JP7394607B2 - 結晶軸配向ゼオライト膜およびその製造方法 - Google Patents
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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Description
F=(p-p0)/(1-p0) (1)
p0=ΣI0(00l)/ΣI0(hkl) (2)
(上式(2)中、h,k,lは、それぞれ整数を表す)
p=ΣI(00l)/ΣI(hkl) (3)
(上式(3)中、h,k,lは、それぞれ整数を表す)
Fortho=(portho-p0ortho)/(1-p0ortho) (4)
p0ortho=ΣI0(00l)/ΣI0((h00)+(0k0)+(00l)) (5)
(上式(5)中、h,k,lは、それぞれ整数を示す)
portho=ΣI(00l)/ΣI((h00)+(0k0)+(00l)) (6)
(上式(6)中、h,k,lは、それぞれ整数を示す)
80.36gの塩化鉄(II)4水和物を400.1gの蒸留水に溶解させ、1.0mol/L(M)の鉄(II)イオン濃度とした溶液中に、21gの東ソー製MORゼオライト(HSZ-642NAA)を添加し60分間の攪拌しイオン交換を行った。続いて、吸引濾過によりこの粉末を回収し、100℃で一晩乾燥することで対イオンとしてFeイオンが導入されたMORゼオライト(以下、「Fe―MORゼオライト」ともいう)サンプルを得た。このサンプルをICP測定した結果、Fe交換率は68%であった。
68.206gの塩化銅(II)2水和物を400.5gの蒸留水に溶解させ、1.0mol/L(M)の銅(II)イオン濃度とした溶液中に、20gの東ソー製MORゼオライト(HSZ-642NAA)を添加し24時間の攪拌しイオン交換を行った。続いて、吸引濾過によりこの粉末を回収し、100℃で一晩乾燥することで対イオンとしてCuイオンが導入されたMORゼオライト(以下、「Cu―MORゼオライト」ともいう)サンプルを得た。このサンプルをICP測定した結果、Cu交換率は64%であった。
14.76gの塩化ユーロピウム(III)6水和物を395.02gの蒸留水に溶解させ、0.1mol/L(M)のユーロピウム(III)イオン濃度とした溶液中に、30gの東ソー製MORゼオライト(HSZ-642NAA)を添加し24時間の攪拌しイオン交換を行った。続いて、吸引濾過によりこの粉末を回収し、100℃で一晩乾燥することで対イオンとしてEuイオンが導入されたMORゼオライト(以下、「Eu―MORゼオライト」ともいう)サンプルを得た。このサンプルをICP測定した結果、Eu交換率56%であることが分かった。
10.30gの塩化エルビウム(III)6水和物を280.06gの蒸留水に溶解させ、0.10mol/L(M)のエルビウム(III)イオン濃度とした溶液中に、25gの東ソーMOR製ゼオライト(HSZ-642NAA)を添加し24時間の攪拌混合を行った。続いて、吸引濾過によりこの粉末を回収し、100℃で一晩乾燥することで対イオンとしてErイオンが導入されたMORゼオライト(以下、「Er―MORゼオライト」ともいう)サンプルを得た。このサンプルをICP測定した結果、Er交換率51%であることが分かった。
24.43gの塩化イッテルビウム(III)6水和物を694.21gの蒸留水に溶解させ、0.090mol/L(M)のイッテルビウム(III)イオン濃度とした溶液中に、50gの東ソー製MORゼオライト(HSZ-642NAA)を添加し28時間の攪拌混合を行った。続いて、吸引濾過によりこの粉末を回収し、100℃で一晩乾燥することで対イオンとしてYbイオンが導入されたMORゼオライト(以下、「Yb―MORゼオライト」ともいう)サンプルを得た。このサンプルをICP測定した結果、Yb交換率55%であることが分かった。
