JPH07505331A - Deposition method - Google Patents

Deposition method

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JPH07505331A
JPH07505331A JP5517203A JP51720393A JPH07505331A JP H07505331 A JPH07505331 A JP H07505331A JP 5517203 A JP5517203 A JP 5517203A JP 51720393 A JP51720393 A JP 51720393A JP H07505331 A JPH07505331 A JP H07505331A
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zeo
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gel
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JP5517203A
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ブラットン,グレアム ジョン
ネイラー,ティモシー ド ビリアーズ
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ザ ブリテイッシュ ピトローリアム コンパニー ピー.エル.シー.
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 沈着法 本発明は、膜製造に有用な沈着法に関するものである。[Detailed description of the invention] Deposition method FIELD OF THE INVENTION This invention relates to deposition methods useful in membrane production.

ゼオライトおよび関連の結晶物質は、分離を行うと共に触媒として作用する能力 が周知されている。膜は分離用途で周知されており、ゼオライトを含む膜も知ら れている。これらの膜は多くの異なる種類を有する。Zeolites and related crystalline materials have the ability to perform separations and act as catalysts. is well known. Membranes are well known for separation applications, and membranes containing zeolites are also known. It is. These membranes come in many different types.

CA 1235684号は物質分離のためのフィルタを開示しており、多孔質ガ ラスで作成された基板とこの多孔質ガラス上に直接形成されたゼオライトに基づ く薄膜とからなり、ゼオライトに基づく薄膜は1μm〜500μmの厚さを有す る。このフィルタは、たとえば硼シリケートガラスを水酸化ナトリウムおよび臭 化テトラプロピルアンモニウムの水溶液に懸濁させると共にオートクレーブ内で 加熱することにより作成される。CA 1235684 discloses a filter for material separation, which uses porous gas based on a substrate made of glass and zeolite formed directly on this porous glass. The zeolite-based thin film has a thickness of 1 μm to 500 μm. Ru. This filter uses, for example, borosilicate glass with sodium hydroxide and odor. Suspended in an aqueous solution of tetrapropylammonium chloride and placed in an autoclave. Created by heating.

JP−A−63291809号は、多孔質アルミナ担体上のゼオライトの薄膜か らなる膜を開示している。JP-A-63291809 discloses a thin film of zeolite on a porous alumina support. Discloses a membrane consisting of:

EP−A−180200号は、ゼオライトの微粒子で含浸された多孔質支持体か らなる膜を記載している。この膜は、たとえば限外濾過膜もしくは多孔質ガラス に超微細(たとえば直径75オングストロ一ム未満)のゼオライト粒子のアルカ リ溶液を浸透させて作成される。これら粒子は支持体の気孔内に留るようになる 。EP-A-180200 describes a porous support impregnated with fine particles of zeolite. It describes a membrane consisting of: This membrane can be, for example, an ultrafiltration membrane or a porous glass membrane. alkali of ultrafine (e.g. less than 75 Angstroms in diameter) zeolite particles. It is created by infiltrating it with a liquid solution. These particles become lodged within the pores of the support. .

EP−A−180200号は、ゼオライト合成ゲルをミクロフィルタに通過させ ると共に支持体の表面上に薄膜で沈着させるゼオライト膜の製造方法を記載して いる。EP-A-180200 discloses that zeolite synthetic gel is passed through a microfilter. describes a method for producing a zeolite membrane that is deposited as a thin film on the surface of a support. There is.

DE−A−3827049号は、多孔質支持体上におけるゼオライト結晶の層よ りなるゼオライト膜を開示している。この膜を作成する際、多孔質支持体を短時 間にわたりアルミナ含有溶液に浸漬し、次いで溶剤を蒸発させることにより核活 性表面を支持体に設ける。DE-A-3827049 describes a layer of zeolite crystals on a porous support. discloses a zeolite membrane. When creating this membrane, the porous support was The nucleus is activated by immersion in an alumina-containing solution for a period of time and then evaporation of the solvent. a surface is provided on the support.

本出願人によるヨーロッパ特許出願第91309239号(EP−A、−481 660号として公開)(その開示をここに参考のため引用する)は多孔質支持体 の気孔の上にゼオ型(xeo−type)物質の薄膜を含む膜の製造方法を記載 しており、この方法は多孔質支持体の少なくとも1つの表面を結晶化して結晶ゼ オ型物質を生成しうる合成ゲルに浸漬し;前夜器ゲルの結晶化を誘発させてゼオ 型物質を支持体上に結晶化させ:支持体を混合物から除去し;さらにこれら工程 を1回もしくはそれ以上反復して、ゼオ型物質が支持体から直接結晶化すると共 に支持体に直接結合した膜を得ることからなっている。さらに、多孔質支持体に より担持されたゼオ型物質の結晶からなる新規な膜も記載されており、ゼオ型物 質の結晶成長が支持体の気孔にわたり実質的に連続すると共にゼオ型物質が支持 体から直接に結晶化すると共に支持体に直接結合することを特徴とする。European Patent Application No. 91309239 (EP-A, -481) by the applicant No. 660) (the disclosure of which is incorporated herein by reference) is a porous support. Describes a method for producing a membrane comprising a thin film of xeo-type material on the pores of This method involves crystallizing at least one surface of a porous support to form a crystalline jelly. Immersion in a synthetic gel that can produce O-type substances; Crystallizing the mold material on the support; removing the support from the mixture; one or more times until the zeo-type material crystallizes directly from the support. The process consists of obtaining a membrane directly bonded to the support. Additionally, porous supports Novel membranes consisting of more supported crystals of zeo-type materials have also been described, The quality crystal growth is substantially continuous throughout the pores of the support and the zeo-type material is supported. It is characterized by being directly crystallized from the body and directly bonded to the support.

本出願人によりヨーロッパ特許出願第91309237号(EP−A−4816 58号として公開)(その開示を参考のためここに引用する)は、ゼオ型物質を 合成ゲルから多孔質支持体上へ沈着させる際、所定の表面被覆を有する支持体の 使用が初期の浸漬および結晶化工程にてゼオ型物質の成長を増大させることを開 示している。European Patent Application No. 91309237 (EP-A-4816) by the applicant No. 58) (the disclosure of which is hereby cited for reference) describes zeo-type materials. When depositing a synthetic gel onto a porous support, the support has a defined surface coverage. Its use has been shown to increase the growth of zeo-type materials during the initial soaking and crystallization steps It shows.

