(57)【要約】【課題】実用的なガス透過性能を有し、高純度のガスを分離可能なガス分離体及びその製造方法を提供すること。【解決手段】多数の第一の粒子から構成された、研磨加工面を有する多孔質支持体と、研磨加工面の面上に配設されるガス分離膜とを備え、研磨加工面の表面粗さＲｚが、第一の粒子の数平均粒子径以下であるガス分離体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の第一の粒子から構成された、研磨加工面を有する多孔質支持体と、
前記研磨加工面の面上に配設されるガス分離膜とを備え、
前記研磨加工面の表面粗さＲｚが、前記第一の粒子の数平均粒子径以下であるガス分離体。
【請求項２】
前記研磨加工面において、前記第一の粒子の一部が粒子研磨されている請求項１に記載のガス分離体。
【請求項３】
前記多孔質支持体と前記ガス分離膜の間に、その数平均粒子径が前記第一の粒子の数平均粒子径に比して小さい多数の第二の粒子から構成される中間層を少なくとも一層更に備える請求項１又は２に記載のガス分離体。
【請求項４】
前記第二の粒子の数平均粒子径が、前記表面粗さＲｚに比して小さい請求項３に記載のガス分離体。
【請求項５】
多数の第一の粒子から構成される多孔質支持体の表面を、表面粗さＲｚが前記第一の粒子の数平均粒子径以下となるように粒子研磨して研磨加工面を形成し、
形成された前記研磨加工面の面上にガス分離膜を配設することを含むガス分離体の製造方法。
【請求項６】
前記多孔質支持体と前記ガス分離膜の間に、その数平均粒子径が前記第一の粒子の数平均粒子径に比して小さい多数の第二の粒子から構成される中間層を少なくとも一層配設し、
配設した前記中間層を介して、前記研磨加工面の面上に前記ガス分離膜を配設する請求項５に記載のガス分離体の製造方法。
【請求項７】
前記第二の粒子の数平均粒子径が、前記表面粗さＲｚに比して小さい請求項６に記載のガス分離体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス分離体及びその製造方法に関し、更に詳しくは、高いガス透過性を有し、高純度のガスを分離することが可能なガス分離体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多成分混合ガスから特定のガス成分のみを分離する方法として、有機物質又は無機物質から構成されるガス分離膜を用いた膜分離方法が知られている。膜分離方法に用いられるガス分離膜は、分離するガスの種類によって種々開発・研究されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
膜分離方法で用いるガス分離体は、多孔質支持体と、少なくともその一の面上にガス分離能を有する物質で被膜形成したガス分離膜とを備えている。通常、多孔質支持体には多数の小孔や凹凸が存在する。小孔や凹凸が原因で、ガス分離膜を貫通する欠陥が生じる場合がある。
【０００４】
ガス分離膜を貫通する欠陥は、ガス分離体の耐久性、及びガスの純度の低下を引き起こすことが知られている。ガス分離膜を貫通する欠陥を抑制する方法として、ガス分離膜を厚膜にする方法がある。
【０００５】
また、ガス分離膜を貫通する欠陥を抑制する方法として、多孔質支持体の表面の小孔や凹凸を抑制する方法がある。多孔質支持体の表面の小孔や凹凸を抑制する方法として、最初から表面の小孔や凹凸が抑制された状態で多孔質支持体を作製する方法や、多孔質支持体の表面上に中間層を厚く配設する方法がある。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２１３４３０号公報
