JP3530807B2 - Manufacturing method of mixture separation membrane device and mixture separation membrane device - Google Patents

Manufacturing method of mixture separation membrane device and mixture separation membrane device

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JP3530807B2
JP3530807B2 JP2000205647A JP2000205647A JP3530807B2 JP 3530807 B2 JP3530807 B2 JP 3530807B2 JP 2000205647 A JP2000205647 A JP 2000205647A JP 2000205647 A JP2000205647 A JP 2000205647A JP 3530807 B2 JP3530807 B2 JP 3530807B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質支持基体の
表面に結晶成長して形成されたZSM−5型ゼオライト
膜を備えて成る混合物分離膜装置の製造方法及び混合物
分離膜装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a mixture separation membrane device and a mixture separation membrane device comprising a ZSM-5 type zeolite membrane formed by crystal growth on the surface of a porous support substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】非多孔質高分子膜を利用した、パーベー
パレーション法による液体混合物の分離法は、米国特許
第2953502号明細書等に開示されている。この分
離法は、有機液体中に含有された少量成分の分離に適し
ている。例えば、アルコール発酵槽内からのアルコール
分離や排水中の有機物回収等に適している。
2. Description of the Related Art A method for separating a liquid mixture by a pervaporation method using a non-porous polymer membrane is disclosed in US Pat. No. 2,953,502. This separation method is suitable for separating small components contained in the organic liquid. For example, it is suitable for separating alcohol from the alcohol fermentation tank and recovering organic substances in wastewater.

【0003】従来、このような分離方法に用いられる膜
としては、ポリジメチルシロキサン、ポリトリメチルシ
リルプロピン又はこれらの共重合体からなる膜が知られ
ている。しかしながら、このような膜を用いてパーベー
パレーション法により有機液体混合物を分離する場合に
は、膜の選択透過性能が低く、必ずしも効率の良い分離
手段とは言い難い。また、これらの高分子膜は、酸ある
いはアルカリ等の不純物が回収及び/又は精製対象有機
液体中に微量でも含まれていると破壊されるため、実用
化検討もされていないのが実状である。
Conventionally, as a membrane used in such a separation method, a membrane made of polydimethylsiloxane, polytrimethylsilylpropyne or a copolymer thereof is known. However, when the organic liquid mixture is separated by the pervaporation method using such a membrane, the permeation performance of the membrane is low and it cannot be said that it is an efficient separation means. In addition, these polymer membranes are destroyed even if impurities such as acid or alkali are contained in the organic liquid to be recovered and / or purified even in a trace amount. .

【0004】最近、高い選択透過性と耐薬品性を有する
撥水性のゼオライト膜が開発され、実用化検討が盛んに
行われ始めた。特に、水熱合成法で多孔質支持基体の表
面に製膜されたZSM−5型ゼオライト膜は、安価で選
択透過性も高く、未利用バイオ系廃棄物の再資源化に適
用可能と言われている。
Recently, a water-repellent zeolite membrane having high selective permeability and chemical resistance has been developed, and practical studies have begun to be actively conducted. In particular, the ZSM-5 type zeolite membrane formed on the surface of the porous support substrate by the hydrothermal synthesis method is inexpensive and has high selective permeability, and is said to be applicable to recycling of unused bio-based waste. ing.

【0005】この種ZSM−5型ゼオライト膜を多孔質
支持基体の表面に備えて成る混合物分離膜装置及びその
製造方法に関する従来技術文献として、特開平8−25
7302号公報が挙げられる。この文献に開示されてい
るZSM−5型ゼオライト膜を備えて成る混合物分離膜
装置は、ZSM−5型ゼオライト膜形成用の母液に管状
の多孔質支持基体を浸漬し、該母液を加熱して水熱合成
法によりZSM−5型ゼオライトの結晶を合成し、且つ
その結晶を成長させて多孔質支持基体の表面にZSM−
5型ゼオライトの膜を形成することにより製造される。
As a prior art document relating to a mixture separation membrane device comprising such a ZSM-5 type zeolite membrane on the surface of a porous support substrate and a method for producing the same, Japanese Patent Laid-Open No. 8-25
7302 publication is mentioned. A mixture separation membrane device provided with a ZSM-5 type zeolite membrane disclosed in this document is obtained by immersing a tubular porous support substrate in a mother liquor for forming a ZSM-5 type zeolite membrane and heating the mother liquor. ZSM-5 type zeolite crystals were synthesized by a hydrothermal synthesis method, and the crystals were grown to form ZSM- on the surface of the porous support substrate.
It is produced by forming a type 5 zeolite membrane.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記特開平8−257
302号公報に開示されているZSM−5型ゼオライト
膜を備えて成る混合物分離膜装置は、その製造方法にお
いて、ZSM−5型ゼオライト膜形成用の母液に、水酸
化ナトリウムに基づくナトリウムを成分に含むアルミノ
シリケートゲルを用いているため、該ナトリウムの存在
によりピンホール等の欠陥のない膜を再現性良く製造で
きる利点があった。しかし、製膜されたZSM−5型ゼ
オライト膜中にナトリウムイオンが残存する結果、該ナ
トリウムイオンの存在によって該ZSM−5型ゼオライ
ト膜が親水性を帯び、その分だけ分離性能が低下し、混
合物分離膜装置として一層の分離性能向上を図る上で何
らかの対策が望まれていた。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
A mixture separation membrane device comprising a ZSM-5 type zeolite membrane disclosed in Japanese Patent Publication No. 302-302 is a method for producing the same, in which a mother liquor for forming a ZSM-5 type zeolite membrane contains sodium based on sodium hydroxide as a component. Since the aluminosilicate gel containing is used, there is an advantage that a film having no defects such as pinholes can be produced with good reproducibility due to the presence of the sodium. However, as a result of sodium ions remaining in the film-formed ZSM-5 type zeolite membrane, the ZSM-5 type zeolite membrane becomes hydrophilic due to the presence of the sodium ions, and the separation performance is reduced accordingly, and the mixture Some measures have been desired to further improve the separation performance of the separation membrane device.