さらに多孔質支持体上へのゼオ型物質の沈着法をも記載しており、この方法は多 孔質支持体の少なくとも1つの表面を結晶化して結晶ゼオ型物質を生成しつる合 成ゲルに浸漬し、前記ゲルの結晶化を誘発させてゼオ型物質を支持体上に結晶化 させることからなり、前記支持体の表面は金属および/または酸化物としてのニ ッケル、コバルトもしくはモリブデンの表面層を有することを特徴とする。They also describe a method for depositing zeo-type materials onto porous supports, which can be used in many ways. crystallizing at least one surface of the porous support to produce a crystalline zeo-type material; The zeo-type material is crystallized on the support by immersing it in a grown gel and inducing crystallization of the gel. The surface of the support is coated with nitrogen as a metal and/or oxide. It is characterized by having a surface layer of cobalt, cobalt or molybdenum.

今回、ゼオ型物質からなる膜の支持体を特定的処理すれば、膜の製造方法を改善 しうろことを突き止められた。This time, the membrane manufacturing method can be improved by specifically treating the membrane support made of zeo-type material. Shiuroko was tracked down.

したがって本発明は、次の工程: (i)多孔質支持体の少なくとも1つの表面 を、珪酸のオリゴマーが支持体の前記表面に直接結合するような条件下で、珪酸 の原料を含有する溶液もしくは懸濁物と接触させ;(ii)前記オリゴマーが結 合した支持体と、珪酸の原料を含有する前記溶液もしくは懸濁物とを分離し;( iii)前記支持体の表面を結晶化して結晶ゼオ型物質を生成しうる合成ゲルと 接触させ、前記ゲルの結晶化を誘発させてゼオ型物質を前記表面上に結晶化させ ることを特徴とする多孔質支持体へのゼオ型物質の沈着法を提供する。The invention therefore provides the following steps: (i) at least one surface of a porous support; silicic acid under conditions such that the silicic acid oligomer directly binds to the surface of the support. (ii) the oligomers are brought into contact with a solution or suspension containing the raw materials; Separating the combined support and the solution or suspension containing the silicic acid raw material; ( iii) a synthetic gel capable of crystallizing the surface of the support to produce a crystalline zeo-type material; contact to induce crystallization of the gel to crystallize the zeo-type material on the surface. A method for depositing a zeo-type material onto a porous support is provided.

珪酸の原料を含有する適する溶液もしくは懸濁物は、シリカもしくはシリケート と溶剤もしくは懸濁媒体とのベーシック混合物を包含する。この種の混合物はシ リケート(たとえば珪酸オリゴマーを既に含有する珪酸ナトリウム)を含有する ことができ、或いははゆっくり形成することができる。しかしながら好ましくは 、結晶ゼオ型物質を生成しうる合成ゲルが使用される。この種のゲルは珪酸の原 料と他の成分とを含有する。この種のゲルを本発明による方法の工程(i)で使 用する場合、このゲルは本発明による方法の工程(i−ii)で用いるゲルと同 じ組成を有することができ、或いは異なる組成とすることもできる。好ましくは 同じ組成を有する。本発明による方法の工程(i i i)に使用するのに適す るとして以下説明する任意の合成ゲルを本発明の方法の工程(i)に使用するこ とができる。Suitable solutions or suspensions containing silicic acid raw materials include silica or silicates. and a solvent or suspending medium. This kind of mixture silicate (e.g. sodium silicate which already contains silicate oligomers) or it can be formed slowly. However, preferably , a synthetic gel capable of producing crystalline zeo-type materials is used. This type of gel is made from silicic acid. and other ingredients. A gel of this type is used in step (i) of the method according to the invention. If used, this gel is the same as the gel used in steps (i-ii) of the method according to the invention. They can have the same composition or they can have different compositions. Preferably have the same composition. suitable for use in step (ii) of the method according to the invention Any synthetic gel as described below may be used in step (i) of the method of the invention. I can do it.

工程(i)における支持体の表面と溶液もしくは懸濁物との接触は好ましくは支 持体の表面の浸漬を含むが他の方法、たとえば表面を塗布すると共に溶液もしく は懸濁物の層を珪酸オリゴマーが結合するまで表面と接触させ続けることにより 層を施すなどの方法も使用することができる。接触は、表面上の湿度レベルが充 分高く保たれるよう(たとえば自生圧力下での操作により)液体に対し維持され て、表面上での溶液もしくは懸濁物の乾燥を防止する。工程(i i)において 、結合したオリゴマーを有する表面と固体/懸濁物とを、たとえば重力または遠 心分離によって分離する。好ましくは工程(i)における浸漬の後、支持体を固 定/懸濁物から除去するが、たとえば排液または固体/懸濁物の濾過など他の方 法も用いることができる。工程(iii)において表面と合成ゲルとの接触は浸 漬により行いつるが、たとえば上記工程(i i i)と同様に塗布などの他の 方法も用いることができ、ただしゼオ型物質が表面上に結晶化するまで接触させ る。The contact between the surface of the support and the solution or suspension in step (i) is preferably carried out by Including dipping the surface of the carrier but using other methods, such as coating the surface with a solution or by keeping the suspension layer in contact with the surface until the silicate oligomers bind. Methods such as applying layers can also be used. Contact occurs when the humidity level on the surface is high. maintained relative to the liquid (e.g. by operating under autogenous pressure) to prevent the solution or suspension from drying on the surface. In step (ii) , connect the surface with bound oligomers and the solid/suspension, e.g. by gravity or by distance. Separate by heart separation. Preferably, after dipping in step (i), the support is solidified. solids/suspensions, but other methods such as drainage or filtration of solids/suspensions The method can also be used. In step (iii), the surface and the synthetic gel are brought into contact with each other by immersion. It is done by soaking, but other methods such as coating are applied in the same manner as in the above step (ii). A method can also be used, provided that contact is made until the zeo-type material crystallizes on the surface. Ru.

多孔質支持体を最終的にゼオ型物質の結晶が形成される条件下でこの種の合成ゲ ルと接触させ(たとえば浸漬させ)る場合、沈着法には多くの異なる段階を確認 しうろことが突き止められた。最終段階は支持体の表面に対する結晶ゼオ型物質 の沈着である。しかしながら、その前に珪酸オリゴマーの初期沈着物を支持体の 表面上に形成させる。本発明の方法において工程(i)の珪酸の原料を含有する 溶液もしくは懸濁物が合成ゲルである場合は、支持体をこの初期段階でゲルから 除去し、次いでゼオ型結晶が表面上で成長するまで再接触させ、たとえば工程( i i i)に従い新鮮合成ゲルに再浸漬する。驚くことに、この2段階接触( たとえば浸漬)処理は多孔質支持体の表面をゼオ型物質で覆い、これは結晶沈着 をもたらす1回のみの浸漬を用いる場合よりもずっと大である。This type of synthetic gel is applied to a porous support under conditions that ultimately result in the formation of crystals of zeo-type material. When brought into contact (e.g. immersed) with a metal, the deposition process involves many different steps. Shiroko was tracked down. The final step is to attach the crystalline zeo-type material to the surface of the support. is the deposition of However, before this, an initial deposit of silicic acid oligomers is removed from the support. Form on the surface. Containing the raw material for silicic acid in step (i) in the method of the present invention If the solution or suspension is a synthetic gel, the support is removed from the gel at this early stage. removed and then recontacted until zeo-type crystals grow on the surface, e.g. Resoak into fresh synthetic gel according to i). Surprisingly, this two-step contact ( For example, immersion) treatment coats the surface of the porous support with a zeo-type material, which is responsible for the formation of crystalline deposits. is much greater than using only one immersion, which yields