【特許文献２】特開２００４−６６１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ガス分離膜が厚膜であると、ガス透過性及びガス分離効率が低下する場合がある。また、ガス分離膜と多孔質支持体との密着性が低下し、短時間でガス分離膜が剥離する等、実用性に劣る場合がある。また、多孔質支持体の表面の小孔や凹凸が抑制された状態で多孔質支持体を作製することは、製造管理が厳しく、製造工程が煩雑になる。また、多孔質支持体の表面上に中間層を厚く配設すると、多孔質支持体の圧力損失が大きくなるため、ガス分離効率が低下する場合がある。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、実用的なガス透過性能を有し、高純度のガスを分離することが可能なガス分離体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、作製した多孔質支持体の表面を粒子研磨し、形成された研磨加工面の表面粗さＲｚを所定の値にすることにより上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明によれば、以下に示すガス分離体及びその製造方法が提供される。
【００１１】
［１］多数の第一の粒子から構成された、研磨加工面を有する多孔質支持体と、前記研磨加工面の面上に配設されるガス分離膜とを備え、前記研磨加工面の表面粗さＲｚが、前記第一の粒子の数平均粒子径以下であるガス分離体。
【００１２】
［２］前記研磨加工面において、前記第一の粒子の一部が粒子研磨されている［１］に記載のガス分離体。
【００１３】
［３］前記多孔質支持体と前記ガス分離膜の間に、その数平均粒子径が前記第一の粒子の数平均粒子径に比して小さい多数の第二の粒子から構成される中間層を少なくとも一層更に備える［１］又は［２］に記載のガス分離体。
【００１４】
［４］前記第二の粒子の数平均粒子径が、前記表面粗さＲｚに比して小さい［３］に記載のガス分離体。
【００１５】
［５］多数の第一の粒子から構成される多孔質支持体の表面を、表面粗さＲｚが前記第一の粒子の数平均粒子径以下となるように粒子研磨して研磨加工面を形成し、形成された前記研磨加工面の面上にガス分離膜を配設することを含むガス分離体の製造方法。
【００１６】
［６］前記多孔質支持体と前記ガス分離膜の間に、その数平均粒子径が前記第一の粒子の数平均粒子径に比して小さい多数の第二の粒子から構成される中間層を少なくとも一層配設し、配設した前記中間層を介して、前記研磨加工面の面上に前記ガス分離膜を配設する［５］に記載のガス分離体の製造方法。
【００１７】
［７］前記第二の粒子の数平均粒子径が、前記表面粗さＲｚに比して小さい［６］に記載のガス分離体の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のガス分離体は、実用的なガス透過速度が維持されるとともに、高純度でガスを分離することができるといった効果を奏するものである。
【００１９】
また、本発明のガス分離体の製造方法によれば、実用的なガス透過速度が維持されるとともに、高純度のガスを分離することが可能なガス分離体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００２１】
（１）ガス分離体
本発明のガス分離体は、多数の第一の粒子から構成された、研磨加工面を有する多孔質支持体と、研磨加工面の面上に配設されるガス分離膜とを備えるものであり、多孔質支持体とガス分離膜の間に、多数の第二の粒子から構成される中間層を少なくとも一層更に備えることが好ましい。以下、本発明に係るガス分離体の構成要素について詳細に説明する。
【００２２】
（１−１）多孔質支持体
本発明のガス分離体は、多孔質支持体を備えることで、ガス分離膜を薄膜にした場合であっても、多孔質支持体に支えられてその形状が維持されるため、破損等を防止することができる。
【００２３】