【0007】本発明の目的は、分離性能を一層向上させ
ることのできる混合物分離膜装置の製造方法および分離
性能を一層向上させた混合物分離膜装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a method for producing a mixture separation membrane device which can further improve the separation performance and a mixture separation membrane device which further improves the separation performance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本願請求項1に記載の発明に係る混合物分離膜装置
の製造方法は、多孔質支持基体の表面にZSM−5型ゼ
オライトの結晶を成長させ得る粉末状の種結晶を存在さ
せる工程と、成分中にナトリウムを含まないZSM−5
型ゼオライト膜形成用の母液中に前記多孔質支持基体を
浸漬し、所定時間加熱して前記多孔質支持基体の表面に
前記種結晶を核にしてZSM−5型ゼオライトの結晶を
成長させてZSM−5型ゼオライトの膜を形成する工程
と、を含むことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, in the method for producing a mixture separation membrane device according to the invention of claim 1, a ZSM-5 type zeolite crystal is formed on the surface of a porous support substrate. A step of allowing a powdery seed crystal to grow, and ZSM-5 containing no sodium in the components
Of the ZSM-5 type zeolite by immersing the porous supporting substrate in a mother liquor for forming a zeolite-type zeolite membrane and heating for a predetermined time to grow a crystal of ZSM-5 type zeolite with the seed crystal as a nucleus on the surface of the porous supporting substrate. -5 type zeolite membrane forming step is included.

【0009】本発明によれば、ZSM−5型ゼオライト
膜形成用の母液が、成分としてナトリウムを含んでいな
いため、多孔質支持基体の表面に製膜されたZSM−5
型ゼオライト膜中に従来のようにナトリウムイオンが残
存するということがない。即ち、前記多孔質支持基体の
表面において前記種結晶を核にしてZSM−5型ゼオラ
イトの結晶が成長し、この結晶成長によりZSM−5型
ゼオライトの膜が、当該多孔質支持基体の表面に形成さ
れるのであるが、この結晶成長は、前記母液中の成分を
栄養として進行するため、ナトリウムイオンのないZS
M−5型ゼオライト膜が得られる。従って、当該膜が親
水性を帯びることはなく、混合物分離膜装置としての分
離性能を一層向上できる。
According to the present invention, since the mother liquor for forming the ZSM-5 type zeolite membrane does not contain sodium as a component, ZSM-5 formed on the surface of the porous support substrate.
Unlike the conventional method, sodium ions do not remain in the type zeolite membrane. That is, crystals of ZSM-5 type zeolite grow on the surface of the porous support substrate with the seed crystals as nuclei, and a film of ZSM-5 type zeolite is formed on the surface of the porous support substrate by the crystal growth. However, since this crystal growth proceeds by feeding the components in the mother liquor as nutrients, ZS containing no sodium ions.
An M-5 type zeolite membrane is obtained. Therefore, the membrane is not hydrophilic and the separation performance of the mixture separation membrane device can be further improved.

【0010】しかも、ZSM−5型ゼオライト膜形成用
の母液に浸漬する多孔質支持基体の表面には、予め種結
晶、すなわちZSM−5型ゼオライトの結晶を成長させ
得る粉末状の種結晶が付けられているため、従来のよう
に前記母液中に成分としてナトリウムが含まれていなく
てもピンホールなどの欠陥のないZSM−5型ゼオライ
ト膜を形成することができる。
Moreover, seed crystals, that is, powdery seed crystals capable of growing ZSM-5 zeolite crystals are attached to the surface of the porous supporting substrate immersed in the mother liquor for forming the ZSM-5 zeolite film. Therefore, it is possible to form a ZSM-5 type zeolite membrane without defects such as pinholes even when sodium is not contained as a component in the mother liquor as in the conventional case.

【0011】更に、多孔質支持基体の表面に、前記種結
晶が予め付いていることにより、テンプレート剤の必要
量を低減することができる。
Further, since the seed crystal is preliminarily attached to the surface of the porous supporting substrate, the required amount of the template agent can be reduced.

【0012】当該混合物分離膜装置の製造方法は、前記
多孔質支持基体の表面にZSM−5型ゼオライトの膜を
形成する工程において、最終的にその生成物を焼成する
ことが行われる。この焼成は、ピンホールなどの欠陥の
原因になる未反応物を除去することを目的として行わ
れ、この目的達成の観点から焼成温度及び焼成時間など
の焼成条件が決められる。通常、400℃以上で20〜
40時間焼成され、その際の加熱速度は50℃/h程度
である。
In the method for producing the mixture separation membrane device, in the step of forming the ZSM-5 type zeolite membrane on the surface of the porous supporting substrate, the product is finally calcined. This firing is performed for the purpose of removing unreacted substances that cause defects such as pinholes, and firing conditions such as firing temperature and firing time are determined from the viewpoint of achieving this purpose. Generally, 20 ~ above 400 ℃
It is baked for 40 hours, and the heating rate at that time is about 50 ° C./h.

【0013】多孔質支持基体の素材は、例えば、アルミ
ナ多孔質膜、金属、有機高分子、無機高分子、セラミッ
クスなどが挙げられるが、勿論これらのものに限定され
ない。多孔質支持基体の形状は、パーベーパレーション
法やベーパーミエーション法に用いられる混合物分離膜
装置としては、外径約10mm、長さ20cm〜100
cmのパイプであって、その厚さは0.2mm〜数mm
のもの、或いは外径30mm〜100mm、長さ20c
m〜100cm及びそれ以上の円柱に内径2mm〜12
mm程度の軸方向に多数個あるいは蓮根状に開いたもの
が好ましい。
Examples of the material of the porous supporting substrate include, but are not limited to, alumina porous membrane, metal, organic polymer, inorganic polymer and ceramics. The shape of the porous supporting substrate is such that the mixture separation membrane device used in the pervaporation method or vaporization method has an outer diameter of about 10 mm and a length of 20 cm to 100.
cm pipe with a thickness of 0.2 mm to several mm
Or outer diameter 30mm-100mm, length 20c
Inner diameter of 2 mm to 12 in a cylinder of m to 100 cm and above
It is preferable to open a large number or a lotus root shape in the axial direction of about mm.

