[發明專利]沸石膜復合體、沸石膜復合體的制造方法、分離裝置、膜型反應裝置及分離方法

在審

• 申請號: 202080017216.2
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN113924158A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 野田憲一;木下直人;吉村遼太郎
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: B01D61/36
• 分類號: B01D61/36
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;鄭雪娜

沸石膜復合體(1)具備：多孔質的支撐體(11)、以及形成在支撐體(11)上的沸石膜(12)。沸石膜(12)包含Al、P以及4價元素。利用X射線光電子分光法測定得到的沸石膜(12)的組成中，該4價元素相對于Al的摩爾比率為0.01以上且0.5以下，P相對于Al的摩爾比率為0.5以上且小于1.0，上述4價元素及P相對于Al的合計摩爾比率為0.9以上且1.3以下。因此，能夠提高沸石膜(12)中的極性分子的透過性。

技術領域

本發明涉及沸石膜復合體及其制造方法、以及使用了該沸石膜復合體的混合物質的分離。

[關聯申請的參考]

本申請主張2019年6月17日申請的日本專利申請JP2019－111809及2020年5月11日申請的國際專利申請PCT/JP2020/018846的優先權利益，這些申請的全部公開內容均包括在本申請中。

背景技術

目前，在多孔質支撐體上形成沸石膜而制成沸石膜復合體，由此，針對利用了沸石的分子篩作用的特定的分子分離或分子吸附等用途進行了各種研究及開發。例如，在包含多種氣體或液體的混合物質的分離中，將混合物質向沸石膜復合體供給，使高透過性的物質透過，由此使其從其他物質中分離出來。

國際公開第2018/225793號(文獻1)中公開一種脫水裝置，其利用具有ERI型的結晶結構的ALPO型的沸石膜(ALPO－17)從包含水的混合物質中選擇性地分離出水。國際公開第2018/180563號(文獻2)及國際公開第2018/180564號(文獻3)中公開如下技術，即，利用具有AFX型的結晶結構的SAPO型的沸石膜(SAPO－56)，對包含CO₂及CH₄的混合氣體進行分離。Shiguang Li et al.,Scale-up of SAPO-34membranes for CO₂/CH₄ separation,Journal of Membrane Science,2010,352,7-13(文獻4)中公開如下技術，即，利用具有CHA型的結晶結構的SAPO型的沸石膜(SAPO－34)，對包含CO₂及CH₄的混合氣體進行分離。

然而，ALPO型的沸石膜中，由于針對極性分子的親和性比較低，所以極性分子的透過性提高有限。因此，考慮通過在ALPO型的沸石膜的沸石骨架中導入硅等4價元素來提高極性分子的透過性，但是，并不是僅導入4價元素即可，需要很好地控制4價元素的導入位點。然而，在導入4價元素的同時合成沸石膜的情況下，與沸石粉末合成時的4價元素導入不同，是在支撐體上進行沸石合成，因此，控制4價元素的導入位點并不容易。

發明內容

本發明涉及沸石膜復合體，其目的在于，提高沸石膜中的極性分子的透過性。

本發明的優選的一個方案所涉及的沸石膜復合體具備：多孔質的支撐體；以及沸石膜，該沸石膜形成在所述支撐體上。所述沸石膜包含：鋁、磷以及4價元素。利用X射線光電子分光法測定得到的所述沸石膜的組成中，所述4價元素相對于所述鋁的摩爾比率為0.01以上且0.5以下，所述磷相對于所述鋁的摩爾比率為0.5以上且小于1.0，所述4價元素及所述磷相對于所述鋁的合計摩爾比率為0.9以上且1.3以下。根據該沸石膜復合體，能夠提高極性分子的透過性。

優選為，利用X射線光電子分光法測定得到的所述沸石膜的組成中，所述4價元素相對于所述鋁的摩爾比率為0.01以上且0.3以下，所述磷相對于所述鋁的摩爾比率為0.7以上且小于1.0。

優選為，所述沸石膜中包含的沸石結晶的細孔徑為0.4nm以下。

優選為，所述沸石膜中包含的沸石結晶的可進入體積(Accessible Volume)為以上。

優選為，所述沸石膜由AEI型、AFX型或SAT型的沸石構成。