好ましくは、支持体を本発明による方法の工程(i i)と(iii)との間で 、たとえば蒸留水および/または脱イオン水のような水で洗浄することにより処 理して、工程(i)からの付着残留溶液もしくは懸濁物を除去し、或いは工程( i i i)での接触(たとえば合成ゲルにおける浸漬)の前に遊離物質を除去 する。水ジェツトを使用することができる。この処理は遊離物質を除去するよう 充分激しくせねばならないが、支持体の表面に結合した珪酸オリゴマーの沈着物 を除去してはならないことは勿論である。洗浄工程の後、オリゴマー沈着物を担 持する支持体を好ましくは工程(iii)の前に、たとえば50〜120°C( たとえば802〜105℃)にて1〜100分間(たとえば5〜50分間)にわ たり乾燥させる。Preferably, the support is placed between steps (ii) and (iii) of the method according to the invention. , for example by washing with water, such as distilled and/or deionized water. to remove any adherent residual solution or suspension from step (i) or i) Removal of free substances before contact in i) (e.g. immersion in synthetic gels) do. A water jet can be used. This treatment removes free substances. Deposits of silicic acid oligomers bound to the surface of the support must be sufficiently severe Of course, it must not be removed. After the washing process, the oligomer deposits are removed. Preferably, before step (iii), the support is heated at, for example, 50 to 120°C ( For example, at 802-105℃) for 1-100 minutes (for example, 5-50 minutes). or dry.

好ましくは多孔質支持体を珪酸の原料を含有する溶液もしくは懸濁物に完全に浸 漬させ、次いで合成ゲルに浸漬させる。或いは所望ならば、支持体の1つの表面 のみを溶液もしくは懸濁物と接触させ、次いでゲルと接触させることもできる。Preferably, the porous support is completely immersed in a solution or suspension containing the silicic acid raw material. and then immersed in a synthetic gel. or, if desired, one surface of the support It is also possible to contact only the solution or suspension with the gel and then with the gel.

これは、たとえばチューブの内側もしくは外側のみにゼオ型物質を担持させる必 要がある場合、膜をチューブの形態で作成することが望ましい際に有用である。This means, for example, that the zeo-type substance must be supported only on the inside or outside of the tube. This is useful when it is desired to make the membrane in the form of a tube.

さらに、これは2種の異なるゼオライトを含有し、支持体の各側にそれぞれ1種 を設けた膜を作成することが望ましい場合にも有用である。この種の三機能性膜 を使用することは、それぞれ異なるゼオライトを担持する2枚の別々の膜を使用 するのと均等である。勿論、支持体を珪酸の原料を含有する溶液もしくは懸濁物 に完全に浸漬させることも可能であるが、次いで支持体の一方の側のみを工程( i i i)に従い合成ゲルと接触させる。Additionally, it contains two different zeolites, one on each side of the support. It is also useful when it is desired to create a membrane with This kind of trifunctional membrane The use of two separate membranes, each carrying a different zeolite It is equivalent to doing. Of course, the support may be a solution or suspension containing the raw material of silicic acid. It is possible to fully immerse the support in the process ( i) Contact with synthetic gel according to i).

この接触、たとえば珪酸の原料を含有する溶液もしくは懸濁物に対する多孔質支 持体の表面の浸漬は、所望ならば2回以上行うこともできる。この場合、好まし くは接触(たとえば新鮮溶液もしくは懸濁物への浸漬)の前に溶液もしくは懸濁 物から除去した後に遊離物質を除去するよう表面を処理する。This contact, for example with a porous support for solutions or suspensions containing raw materials of silicic acid. The surface of the carrier can be immersed more than once if desired. In this case, it is preferable solution or suspension before contact (e.g. immersion in fresh solution or suspension). Treat the surface to remove the free material after removal from the object.

多孔質支持体の表面は、珪酸のオリゴマーが表面に結合するような時間にわたり 接触させ、たとえば珪酸の原料を含有する溶液もしくは懸濁物に浸漬させねばな らない。この接触に要する最適時間は、勿論、用いる溶液もしくは懸濁物の性質 、並びに温度に依存する。接触の温度は、たとえば20〜200℃のように広範 囲に変化することができる。室温が便利であるが、これはかなり長い接触時間を 必要とする一方、高温度における接触は最適時間を減少させる。一般に、3分間 〜48時間、たとえば5分間〜24時間、典型的には30分間〜3時間の接触時 間(たとえば浸漬時間)が適している。したがって、好適方法において接触時間 (たとえば浸漬時間)と温度の組合せは90℃にて8時間未満(たとえば6時間 未満)、たとえば90℃にて3分間〜5時間(たとえば3〜30分間)に等しく 、その場合は好適には珪酸の原料を合成ゲルとし、或いは下記するように予備処 理された支持体を用いる。珪酸の原料が結晶化して結晶ゼオ型物質を生成しつる 合成ゲルの懸濁物である場合、接触時間は接触温度にて珪酸のオリゴマーを結合 させるのに充分とするが、前記結晶ゼオ型物質を付着被覆として沈着させるには 不充分である。珪酸のオリゴマーは、非晶質層として表面に結合する。表面にお けるその存在は、支持体自身に関する或いは支持体を溶解させてオリゴマーを残 す支持体の処理の後に、透過型もしくは走査型電子顕微鏡、X線分析またはED AXによって見ることができる。The surface of the porous support is heated for a period of time such that the silicic acid oligomers bind to the surface. For example, it must be immersed in a solution or suspension containing the raw material of silicic acid. No. The optimum time required for this contact will, of course, depend on the nature of the solution or suspension used. , as well as temperature dependent. The temperature of contact can vary widely, for example from 20 to 200°C. The surroundings can change. Although room temperature is convenient, this requires considerably longer contact times. While necessary, contacting at high temperatures reduces the optimal time. Generally 3 minutes ~48 hours, such as 5 minutes to 24 hours, typically 30 minutes to 3 hours of contact (e.g. soaking time) is suitable. Therefore, in the preferred method the contact time (e.g. soaking time) and temperature at 90°C for less than 8 hours (e.g. 6 hours) ), e.g. equal to 3 minutes to 5 hours (e.g. 3 to 30 minutes) at 90°C. In that case, it is preferable to use a synthetic gel as the raw material for silicic acid, or to pre-treat as described below. Use a treated support. The raw material for silicic acid crystallizes to produce crystalline zeo-type substances. In the case of a synthetic gel suspension, the contact time binds the silicic acid oligomers at the contact temperature. but sufficient to deposit said crystalline zeo-type material as an adhesive coating. It is insufficient. Oligomers of silicic acid are bonded to the surface as an amorphous layer. on the surface Its presence in the support may be related to the support itself or may dissolve the support leaving behind oligomers. After treatment of the support, transmission or scanning electron microscopy, X-ray analysis or ED It can be viewed by AX.