多孔質支持体は多数の第一の粒子から構成されるものである。第一の粒子は、セラミックスを主成分とするものであることが好ましい。セラミックスは耐熱性、耐食性に優れ、ガス分離体の機械的強度を高めることができるからである。セラミックスとしては、例えば、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ムライト、ジルコニア、チタニア、コージェライト等がある。なお、セラミックス以外の成分として、不可避的に含有される成分や、通常添加されるような成分を少量含有しても良い。また、多孔質支持体の目的に応じ、例えば熱膨張率を調整すべく、二種類以上のセラミックスや、セラミックスと金属とを複合した材料から第一の粒子を調製することも好ましい。
【００２４】
第一の粒子の数平均粒子径（以下、本明細書において「Ｐ１」として記述する。）は、０．１〜１００μｍであることが好ましく、０．５〜７０μｍであることが更に好ましく、１〜５０μｍであることが特に好ましい。Ｐ１が０．１μｍ未満であると、粒子研磨を行うことが困難となる場合がある。一方、Ｐ１が１００μｍ超であると、多孔質支持体の平均細孔径が大きすぎる場合がある。
【００２５】
多孔質支持体のガス透過方向における平均厚さは０．１〜５０ｍｍであることが好ましく、０．２〜３０ｍｍであることが更に好ましく、１〜２０ｍｍであることが特に好ましい。平均厚さが０．１ｍｍ未満であると、粒子研磨を行うことに適さず、強度が不足する場合がある。一方、平均厚さが５０ｍｍ超であると、ガス透過速度が低下する場合がある。
【００２６】
多孔質支持体は研磨加工面を有している。研磨加工面の表面粗さＲｚは、Ｐ１以下である。研磨加工面の表面粗さＲｚをＰ１以下にすることで、研磨加工面の面上に配設する中間層を薄く均一に配設したり、ガス分離膜を薄く均一に配設したりすることができる。ここで、研磨加工面の表面粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４に準拠して測定した値である。また、多孔質支持体の表面を粒子研磨することから、多孔質支持体の寸法精度が向上するという効果もある。
【００２７】
（中間層）
研磨加工面の面上に中間層を配設することは、多孔質支持体上の小孔を小さくする効果を有するため、ガス分離膜を貫通する欠陥の発生を抑制することができる。中間層は多数の第二の粒子から構成される。
【００２８】
多数の第二の粒子は、その数平均粒子径（以下、本明細書において「Ｐ２」として記述する。）がＰ１に比して小さいことが好ましく、Ｒｚに比して小さいことが更に好ましい。Ｐ２がＰ１超であると、ガス分離膜が配設される多孔質支持体の表面の表面粗さが大きくなる場合がある。また、第二の粒子は、第一の粒子と同一の構成成分又は熱膨張率が近い成分で構成することが好ましい。なお、中間層を配設した後に、さらにその表面を研磨加工しても良い。
【００２９】
研磨加工面の面上に少なくとも一層更に配設された中間層全体のガス透過方向の平均厚さは、０．１〜１０００μｍであることが好ましく、１〜５００μｍであることが更に好ましく、５〜３００μｍであることが特に好ましい。平均厚さが０．１μｍ未満であると、研磨加工面の面上が中間層で十分に被覆されない場合がある。一方、平均厚さが１０００μｍ超であると、ガス透過速度が低下する場合がある。
【００３０】
（１−２）ガス分離膜
本発明のガス分離体は、ガス分離膜を備えることで、高純度のガスを分離することができる。
【００３１】
ガス分離膜としては、例えば、水素分離膜や二酸化炭素分離膜等がある。以下、水素分離膜と二酸化炭素分離膜について述べるが、本発明は当然これらに限定されるものではない。また、ガス分離膜は、薄膜であることが好ましい。ガス分離膜が厚膜であると、ガス透過性が低下する場合がある。
【００３２】
（１−２−１）水素分離膜
水素分離膜は、水素を選択的に透過することができる膜であれば、特に限定されるものではない。パラジウムが水素を固溶して透過させる性質を有するので、水素分離膜は、パラジウム又はパラジウムを含有する合金から形成されるパラジウム膜であることが好ましい。パラジウムを含有する合金としては、例えば、パラジウムと銀又は銅との合金がある。パラジウムと銀又は銅との合金は、パラジウムの水素脆化を防止し、高温時における水素の分離効率を向上させる等の効果がある。