【0014】多孔質支持基体の平均気孔径は、0.05
μm〜10μmがよい。下限の0.05μmを下回ると
透過速度が小さく実用的ではなくなり、上限の10μm
を越えると選択性が低下する。好ましい多孔質支持基体
としては、平均気孔径が0.1μm〜2μm、気孔率が
30%〜50%程度のものが挙げられる。
The average pore diameter of the porous supporting substrate is 0.05.
μm to 10 μm is preferable. If the lower limit of 0.05 μm is exceeded, the permeation rate will be low, making it impractical, and the upper limit of 10 μm.
If it exceeds, the selectivity decreases. Examples of preferable porous support substrates include those having an average pore diameter of 0.1 μm to 2 μm and a porosity of about 30% to 50%.

【0015】次に、ZSM−5型ゼオライトについて
は、例えば富永博夫編「ゼオライトの科学と応用」講談
社サイエンティフィック社 1987年1月発行 2.
2ゼオライトの基本構造単位と分類 第17頁「表2.
2 代表的な分子ふるいゼオライト」などにより従来か
ら知られた物質である。ZSM−5型ゼオライトの活性
が低下した場合には、焼成することにより回復させるこ
とができる。
Next, regarding the ZSM-5 type zeolite, for example, “Science and Application of Zeolites” edited by Hiroo Tominaga, published by Kodansha Scientific Co., Ltd. January 1987 2.
2 Basic structural units and classification of zeolites Page 17 "Table 2.
2 It is a substance that has been known from the past, such as "a typical molecular sieve zeolite". When the activity of the ZSM-5 type zeolite decreases, it can be recovered by firing.

【0016】多孔質支持基体の表面に予め付けられる前
記種結晶は、前記母液中の成分との関係において、当該
種結晶を核として、ZSM−5型ゼオライトの結晶を成
長させ、膜化することが可能であればよく、特定の種類
のものに限定されない。例えば、ナノサイズのコロイド
状のシリカライト懸濁物や、大きさが4μm〜20μm
程度のシリカライト結晶粉末などが挙げられる。前者の
懸濁物の一例は、出発原料として、TEOS(テトラエ
トキシシラン)、テンプレート剤としてのTPAOH
(水酸化テトラプロピルアンモニウム溶液)、水酸化ナ
トリウム溶液及び蒸留水を用いて、水熱合成法により作
ることができる。その組成は、SiO:TPAOH:
NaOH:HO=10:1〜3:1〜2:50〜20
0である(モル組成比)。前記種結晶は、該懸濁液の中
に前記多孔質支持基体を浸漬して塗布することによりそ
の表面に付けられる。後者の結晶粉末の一例は、出発原
料として、TEOS、テンプレート剤としてのTPAO
H及び蒸留水を用いて、水熱合成法により作ることがで
きる。その組成は、SiO:TPAOH:HO=
1:0.1〜1:50〜200である(モル組成比)。
前記種結晶は、その結晶粉末を蒸留水中に入れ、スラリ
ー状にして、前記多孔質支持基体の表面に塗布すること
により付けられる。前者の種結晶はナトリウムを含んで
いるが、このナトリウムを含む種結晶を用いて当該母液
中で製膜したZSM−5型ゼオライト膜と、後者のナト
リウムを含まない種結晶を用いて当該母液中で製膜した
ZSM−5型ゼオライト膜との間に、後述する実施の形
態で説明するように、分離性能の差は見られず、いずれ
も従来のナトリウムイオンが残存するZSM−5型ゼオ
ライト膜(特開平8−257302号公報)より分離性
能は、向上できた。これは、本発明で用いる前記母液が
その成分にナトリウムを含んでいないため、当該母液中
でZSM−5型ゼオライトの結晶が合成され成長してい
く過程で、ナトリウムを含んでいない種結晶を核とし
て、当該結晶の合成及び成長が進行し、ナトリウムを含
む種結晶を基点としては新たな結晶の合成及び成長が起
こらないからではないかと推定される。
The seed crystal preliminarily attached to the surface of the porous support substrate is formed into a film by growing a crystal of ZSM-5 type zeolite with the seed crystal as a nucleus in relation to the components in the mother liquor. However, it is not limited to a specific type. For example, a nano-sized colloidal silicalite suspension or a size of 4 μm to 20 μm
Examples include silicalite crystal powder to a degree. An example of the former suspension is TEOS (tetraethoxysilane) as a starting material and TPAOH as a template agent.
(Tetrapropylammonium hydroxide solution), sodium hydroxide solution and distilled water can be used for hydrothermal synthesis. Its composition is SiO 2 : TPAOH:
NaOH: H 2 O = 10: 1~3: 1~2: 50~20
It is 0 (molar composition ratio). The seed crystal is applied to the surface of the porous support substrate by immersing and coating the porous support substrate in the suspension. An example of the latter crystal powder is TEOS as a starting material and TPAO as a template agent.
It can be made by hydrothermal synthesis using H and distilled water. Its composition is SiO 2 : TPAOH: H 2 O =
It is 1: 0.1 to 1:50 to 200 (molar composition ratio).
The seed crystal is attached by putting the crystal powder in distilled water, making it into a slurry, and applying it to the surface of the porous supporting substrate. The former seed crystal contains sodium, but the ZSM-5 type zeolite membrane formed in the mother liquor using this sodium-containing seed crystal, and the latter seed crystal not containing sodium in the mother liquor As described in the embodiments described later, no difference in separation performance is observed between the ZSM-5 type zeolite membrane formed by the method described in 1. and the conventional ZSM-5 type zeolite membrane in which sodium ions remain. The separation performance could be improved from (Japanese Patent Laid-Open No. 8-257302). This is because the mother liquor used in the present invention does not contain sodium as a component thereof, and thus seed crystals that do not contain sodium are nucleated in the process of synthesizing and growing ZSM-5 type zeolite crystals in the mother liquor. It is presumed that this is because the synthesis and growth of the crystal proceed, and the new crystal does not synthesize and grow with the seed crystal containing sodium as a starting point.

