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公開番号2024143242
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023055811
出願日2023-03-30
発明の名称ゼオライト膜複合体、分離装置、脱水装置及びゼオライト膜複合体の製造方法
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類B01D 71/02 20060101AFI20241003BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】貫通孔が形成された金属支持体とゼオライト膜とを有し、様々な用途への利用が容易に可能となるゼオライト膜複合体を提供する。
【解決手段】ゼオライト膜複合体Cは、孔径が10μm以下の貫通孔K1が形成された金属支持体Kと、当該金属支持体Kの表面Kaに形成されたゼオライト膜Mとを有し、ゼオライト膜Mは、アルミノケイ酸塩と無機セラミックス材料とを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
孔径が１０μｍ以下の貫通孔が形成された金属支持体と、当該金属支持体の表面に形成されたゼオライト膜とを有し、
前記ゼオライト膜は、アルミノケイ酸塩と無機セラミックス材料とを含むゼオライト膜複合体。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記ゼオライト膜中において、前記無機セラミックス材料が０ｗｔ％を超え６０ｗｔ％以下である請求項１に記載のゼオライト膜複合体。
【請求項３】
前記無機セラミックス材料は、ＹＳＺ、Ａｌ
２
Ｏ
３
、ＳｉＯ
２
から選択された少なくとも一種以上である請求項１に記載のゼオライト膜複合体。
【請求項４】
前記無機セラミックス材料は、前記ゼオライト膜を構成するアルミノケイ酸塩と異なる組成のアルミノケイ酸塩であり、
前記ゼオライト膜は、組成の異なる２種類以上のアルミノケイ酸塩を含む請求項１に記載のゼオライト膜複合体。
【請求項５】
前記ゼオライト膜は、少なくとも前記金属支持体の前記表面と直交する方向視において、前記貫通孔と重複する部分に、ナノパームポロメトリー法を用いた分析によって、前記ゼオライト膜を構成するアルミノケイ酸塩の細孔径を超える欠陥が見られない請求項１に記載のゼオライト膜複合体。
【請求項６】
前記金属支持体の表面の最大高さ（Ｓｚ）は、１．５μｍ以下である請求項１に記載のゼオライト膜複合体。
【請求項７】
前記ゼオライト膜のうち、前記金属支持体の前記表面と直交する方向視において、前記貫通孔と重複する部分の膜厚は、０．１μｍ以上１００μｍ以下である請求項１に記載のゼオライト膜複合体。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか一項に記載のゼオライト膜複合体を有し、前記ゼオライト膜複合体によって気体の分離を行う、分離装置。
【請求項９】
請求項１～７のいずれか一項に記載のゼオライト膜複合体を有し、前記ゼオライト膜複合体によって水を含む混合流体の脱水を行う、脱水装置。
【請求項１０】
孔径が１０μｍ以下の貫通孔が形成された金属支持体と、当該金属支持体の表面に形成されたゼオライト膜とを有するゼオライト膜複合体を製造する方法であって、
前記金属支持体の表面に、ガスデポジション法によって、アルミノケイ酸塩と無機セラミックス材料とを含むゼオライト膜を形成するゼオライト膜形成工程を含む、ゼオライト膜複合体の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゼオライト膜複合体、分離装置、脱水装置及びゼオライト膜複合体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、多孔質体の上にゼオライト膜を形成してゼオライト膜複合体としたものについて、ゼオライトの分子ふるい作用を利用した特定の分子の分離等の用途に関する様々な研究開発が行われている。
【０００３】
このようなゼオライト膜複合体としては、例えば、金属支持体の表面にゼオライト膜が形成されたものが知られている（特許文献１や特許文献２）。金属支持体を用いることでモジュール化した際に気密性を確保することが容易であったり、支持体の耐破損強度が高いといった優位性がある。
【０００４】
特許文献１には、多孔質金属酸化物担体の表面を金属酸化物粒子や金属窒化物粒子で被覆した上で、被覆表面にゼオライト膜を形成してなる複合体が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、管状の多孔質金属支持体に塩基や酸による処理を施した後、処理した部分にゼオライト膜を形成してなる複合体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００１－１４６４１６号公報
特開２０１０－１４２８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ゼオライト膜複合体でゼオライトの分子ふるい作用を利用する場合、当該ゼオライト膜複合体の性能（処理可能な流体の種類や透過速度）には、金属支持体についての流体の透過性も影響を与える。したがって、用途に応じてゼオライト膜複合体に求められる性能を実現する上で、支持体に用いる金属支持体は、流体の透過性が調整し易いものであると優位である。そして、金属支持体についての流体の透過性は、当該金属支持体の多孔度や孔の形状等の影響を受ける。
【０００８】
ここで、孔加工によって表裏に貫通した貫通孔を有した金属支持体であれば、形成する貫通孔の数や孔径を調整することで流体の透過性を調整しやすい。したがって、貫通孔を有した金属支持体を支持体として用いれば、分離可能な流体の種類や透過速度といった性能を容易に変更でき、様々な用途への利用が容易になると考えられる。
【０００９】
上記特許文献１や特許文献２には、ゼオライト膜複合体の支持体として、多孔質金属支持体を用い、当該多孔質金属支持体の表面にゼオライト膜を形成するための方法についての知見は提示されているが、ゼオライト膜複合体の用途の幅を広げる上で、支持体として金属支持体を用いたゼオライト膜複合体についての知見の蓄積が望まれている。
【００１０】
本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、貫通孔が形成された金属支持体とゼオライト膜とを有し、様々な用途への利用が容易に可能となるゼオライト膜複合体、当該ゼオライト膜複合体の製造方法、ゼオライト膜複合体を用いた分離装置及び脱水装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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