ゼオ型物質は周知されており、しばしばモレキュラシーブと呼ばれる。これらは 、酸素原子を介し互いに結合して分子寸法のチャンネルを持った拡大ネットワー クを生成する正方晶で構成された結晶構造を有することを特徴とする。仕上膜の 所望の用途に応じ任意のゼオ型物質を本発明に使用することができる。ゼオライ トまたはアルミノシリケートがゼオ型物質の最も良く知られた例である。本発明 には、たとえばLTA、FAU、SOD。Zeo-type materials are well known and often referred to as molecular sieves. these are , an extended network with molecular-sized channels connected to each other via oxygen atoms. It is characterized by having a crystal structure composed of tetragonal crystals that produce crystals. finishing film Any zeo-type material can be used in the present invention depending on the desired application. Zeolai Zeo- or aluminosilicates are the best known examples of zeo-type materials. present invention For example, LTA, FAU, SOD.

MEL、MF IもしくはTON構造型を有する、たとえば「アトラス・オブ・ ゼオライト・ストラクヤー・タイプス」、マイエル・アンド・オルセン(198 7)、ポリクリスタル・ブック・サービス社、ピッツバーグ、USAに規定され たような任意のゼオライトを使用することができる。ゼオライトZSM−5およ びゼオライトA1XおよびYを使用することができる。使用しつる他のゼオ型物 質はアルミニウムの幾分か或いは全部がたとえばガリウム、硼素、亜鉛、鉄もし くはチタンのような他の金属により置換されたメタロシリケート、並びにたとえ ばUS 4061724号もしくはネイチャー、第280巻、第664〜665 頁(1979)に記載されたシリカライトのようなゼオ型構造を有する結晶シリ ケートを包含する。MEL, MF I or TON structure type, e.g. Zeolite Strakjar Types”, Mayer and Olsen (198 7), Polycrystal Book Service, Inc., Pittsburgh, USA. Any zeolite can be used. Zeolite ZSM-5 and and zeolites A1X and Y can be used. Other Zeo type items used Some or all of the aluminum may contain, for example, gallium, boron, zinc, or iron. or metallosilicates substituted with other metals such as titanium, as well as US No. 4061724 or Nature, Vol. 280, No. 664-665 (1979), crystalline silica with a zeo-type structure such as silicalite. Includes Kate.

他の種類のゼオ型物質は結晶アルミノホスフェート(「ALPo」)、シリコア ルミノホスフェート(「5APOJ)および他のメタロアルミノホスフェートで ある。この種の物質はたとえば「ニュー・ディベロップメンツ・イン・ゼオライ ト・サイエンス・アンド・テクノロジー」、第7回国際ゼオライト会議のプロシ ーディング、東京(1986)、第103頁に記載されている。Other types of zeo-type materials are crystalline aluminophosphates (“ALPo”), silico Luminophosphate (“5APOJ”) and other metalloaluminophosphates be. This type of material is known, for example, by New Developments in Zeolite. Science and Technology”, Proceedings of the 7th International Zeolite Conference. Ding, Tokyo (1986), p. 103.

タトえばALPO−8、ALPO−54およびM CM−9のような極く最近の 物質は、たとえばゼオライト、第9巻(1989年9月)、第436頁に示され たように作成することができる。Very recent models such as ALPO-8, ALPO-54 and MCM-9 The materials are shown, for example, in Zeolite, Vol. 9 (September 1989), p. 436. It can be created as follows.

膜は、その長さおよび幅が厚さよりも極めて大きい連続構造である。これは液体 もしくは気体に対し選択透過性である。所望の物理的形状を有する任意適する多 孔質支持体を本発明の方法に使用することができる。適する形態は、たとえば平 面シート、チューブ状もしくは螺旋状の捲回型を包含する。適する材料はたとえ ば多孔質金属、セラミック、セルメット、ガラス、鉱物、炭素もしくは重合体で あり、典型的な金属はステンレス鋼、インコネル、バスタロイ、フエクラロイ、 クロムおよびチタンを包含する。金属は金網メツシュ(たとえばベキポール・フ ィルタ)の形態、金属金網と焼結金属粒子との組合物(たとえばボールPMM金 属フィルタおよびスプラメッシュ・フィルタ)または焼結金属フィルタ(たとえ ばポールPSSフィルタ媒体)とすることができる。金属金網フィルタ媒体も使 用することができる。インコネル、バスタロイ、フエクラロイ、ベキポール、ポ ールおよびスプラメッシュは登録商標である。A membrane is a continuous structure whose length and width are much greater than its thickness. this is a liquid Or selectively permeable to gases. Any suitable polyester having the desired physical shape. Porous supports can be used in the method of the invention. Suitable forms are e.g. Includes face sheet, tubular or spiral wound type. Suitable materials are porous metals, ceramics, cermets, glass, minerals, carbon or polymers. Yes, typical metals are stainless steel, Inconel, Bastalloy, Hueklaroy, Contains chromium and titanium. Metals are wire mesh (e.g. form of a metal wire mesh and sintered metal particles (e.g. ball PMM gold metal filters and spramesh filters) or sintered metal filters (for example Pole PSS filter media). Metal wire mesh filter media may also be used. can be used. Inconel, Bastaroy, Fueclaroy, Bekipol, Po Roll and Supramesh are registered trademarks.

典型的な高分子物質は任意の種類の濾過媒体を包含し、織物および不織媒体を包 含する。これらは必要に応じ金属もしくは金属酸化物の薄膜で被覆することがで きる。Typical polymeric materials include any type of filtration media, including woven and nonwoven media. Contains. These can be coated with a thin film of metal or metal oxide if necessary. Wear.