【0017】次に、ZSM−5型ゼオライト膜形成用の
母液は、成分にナトリウムを含まないものであればよ
く、特定の物に限定されない。一例として、請求項2に
記載されたもの、即ち、TEOS、テンプレート剤とし
てのTPAOH及びHOを、モル組成比で、Si
:TPAOH:HO=1:0.1〜1:80〜5
00となるように調整したゲルから成るものが挙げられ
る。該母液中に前記多孔質支持基体を浸漬し、所定時間
加熱して前記多孔質支持基体の表面にて前記種結晶を核
にしてZSM−5型ゼオライトの結晶を成長させるが、
その際の加熱は、母液の温度を当該結晶成長反応を進行
できる温度にするために行われ、その観点からその温度
が決められる。具体的には、加熱手段によって前記母液
の温度が前記テンプレート剤の酸化分解に対する耐熱温
度を越えず、且つ100℃以上となるように行われる
(請求項2に記載)。加熱時間は用いる加熱手段によっ
て変わる。尚、実用的には160℃〜180℃程度の温
度に加熱するのが好ましい。
Next, the mother liquor for forming the ZSM-5 type zeolite membrane is not limited to a particular one as long as it does not contain sodium as a component. As an example, one described in claim 2, namely, TEOS, TPAOH and H 2 O as a template agent, in a molar composition ratio of Si
O 2 : TPAOH: H 2 O = 1: 0.1 to 1:80 to 5
Examples of the gel include gels adjusted to be 00. The porous supporting substrate is immersed in the mother liquor and heated for a predetermined time to grow ZSM-5 type zeolite crystals with the seed crystals as nuclei on the surface of the porous supporting substrate.
The heating at that time is performed in order to bring the temperature of the mother liquor to a temperature at which the crystal growth reaction can proceed, and the temperature is determined from that viewpoint. Specifically, the heating is performed so that the temperature of the mother liquor does not exceed the heat resistance temperature for oxidative decomposition of the template agent and is 100 ° C. or higher (claim 2). The heating time depends on the heating means used. In addition, in practice, it is preferable to heat to a temperature of about 160 ° C to 180 ° C.

【0018】請求項2の発明によれば、ZSM−5型ゼ
オライト膜形成用の母液として、上記のような成分及び
組成のものとし、更に母液の温度を前記温度範囲となる
ように加熱手段によって加熱することにより、テンプレ
ート剤を有効に機能させつつ前記多孔質支持基体の表面
にて行われるZSM−5型ゼオライトの結晶成長を円滑
に進行させることができる。それでいて、テンプレート
剤の必要量が少なくて足りている。
According to the second aspect of the present invention, the mother liquor for forming the ZSM-5 type zeolite membrane has the above-mentioned components and compositions, and is heated by heating means so that the temperature of the mother liquor falls within the above temperature range. By heating, the crystal growth of the ZSM-5 type zeolite, which is carried out on the surface of the porous supporting substrate, can be smoothly advanced while effectively functioning the template agent. Yet, the amount of template needed is low.

【0019】本願請求項3に記載の発明は、請求項2に
記載された混合物分離膜装置の製造方法おいて、前記加
熱手段としてマイクロ波を用いることを特徴とするもの
である。本発明によれば、加熱手段として、マイクロ波
を用いたので、水分子が励起状態に活性化され、この状
態でZSM−5型ゼオライトの合成が行われてその結晶
が成長していくため、単に母液の温度が所望の温度に高
められるのと違って、その合成反応速度が増し、必要な
製膜時間を短縮することができる。水熱合成法では10
時間〜48時間もかかるところを0.25時間〜5時間
程度に短縮できることを本発明者は確認している。
The invention according to claim 3 of the present application is characterized in that a microwave is used as the heating means in the method for manufacturing a mixture separation membrane device according to claim 2. According to the present invention, since microwaves are used as the heating means, water molecules are activated in an excited state, and in this state, ZSM-5 type zeolite is synthesized and its crystals grow, Unlike merely raising the temperature of the mother liquor to the desired temperature, its synthesis reaction rate can be increased and the required film formation time can be shortened. 10 by hydrothermal method
The present inventor has confirmed that it is possible to shorten the time taken from 48 hours to about 0.25 hours to 5 hours.

【0020】また、本願請求項4に記載の発明に係る混
合物分離膜装置は、多孔質支持基体と、該多孔質支持基
体の表面に結晶成長して形成されたZSM−5型ゼオラ
イト膜とを備えて成る混合物分離膜装置であって、前記
ZSM−5型ゼオライト膜は、ナトリウムイオンを含ま
ない膜から成ることを特徴とするものである。ここで、
「ナトリウムイオンを含まない」とは、文字通りの濃度
0に限られず、不可避的不純物として存在する範囲まで
は含める意味で用いられている。
The mixture separation membrane device according to the invention of claim 4 comprises a porous support substrate and a ZSM-5 type zeolite membrane formed by crystal growth on the surface of the porous support substrate. A mixture separation membrane device is provided, wherein the ZSM-5 type zeolite membrane is a membrane not containing sodium ions. here,
The term "does not contain sodium ion" is used to mean that the concentration is not limited to the literal concentration of 0, and that the range of existence as an unavoidable impurity is included.

【0021】本発明によれば、前記ZSM−5型ゼオラ
イト膜は、ナトリウムイオンを含まない膜から成るた
め、親水性を帯びることはない。従って、分離性能を低
下させる因子がないため、混合物分離膜装置として分離
性能を一層向上することができる。
According to the present invention, since the ZSM-5 type zeolite membrane is a membrane containing no sodium ion, it does not become hydrophilic. Therefore, since there is no factor that lowers the separation performance, the separation performance of the mixture separation membrane device can be further improved.

