多孔支持体-沸石膜复合体以及多孔支持体-沸石膜复合体的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种在基于沸石膜的分离、浓缩中，在实用水平上兼顾充分的处理量和分离性能的多孔支持体

【技术实现步骤摘要】
多孔支持体
‑
沸石膜复合体以及多孔支持体
‑
沸石膜复合体的制造方法
本申请为下述申请的分案申请。母案申请日：2015年11月25日母案申请号：201580063939.5(PCT/JP2015/083069)母案申请名称：多孔支持体
‑
沸石膜复合体以及多孔支持体
‑
沸石膜复合体的制造方法


[0001]本专利技术涉及多孔支持体
‑
沸石膜复合体，具体地涉及分离性能良好的多孔支持体
‑
沸石膜复合体及其制造方法。此外，还涉及使用上述多孔支持体
‑
沸石膜复合体的气体或液体混合物的分离或浓缩方法。

技术介绍

[0002]以往，含有有机化合物、无机化合物的气体或液体的混合物的分离、浓缩，是根据对象物质的性质，通过蒸馏法、共沸蒸馏法、溶剂萃取/蒸馏法、冷冻浓缩分离法、吸附法、吸收法、深冷分离法等进行的。但是，这些方法有着需要大量能量、或者分离、浓缩对象的适用范围受限的缺点。
[0003]近年来，作为替代这些方法的分离方法，提出有使用高分子膜或沸石膜等膜的膜分离、浓缩方法。高分子膜例如平板膜或中空纤维膜等，虽然加工性优异，但有耐热性低的缺点。此外，高分子膜由于耐化学药品性低，尤其与有机溶剂或有机酸等有机化合物接触时多会溶胀，因此分离、浓缩对象的适用范围受到限制。
[0004]此外，沸石膜通常被作为在支持体上以膜状形成沸石而成的沸石膜复合体而用于分离、浓缩。例如通过使有机化合物和水的混合物与沸石膜复合体接触，使水选择性地透过，从而可以分离、浓缩有机化合物。使用沸石膜的分离、浓缩，与通过蒸馏或吸附剂进行的分离相比，除了可以削减能量的使用量，还由于是无机材料，因此可以在比高分子膜更广的温度范围实施分离、浓缩，而且还可以适用于含有有机化合物的混合物的分离。
[0005]作为使用沸石膜的分离法，对于液相分离，提出有：例如，使用A型沸石膜复合体，使水选择性地透过，从而浓缩醇的方法(专利文献1)；使用丝光沸石型沸石膜复合体，从醇和水的混合体系中选择性地使水透过从而浓缩醇的方法(专利文献2)；以及使用镁碱沸石型沸石膜复合体，从醋酸和水的混合体系中使水选择性地透过从而分离、浓缩醋酸的方法(专利文献3)等。
[0006]此外，作为气体分离的例子，有从火力发电厂或石油化工等排出的二氧化碳与氮的分离、氢与烃、氢与氧、氢与二氧化碳、氮与氧、烷烃与烯烃的分离等。作为可使用的气体分离用沸石膜，已知有A型膜、FAU膜、MFI膜、SAPO
‑
34膜、DDR膜等沸石膜。
[0007]此外，天然气的精炼厂、以及通过令生活垃圾等进行甲烷发酵而产生生物气体的工厂希望将二氧化碳与甲烷分离，作为能将这些物质良好地分离的沸石膜，已知有利用沸
石的分子筛功能的、DDR(专利文献4)、SAPO
‑
34(非专利文献1)、SSZ
‑
13(非专利文献2)为高性能膜。现有技术文献专利文献
[0008]专利文献1:日本专利特开平7
‑
185275号公报专利文献2:日本专利特开2003
‑
144871号公报专利文献3:日本专利特开2000
‑
237561号公报专利文献4:日本专利特开2004
‑
105942号公报非专利文献
[0009]非专利文献1:Shiguang Li et al.，“Improved SAPO
‑
34Membranes for CO2/CH4 Separation(用于二氧化碳/甲烷分离的改进的SAPO
‑
34膜)”，Adv.Mater.2006，18，2601
‑
2603非专利文献2:Halil Kalipcilar et al.，“Synthesis and Separation Performance of SSZ
‑
13Zeolite Membranes on Tubular Supports(管式支撑的SSZ
‑
13沸石膜的合成和分离性能)”，Chem.Mater.2002，14，3458
‑
3464

