[发明专利]石英类氢分离材料及其制造方法、包括该氢分离材料的氢分离模块及氢制造装置

权利要求书

1.一种氢分离材料，其中，

在线热膨胀系数为2×10^-6/K以下的多孔质支撑体上形成有石英玻璃膜。

2.根据权利要求1所述的氢分离材料，其中，

上述多孔质支撑体为多孔质石英玻璃。

3.根据权利要求2所述的氢分离材料，其中，

上述氢分离材料的形状为管状。

4.根据权利要求2或3所述的氢分离材料，其中，

在上述多孔质石英玻璃及/或上述石英玻璃膜中添加有从稀土类元素、4B族元素、Al及Ga中选择的至少一种元素。

5.根据权利要求2~4中任一项所述的氢分离材料，其中，

对由上述多孔质石英玻璃构成的多孔质支撑体进行表面改性以使其致密化，从而在由上述多孔质石英玻璃构成的多孔质支撑体上形成上述石英玻璃膜。

6.根据权利要求2~5中任一项所述的氢分离材料，其中，

上述表面改性为使用从CO₂激光、等离子弧及氢氧燃烧器中选择的至少一种进行照射来使上述多孔质石英玻璃的表面致密化的处理。

7.一种氢分离材料的制造方法，其中，包括以下工序：

多孔质支撑体形成工序，形成由多孔质石英玻璃构成的多孔质支撑体；和石英玻璃膜形成工序，在上述多孔质石英玻璃的表面上形成石英玻璃膜。

8.根据权利要求7所述的氢分离材料的制造方法，其中，

上述多孔质支撑体形成工序为以下工序：在暂置棒的周围沉积多孔质石英玻璃之后，拔出上述暂置棒而形成由多孔质石英玻璃构成的管状的多孔质支撑体。

9.根据权利要求8所述的氢分离材料的制造方法，其中，

上述多孔质支撑体形成工序为以下工序：在暂置棒的周围沉积添加有从稀土类元素、4B族元素、Al及Ga中选择的至少一种元素的多孔质石英玻璃之后，拔出上述暂置棒而形成由多孔质石英玻璃构成的管状的多孔质支撑体。

10.根据权利要求7~9中任一项所述的氢分离材料的制造方法，其中，包括以下工序：

多孔质支撑体形成工序，形成由上述多孔质石英玻璃构成的多孔质支撑体；和石英玻璃膜形成工序，将上述多孔质石英玻璃的表面致密化而形成致密的石英玻璃膜。

11.根据权利要求10所述的氢分离材料的制造方法，其中，

上述石英玻璃膜形成工序为以下工序：使用从CO₂激光、等离子弧及氢氧燃烧器中选择的至少一种进行照射来使上述多孔质石英玻璃的表面致密化。

12.一种氢分离材料，其中，

上述氢分离材料是通过权利要求7~11中任一项所述的方法获得的。

13.根据权利要求1~6及12中任一项所述的氢分离材料，其中，

上述多孔质支撑体的气孔率为20~70%。

14.根据权利要求1~6、12、13中任一项所述的氢分离材料，其中，

上述多孔质支撑体的厚度为0.2~5mm。

15.根据权利要求1~6及12~14中任一项所述的氢分离材料，其中，

上述石英玻璃膜的厚度为0.01~50μm。

16.一种氢分离模块，其中，

包括权利要求1~6及12~15中任一项所述的氢分离材料和水蒸气改性催化剂。

17.一种氢制造装置，其中，

包括权利要求16所述的氢分离模块。

18.一种氢制造装置，其中，

包括权利要求16所述的氢分离模块和CO去除模块。

19.根据权利要求18所述的氢制造装置，其中，

上述CO去除模块具有CO甲烷化催化剂。

20.一种氢制造装置，其中，

包括权利要求16所述的氢分离模块和适用了变压吸附(PSA)法的氢高纯度化模块。