【0022】本発明の混合物分離膜装置は、パーベーパ
レーション法、ベーパーパーミエーション法、ガス分離
法のいずれにも使用することができる。本発明のZSM
−5型ゼオライト膜の分離対象となる混合物は、特定の
ものに限定されないが、例えば、水と、メタノール、エ
タノール、プロパノールなどのアルコール類との液体混
合物、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、
四塩化炭素、トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化
水素などの有機溶液と、メタノール、エタノール、プロ
パノールなどのアルコール類との液体混合物、前記アル
コール類とベンゼン、シクロヘキサンなどの芳香族類と
の液体混合物、更に前記液体混合物が2種類またはそれ
以上混合された混合物である。また更に、気体混合物の
分離についても利用でき、例えばブタンの異性体である
n−C10とi−C10の分離ができる。本発
明の分離膜が、特に優れた選択性を示す液体混合物の例
としては、有機液体混合物、特に水−エタノール混合
物、水−ブタノール混合物などの水−アルコール混合物
が挙げられる。
The mixture separation membrane device of the present invention can be used in any of the pervaporation method, the vapor permeation method and the gas separation method. ZSM of the present invention
The mixture to be separated of the -5 type zeolite membrane is not limited to a specific one, and examples thereof include a liquid mixture of water and alcohols such as methanol, ethanol and propanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone,
Carbon tetrachloride, a liquid mixture of an organic solution such as a halogenated hydrocarbon such as trichlorethylene and an alcohol such as methanol, ethanol or propanol, a liquid mixture of the alcohol and an aromatic such as benzene or cyclohexane, further A liquid mixture is a mixture of two or more kinds. Further, also available for the separation of gas mixtures, for example, the separation of n-C 4 H 10 and the i-C 4 H 10 isomers of butane. Examples of liquid mixtures in which the separation membrane of the invention show particularly good selectivity include organic liquid mixtures, in particular water-alcohol mixtures such as water-ethanol mixtures and water-butanol mixtures.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る混合物分離膜
装置の製造方法の実施の形態を具体的に説明する。図1
は実施の形態1の製法で多孔質ムライト支持基体の表面
にZSM−5型ゼオライト膜を形成したものについての
X線回折図を示すグラフである。図2は実施の形態1の
製法で多孔質ムライト支持基体の表面に製膜された膜表
面のSEM(走査電子顕微鏡)写真である。図3は実施
の形態1の製法によって得られたZSM−5型ゼオライ
ト膜の透過性能を測定した性能評価装置の概略構成図で
ある。図4は実施の形態1の方法で製膜したZSM−5
型ゼオライト膜を有する混合物分離膜装置について行っ
たパーベーパレーションの結果を示すグラフである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the method for producing a mixture separation membrane device according to the present invention will be specifically described below. Figure 1
FIG. 3 is a graph showing an X-ray diffraction diagram of a porous mullite support substrate having a ZSM-5 type zeolite membrane formed on its surface by the production method of Embodiment 1. FIG. FIG. 2 is an SEM (scanning electron microscope) photograph of the film surface formed on the surface of the porous mullite supporting substrate by the manufacturing method of the first embodiment. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a performance evaluation device that measures the permeation performance of the ZSM-5 type zeolite membrane obtained by the manufacturing method of the first embodiment. FIG. 4 shows ZSM-5 formed by the method of the first embodiment.
It is a graph which shows the result of pervaporation performed about the mixture separation membrane apparatus which has a type zeolite membrane.

【0024】[実施の形態1]TEOS、テンプレート
剤としてのTPAOH、水酸化ナトリウム溶液及び蒸留
水を用いて、モル組成比で、SiO:TPAOH:N
aOH:HO=10:2.44:1.7:114とな
るように調整したゲルを反応容器中に仕込み、100℃
で48時間水熱合成し、テンプレート(TPAOH)含
有のナノサイズのコロイダルシリカ懸濁物を作成した。
このコロイダルシリカ懸濁物中に管状の多孔質ムライト
支持基体(株式会社ニッカトー製の商品名PMチュー
ブ:直径12cm、長さ20cm、肉厚1.5mm、孔
径1μm、気孔率40%)を浸漬した後、70℃の恒温
槽で乾燥させ、前記多孔質支持基体の表面に種結晶を一
様に塗布した。この種結晶はその製法からナトリウムイ
オンを含んでいる。
[Embodiment 1] Using TEOS, TPAOH as a template agent, a sodium hydroxide solution and distilled water, SiO 2 : TPAOH: N at a molar composition ratio.
A gel adjusted to have aOH: H 2 O = 10: 2.44: 1.7: 114 was charged into a reaction vessel, and the temperature was 100 ° C.
Hydrothermal synthesis was performed for 48 hours to prepare a template (TPAOH) -containing nano-sized colloidal silica suspension.
A tubular porous mullite support substrate (trade name PM tube manufactured by Nikkato Co., Ltd .: diameter 12 cm, length 20 cm, wall thickness 1.5 mm, pore diameter 1 μm, porosity 40%) was immersed in this colloidal silica suspension. Then, it was dried in a constant temperature bath at 70 ° C., and a seed crystal was uniformly applied to the surface of the porous supporting substrate. This seed crystal contains sodium ions due to its manufacturing method.

【0025】成分中にナトリウムを含まないZSM−5
型ゼオライト膜形成用の母液は、TEOS、テンプレー
ト剤としてのTPAOH及び蒸留水を用いて、モル組成
比で、SiO:TPAOH:HO=1:0.16
7:118となるように調整した。このように調整され
た製膜用ゲルの中に前記種結晶を塗布した多孔質支持基
体を浸漬し、マイクロ波を用いて母液を加熱し170℃
で4時間、ZSM−5型ゼオライトの結晶の合成及び成
長を継続させ、多孔質支持基体の表面にZSM−5型ゼ
オライト膜を形成した。その後、400℃で30時間焼
成した。焼成時の加熱速度は50℃/hとした。
ZSM-5 containing no sodium in its components
The mother liquor for forming the zeolite-type zeolite membrane uses TEOS, TPAOH as a template agent, and distilled water in a molar composition ratio of SiO 2 : TPAOH: H 2 O = 1: 0.16.
It was adjusted to be 7: 118. The porous supporting substrate coated with the seed crystal is immersed in the film-forming gel thus prepared, and the mother liquor is heated using microwaves to 170 ° C.
The ZSM-5 type zeolite crystals were continuously synthesized and grown for 4 hours to form a ZSM-5 type zeolite membrane on the surface of the porous support substrate. Then, it baked at 400 degreeC for 30 hours. The heating rate during firing was 50 ° C./h.

【0026】このようにして製膜されたゼオライト膜の
X線回折図を図1に示した。図1から解るように、ピー
クパターンは、市販されているZSM−5型ゼオライト
の結晶粉末のものと良く一致していることから、当該膜
がZSM−5型ゼオライトで形成されていることが確認
された。
The X-ray diffraction pattern of the zeolite membrane thus formed is shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, the peak pattern is in good agreement with that of a crystal powder of a commercially available ZSM-5 type zeolite, which confirms that the film is formed of ZSM-5 type zeolite. Was done.