【００３３】
水素分離膜としてパラジウム膜を用いる時には、パラジウム膜の膜厚は０．１〜２０μｍであることが好ましく、０．５〜１０μｍであることが更に好ましく、１〜５μｍであることが特に好ましい。パラジウム膜の膜厚が０．１μｍ未満であると、水素分離能が不十分な場合がある。一方、パラジウム膜の膜厚が２０μｍ超であると、水素透過能が不十分な場合がある。
【００３４】
研磨加工面の面上に水素分離膜を配設すると、その表面に欠陥が生じる場合がある。欠陥から生じる単位面積当りのＨｅリーク量は、１ｍＬ／ｃｍ２・ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．１ｍＬ／ｃｍ２・ｍｉｎ以下であることが更に好ましく、０．０１ｍＬ／ｃｍ２・ｍｉｎ以下であることが特に好ましい。単位面積当りのＨｅリーク量が１ｍＬ／ｃｍ２・ｍｉｎ超であると、分離して得られる水素の純度が低い場合がある。
【００３５】
ここで、単位面積当りのＨｅリーク量は次のようにして算出する。０．９ＭＰａの圧力でＨｅガスを水素分離膜の外側に供給し、内側に漏れてくるＨｅ量を測定することでＨｅリーク量を測定する。測定したＨｅリーク量を、水素分離膜の表面積で割ることによって、単位面積当りのＨｅリーク量を算出することができる。
【００３６】
（１−２−２）二酸化炭素分離膜
二酸化炭素分離膜として使用されるガス分離膜には、例えば、ゼオライト膜がある。ゼオライトには、ＬＴＡ、ＭＦＩ、ＭＯＲ、ＦＥＲ、ＦＡＵ、ＤＤＲ等といった結晶構造の異なる数多くの種類（型）が存在する。これらの中でも、二酸化炭素分離膜として好適に用いられるＤＤＲ型ゼオライトは、主たる成分がシリカであり、酸素８員環からなる細孔を含む多面体により形成されている。ＤＤＲ型ゼオライトの細孔径は４．４×３．６オングストロームと小さいので、二酸化炭素を選択的に吸着分離することができる。
【００３７】
二酸化炭素分離膜としてＤＤＲ型ゼオライト膜を用いる時には、ＤＤＲ型ゼオライト膜の膜厚は０．１〜２０μｍであることが好ましく、０．１〜１０μｍであることが更に好ましく、０．２〜３μｍであることが特に好ましい。ＤＤＲ型ゼオライト膜の膜厚が０．１μｍ未満であると、二酸化炭素分離能が不十分な場合がある。一方、ＤＤＲ型ゼオライト膜の膜厚が２０μｍ超であると、二酸化炭素透過能が不十分な場合がある。
【００３８】
研磨加工面の面上にＤＤＲ型ゼオライト膜を配設した場合、ＣＯ２分離係数は３以上であることが好ましく、１０以上であることが更に好ましく、１００以上であることが特に好ましい。ＣＯ２分離係数が３未満であると、分離して得られる二酸化炭素の純度が低い場合がある。
【００３９】
ここで、ＣＯ２分離係数は次のようにして算出する。等モル量のＣＨ４とＣＯ２の混合ガスを、０．６ＭＰａの圧力で二酸化炭素分離膜の外側に供給し、内側に透過してくるガス組成を測定して算出することができる。
【００４０】
（２）ガス分離体の製造方法
ガス分離体は多数の第一の粒子から構成される多孔質支持体の表面を、表面粗さＲｚが第一の粒子の数平均粒子径以下となるように粒子研磨して研磨加工面を形成し、形成された研磨加工面の面上にガス分離膜を配設することで製造することができる。また、多孔質支持体とガス分離膜の間に、その数平均粒子径が第一の粒子の数平均粒子径に比して小さい多数の第二の粒子から構成される中間層を少なくとも一層配設することが好ましい。
【００４１】
（２−１）多孔質支持体の作製方法
多孔質支持体の作製方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法で作製することができる。例えば、多数の第一の粒子を押し出し成形やプレス成形し、乾燥及び焼成した後、その表面を粒子研磨することで作製することができる。
【００４２】
