沸石膜和分离膜制造技术

一种沸石膜，其为在无机氧化物多孔基材上形成的MFI型沸石膜，其中，在所述沸石膜的通过以CuKα射线作为射线源的X射线衍射测定得到的衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角8.4°～9.0°处显示的、晶格面归属于200和/或020面的衍射峰的强度为0.3以上。

Zeolite Membrane and Separation Membrane

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】沸石膜和分离膜
本专利技术涉及沸石膜和在无机氧化物多孔基材上形成了沸石膜的分离膜。本申请要求基于2017年1月18日申请的日本申请第2017-6851号的优先权，并援引上述日本申请中记载的全部记载内容。
技术介绍
专利文献1公开了一种利用水蒸气对含有沸石晶种、有机结构导向剂和二氧化硅的膜状物进行处理而形成MFI型沸石膜，从而得到分离膜的方法。专利文献2公开了一种沸石膜，其中，在XRD测定中，所述沸石膜的来自020面的散射强度/来自101面的散射强度大于3.3，并且来自020面的散射强度/来自002面或102面的散射强度大于4.4。专利文献3公开了一种沸石膜，其中，在XRD测定中，所述沸石膜的来自002面散射强度/来自020面的散射强度为2以上，来自002面的散射强度/来自101面的散射强度为0.5～1.5，来自101面的散射强度/来自501面的散射强度为1.5以上，并且来自303面的散射强度/来自501面的散射强度为2以上。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-31416号公报专利文献2：日本特开2004-2160号公报专利文献1：国际公开第2007/58388号
技术实现思路
本专利技术的一个方式的沸石膜为在无机氧化物多孔基材上形成的MFI型沸石膜，其中，在所述沸石膜的通过以CuKα射线作为射线源的X射线衍射测定得到的衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角8.4°～9.0°处显示的、晶格面归属于200和/或020面的衍射峰的强度为0.3以上。另外，关于本专利技术的一个方式的分离膜，在包含含有90质量％以上的SiO2的非晶质体的无机氧化物多孔基材上具有本专利技术的一个实施方式的沸石膜。附图说明图1为表示本专利技术的实施方式的分离膜的构成的图。图2为表示本专利技术的实施方式的制造方法的流程的图。图3a为表示例1中的通过不同的水添加量合成的膜的XRD图谱的图。图3b为表示例1中的通过不同的水添加量合成的膜的结晶度的图。图4为表示例1的通过不同的水添加量合成的膜的SEM图像的图。图5a为表示例2的通过不同的合成时间合成的膜的XRD图谱的图。图5b为表示例2的通过不同的合成时间合成的膜的结晶度的图。图6为例2的通过不同的合成时间合成的膜的SEM图像(其一)。图7为例2的通过不同的合成时间合成的膜的SEM图像(其二)。图8为表示评价分离膜的透过性能的装置的一例的示意图。图9为表示例2的流速和分离系数α相对于合成时间的关系的图。图10为表示例3的通过不同的TPAOH浓度合成的膜的XRD图谱的图。图11为表示例4-1的分离膜的表面的结构的电子显微镜照片。图12为表示例4-1的分离膜的与长度方向正交的截面的结构的电子显微镜照片。图13为表示例5-4的分离膜的表面的结构的电子显微镜照片。图14为表示例5-4的分离膜的与长度方向正交的截面的结构的电子显微镜照片。图15为表示例8-1的分离膜的与长度方向正交的截面的结构的电子显微镜照片。图16为表示例4-1和例5-4的分离膜的表面的X射线衍射测定结果的图。图17为表示例8-1的分离膜的表面的X射线衍射测定结果的图。具体实施方式[专利技术所要解决的问题]在以往的水热合成法中，从溶液侧供给沸石成分，以晶种作为核，沸石晶体自其表面生长，因此取向晶体膜生长。在这样的具有高取向性的沸石分离膜中，由于粒子界面处的泄漏，分离系数降低，因此，为了提高分离系数，需要加厚膜厚。另一方面，加厚膜厚时，渗透通量降低。因此，要求渗透通量和分离比二者都提高的膜结构。本专利技术的目的在于提供一种即使膜厚薄分离能力也优异、渗透通量大的沸石膜和分离膜。[本公开的效果]根据本专利技术，能够提供一种即使膜厚薄分离能力也优异、渗透通量大的沸石膜和分离膜。[本专利技术的实施方式的说明]首先，列举并说明本申请专利技术的实施方式的内容。本申请专利技术的实施方式的沸石膜为，(1)在无机氧化物多孔基材上形成的MFI型沸石膜，其中，在所述沸石膜的通过以CuKα射线作为射线源的X射线衍射测定得到的衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角8.4°～9.0°处显示的、晶格面归属于200和/或020面的衍射峰的强度为0.3以上。