【0027】図2は、実施の形態1の製法で多孔質ムラ
イト支持基体の表面に製膜された膜表面のSEM(走査
電子顕微鏡)写真である。膜厚は3μm〜100μm程
度である。この写真から3μm程度の緻密なZSM−5
型ゼオライト結晶が多孔質ムライト支持基体の表面に析
出していることが確認された。
FIG. 2 is an SEM (scanning electron microscope) photograph of the film surface formed on the surface of the porous mullite supporting substrate by the manufacturing method of the first embodiment. The film thickness is about 3 μm to 100 μm. From this photograph, a precise ZSM-5 of about 3 μm
It was confirmed that type zeolite crystals were deposited on the surface of the porous mullite supporting substrate.

【0028】[実施の形態2]TEOS、テンプレート
剤としてのTPAOH及び蒸留水を用いて、モル組成比
で、SiO:TPAOH:HO=1:0.167:
118となるように調整したゲルを反応容器中に仕込
み、160℃〜170℃で、16時間水熱合成し、テン
プレート(TPAOH)含有の結晶粉末を作成した。こ
の結晶粉末(粉径は4μm〜20μm)と水をスラリー
状に混合し、管状の多孔質ムライト支持基体(株式会社
ニッカトー製の商品名PMチューブ:直径12cm、長
さ20cm、肉厚1.5mm、孔径1μm、気孔率40
%)上に塗布した後、70℃の恒温槽で乾燥させ、前記
多孔質支持基体の表面に種結晶を一様に分布させた。こ
の種結晶はその製法からナトリウムイオンを含んでいな
い。
[Embodiment 2] Using TEOS, TPAOH as a template agent, and distilled water, the molar composition ratio is SiO 2 : TPAOH: H 2 O = 1: 0.167:
The gel adjusted to be 118 was charged into a reaction vessel, and hydrothermally synthesized at 160 ° C. to 170 ° C. for 16 hours to prepare a crystal powder containing a template (TPAOH). This crystal powder (powder diameter is 4 μm to 20 μm) and water are mixed in a slurry form, and a tubular porous mullite support substrate (product name PM tube manufactured by Nikkato Co., Ltd .: diameter 12 cm, length 20 cm, wall thickness 1.5 mm) , Pore size 1 μm, porosity 40
%) And then dried in a constant temperature bath at 70 ° C. to uniformly distribute seed crystals on the surface of the porous supporting substrate. This seed crystal does not contain sodium ions due to its manufacturing method.

【0029】成分中にナトリウムを含まないZSM−5
型ゼオライト膜形成用の母液は、TEOS、テンプレー
ト剤としてのTPAOH及び蒸留水を用いて、モル組成
比で、SiO:TPAOH:HO=1:0.16
7:118となるように調整した。このように調整され
た製膜用ゲルの中に前記種結晶を塗布した多孔質支持基
体を浸漬し、マイクロ波を用いて母液を加熱し170℃
で4時間、ZSM−5型ゼオライトの結晶の合成及び成
長を継続させ、多孔質支持基体の表面にZSM−5型ゼ
オライト膜を形成した。その後、400℃で30時間焼
成した。焼成時の加熱速度は50℃/hとした。
ZSM-5 containing no sodium in its components
The mother liquor for forming the zeolite-type zeolite membrane uses TEOS, TPAOH as a template agent, and distilled water in a molar composition ratio of SiO 2 : TPAOH: H 2 O = 1: 0.16.
It was adjusted to be 7: 118. The porous supporting substrate coated with the seed crystal is immersed in the film-forming gel thus prepared, and the mother liquor is heated using microwaves to 170 ° C.
The ZSM-5 type zeolite crystals were continuously synthesized and grown for 4 hours to form a ZSM-5 type zeolite membrane on the surface of the porous support substrate. Then, it baked at 400 degreeC for 30 hours. The heating rate during firing was 50 ° C./h.

【0030】このようにして製膜されたゼオライト膜の
X線回折図も図1とほとんど同じであり、当該膜がZS
M−5型ゼオライトで形成されていることが確認され
た。
The X-ray diffraction pattern of the zeolite membrane thus formed is almost the same as that shown in FIG.
It was confirmed that it was formed of M-5 type zeolite.

【0031】[実施の形態3]実施の形態1で、製膜用
ゲルの中に前記種結晶を塗布した多孔質支持基体を浸漬
し、マイクロ波を用いて母液を加熱するのを水熱合成に
変えた以外は、実施の形態1と同じにして、多孔質支持
基体の表面にZSM−5型ゼオライト膜を形成した。水
熱合成は、170℃で16時間とした。
[Third Embodiment] In the first embodiment, the porous supporting substrate coated with the seed crystal is immersed in the film-forming gel, and the mother liquor is heated using microwaves in the hydrothermal synthesis. A ZSM-5 type zeolite membrane was formed on the surface of the porous support substrate in the same manner as in Embodiment 1 except that the above was changed to. Hydrothermal synthesis was carried out at 170 ° C. for 16 hours.

【0032】このようにして製膜されたゼオライト膜の
X線回折図も図1とほとんど同じであり、当該膜がZS
M−5型ゼオライトで形成されていることが確認され
た。
The X-ray diffraction pattern of the zeolite membrane thus formed is almost the same as that shown in FIG.
It was confirmed that it was formed of M-5 type zeolite.

【0033】[実施の形態4]実施の形態2で、製膜用
ゲルの中に前記種結晶を塗布した多孔質支持基体を浸漬
し、マイクロ波を用いて母液を加熱するのを水熱合成に
変えた以外は、実施の形態2と同じにして、多孔質支持
基体の表面にZSM−5型ゼオライト膜を形成した。水
熱合成は、170℃で16時間とした。
[Embodiment 4] In Embodiment 2, the porous supporting substrate coated with the seed crystal is immersed in the film-forming gel, and the mother liquor is heated using microwaves in the hydrothermal synthesis. A ZSM-5 type zeolite membrane was formed on the surface of the porous supporting substrate in the same manner as in Embodiment 2 except that the above was changed to. Hydrothermal synthesis was carried out at 170 ° C. for 16 hours.