多孔質炭素、炭化珪素、多孔質粘土または他のシリケート鉱物、たとえばカオリ ン、バーミキュライト、モンモリロナイトおよび柱状粘土、エアロゲルもしくは 支持エアロゲルおよび支持多孔質シリカを包含する多孔質セラミック、ガラス、 炭素もしくは鉱物媒体を使用することができる。支持体自身をゼオライトとして 、適する結合剤の使用により適する形状に形成することもできる。porous carbon, silicon carbide, porous clay or other silicate minerals such as kaoli vermiculite, montmorillonite and columnar clay, aerogel or porous ceramics, glasses, including supported airgel and supported porous silica; Carbon or mineral media can be used. The support itself is zeolite It can also be formed into a suitable shape by using a suitable binder.

適する支持体の選択により、極めて頑丈な膜を作成することができる。金属支持 体の使用が特に好適である。By selecting a suitable support, extremely robust membranes can be created. metal support Particularly preferred is the use of the body.

支持体の気孔寸法は重要なパラメータである。多くの従来技術による膜は極めて 小さい気孔寸法を有する支持体を使用した。公開された従来技術と比較して本発 明の主たる利点は、大きい気孔寸法を有する支持体を使用しうろことにある。特 に、孔径はゼオ型物質の平均結晶寸法よりも大とすることができる。大きい気孔 は、大きい表面積の膜の製造を可能にし、したがってフラックスを最大にするた め有利である。好ましくは、本発明に使用する支持体の平均孔径は0. 1〜2 000μm1好ましくは1〜2000μm1特に5〜200μmの範囲である。The pore size of the support is an important parameter. Many conventional membranes are extremely A support with small pore size was used. This invention compared with the published conventional technology. The main advantage of brightening lies in the use of supports with large pore sizes. Special Additionally, the pore size can be larger than the average crystal size of the zeo-type material. large pores allows the production of large surface area membranes and thus maximizes the flux. It is advantageous. Preferably, the average pore size of the support used in the present invention is 0. 1-2 000 μm1, preferably 1 to 2000 μm1, particularly 5 to 200 μm.

直径300μmまでの気孔につき、気孔寸法はISo 4003により規定され るバブル・ポイント・プレッシャーの技術により測定することができ、気孔寸法 分布はクールター・ボロメータ(登録商標)により測定することができる。より 大きい気孔については、光学顕微鏡法を用いることができる。For pores up to 300 μm in diameter, pore dimensions are specified by ISO 4003. Pore size can be measured using bubble point pressure technology. The distribution can be measured with a Coulter Bolometer. Than For large pores, optical microscopy can be used.

本発明の特に好適な具体例において、珪酸の原料を含有する溶液もしくは懸濁物 に浸漬させ、次いで結晶化して結晶ゼオ型物質を生成しうる合成ゲルに浸漬させ る支持体の表面は金属および/または酸化物としてのニッケル、コバルトもしく はモリブデンの表面被覆を有する。In a particularly preferred embodiment of the invention, a solution or suspension containing the raw material of silicic acid and then in a synthetic gel that can crystallize to form a crystalline zeo-type material. The surface of the support is coated with nickel, cobalt or nickel as a metal and/or oxide. has a surface coating of molybdenum.

支持体に一体化されるこの表面被覆は一般に主として酸化物の形態であり、これ はニッケル、コバルトもしくはモリブデンが空気中で酸化する傾向を有するから である。This surface coating that is integrated into the support is generally primarily in the form of an oxide; because nickel, cobalt or molybdenum have a tendency to oxidize in air. It is.

モリブデンまたは特にコバルトの使用が好適である。Preference is given to using molybdenum or especially cobalt.

表面被覆は、たとえば真空蒸着、蒸着、Rfスパッタリングもしくは電気メッキ により任意適する方法で付着させることができる。さらに、支持体を適切な金属 の塩の溶液に浸漬し、次いで空気中で焼成して付着層を酸化させることにより付 着させることもできる。ニッケル、コバルトもしくはモリブデン金属の付着をも たらす技術を用いる場合、この最初の付着物は所望に応じ酸化ガス(便利には空 気)流中で加熱して酸化物の厚い層を与えるよう変換することもできる。The surface coating can be applied, for example, by vacuum deposition, vapor deposition, Rf sputtering or electroplating. It can be attached by any suitable method. In addition, the support can be made of a suitable metal. The adhesive layer is oxidized by immersion in a solution of salt and then baking in air. You can also wear it. Also prevents adhesion of nickel, cobalt or molybdenum metals. When using the drying technique, this initial deposit is optionally treated with an oxidizing gas (conveniently an empty It can also be converted by heating in a stream of gas to give a thick layer of oxide.

本発明による方法の工程(i i i)で使用する合成ゲルは、所望の結晶ゼオ 型物質を生成しうる任意のゲルとすることができる。ゼオ型物質を合成するため のゲルは周知されており、たとえば上記の従来技術またはEP−A−57049 号、EP−A−104800号、EP−A−2899号およびEP−A−290 0号に記載されている。D、W、ブレツク、(「ゼオライト・モレキュラ・シー ブ、ストラフチャー・ケミストリー・アンド・ユース」、ジョーン・ウィリー出 版、1974)およびP、 A、ヤコブスおよびJ、A、マルテンス、「スタデ ィース・イン暢サーフエース・サイエンス・アンド・キャタリシス、No、33 、「高シリンアルミノシリケートゼオライトの合成」、エリセビール出版、19 87)による標準的教科書は、この種の多くの合成ゲルを記載している。本発明 による方法はゼオ型物質の慣用の合成法を包含し、ただし合成は多孔質支持体の 存在下で行われる。最も一般的には、熱を加えてゲルを結晶化させる。The synthetic gel used in step (ii) of the method according to the invention contains the desired crystalline zeolite. It can be any gel that can produce a mold material. To synthesize zeo-type substances gels are well known, for example from the prior art mentioned above or from EP-A-57049. No., EP-A-104800, EP-A-2899 and EP-A-290 It is stated in No. 0. D. W. Bretzk (``Zeolite Molecule Sea ``Structure Chemistry and Youth'' by Joan Willey edition, 1974) and P. A. Jacobs and J. A. Martens, “Stade Ease Innobu Surf Ace Science and Catalysis, No. 33 , “Synthesis of high syringe aluminosilicate zeolite”, Elisevir Publishing, 19 The standard textbook by 87) describes many synthetic gels of this type. present invention The method includes the conventional synthesis of zeo-type materials, except that the synthesis is performed on a porous support. done in the presence of Most commonly, heat is applied to crystallize the gel.