技术实现思路

专利技术要解决的问题
[0010]沸石膜对于分离技术非常有用，但较之于高分子膜，一般每单位面积的价格较高，因此实际使用时需要比当前更高的透过性能。通过提高每单位体积的透过量，可以减小必需的膜面积，与装置的紧凑化、低成本化相关联。另一方面，若可以进一步提高分离性能，则可以减少分离对象物的损失，从这个角度考虑，同时也期望分离性能的提高。本专利技术的目的在于，提供可以解决以往的问题，在通过沸石膜进行的分离、浓缩中，在实用水平上兼顾充分的处理量和分离性能的多孔支持体
‑
沸石膜复合体及其制造方法。解决问题的手段
[0011]本专利技术者们为了解决上述问题而反复潜心研究，结果发现：通过将进入多孔支持体的孔中的沸石量控制在特定范围，可以提高沸石膜的透过性能、分离性能。本专利技术是基于这些认知而完成的。即，本专利技术的要点如下所示。
[0012][1]一种多孔支持体
‑
沸石膜复合体，是具有多孔支持体和形成于上述多孔支持体上的沸石膜的多孔支持体
‑
沸石膜复合体，其特征在于，上述沸石膜的一部分进入上述多孔支持体内部，上述沸石膜所进入的、从上述多孔支持体的表面至内部的距离平均为5.0μm以下。[2]一种多孔支持体
‑
沸石膜复合体，是具有多孔支持体和形成于上述多孔支持体上的沸石膜的多孔支持体
‑
沸石膜复合体，其特征在于，在观察上述沸石膜的截面的SEM像中，上述沸石膜中存在的空隙相对于上述沸石膜的面积比例为0.3％以上。[3]上述[1]所述的多孔支持体
‑
沸石膜复合体，其中，在观察上述沸石膜的截面的SEM像中，上述沸石膜中存在的空隙相对于上述沸石膜的面积比例为0.3％以上。
[4]上述[1]～[3]的任一项所述的多孔支持体
‑
沸石膜复合体，其中，上述沸石膜的SiO2/Al2O3摩尔比为2000以下。[5]上述[1]～[4]的任一项所述的多孔支持体
‑
沸石膜复合体，其中，上述沸石膜的SiO2/Al2O3摩尔比为20以上。[6]上述[1]～[5]的任一项所述的多孔支持体
‑
沸石膜复合体，其中，上述多孔支持体的平均细孔径为0.3μm以上。[7]上述[1]～[6]的任一项所述的多孔支持体
‑
沸石膜复合体，其中，构成上述沸石膜的沸石的细细孔结构为CHA或MFI。[8]上述[1]～[7]的任一项所述的多孔支持体
‑
沸石膜复合体，其用于气体混合物的分离。[9]一种气体或液体的混合物的分离或浓缩方法，其特征在于，令由多种成分构成的气体或液体的混合物与上述[1]～[7]的任一项所述的多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔支持体
‑
沸石膜复合体的制造方法，是具有多孔支持体和形成于所述多孔支持体上的沸石膜的多孔支持体
‑
沸石膜复合体的制造方法，其特征在于，使沸石膜在附着有沸石以外的无机粒子的多孔支持体上形成。2.如权利要求1所述的多孔支持体
‑
沸石膜复合体的制造方法，所述沸石以外的无机粒子为选自煅制二氧化硅、胶体二氧化硅、无定形硅酸铝凝胶的无机粒子。3.如权利要求1所述的多孔支持体
‑
沸石膜复合体的制造方法，其中，使每平方米的所述多孔支持体上附着有0.1～15g的所述无机粒子。4.一种多孔支持体
‑
沸石膜复合体的制造方法，是具有多孔支持体和形成于所述多孔支持体上的沸石膜的多孔支持体
‑
沸石膜复合体的制造方法，其特征在于，使晶种附着于所述多孔支持体上后形成所述沸石膜，以(所述晶种的平均粒径)/(所述多孔支持体的平均细孔径)所示的比为0.3～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野塚亚裕子，山田美树，林干夫，武胁隆彦，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：