【0034】このようにして製膜されたゼオライト膜の
X線回折図も図1とほとんど同じであり、当該膜がZS
M−5型ゼオライトで形成されていることが確認され
た。
The X-ray diffraction pattern of the zeolite membrane thus formed is almost the same as that shown in FIG.
It was confirmed that it was formed of M-5 type zeolite.

【0035】[膜の性能評価]次に、前記実施の形態1
によって得たZSM−5型ゼオライト膜を有する混合物
分離膜装置によるパーベーパレーション性能を測定し
た。先ず、図3に示したように、ZSM−5型ゼオライ
ト膜を有する混合物分離膜装置1を性能測定装置の分離
セル2に取り付ける。有効膜面積は47cmであっ
た。
[Evaluation of membrane performance] Next, the first embodiment
The pervaporation performance was measured by the mixture separation membrane device having the ZSM-5 type zeolite membrane obtained by. First, as shown in FIG. 3, the mixture separation membrane device 1 having a ZSM-5 type zeolite membrane is attached to the separation cell 2 of the performance measuring device. The effective membrane area was 47 cm 2 .

【0036】前記分離セル2は、被透過液室4とその両
側に配置した透過液室5とからなり、被透過液室4と透
過液室5とは前記混合物分離膜装置1によって隔てられ
ていると共に、恒温槽6内に配置されている。被透過液
室4の一方の端部に被透過液7の供給管8が接続され、
他方の端部に排出管9が接続されている。前記供給管8
にポンプ10を介して被透過液貯槽11が取り付けら
れ、また、排出管9には熱交換器12を介して排出液溜
13が取り付けられている。前記混合物分離膜装置1を
透過した分離液は減圧手段により蒸気相で取り出し、冷
却して固化させ、回収した。即ち、透過液室5に接続し
た分離液取り出し用の配管14を配管14Aと配管14
Bとに分岐し、それぞれ冷却トラップ15A,15Bを
介して真空ポンプ16に接続されている。符号17は窒
素ガス排出管を示し、符号18は切換コックを示す。
The separation cell 2 comprises a permeate chamber 4 and permeate chambers 5 arranged on both sides thereof, and the permeate chamber 4 and the permeate chamber 5 are separated by the mixture separation membrane device 1. In addition, it is placed in the constant temperature bath 6. A supply pipe 8 for the permeated liquid 7 is connected to one end of the permeated liquid chamber 4,
A discharge pipe 9 is connected to the other end. The supply pipe 8
A permeated liquid storage tank 11 is attached to the exhaust pipe 9 via a pump 10, and an exhaust liquid reservoir 13 is attached to the exhaust pipe 9 via a heat exchanger 12. The separated liquid that has permeated the mixture separation membrane device 1 was taken out in a vapor phase by a decompression means, cooled, solidified, and collected. That is, the pipe 14 for taking out the separated liquid connected to the permeate chamber 5 is connected to the pipe 14A and the pipe 14
B, and are connected to the vacuum pump 16 via cooling traps 15A and 15B, respectively. Reference numeral 17 indicates a nitrogen gas discharge pipe, and reference numeral 18 indicates a switching cock.

【0037】性能試験は、被分離液(液体混合物)を1
2〜30cm/分で供給し、真空ポンプ16と冷却ト
ラップ15A又は15Bとにより、透過液室5の内圧を
0.1Torrの真空度を維持した。膜の透過性能は、
単位面積、単位時間当たりの全透過量Q(kg/m
h)と、下記式で定義する分離係数αとにより評価し
た。 α=(P/P)/(F/F) 上記の式中、F、Fは、それぞれ供給液中の液体
A、Bの濃度(wt%)であり、P、Pは、それぞ
れ透過液中の液体A、Bの濃度(wt%)である。
In the performance test, the liquid to be separated (liquid mixture) was
It was supplied at 2 to 30 cm 3 / min, and the internal pressure of the permeate chamber 5 was maintained at a vacuum degree of 0.1 Torr by the vacuum pump 16 and the cooling trap 15A or 15B. The permeability of the membrane is
Total permeation amount per unit area and unit time Q (kg / m
2 h) and the separation coefficient α defined by the following formula. α = (P A / P B ) / (F A / F B ) In the above formula, F A and F B are the concentrations (wt%) of the liquids A and B in the supply liquid, respectively, and P A and P B is the concentration (wt%) of the liquids A and B in the permeated liquid, respectively.

【0038】被分離液をエチルアルコール水溶液(Aが
エチルアルコール、Bが水)とし、実施の形態1の方法
で製膜したZSM−5型ゼオライト膜を有する混合物分
離膜装置について行った評価試験結果を表1に示した。
比較し易くするために、ナトリウムイオンが残存してい
る従来のZSM−5型ゼオライト膜を備えて成る混合物
分離膜装置(特開平8−257302号公報)について
の結果も併記した。
Evaluation test results conducted on a mixture separation membrane device having a ZSM-5 type zeolite membrane formed by the method of Embodiment 1 using an aqueous solution of ethyl alcohol (A is ethyl alcohol and B is water) as the liquid to be separated. Is shown in Table 1.
For ease of comparison, the results of a mixture separation membrane device (Japanese Patent Laid-Open No. 8-257302) comprising a conventional ZSM-5 type zeolite membrane in which sodium ions remain are also shown.

【0039】[0039]

【表1】 図4は実施の形態1の方法で製膜したZSM−5型ゼオ
ライト膜を有する混合物分離膜装置について行ったパー
ベーパレーションの結果を示すグラフである。
[Table 1] FIG. 4 is a graph showing the results of pervaporation performed on a mixture separation membrane device having a ZSM-5 type zeolite membrane formed by the method of the first embodiment.

