沸石膜复合体及沸石膜复合体的制造方法技术

沸石膜复合体(1)具备多孔质的支撑体(11)及沸石膜(12)，该沸石膜(12)设置在支撑体(11)上，且包括RHO型沸石。利用X射线衍射法对沸石膜(12)的表面进行测定的情况下，RHO型沸石的源自于(310)面的峰强度为源自于(110)面的峰强度的0.4倍以下，源自于(211)面的峰强度为源自于(110)面的峰强度的0.3倍以下。据此，能够容易地提供分离性能及透过量高的沸石膜复合体(1)。体(1)。体(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】沸石膜复合体及沸石膜复合体的制造方法


[0001]本专利技术涉及沸石膜复合体及沸石膜复合体的制造方法。
[0002][关联申请的参考][0003]本申请主张2021年2月10日申请的日本专利申请JP2021－19722的优先权利益，该申请的全部公开内容均引入本申请中。

技术介绍

[0004]日本特开2018－130719号公报(文献1)中公开一种使用有机结构导向剂而形成在多孔质支撑体上的RHO型沸石膜。对该沸石膜表面照射X射线得到的X射线衍射图谱中，2θ＝18.7
°
附近的峰强度为2θ＝8.3
°
附近的峰强度的1.0倍以上，2θ＝14.4
°
附近的峰强度为2θ＝8.3
°
附近的峰强度的0.5倍以上。因此，文献1的沸石膜中，沸石结晶按(310)面和(211)面接近于与膜表面平行的朝向进行取向生长。另外，Bo Liu等5人的“Preparation of Rho Zeolite Membranes on Tubular Supports(管状载体上的RHO沸石膜制备)”(MEMBRANE、2016年、第41卷2号、第81
‑
86页)(文献2)中公开一种不使用有机结构导向剂而在多孔质支撑体上形成RHO型沸石膜的方法。
[0005]不过，为了得到分离性能高的沸石膜复合体，需要致密的沸石膜。然而，例如硅铝酸盐类型的RHO型沸石膜的形成中使用的原料溶液的流动性较低，因此，容易在晶界产生间隙，很难形成致密的薄膜。文献1中，通过反复进行多次水热合成，使沸石膜的致密性得到提高，不过，沸石膜复合体的制造成本增大。文献2中，通过实施6天水热合成，得到致密的膜，不过，这种情况下，沸石膜复合体的制造成本也会增大。另外，文献2中，沸石膜的厚度为2μm左右，水透过量(水通量)为1kg/m2h以下的低值。对于沸石膜复合体，要求分离性能和透过量均较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及沸石膜复合体，其目的在于，容易地提供具有包括RHO型沸石的沸石膜且分离性能及透过量高的沸石膜复合体。
[0007]本专利技术的优选的一个方案所涉及的沸石膜复合体具备：多孔质的支撑体；以及沸石膜，该沸石膜设置在所述支撑体上，且包括RHO型沸石。利用X射线衍射法对所述沸石膜的表面进行测定的情况下，RHO型沸石的源自于(310)面的峰强度为源自于(110)面的峰强度的0.4倍以下，源自于(211)面的峰强度为源自于(110)面的峰强度的0.3倍以下。
[0008]根据本专利技术，能够容易地提供具有包括RHO型沸石的沸石膜且分离性能及透过量高的沸石膜复合体。
[0009]优选为，所述支撑体中设置有所述沸石膜的一部分进入于气孔内的复合层，所述复合层的厚度小于所述支撑体上的所述沸石膜的厚度。
[0010]优选为，所述沸石膜的厚度为5μm以下，所述复合层的厚度为1μm以下。
[0011]优选为，所述沸石膜中的硅/铝的摩尔比为1～10。
[0012]本专利技术还涉及沸石膜复合体的制造方法。
[0013]本专利技术的优选的一个方案所涉及的沸石膜复合体的制造方法包括以下工序：a)使包括RHO型沸石的晶种附着在多孔质的支撑体上；以及b)将所述支撑体浸渍于原料溶液中，利用水热合成，由所述晶种生长出RHO型沸石，在所述支撑体上形成沸石膜。所述原料溶液中，硅/铝的摩尔比为2～20，钠/铝的摩尔比为10～100，铯/铝的摩尔比为0.5～10，水/铝的摩尔比为500～5000。
[0014]优选为，所述原料溶液的于20℃的粘度为1～150mPa
·
s。