圧力も加えつるが、一般的には結晶化を自生圧力下で行ゲルの性質および温度に 依存し、20〜220℃とじつるが、殊に60〜120℃である。一般に、時間 は3〜200時間、特に4〜150時間の範囲とすることができ、より高い温度 はより短い時間を特徴とする特に80〜100℃にて少なくとも8時間(たとえ ば8時間〜5日間)、特に10〜80時間、殊に10〜30時間の結晶化時間が 好適である。Although pressure can be applied, crystallization is generally carried out under autogenous pressure depending on the properties of the gel and the temperature. depending on the temperature, typically between 20 and 220°C, but especially between 60 and 120°C. Generally, time can range from 3 to 200 hours, especially from 4 to 150 hours, and at higher temperatures is characterized by a shorter time, especially at least 8 hours at 80-100°C (for example (e.g. 8 hours to 5 days), especially crystallization times of 10 to 80 hours, especially 10 to 30 hours. suitable.

工程(i)および(i i)を行うことな(ゼオ型結晶を本発明による方法の工 程(i i i)に均等な方法で支持体上に沈着させる本出願人のヨーロッパ特 許出願第91309239号において、1回のみの浸漬および結晶化工程は支持 体の表面上に幾分かの結晶をもたらすが、これら結晶は全表面にわたる連続的結 晶成長を生成させるのに充分でなく、第2の浸漬および結晶化工程が必要となる 。支持体を第2の結晶化にかけた後、より多(の結晶が支持体の表面から或いは 第1結晶化で形成した結晶(これら結晶自身は支持体表面で直接に成長している )の表面から成長する。浸漬および結晶化の工程は所要に応じ反復することがで き、好ましくは支持体表面が完全かつ連続して覆われるまで反復することができ る。本発明の方法においては、工程(i)および(i i)なしに得られるより も、工程(i)および(i i)の後に1回の浸漬および結晶化工程(i i  i)を行ってずっと大きい結晶の被覆が得られる。適する条件下にて、しばしば 1回の浸漬および結晶化工程(i i i)により仕上膜を得ることができる。Without carrying out steps (i) and (ii) (zeo-type crystals are Applicant's European Patent In patent application no. 91309239, only one soaking and crystallization step is supported. Although it produces some crystals on the surface of the body, these crystals are continuous crystals over the entire surface. not sufficient to produce crystal growth, requiring a second soaking and crystallization step . After subjecting the support to a second crystallization, more (crystals) are removed from the surface of the support or Crystals formed in the first crystallization (these crystals themselves grow directly on the support surface) ) grows from the surface. The soaking and crystallization steps can be repeated as required. and preferably can be repeated until the support surface is completely and continuously covered. Ru. In the method of the present invention, more than that obtained without steps (i) and (ii) Also, steps (i) and (ii) are followed by one soaking and crystallization step (ii). A much larger crystal coverage is obtained by performing i). Under suitable conditions, often A finished film can be obtained by a single dipping and crystallization step (ii).

しかしながら、所要範囲をつるには2回以上の浸漬および結晶化工程(iii) を反復する必要がある。したがって本発明はさらに、工程(i i i)に従う 初期ゲルの結晶化の後に支持体を混合物から除去すると共に接触(たとえば工程 (i i i)の浸漬および結晶化)を1回もしくはそれ以上反復して所要の膜 を得ることを特徴とする、本発明の方法からなる膜の製造方法をも提供する。However, to obtain the required area, two or more immersion and crystallization steps (iii) are required. need to be repeated. The invention therefore furthermore follows step (ii) After crystallization of the initial gel, the support is removed from the mixture and contacted (e.g. (ii) Immersion and crystallization) are repeated one or more times to obtain the desired film. There is also provided a method for producing a membrane comprising the method of the present invention, characterized in that it obtains the following.

勿論、必要とされる工程(iii)による接触(たとえば浸漬および結晶化)の 回数は支持体の性質および気孔寸法、ゼオ型物質の性質および合成条件に依存す る。Of course, contacting (e.g. soaking and crystallization) with the required step (iii) The number of times depends on the nature and pore size of the support, the nature of the zeo-type material and the synthesis conditions. Ru.

たとえば10回まで、特に4回までの浸漬が望ましい。For example, up to 10 immersions, especially up to 4 immersions are preferred.

本発明による方法の使用はゼオ型物質の初期被覆を増大させ、したがって仕上膜 を作成するのに要する接触の全回数を減少させる。さらに本発明による方法は、 一般に他の方法により作成される膜よりも薄い仕上膜をもたらす。これは膜に対 するフラックスを向上させる。Use of the method according to the invention increases the initial coverage of zeo-type material and thus the finished film. Reduces the total number of contacts required to create a Furthermore, the method according to the invention comprises: Generally results in a thinner finished film than films made by other methods. This is for the membrane. improve flux.

好ましくは工程(iii)の後に混合物から支持体を除去した後、遊離物質をた とえば充分な洗浄により除去した後、その後の接触および結晶化工程(i i  i)を行う。さらに支持体は各浸漬の間で乾燥させることもできる。室温にて少 なくとも12時間、30〜50℃の温度にて少なくとも2時間または80〜10 0℃の温度にて15〜30分間の乾燥が適する方式である。Preferably after step (iii), after removing the support from the mixture, free substances are removed. After removal, for example by thorough washing, subsequent contact and crystallization steps (ii Do i). Additionally, the support can be dried between each immersion. at room temperature at least 12 hours, at a temperature of 30-50°C for at least 2 hours or 80-10 Drying at a temperature of 0° C. for 15 to 30 minutes is a suitable method.

本出願人によるヨーロッパ特許出願第91309239号に記載された仕上膜お よび本発明の方法により作成しうる仕上膜は2つの異なる特徴を有する。第1に 、ゼオ型物質は支持体の表面に直接接触すると共に、そこに直接結合する。結合 の性質は充分には理解されていない。The finishing film described in European Patent Application No. 91309239 by the applicant and the finished film that can be produced by the method of the invention has two different characteristics. Firstly , the zeo-type material directly contacts and binds directly to the surface of the support. join The nature of is not fully understood.

これは主として化学的結合および/または物理的結合としうるが、いずれにせよ 結晶は中間的な「接着剤」もしくは結合剤なしに支持体表面から直接に生成する 。これは従来技術の膜、たとえば予備形成されたゼオライトの結晶を支持体の気 孔と合体させて作用的に接着もしくは所定位置に固定するEP−A−18020 0号に記載の膜とは相違する。本出願人の同時出願における仕上膜では結晶成長 が支持体表面で開始し、支持体の気孔における反対側から成長する結晶と架橋し て実質的に連続なゼオ型物質の薄膜を形成するまで外方向へ連続的に持続する。This may be primarily a chemical bond and/or a physical bond, but in any case Crystals form directly from the support surface without any intermediate "glue" or binder . This is similar to prior art membranes, for example, where preformed zeolite crystals are placed in the air on a support. EP-A-18020 in combination with the hole and operatively glued or fixed in place This is different from the membrane described in No. 0. Crystal growth in the finishing film in the applicant's concurrent application initiates at the surface of the support and crosslinks with crystals growing from the opposite side of the pores of the support. and continues outward until it forms a substantially continuous thin film of zeo-type material.