根据该构成，能够提供一种即使膜厚薄渗透通量、分离能力也优异的沸石膜。(2)上述(1)的沸石膜，其中，在所述衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角8.4°～9.0°处显示的、晶格面归属于200和/或020面的衍射峰的强度可以为0.4以上。(3)上述(1)的沸石膜，其中，在所述衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角22.7°～23.5°处显示的、晶格面归属于501和/或051面的衍射峰的强度可以为0.5以上。(4)上述(3)的沸石膜，其中，在所述衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角22.7°～23.5°处显示的、晶格面归属于501和/或051面的衍射峰的强度可以为0.6以上。(5)上述(1)或(3)的沸石膜，其中，在所述衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角12.9°～13.5°处显示的、晶格面归属于002面的衍射峰的强度可以为0.25以下。(6)上述(1)、(3)和(5)中任一项的沸石膜，其中，在所述衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角26.8°～27.2°处显示的、晶格面归属于104面的衍射峰的强度可以为0.2以下。另外，本申请专利技术的实施方式的分离膜，(7)在包含含有90质量％以上的SiO2的非晶质体的无机氧化物多孔基材上具有上述(1)～(6)中任一项的沸石膜。根据该构成，由于基材为高二氧化硅基材，因此能够通过抑制氧化铝的溶出而维持膜的疏水性，发挥优异的分离能力。另外，由于将基材本身转变为沸石，因此膜与基材的亲和性良好，发挥优异的分离能力。(8)上述(7)的分离膜，其中，所述无机氧化物多孔基材也可以包含含有99质量％以上的SiO2的非晶质体。根据该构成，由于基材为高二氧化硅基材，因此能够通过进一步抑制氧化铝的溶出而维持膜的疏水性，发挥优异的分离能力。另外，由于将基材本身转变为沸石，因此膜与基材的亲和性更好，发挥优异的分离能力。[具体实施方式]以下，对本专利技术的实施方式详细地进行说明。1.分离膜图1表示分离膜的一个实施方式。图1为分离膜的纵剖视图。分离膜20为近似圆柱形，具有带有中心孔24的无机氧化物多孔基材21。在多孔基材21的外周形成有沸石膜22。需要说明的是，分离膜的形状也可以设定为平面状等任意的形状，但从分离效率的观点考虑，为了进一步扩大与流体的接触面积，在本实施方式中设定为管状。分离膜20可以用于利用了分子筛效应、亲水/疏水性的气体分离膜、蒸发膜、膜分离反应器等中，特别适合用作乙醇/水分离用的分离膜。1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沸石膜，其为在无机氧化物多孔基材上形成的MFI型沸石膜，其中，在所述沸石膜的通过以CuKα射线作为射线源的X射线衍射测定得到的衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角8.4°～9.0°处显示的、晶格面归属于200和/或020面的衍射峰的强度为0.3以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.18 JP 2017-0068511.一种沸石膜，其为在无机氧化物多孔基材上形成的MFI型沸石膜，其中，在所述沸石膜的通过以CuKα射线作为射线源的X射线衍射测定得到的衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角8.4°～9.0°处显示的、晶格面归属于200和/或020面的衍射峰的强度为0.3以上。2.如权利要求1所述的沸石膜，其中，在所述衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角8.4°～9.0°处显示的、晶格面归属于200和/或020面的衍射峰的强度为0.4以上。3.如权利要求1所述的沸石膜，其中，在所述衍射图谱中，在以衍射角7.3°～8.4°处显示的、晶格面归属于011和/或101面的衍射峰的强度为基准时，在衍射角22.7°～23.5°处显示的、晶格面归属于501和/或051面的衍射峰的强度为0.5以上。4.如权利要求3所述的沸石...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川真二，俵山博匡，奥野拓也，斋藤崇广，近江靖则，上野恭平，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，国立大学法人岐阜大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP