[發明專利]分離膜

無效

• 申請號: 200910009989.1
• 申請日: 2005-03-15
• 公開（公告）號: CN101502760A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 相澤正信
• 申請（專利權）人: 三菱化學株式會社
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D53/22;B01D69/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 張平元

本申請是申請日為2005年3月15日、申請號為200580008128.1、題目 為“分離膜”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種分離膜，特別是涉及一種不僅具有高分離系數而且能同 時實現高透過系數的分離膜。

背景技術

沸石是具有分子尺寸大小的細孔的結晶性鋁硅酸鹽，由沸石構成的膜， 具有根據分子尺寸和形狀的差異選擇性地使分子通過的性質，因此可作為分 子篩而被廣泛應用。其中作為水和有機溶劑等的分離膜的用途備受矚目。然 而，作為分離膜發揮功能的沸石膜以單體存在時，并沒有足夠的機械強度、 因此，通常是支撐在由陶瓷等構成的多孔基體上的狀態下使用。

作為在多孔基體上進行沸石膜成膜的代表性方法，是在以二氧化硅源和 氧化鋁源為主原料的原料中浸漬多孔基體的狀態下，通過水熱反應使沸石膜 附著于多孔基體表面的合成方法。如果使多孔基體浸漬在含有二氧化硅源和 氧化鋁源的漿液狀原料中，并調整為適當的溫度，那么，漿液中的細微沸石 種晶成為晶核，沸石成長并形成膜。

在多孔基體負載沸石種晶的狀態下通過水熱反應制造沸石膜的方法本 身是公知的(例如，參照特開平7-185275號公報)。

在此水熱反應法中，把多孔基體浸入過飽和的漿液內時，細微的沸石種 晶附著于多孔基體表面并成長為沸石膜，不僅如此，在漿液中成長變大了的 沸石結晶也會附著于多孔基體表面，從而，沸石膜成長。這樣形成的沸石膜 并不具備均一的孔徑及膜厚，易于產生針孔(ピンホ—ル)之類的問題。為 此，提出了在通過水熱反應在多孔基體上合成沸石膜時，預先使陶瓷等多孔 基體負載種晶，把漿液中沸石原料的濃度設定得很低的方案。

專利文獻1：特開平7-185275號公報(第8～18段)

發明內容

發明要解決的課題

通過發明者的研究，闡明了在這樣的分離膜中，其多孔基體的細孔徑是 重要的參數。按照該研究，在多孔基體的細孔徑大于規定值的情況下，由于 沸石結晶不能容易地填埋基體的細孔而形成針孔，因此致使分離膜的分離特 性下降，另一方面，在多孔基體的細孔徑比規定值小的情況下，雖能抑制 針孔的形成，但反之支撐體的細孔很小，透過阻力高，因此透過速度下降。

本發明就是考慮到上述情況而完成的，其目的是提供在獲得高分離性能 的同時，獲得高透過速度的分離膜。

解決課題的方法

為了解決上述課題，本發明涉及一種分離膜，該分離膜包括：

主要成分由氧化鋁所構成的陶瓷燒結材料多孔基體、

和在該多孔基體表面成膜的沸石薄膜，其中，

上述多孔基體具有基層和在該基層表面形成的上述沸石薄膜的底層，

上述底層的平均細孔徑小于上述基層的平均細孔徑。

按照上述分離膜，由于可以與平均細孔徑較小的底層相接觸地形成沸石 薄膜，因此在抑制針孔形成的同時，得到致密且更薄的沸石薄膜。此外，因 為不與沸石薄膜接觸的基層比底層的平均細孔徑大，在基層中能得到高的氣 體透過速度。由此，可制得同時實現高分離性能和高透過性的分離膜。

再者，即使在底層和基層之間還存有一層以上與上述兩層的平均細孔徑 不相同的層，仍認為與本發明相同，并達到與本發明同樣的作用效果。

同時，在本發明涉及的分離膜中，其中，上述多孔基體的氮氣透過速度 優選200～7000m³/(m²·hr·atm)。上述多孔基體的氮氣透過速度更加優選 400～7000m³/(m²·hr·atm)。