参考例1乃至5で得た、対イオンとして、Feイオン、Cuイオン、Euイオン、Erイオン、YbイオンおよびHイオンを含有するMORゼオライト各5.0g、蒸留水10g、Φ0.5ジルコニアボール200gを250mL容量の樹脂ポットに入れ、8時間のボールミル粉砕をそれぞれ実施した。粉砕後のスラリーに蒸留水50gを添加し、これを回収、デカンテーション4日間の後に上澄みのみを30mL採取し、MORゼオライト(種結晶)の担持に用いるスラリーとした。このスラリーを平板状のAl2O3多孔体に1.5mL滴下し、平板状のAl2O3多孔体の外表面に対し、垂直または平行に磁力線が交わる1~10Tの磁場を、超伝導マグネットを用いて印加した状態で30秒間保持した。その後、20℃、60分の乾燥を行い、得られた種結晶層を有するAl2O3多孔体表面について以下に示す条件でX線回折測定を実施した。
XRD装置:RINT UltimaIII
線源 : CuKα線(λ=1.54Å)
測定モード : ステップスキャン
スキャン条件: 毎分6.5°
発散スリット: 1/3deg
散乱スリット: 1/3deg
受光スリット: 7.0mm、0.15mm
ステップ幅 : 0.01°
測定範囲 : 2θ=5~40°
非特許文献M. Matsukata et. al,Journal of Membrane Science, Vol.316 (2008年), p18-27を参考に、0.484gのアルミン酸ナトリウム(和光純薬製)を水酸化ナトリウム溶液(12.946gの水酸化ナトリウム(和光純薬製)及び213.065gの蒸留水)に混合し、ウォーターバス中で50℃に保持した状態で30分の攪拌混合を行った。その後、123.55gのコロイダルシリカ(日産化学)を上記溶液に追加し、ウォーターバス中で50℃に保持した状態で4時間の攪拌混合を行いゼオライト合成用の透明溶液(以下、「ゼオライト合成溶液」という。)を得た。生成したゼオライト合成溶液のモル比は、36SiO2:0.15Al2O3:10Na2O:960H2Oであった。
磁場をかけずにCu―MORゼオライト(種結晶)を多孔質アルミナ円筒基体に担持したこと以外は、実施例1と同様の調製法で、MORゼオライト膜を得た。種結晶層を形成した後とMORゼオライト膜を形成した後に、実施例1と同様にX線回折測定を実施し、Fortho値を得た。結果を表2に示す。
Claims (4)
- a軸配向性を備えるモルデナイト(MOR)ゼオライトにより構成されるa軸配向モルデナイト(MOR)ゼオライト種結晶層を有し、
a軸配向性を備える前記モルデナイト(MOR)ゼオライトが、対イオンとして、Hイオン、Feイオン、Cuイオン、Euイオン、Erイオン、Ybイオンから成る群から選択される1種以上のイオンを含有するc軸配向モルデナイト(MOR)ゼオライト膜。 - c軸の配向度を表すFortho値が0.1以上であることを特徴とする請求項1に記載のc軸配向モルデナイト(MOR)ゼオライト膜。
- モルデナイト(MOR)ゼオライトに、対イオンとして、Hイオン、Feイオン、Cuイオン、Euイオン、Erイオン、Ybイオンから成る群から選択される1種以上のイオンを導入する工程と、
多孔質基体上に、平行磁場中で前記対イオンが導入されたa軸配向性を備えるモルデナイト(MOR)ゼオライトを担持することで、a軸配向モルデナイト(MOR)ゼオライト種結晶層を形成する工程と、
該a軸配向モルデナイト(MOR)ゼオライト種結晶層を有する多孔質基体をゼオライト合成溶液に浸漬させて水熱処理する工程と、
を有する、請求項1又は2に記載のc軸配向モルデナイト(MOR)ゼオライト膜の製造方法。 - 前記平行磁場における磁束密度が1T以上であることを特徴とする請求項3に記載のc軸配向モルデナイト(MOR)ゼオライト膜の製造方法。
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Microporous and Mesoporous Materials,2012年,Vol.151,pp.188-194 |
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