【0040】以上の結果から、本発明に係るZSM−5
型ゼオライト膜を備えた混合物分離膜装置は、従来のも
のより、膜の透過性能が全透過量Q及び分離係数αのい
ずれにおいても向上していることが解る。
From the above results, ZSM-5 according to the present invention
It can be seen that the mixture separation membrane device provided with the type zeolite membrane has improved membrane permeation performance in terms of both the total permeation amount Q and the separation coefficient α as compared with the conventional device.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、ZSM−5型ゼオライ
ト膜形成用の母液が、成分としてナトリウムを含んでい
ないため、多孔質支持基体の表面に製膜されたZSM−
5型ゼオライト膜中に従来のようにナトリウムイオンが
残存するということがない。従って、当該膜が親水性を
帯びることはなく、混合物分離膜装置としての分離性能
を一層向上できる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, since the mother liquor for forming the ZSM-5 type zeolite membrane does not contain sodium as a component, the ZSM-type membrane formed on the surface of the porous support substrate is used.
Sodium ions do not remain in the type 5 zeolite membrane as in the conventional case. Therefore, the membrane is not hydrophilic and the separation performance of the mixture separation membrane device can be further improved.

【0042】しかも、ZSM−5型ゼオライト膜形成用
の母液に浸漬する多孔質支持基体の表面には、予め種結
晶、すなわちZSM−5型ゼオライトの結晶を成長させ
得る粉末状の種結晶が付けられているため、従来のよう
に前記母液中に成分としてナトリウムが含まれていなく
てもピンホールなどの欠陥のないZSM−5型ゼオライ
ト膜を形成することができる。
Moreover, seed crystals, that is, powdery seed crystals capable of growing ZSM-5 type zeolite crystals are attached to the surface of the porous supporting substrate immersed in the mother liquor for forming the ZSM-5 type zeolite film. Therefore, it is possible to form a ZSM-5 type zeolite membrane without defects such as pinholes even when sodium is not contained as a component in the mother liquor as in the conventional case.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施の形態1の製法で多孔質ムライト支持基体
の表面にZSM−5型ゼオライト膜を形成したものにつ
いてのX線回折図を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing an X-ray diffraction diagram of a porous mullite support substrate having a ZSM-5 type zeolite membrane formed on its surface by the production method of the first embodiment.

【図2】実施の形態1の製法で多孔質ムライト支持基体
の表面に製膜された膜表面のSEM(走査電子顕微鏡)
写真である。
FIG. 2 is an SEM (scanning electron microscope) of a film surface formed on the surface of a porous mullite supporting substrate by the manufacturing method of the first embodiment.
It is a photograph.

【図3】実施の形態1の製法によって得られたZSM−
5型ゼオライト膜の透過性能を測定した性能評価装置の
概略構成図である。
FIG. 3 is a ZSM-obtained by the manufacturing method of the first embodiment.
It is a schematic block diagram of the performance evaluation apparatus which measured the permeation performance of a 5 type zeolite membrane.

【図4】実施の形態1の方法で製膜したZSM−5型ゼ
オライト膜を有する混合物分離膜装置について行ったパ
ーベーパレーションの結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the results of pervaporation performed on a mixture separation membrane device having a ZSM-5 type zeolite membrane formed by the method of the first embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ZSM−5型ゼオライト膜を備えた混合物分離膜装
置 2 分離セル有意さ
1 Mixture separation membrane device equipped with ZSM-5 type zeolite membrane 2 Separation cell significance

フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−26115(JP,A) 特開 平7−109116(JP,A) 特開2000−225327(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 61/36 - 71/02 Continuation of the front page (56) Reference JP 2000-26115 (JP, A) JP 7-109116 (JP, A) JP 2000-225327 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl) . 7 , DB name) B01D 61/36-71/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多孔質支持基体の表面にZSM−5型ゼ
オライトの結晶を成長させ得る粉末状の種結晶を存在さ
せる工程と、 成分中にナトリウムを含まないZSM−5型ゼオライト
膜形成用の母液中に前記多孔質支持基体を浸漬し、所定
時間加熱して前記多孔質支持基体の表面に前記種結晶を
核にしてZSM−5型ゼオライトの結晶を成長させてZ
SM−5型ゼオライトの膜を形成する工程と、を含むこ
とを特徴とする混合物分離膜装置の製造方法。
1. A step of allowing a powdery seed crystal capable of growing ZSM-5 type zeolite crystals to be present on the surface of a porous supporting substrate, and a ZSM-5 type zeolite membrane for forming a ZSM-5 type zeolite film containing no sodium in the components. The porous support substrate is immersed in a mother liquor and heated for a predetermined time to grow ZSM-5 type zeolite crystals on the surface of the porous support substrate with the seed crystals as nuclei.
And a step of forming a membrane of SM-5 type zeolite, the method for producing a mixture separation membrane device.
【請求項2】 請求項1において、前記母液は、TEO
S(テトラエトキシシラン)、テンプレート剤としての
TPAOH(水酸化テトラプロピルアンモニウム溶液)
及びH2Oを、モル組成比で、 SiO:TPAOH:HO=1:0.1〜1:80
〜500 となるように調整したゲルから成り、 前記加熱は、加熱手段によって前記母液の温度が前記テ
ンプレート剤の酸化分解に対する耐熱温度を越えず、且
つ100℃以上となるように行われることを特徴とする
混合物分離膜装置の製造方法。
2. The mother liquor according to claim 1, wherein the mother liquor is TEO.
S (tetraethoxysilane), TPAOH (tetrapropylammonium hydroxide solution) as a template agent
And H2 O, in a molar ratio, SiO 2: TPAOH: H 2 O = 1: 0.1~1: 80
The heating is performed so that the temperature of the mother liquor does not exceed the heat resistance temperature for oxidative decomposition of the template agent and is 100 ° C. or higher by a heating unit. And a method for manufacturing a mixture separation membrane device.
【請求項3】 請求項2において、前記加熱手段として
マイクロ波を用いることを特徴とする混合物分離膜装置
の製造方法。
3. The method for manufacturing a mixture separation membrane device according to claim 2, wherein a microwave is used as the heating means.
【請求項4】 多孔質支持基体と、該多孔質支持基体の
表面に結晶成長して形成されたZSM−5型ゼオライト
膜とを備えて成る混合物分離膜装置であって、 前記ZSM−5型ゼオライト膜は、ナトリウムイオンを
含まない膜から成ることを特徴とする混合物分離膜装
置。
4. A mixture separation membrane device comprising a porous support substrate and a ZSM-5 type zeolite membrane formed by crystal growth on the surface of said porous support substrate, said ZSM-5 type The mixture separation membrane device, wherein the zeolite membrane is a membrane that does not contain sodium ions.
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