[0015]上述的目的及其他目的、特征、方案及优点通过以下参照附图进行的本专利技术的详细说明而加以明确。
附图说明
[0016]图1是沸石膜复合体的截面图。
[0017]图2是将沸石膜复合体的一部分放大示出的截面图。
[0018]图3是表示由沸石膜的表面得到的X射线衍射图谱的图。
[0019]图4是示意性地表示沸石膜的结晶结构的图。
[0020]图5是表示沸石膜复合体的制造流程的图。
[0021]图6是表示分离装置的图。
[0022]图7是表示混合物质的分离流程的图。
具体实施方式
[0023]图1是沸石膜复合体1的截面图。图2是将沸石膜复合体1的一部分放大示出的截面图。沸石膜复合体1具备：多孔质的支撑体11、以及设置于支撑体11上的沸石膜12。沸石膜是指：至少在支撑体11的表面沸石形成为膜状的情形，不包括仅仅使沸石粒子分散于有机膜中的情形。图1中以粗线描绘出沸石膜12。图2中对沸石膜12及后述的复合层13标记平行斜线。另外，图2中将沸石膜12及复合层13的厚度描绘得比实际厚。
[0024]支撑体11为可供气体及液体透过的多孔质部件。图1所示的例子中，支撑体11是：在一体成型的一体相连的柱状主体设置有分别沿着长度方向(即，图1中的左右方向)延伸的多个贯通孔111的整体型支撑体。图1所示的例子中，支撑体11为大致圆柱状。各贯通孔111(即，隔室)的与长度方向垂直的截面为例如大致圆形。图1中，将贯通孔111的直径描绘得比实际大，并将贯通孔111的数量描绘得比实际少。沸石膜12形成在贯通孔111的内周面上，将贯通孔111的内周面大致整面地被覆。
[0025]支撑体11的长度(即，图1中的左右方向上的长度)为例如10cm～200cm。支撑体11的外径为例如0.5cm～30cm。邻接的贯通孔111的中心轴间的距离为例如0.3mm～10mm。支撑体11的表面粗糙度(Ra)为例如0.1μm～5.0μm，优选为0.2μm～2.0μm。应予说明，支撑体11的形状可以为例如蜂窝状、平板状、管状、圆筒状、圆柱状或多棱柱状等。支撑体11的形状为管状或圆筒状的情况下，支撑体11的厚度为例如0.1mm～10mm。
[0026]支撑体11的材料在于表面形成沸石膜12的工序中具有化学稳定性即可，可以采用各种物质(例如陶瓷或金属)。本实施方式中，支撑体11由陶瓷烧结体形成。对于作为支撑体11的材料而选择的陶瓷烧结体，例如可以举出：氧化铝、二氧化硅、多铝红柱石、二氧化锆、
二氧化钛、三氧化二钇、氮化硅、碳化硅等。本实施方式中，支撑体11包含氧化铝、二氧化硅及多铝红柱石中的至少1种。
[0027]支撑体11可以包含无机粘结材料。作为无机粘结材料，可以使用二氧化钛、多铝红柱石、易烧结性氧化铝、二氧化硅、玻璃料、粘土矿物、易烧结性堇青石中的至少1种。
[0028]支撑体11的平均细孔径为例如0.01μm～70μm，优选为0.05μm～25μm。待形成沸石膜12的表面附近的支撑体11的平均细孔径为0.01μm～1μm，优选为0.05μm～0.5μm。例如，可以利用压汞仪、细孔径分布测定器或纳米尺寸细孔径分布测定器来测定平均细孔径。关于支撑体11的包括表面及内部在内的整体的细孔径的分布，D5为例如0.01μm～50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种沸石膜复合体，其中，具备：多孔质的支撑体；以及沸石膜，该沸石膜设置在所述支撑体上，且包括RHO型沸石，利用X射线衍射法对所述沸石膜的表面进行测定的情况下，RHO型沸石的源自于(310)面的峰强度为源自于(110)面的峰强度的0.4倍以下，源自于(211)面的峰强度为源自于(110)面的峰强度的0.3倍以下。2.根据权利要求1所述的沸石膜复合体，其中，所述支撑体中设置有所述沸石膜的一部分进入于气孔内的复合层，所述复合层的厚度小于所述支撑体上的所述沸石膜的厚度。3.根据权利要求2所述的沸石膜复合体，其中，所述沸石膜的厚度为5μm以下，所述复合层的厚度为1μm以下。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫原诚，野田宪一，木下直人，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：