第2に、ゼオ型物質は、それぞれ個々の結晶が支持体の表面から或いは隣接する 結晶の表面から成長する実質的に連続な結晶成長を示す。これも、予備形成した 結晶が緊密接触して「接着」され或いは支持体の表面被覆が不完全である従来技 術の膜とは相違する。支持体と結晶成長との間には非晶質材料の中間層が存在し ない。Second, in zeo-type materials, each individual crystal is separated from or adjacent to the surface of the support. It shows substantially continuous crystal growth growing from the surface of the crystal. This was also preformed Conventional techniques in which the crystals are "glued" in close contact or the surface coverage of the support is incomplete It is different from the membrane of surgery. There is an intermediate layer of amorphous material between the support and the crystal growth. do not have.

これら膜において、ゼオ型物質の成長は支持体の気孔全体にわたり実質的に連続 である。好ましくは、これは支持体の全表面に対し実質的に連続である。この場 合、ゼオ型物質の層はたとえば厚さ100μmもしくはそれ以上とすることがで きる。たとえば厚さは1〜100μm1特に1〜70μmとすることができる。In these membranes, the growth of zeo-type material is virtually continuous throughout the pores of the support. It is. Preferably it is substantially continuous over the entire surface of the support. this place In this case, the layer of zeo-type material can be, for example, 100 μm or more thick. Wear. For example, the thickness can be from 1 to 100 μm, especially from 1 to 70 μm.

支持体の気孔に対し被覆を形成すると同時に、所望ならばゼオ型物質の成長を気 孔を介し支持体の本体中へ拡大させることもできる。While forming a coating on the pores of the support, if desired, the growth of zeo-type material can be prevented. It is also possible to extend through the holes into the body of the support.

好ましくは、本発明の方法により製造された膜における結晶成長は完全にピンホ ールを含まない。現実的に完全な膜を作成することが困難なことは勿論であり、 「実質的に連続」という用語は結晶成長に際し少数のピンホールを有する膜を包 含することを意図する。結晶化法を用いて膜を作成する場合、この種のピンホー ルは成長する結晶の面が正確に整合しない際に形成される亀裂である。この種の ピンホールは膜の作成直後に存在しつるが、膜の脱水もしくはイオン交換の後ま たは膜の操作期間の際に生ずることもある。これら膜は明らかに、結晶成長が非 連続的であって成長がマクロポアをもたらす従来技術の膜とは相違する。Preferably, crystal growth in films produced by the method of the present invention is completely pinpoint-free. Does not include rules. Of course, it is difficult to realistically create a perfect film; The term "substantially continuous" encompasses films that have a small number of pinholes during crystal growth. intended to include. This type of pinhole is used when creating a film using the crystallization method. A crack is a crack that forms when the planes of a growing crystal do not align precisely. this kind of Pinholes are present immediately after membrane preparation, but do not occur until after membrane dehydration or ion exchange. or during membrane operation. These films clearly show non-crystal growth. This differs from prior art membranes which are continuous and whose growth results in macropores.

膜における微量のピンホールは適する後処理、たとえば有機物質(たとえばポリ マーもしくは有機珪素物質)または無機物質(たとえば無機珪素物質)など珪素 および酸素原子と架橋しつる物質を用いて封鎖することができる)。Trace pinholes in the membrane can be removed by suitable post-treatment, e.g. with organic substances (e.g. polyamide). silicon, such as polymers or organic silicon materials) or inorganic materials (e.g. inorganic silicon materials). and can be sequestered using a substance that crosslinks with oxygen atoms).

必要に応じ後処理を補充した仕上膜における実質的に連続な結晶成長は、ゼオ型 物質の結晶内気孔を除き、膜の一方の側から他方の側に至る通路が存在しない。Substantially continuous crystal growth in the finished film, supplemented with post-treatment as necessary, There are no passageways from one side of the membrane to the other, except for the intracrystalline pores of the material.

本発明の方法により作成される仕上膜は広範囲の用途を有する。これらはたとえ ばLPG、天然ガスもしくはアルコールのような物質から水を除去すべく脱水用 に使用することができる。この種の膜は、従来使用されている有機ポリマー膜、 たとえばWO86100819に記載された市販のセシウムポリアクリレート膜 よりも、水と他の液体との混合物を脱水するのにずっと効果的である。これらは 、比較的高温度でも利用しうるという利点をさらに有する。Finished films made by the method of the invention have a wide range of uses. These are analogies For dehydration to remove water from materials such as LPG, natural gas or alcohol. It can be used for. This type of membrane consists of conventionally used organic polymer membranes, For example, the commercially available cesium polyacrylate membrane described in WO86100819 It is much more effective at dehydrating mixtures of water and other liquids. these are It has the further advantage that it can be used even at relatively high temperatures.

これらはたとえば燃料のオクタン価向上、リホーミング、ワックス除去またはノ ルマルおよびイソブタンの分離に際し、高度に分枝した化合物を含有する混合物 から線状アルカン、オレフィンまたは他の官能化炭化水素を除去するために使用 することができる。These include, for example, fuel octane upgrading, reforming, dewaxing or Mixtures containing highly branched compounds during the separation of lumal and isobutane Used to remove linear alkanes, olefins or other functionalized hydrocarbons from can do.

触媒反応と分離法との組合せが他の重要な用途である。The combination of catalysis and separation methods is another important application.

その例は、たとえばイソアルカン、イソアルケンおよび芳香族物質のような高分 技鎖の化合物の存在下における線状炭化水素の水素化および脱水素化を包含する 。これら膜は、たとえば脱水素化反応から水素を除去し或いはエステル化反応も しくはアルコール脱水素化からの水を除去することにより、所望生成物の方向へ 熱力学的平衡を移行させる接触反応に使用することができる。Examples include polymers such as isoalkanes, isoalkenes and aromatics. Involves hydrogenation and dehydrogenation of linear hydrocarbons in the presence of chemical compounds . These membranes can be used, for example, to remove hydrogen from dehydrogenation reactions or even esterification reactions. or towards the desired product by removing water from alcohol dehydrogenation. It can be used in catalytic reactions that shift thermodynamic equilibrium.

以下、実施例により本発明をさらに説明する。The present invention will be further explained below with reference to Examples.