より具体的には、先ず、図１に示すような、多数の第一の粒子１から構成される多孔質支持体１１を、押し出し成形やプレス成形し、乾燥及び焼成することで作製する。作製した多孔質支持体１１は、一般に、その表面は粗いものの、第一の粒子１の含有量は多く、その表面を研磨加工することができるほど十分に厚い。なお、図１は多孔質支持体の粒子研磨前の状態を示す断面図である。
【００４３】
次に、図２に示すように、作製した多孔質支持体１１の被研磨部４を研磨して除去することで、多孔質支持体１１に研磨加工面を形成する。研磨加工方法としては、従来公知の研磨方法や研削方法を使用することができる。なお、図１では便宜上、被研磨部４を多孔質支持体１１の最表層に図示しているが、先ず、表層の第一の粒子を研磨加工によって除去した後に、内部の第一の粒子について被研磨部４を除去しても良い。多孔質支持体１１の被研磨部４を除去する方法には、例えば、ダイヤモンド砥石をはじめとする各種の砥石等で湿式又は乾式研磨する方法がある。これらの中でも、作製した多孔質支持体１１の研磨加工面において、第一の粒子の一部、即ち、被研磨部４のみを研磨することを「粒子研磨」という。粒子研磨を行うことで、多孔質支持体の表面に生じる研磨加工面の表面粗さＲｚをＰ１以下とすることができる。なお、図２は多孔質支持体の粒子研磨後の状態を示す断面図である。
【００４４】
一般に多孔質支持体を研磨した場合、緻密体の場合とは異なり、第一の粒子が脱落する形で研磨が行われることが多い。そのため、粒子研磨を行うためには、砥石の選択が重要である。砥石の種類と使用する多孔質支持体により、形成される研磨加工面の状態は異なるため、適当な材質と目の砥石を選択して多孔質支持体の表面を研磨加工する必要がある。多孔質支持体の表面を研磨する際には、粗い目の砥石から順に細かい目の砥石へと使用して研磨加工することが好ましい。これにより、最終的に粒子研磨を行った研磨加工面を有する多孔質支持体１２を得ることができる。
【００４５】
（中間層の配設方法）
多孔質支持体とガス分離膜の間に中間層を少なくとも一層配設する場合の、中間層の配設方法について記載する。図３は、多孔質支持体１２及び中間層２１を有する多孔質支持体の断面図であり、図４は、多孔質支持体１２、中間層２１及び表面層３１を有する多孔質支持体の断面図である（ここでは便宜上、中間層と表面層に分けたが、本明細書ではこの二層を合わせて中間層とする。）。
【００４６】
先ず、上記した方法にて、図２に示す多孔質支持体１２を作製する。次に、図３に示すように、数平均粒子径がＰ２である第二の粒子２を含むスラリーを、多孔質支持体１２を用いて吸引濾過し、多孔質支持体１２の表面に第二の粒子２を層状に堆積させる。その後、層状に堆積した第二の粒子２を焼成することで中間層２１を配設することができる。
【００４７】
更に、図４に示すように、中間層２１を構成する第二の粒子２よりも小さい数平均粒子径がＰ２’である第二の粒子３を含むスラリーを、多孔質支持体１２と中間層２１の積層体で吸引濾過し、中間層２１の表面に第二の粒子３を層状に堆積させる。その後、層状に堆積した第二の粒子３を焼成することで表面層３１を配設する。このようにして図４に示すような、多孔質支持体１２、中間層２１及び表面層３１、即ち、研磨加工面を有し、その面上に配設される中間層を少なくとも一層更に有する多孔質支持体を作製することができる。
【００４８】
（２−２）ガス分離膜の配設方法
多孔質支持体に形成された研磨加工面の面上には、ガス分離膜を配設する必要がある。ガス分離膜を配設する方法は、分離するガスの種類により適宣選択して行う。以下、ガス分離膜として水素分離膜又は二酸化炭素分離膜を配設する方法について記載する。
【００４９】
（２−２−１）水素分離膜
先ず、ガス分離膜として水素分離膜を配設する方法について記載する。水素分離膜は、例えば、めっき方法、スパッタリング方法、又は真空蒸着法等により配設することができる。これらの中でも、めっき方法で配設することが好ましい。めっき方法には、無電解めっき方法及び電気めっき方法があり、均一な厚さでめっきすることができる無電解めっき方法が好ましい。無電解めっき方法は、通常、活性化工程とめっき工程とを含む。
