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公開番号2024113672
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-22
出願番号2024014344
出願日2024-02-01
発明の名称酸化グラフェン層を有する中空糸状複合半透膜
出願人旭化成株式会社,国立大学法人神戸大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B01D 71/02 20060101AFI20240815BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】有機系液体の処理(有機液中の中低分子有価物の分離精製濃縮等の処理)に有用な、透過性能に優れた半透膜を提供する。
【解決手段】耐有機液性の有機高分子で構成される多孔性中空糸膜の内表面上に酸化グラフェン層を有する、中空糸状複合半透膜。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
耐有機液性の有機高分子で構成される多孔性中空糸膜の内表面上に酸化グラフェン層を有する、中空糸状複合半透膜。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
前記耐有機液性の有機高分子が、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、セルロース、セルロース誘導体、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四フッ化エチレン、エチレン－四フッ化エチレン共重合体、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン及びポリベンツイミダゾールからなる群から選ばれる１種以上の有機高分子である、請求項１に記載の中空糸状複合半透膜。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化グラフェン層を内表面に有する中空糸状複合半透膜に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
膜は、液体は液体のまま、気体は気体のまま物質を分離できるため、蒸留法等の相変化（気体⇔液体⇔固体）を伴う古くからの分離手段に比べ、相変化に必要な潜熱の投与が不要になり、少ないエネルギーで物質の分離が可能である。
そのため、膜を用いた分離技術は、今後のカーボンニュートラルの時代に向け、エネルギー消費の少ない分離技術として、その活躍の場を広げることが期待されている（非特許文献１）。
海水から溶解塩を分離して（淡水化して）飲料水を得る分離（海水淡水化）は、従来は蒸留法が主流であったが、現在では、新規の海水淡水化設備としては、蒸留法に比べ使用エネルギーを数分の１にできる膜法（逆浸透膜法）が主流である（非特許文献２）。
【０００３】
なお、溶解性物質の分離（例えば上記海水淡水化の場合、水と水に溶解した塩との分離、その他にも水と水に溶解した高分子との分離等）に使用できる膜は、「半透膜」と呼ばれる。また、「半透膜」は、蒸留法の代替となる膜法にも使え得る。
一般的には、「半透膜」は、逆浸透膜（ＲＯ膜）及び限外濾過膜（ＵＦ膜）と呼称される膜種であり、ふるい分け分離としての分離サイズは、１００ｎｍ以下の領域である。
本願明細書において、「半透膜」及び「半透性」の語は、「溶解性物質を分離できる膜」の意で用い、「一般的には逆浸透膜及び限外濾過膜と呼ばれる領域の膜」の意で用いる。
【０００４】
カーボンニュートラルの実現が大きな課題となっている現在、「膜法を用いる、少ないエネルギーでの分離」には大きな期待が寄せられており、既に実現している上記海水淡水化（水系液での蒸留代替）だけでなく、未だ蒸留法が主体のエネルギー多消費型の分離が行われている有機系液の分離（化学系産業での有機系液溶剤分離、有機系液中に溶解している有価物の分離等）にも膜法を適用しようとする研究が行われている（非特許文献２）。
【０００５】
有機系液の分離に使用される膜は、有機系液に対する耐性を持つ素材から構成される必要がある。従来から、膜素材として使われているポリサルホン系素材やポリアクリロニトリル系素材なども、ある程度の範囲においては有機系液への耐性を持つ。
また、有機系液への高い耐性が期待できるポリケトン素材の検討もされている（特許文献１～３）。さらに、半透性を現出する微細な篩分けを有機系液中で行える可能性のある素材として、酸化グラフェン素材の検討も為されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－１４４３９０号公報
特開２００２－３４８４０１号公報
特開平２－４４３１号公報
特開２０２２－８４３５７号公報
【非特許文献】
【０００７】
Ｄ．Ｓ．ＳｈｏｌｌａｎｄＲ．Ｐ．Ｌｉｖｅｌｙ，Ｓｅｖｅｎｃｈｅｍｉｃａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓｔｏｃｈａｎｇｅｔｈｅｗｏｒｌｄ，Ｎａｔｕｒｅ，５３２（２０１６）４３５－４３７
「化学技術のフロンティアシリーズ１サーキュラー・バイオエコノミーを支える分離技術」第２部第２章２．３及び第４章、新化学技術推進協会編・発行、２０２２年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
有機系液体の処理（有機液中の中低分子有価物の分離精製濃縮等の処理）に有用な、透過性能に優れた中空糸状半透膜を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下のとおりである。
【００１０】
＜＜態様１＞＞
耐有機液性の有機高分子で構成される多孔性中空糸膜の内表面上に酸化グラフェン層を有する、中空糸状複合半透膜。
（【００１１】以降は省略されています）

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