[发明专利]无机多孔支持体-沸石膜复合体、其制造方法和使用其的分离方法

说明书

本发明的课题在于提供一种沸石膜复合体、其制造方法和使用了该膜复合体的分离浓缩方法，所述沸石膜复合体同时实现了在实用上充分的处理量和分离性能，特别是在有机酸的存在下可以适用，能够对含有有机物的气体或液体的混合物进行分离浓缩，并且不需要高的能量成本，具有经济性，且适用范围不受限定。本发明所涉及的无机多孔支持体‑沸石膜复合体的特征在于，无机多孔支持体含有陶瓷烧结体，且作为沸石膜在无机多孔支持体表面具有CHA型沸石结晶层。

本申请是分案申请，其针对的申请的中国国家申请号为201080009249.9、国际申请号为PCT/JP2010/053172，申请日为2010年02月26日、进入中国的日期为2011年08月25日，发明名称为“无机多孔支持体-沸石膜复合体、其制造方法和使用其的分离方法”。

技术领域

本发明涉及适于对含有有机物的气体或液体的混合物进行分离、浓缩的无机多孔支持体-沸石膜复合体及其制造方法，进一步涉及使用了该无机多孔支持体-沸石膜复合体的有机物的分离方法。

背景技术

以往，在含有有机物的气体或液体的混合物的分离、浓缩中，根据作为分离、浓缩对象的物质的性质分别实施蒸馏法、共沸蒸馏法、溶剂提取/蒸馏法、利用吸附剂进行的分离法等。但是，这些现有方法存在需要大量的能量或分离、浓缩对象的适用范围有限之类的缺点。

近年来，作为代替这些现有分离方法的分离方法，提出了使用高分子膜等膜的膜分离、浓缩方法。高分子膜的加工性优异，例如有平膜、中空纤维膜等。但是，高分子膜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，大多数发生溶胀，所以分离、浓缩对象的适用范围是有限的。

另一方面，提出了使用沸石膜等无机材料膜的膜分离、浓缩方法。沸石膜通常以使沸石以膜状形成在支持体上的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通过沸石膜复合体，选择性地使水透过，由此能够将有机物分离、浓缩。对于使用了无机材料膜的膜分离、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，能够在比高分子膜更广的温度范围实施分离、浓缩，进而还能够适用于含有有机物的混合物的分离。

对于使用了沸石膜的分离，提出了将具有亲水性的沸石用于水的选择性透过的方法。例如提出了：使用A型沸石膜复合体使水选择性地透过来浓缩醇的方法(专利文献1)；使用丝光沸石型沸石膜复合体，使水由醇与水的混合体系中选择性地透过对醇进行浓缩的方法(专利文献2)；使用镁碱沸石型沸石膜复合体，使水由乙酸与水的混合体系中选择性地透过对乙酸进行分离浓缩的方法(专利文献3)；等。

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

发明内容

但是，还尚未发现兼具在实用化方面充分的处理量和分离性能、且对有机物特别是有机酸具有耐受性的沸石膜。利用沸石膜进行的分离、浓缩的处理量(透过流量)一般用透过流束来表示，所述透过流束表示每单位时间、单位平面面积透过的物质的重量。对于此时的水的透过流束，为了将沸石膜实用化，透过流束越大越优选，可以说优选最低为1kg/(m2·h)以上。

但是，对于专利文献2记载的丝光沸石型沸石膜复合体的透过流束，在透过的水的浓度为95重量％以上的情况下，在水/乙醇体系中最大为0.6kg/(m2·h)、在水/乙酸体系中为0.23kg/(m2·h)，对于实用化所需要的处理量来说是不充分的。