【００５０】
（活性化工程）
研磨加工面の面上に活性化金属を含有する溶液を浸漬した後、水洗する。次に、活性化金属を研磨加工面の面上に付着させる。ここで、水素分離膜としてパラジウム膜を用いる時には、活性化金属を含有する溶液としては、例えば、塩化パラジウム水溶液を用いる。また、活性化金属を研磨加工面の面上に付着させる方法としては、研磨加工面の面上に塩化パラジウムの塩酸水溶液と、塩化錫の塩酸水溶液とに交互に浸漬する方法やヒドラジン等の還元剤を含む溶液中に浸漬する方法を用いる。
【００５１】
（めっき工程）
活性化金属を研磨加工面の面上に付着させた後、めっきしたい金属を含有する溶液に浸漬し、還元処理を行うことで、金属を析出させてめっきする。ここで、水素分離膜としてパラジウム膜を用いる時には、めっきしたい金属を含有する溶液としては、パラジウム２価イオンを含有する溶液を用いる。また、還元処理は、パラジウム２価イオンと還元剤とを含有するめっき溶液に浸漬することにより行う。還元剤として、具体的には、ヒドラジン、ジメチルアミンボラン、ホスフィン酸ナトリウム、ホスホン酸ナトリウム等が挙げられる。析出したパラジウムの面上を銀で更にめっきすることも好ましい。銀をめっきする方法としては、無電解めっき方法又はパラジウムからなる層を電極とした電気めっき方法がある。ここで、めっきするパラジウムと銀との質量比（パラジウム：銀）は、９０：１０〜７０：３０であることが好ましい。
【００５２】
パラジウムの面上を銀で更にめっきした時には、パラジウムと銀の合金化を、不活性ガス中、７００〜９００℃で、加熱することで行う必要がある。不活性ガスとしては、アルゴンガスや窒素ガスを用いることが好ましい。このようにして、研磨加工面の面上に水素分離膜を配設することができる。
【００５３】
（２−２−２）二酸化炭素分離膜
次に、ガス分離膜として二酸化炭素分離膜を配設する方法について記載する。なお、ここでは二酸化炭素分離膜の一例としてＤＤＲ型ゼオライト膜を配設する方法について記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５４】
ＤＤＲ型ゼオライト膜の配設方法は、特に限定されるものではなく、緻密なＤＤＲ型ゼオライト膜を配設することが好ましい。例えば、特開２００３−１５９５１８号公報に記載のＤＤＲ型ゼオライト膜の製造方法のように、１−アダマンタンアミンとシリカとの含有割合（１−アダマンタンアミン／ＳｉＯ２）がモル比率で０．０３〜０．４、水とシリカとの含有割合（水／ＳｉＯ２）がモル比率で２０〜５００、更にエチレンジアミンと１−アダマンタンとの含有割合（エチレンジアミン／１−アダマンタン）がモル比率で５〜３２である原料溶液と、種結晶となるＤＤＲ型ゼオライト粉末とを用いて、水熱合成することにより、多孔質支持体にＤＤＲ型ゼオライト膜を配設することができる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「％」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。
【００５６】
［多孔質支持体の表面粗さ］：ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４に準拠して測定した。
【００５７】
［単位面積あたりのＨｅリーク量］：０．９ＭＰａの圧力でＨｅガスを水素分離膜の外側に供給し、内側に漏れてくるＨｅ量を測定し、水素分離膜の表面積で割ることで算出した。
【００５８】
［ＣＯ２分離係数］：等モル量のＣＨ４とＣＯ２の混合ガスを０．６ＭＰａの圧力で二酸化炭素分離膜の外側に供給し、内側に透過してくるガス組成を測定して求めた。
【００５９】
（実施例１）
