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン(BDMADMS)を用いた。アミノ基を有するモノマーでは,OMTSOの場合より2倍程度高い選択性(a(CO_2/CH_4)=9)が得られたが,モノマー中へのガスの溶解度の測定結果より予測される値よりは小さかった。重合膜のXPS,IR分析より,アミノ基の膜中への導入量が少なく,またモノマー構造が重合物中にはあまり反映されていないことが明かとなり,このことが高い選択性を与えなかった原因と考えられる。従って今後の指針としてよりマイルドな,すなわち,電力が小さくモノマー流量が高い条件でプラズマ重合を行う必要があることが示された。2.プラズマ処理膜 ArやN_2によるプラズマ処理により,シリコン膜の選択性は顕著に増加し,場合によってはCO_2/CH_4の分離係数は50以上に達した。またその時の透過速度も3.0×10^<-4>cm^3/(cm^2 s cmHg)と高く,高選択性と高透過性を合わせ持つ膜が得られた。この膜特性は従来の高分子膜の特性をはるかに凌ぐものであたことから,実用的な観点からもかなり有望と思われる。

众所周知，胺对CO_2具有亲和力，并且硅化合物是柔性的。因此，我们通过血浆合成硅化合物与支撑膜上的氨基基团的血浆合成，研究了固定载体膜的co_2分离的开发，从而结合了高选择性和高渗透性。此外，尽管它是高度渗透性的，但我们还试图开发一种膜，通过使用不可聚合气体的气体对硅膜表面的血浆处理来维持高渗透性，从而保持高渗透性，该薄膜的渗透性低。 1. Plasma Polymerization Film Using Silicon-based Monomer As the monomers, octamethyltrisiloxane (OMTSO), hexamethyldisilazane (HMDS), tetramethyldisilazane (TMDS), aminopropyldimethylethoxysilane (APDMEOS), diethylaminooxytrimethylsilane (DEAOTMS), and使用了双甲基二甲基硅烷（二甲基氨基）（BDMADMS）。对于具有氨基组的单体，获得选择性（A（CO_2/CH_4）= 9），大约是OMTSO中的两倍，但比测量单体中气体溶解度的结果所预测的要小。 XPS和对聚合膜的IR分析表明，引入膜中的氨基量很小，并且在聚合物中没有太多反映单体结构，这被认为是未能提供高选择性的原因。因此，已经表明，未来的指南需要在温和条件下，即低功率和高单体流速进行血浆聚合。 2。血浆处理的膜通过AR或N_2的血浆处理来显着提高硅膜的选择性，在某些情况下，CO_2/CH_4的分离系数达到50多个。此外，当时的渗透速度在3.0×10^<-4> cm^3/（cm^2 s cm^2 s cmh）时，且较高的速度高于3.0×10^<-4> cm^2 s cmH），并且获得。该胶卷属性远远超过了常规聚合物膜的特性，因此从实际角度来看是很有希望的。