[发明专利]沸石膜复合体及沸石膜复合体的制造方法

说明书

沸石膜复合体(1)的沸石膜(12)的一部分从沸石膜(12)和支撑体(11)的界面(113)侵入支撑体(11)的气孔内。关于构成沸石膜(12)的一个主要元素，在与界面(113)垂直的深度方向上，元素内外比(B/C)/A为0.8的位置与界面(113)之间的距离D(即，沸石膜(12)的侵入深度D)优选为0.01μm以上且5μm以下。B/C是支撑体(11)内部的该一个主要元素的原子百分率B除以支撑体(11)的气孔率C而得到的值。元素内外比(B/C)/A是该值相对于沸石膜(12)中的该一个主要元素的原子百分率A之比。

技术领域

本发明涉及在支撑体上形成有沸石膜的沸石膜复合体。

背景技术

目前，对于在支撑体上形成沸石膜、制成沸石膜复合体、从而利用沸石进行特定气体的分离、分子的吸附等用途，进行了各种研究和开发。在支撑体为多孔质的情况下，沸石膜的一部分从沸石膜与支撑体的界面侵入支撑体的气孔内。当沸石向支撑体的侵入深度浅时，沸石膜与支撑体的密合性低，有可能出现沸石膜剥离。另一方面，当沸石向支撑体的侵入深度深时，透过阻力变大，气体的透过速度变小。在国际公开第2016/084845号(文献1)中，将支撑体内的沸石的侵入层的末端定义为在从支撑体表面朝向支撑体内部的垂直方向的直线上首次出现空隙的部位，将该末端与支撑体表面之间的距离作为侵入层的厚度。

但是，在沸石膜复合体中，有时沸石会侵入支撑体中比上述空隙更靠内侧的部位。在文献1中，并没有考虑由比空隙更靠内侧的部位的沸石所引起的透过阻力增大。因此，在文献1的沸石膜复合体中，尽管使沸石的侵入层为规定的厚度，但气体的透过速度有可能小于期望的速度。

发明内容

本发明针对沸石膜复合体，其目的在于维持沸石膜对支撑体的密合性、并且提高沸石膜复合体的透过性。

本发明的优选的一个方案的沸石膜复合体具备多孔质的支撑体和形成于所述支撑体上的沸石膜。所述沸石膜的一部分从所述沸石膜与所述支撑体的界面侵入所述支撑体的气孔内。在与所述界面垂直的深度方向上，关于构成所述沸石膜的一个主要元素，将所述支撑体内部的原子百分率B除以所述支撑体的气孔率C而得到的值相对于所述沸石膜中的原子百分率A之比(B/C)/A为0.8的位置与所述界面之间的距离为0.01μm以上且5μm以下。根据本发明，能够维持沸石膜对支撑体的密合性、并且提高沸石膜复合体的透过性。

优选的是，所述距离为4μm以下。更优选的是，所述距离为3μm以下。

优选的是，所述距离为形成所述沸石膜的表面附近的所述支撑体的平均细孔径的50倍以下。

本发明的其它优选方案的沸石膜复合体具备多孔质的支撑体和形成在所述支撑体上的沸石膜。所述沸石膜的一部分从所述沸石膜与所述支撑体的界面侵入所述支撑体的气孔内。在与所述界面垂直的深度方向上，关于构成所述沸石膜的一个主要元素，将所述支撑体内部的原子百分率B除以所述支撑体的气孔率C而得到的值相对于所述沸石膜中的原子百分率A之比(B/C)/A为0.8的位置与所述界面之间的距离为0.01μm以上且为形成所述沸石膜的表面附近的所述支撑体的平均细孔径的50倍以下。根据本发明，能够维持沸石膜对支撑体的密合性、并且提高沸石膜复合体的透过性。

优选的是，所述一个主要元素是实质上没有包含在所述支撑体中的元素。

优选的是，所述沸石膜含有硅、铝和磷中的任意两种以上；或含有硅。

优选的是，所述支撑体为氧化铝烧结体或多铝红柱石烧结体。