数平均粒子径２０μｍのアルミナ粒子を押し出し成形することで、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍの円筒管形状の多孔質支持体を作製した。この多孔質支持体の表面をダイヤモンド砥石で粒子研磨し、表面粗さＲｚが１７μｍである研磨加工面を形成した。この研磨加工面の面上に、順次、数平均粒子径３μｍ、１μｍ、及び０．５μｍのアルミナ粒子を用いて、ガス透過方向の平均厚さが１００μｍ、５０μｍ、及び５０μｍである中間層を配設した。最上層の中間層上に、パラジウムと銀を順次めっきした。なお、パラジウムと銀との割合は、パラジウム８０部に対して、銀２０部となるように調節した。その後、アルゴンガス中７００℃で加熱処理をすることによってパラジウムと銀の合金化を行い、厚さ２μｍのパラジウム合金を水素分離膜として備える水素分離体を製造した。製造した水素分離体の単位面積当りのＨｅリーク量を算出した。結果を表１に示す。
【００６０】
（実施例２）
最上層の中間層上に、水熱合成することにより厚さ５μｍのＤＤＲ型ゼオライト膜を配設したこと以外は実施例１と同様にして、二酸化炭素分離体を製造した。製造した二酸化炭素分離体のＣＯ２分離係数を測定した。結果を表２に示す。
【００６１】
（比較例１）
研磨加工面の形成において、粒子研磨ではない研磨加工を行い、表面粗さＲｚ３２μｍの研磨加工面を形成したこと以外は、実施例１と同様にして水素分離体を製造した。製造した水素分離体の単位面積当りのＨｅリーク量を算出した。結果を表１に示す。
【００６２】
（比較例２）
研磨加工面の形成において、粒子研磨ではない研磨加工を行い、表面粗さＲｚ３２μｍの研磨加工面を形成したこと以外は、実施例２と同様にして二酸化炭素分離体を製造した。製造した二酸化炭素分離体のＣＯ２分離係数を測定した。結果を表２に示す。
【００６３】
（比較例３）
研磨加工を行わず、中間層を配設する前において、表面粗さＲｚが１９μｍの多孔質支持体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして水素分離体を製造した。製造した水素分離体の単位面積当りのＨｅリーク量を算出した。結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2009125632.tif 000002
【００６５】
実施例１及び比較例１から、研磨加工面の形成において粒子研磨を行った多孔質支持体を用いて水素分離体を製造することで単位面積当りのＨｅリーク量が減少することがわかる。また、研磨加工を行わなかった比較例３においては、平均の表面粗さＲｚは比較的小さいものの、研磨加工を行わない多孔質支持体は部分的に大きな凹凸を有していることから、製造した水素分離体の単位面積当りのＨｅリーク量が非常に大きな値となった。
【００６６】
【表２】
2009125632.tif 000003
【００６７】
実施例２及び比較例２から、粒子研磨を行った研磨加工面を有する多孔質支持体を用いて二酸化炭素分離体を製造することで、ＣＯ２分離係数が飛躍的に向上することがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のガス分離体は、高純度のガスを分離することが可能であるため、ガス分離装置として実用に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】多孔質支持体の粒子研磨前の状態を示す断面図である。
【図２】多孔質支持体の粒子研磨後の状態を示す断面図である。
【図３】研磨加工面の面上に中間層を配設した状態を示す断面図である。
【図４】研磨加工面の面上に中間層及び表面層を配設した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１：第一の粒子、２，３：第二の粒子、４：被研磨部、１１，１２：多孔質支持体、２１：中間層、３１：表面層
【図１】
2009125632.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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