[发明专利]多孔支持体-沸石膜复合体以及气体或液体的混合物的分离方法

说明书

本发明提供多孔支持体‑沸石膜复合体以及气体或液体的混合物的分离方法，该多孔支持体‑沸石膜复合体的耐酸性、耐水性优异，具有充分的透过流束，还适合于低级醇的分离及亲电性分子等与沸石的酸中心反应的物质的分离。本发明涉及一种多孔支持体‑沸石膜复合体，其特征在于，在将多孔支持体界面附近的沸石膜的SiO₂/Al₂O₃摩尔比设为X、将内部的沸石膜的SiO₂/Al₂O₃摩尔比设为Y时，X/Y满足下述式(1)。0.70X/Y1.2···(1)。

本申请是分案申请，其原申请的中国国家申请号为201580020377.6，申请日为2015年4月17日，发明名称为“多孔支持体-沸石膜复合体和多孔支持体-沸石膜复合体的制造方法”。

技术领域

本发明涉及多孔支持体-沸石膜复合体的制造方法，更详细而言，涉及在特定晶种的存在下通过水热合成在多孔支持体上形成CHA型沸石膜而制造多孔支持体-沸石膜复合体的方法。

另外，本发明涉及低级醇、亲电性分子等与沸石的酸中心反应的物质等的分离优异的多孔支持体-沸石膜复合体。

背景技术

以往，在含有有机物的气体或液体混合物的分离、浓缩中，根据对象物质的性质，通过蒸馏法、共沸蒸馏法、溶剂提取/蒸馏法、吸附剂等来进行。但是，这些方法存在需要大量的能量或者分离、浓缩对象的适用范围受限之类的缺点。

近年来，作为代替这些方法的分离方法，有人提出了使用高分子膜或沸石膜等膜的膜分离、浓缩方法。高分子膜例如有平膜、中空纤维膜等，其加工性优异，但具有耐热性低的缺点。并且，高分子膜的耐化学药品性低，特别是与有机溶剂或有机酸之类的有机物接触时，大多数发生溶胀，因而分离、浓缩对象的适用范围受限。

另外，沸石膜通常以使沸石以膜状形成在多孔支持体上的多孔支持体-沸石膜复合体的形式用于分离、浓缩。例如，使有机物与水的混合物与多孔支持体-沸石膜复合体接触，选择性地使水透过，由此能够将有机物分离、浓缩。对于使用了沸石之类的无机材料的膜的分离、浓缩，与通过蒸馏或吸附剂进行的分离相比，除了能够削减能量的使用量外，还能够在比高分子膜宽的温度范围内实施分离、浓缩，进而还能够适用于含有有机物的混合物的分离。

以往，工业上使用A型沸石膜(专利文献1)来作为沸石膜。A型沸石膜的亲水性高，具有高脱水能力。但是，SiO₂/Al₂O₃摩尔比(下文中有时称为SAR)低，SAR为2，因而耐水性及耐酸性存在问题，可使用的体系受限。另外，还有人提出了下述方法：使用丝光沸石型多孔支持体-沸石膜复合体，使水从醇与水的混合体系中选择性地透过而浓缩醇的方法(专利文献2)；使用镁碱沸石型多孔支持体-沸石膜复合体，从乙酸与水的混合体系中使水选择性地透过而对乙酸进行分离·浓缩的方法(专利文献3)；等等。但是，专利文献2中公开的丝光沸石型多孔支持体-沸石膜复合体、及专利文献3中公开的镁碱沸石型多孔支持体-沸石膜复合体的透过流束小，对于实用化而言处理量不足。

作为改善了透过流束的沸石膜复合体，提出了CHA型沸石膜(非专利文献1)。

另外，作为耐酸性、耐水性优异、并且对于实用化而言具有充分的透过流束、具有高分离性能的膜，提出了SAR高且致密的CHA型沸石膜(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-185275号公报

专利文献2：日本特开2003-144871号公报

专利文献3：日本特开2000-237561号公报

专利文献4：日本特开2011-121040号公报

非专利文献