実施例に用いた薬品は次の通りである:アルミン酸ナトリウム:公称で40%A 12o3.30%Na2Oおよび30%H2oを含有するBDH社製工業級、 珪酸ナトリウム: BDH社製、比重1.57゜使用した基板は、「メンブラロ ックス」 (登録商標)SCTタイプZとして入手しうる多チヤンネル膜の3× 3x1cmブロックとした。この基板はα−アルミナとジルコニアとで構成され 、50nmの気孔寸法を有し、さらに内径4mmの19個のチャンネルを有する 。The chemicals used in the examples are as follows: Sodium aluminate: nominally 40% A 12o3. BDH industrial grade containing 30% Na2O and 30% H2o, Sodium silicate: Manufactured by BDH Co., Ltd., specific gravity 1.57° The substrate used was “Membralo 3x multi-channel membrane available as SCT Type Z It was made into a 3x1cm block. This substrate is composed of α-alumina and zirconia. , has a pore size of 50 nm and further has 19 channels with an internal diameter of 4 mm. .

このブロックを約200.lのトルエンを含有するビーカーに1時間浸漬してブ ロックをグリース除去した(液体を3回交換した)。次いでトルエンをアセトン で置換し、洗浄工程を反復した。次いでブロックを慎重に綺麗なペトリ皿に入れ て風乾し、アルミニウム箔でゆるく覆って薬品棚に1晩置いた。This block is approximately 200. The solution was soaked in a beaker containing 1 liter of toluene for 1 hour. The lock was degreased (fluid was changed 3 times). Then toluene is replaced with acetone. and the washing process was repeated. Then carefully place the block into a clean Petri dish. The samples were air-dried, covered loosely with aluminum foil and placed in a medicine cabinet overnight.

綺麗な乾燥ブロックをQVF (登録商標)ガラス管(直径80cm)に入れた 。このQVFチューブにPTFE末端プレートを装着して、金属ナツトおよびボ ルトにより所定位置に保たれたステンレス鋼フランジにより所定位置に保った。Place a clean dry block into a QVF (registered trademark) glass tube (diameter 80 cm) . Attach the PTFE end plate to this QVF tube and tighten the metal nuts and bolts. It was held in place by a stainless steel flange which was held in place by a bolt.

容器を予め蒸留水、アセトン、トルエンおよび最後にアセトンで洗浄して綺麗に した後、綺麗な乾燥空気の流れで乾燥させた。Clean the container by pre-rinsing it with distilled water, acetone, toluene and finally with acetone. After that, it was dried with a stream of clean dry air.

2種の溶液AおよびBを別々に次のようにして2本の16オンスのガラス瓶にて 作成した: 溶液A+34.4gのアルミン酸ナトリウム(BDH製の工業縁)および155 .0gの蒸留した脱イオン水。Two solutions A and B were prepared separately in two 16 oz glass bottles as follows: Created: Solution A + 34.4 g of sodium aluminate (industrial edge from BDH) and 155 .. 0 g of distilled, deionized water.

このアルミン酸塩を分析して次の結果を得た:27.44%Na 0,43.3 6%A I 20 aおよび29.2θ%H20゜ 次いで混合物を溶解するまで機械的に振とうした。This aluminate was analyzed with the following results: 27.44% Na 0.43.3 6%A I 20 a and 29.2θ%H20゜ The mixture was then mechanically shaken until dissolved.

溶液B:53.4gの珪酸ナトリウム、比重1.57(BDH社)(分析は13 .53%N a 20129. 28%SiOおよび57.20%H20を示し た)および155.Ogの蒸留した脱イオン水。Solution B: 53.4 g of sodium silicate, specific gravity 1.57 (BDH) (analysis was 13 .. 53%Na 20129. Shows 28% SiO and 57.20% H20 ) and 155. Og distilled deionized water.

溶液Aを溶液Bにこれら両者を撹拌および振とう(手動による)しながらゆっく り添加して、完全かつ均一な混合を確保した(これは、ヒドロゲルの塊が形成さ れないよう確保するのに重要である)。この結果、次の公称モル組成を有するヒ ドロゲルが生じた:2、 ONa O:AI O: 2. O8102:143  H2O。Add solution A to solution B slowly while stirring and shaking (manually). was added to ensure complete and uniform mixing (this will prevent hydrogel clumps from forming). (This is important to ensure that the This results in a hydrogen with the following nominal molar composition: Drogel was formed: 2, ONa O: AI O: 2. O8102:143 H2O.

分析値に基づくモル組成は次の通りであった:1、83 Na O:A120a  : 1.78 S 102 :132.9H20゜ このヒドロゲルを、ブロックを含有するQVFチューブにゆっくり注ぎ入れた。The molar composition based on the analytical values was as follows: 1,83 NaO:A120a : 1.78 S 102 : 132.9H20゜ The hydrogel was slowly poured into the QVF tube containing the block.

チューブを第2のPTFE円盤と金属末端フランジとで封止し、90°Cまで2 時間予熱されたオーブンに入れた。次いでこれを取出し、急速に水浴中で5〜1 0分間冷却した。このチューブの1端部を開口させ、溶液を注ぎ出すと共にブロ ックを長い平棒で慎重に取出してブロックが決して破損しないよう確保した。こ のブロックをガラスビーカーに入れ、100m1づつの蒸留脱イオン水で3回洗 浄し、溶液をその都度回動させて残留ゼオライト溶液を完全に除去した。次いで 、これを90℃のオーブン内で20分間乾燥させ、ティシュ−紙で拭って残留物 質を除去した。次いでこの洗浄および乾燥を反復した。The tube was sealed with a second PTFE disc and a metal end flange and heated to 90°C for 2 Placed in a preheated oven for an hour. Then take it out and rapidly soak it in a water bath for 5-1 minutes. Cooled for 0 minutes. Open one end of this tube, pour out the solution, and The block was carefully removed with a long flat rod to ensure that the block was not damaged in any way. child Place the blocks in a glass beaker and wash three times with 100ml portions of distilled deionized water. The remaining zeolite solution was completely removed by cleaning and rotating the solution each time. then , dry this in an oven at 90°C for 20 minutes, and wipe it with tissue paper to remove any residue. quality was removed. This washing and drying was then repeated.

次いで、新たな溶液AおよびBを上記と同様に用いて新たなヒドロゲルを作成し た。メツシュを新鮮なヒドロゲルに浸漬し、次いで浸漬および洗浄を上記と同様 に反復したが、ただし浸漬時間を2時間でなく24時間とした。New solutions A and B were then used as above to create a new hydrogel. Ta. Soak the mesh in fresh hydrogel, then soak and wash as above. was repeated, except that the soaking time was 24 hours instead of 2 hours.

走査型電子顕微鏡(SEM)によるブロック表面の検査は、ブロックの表面に直 接結合した著量の立法晶ゼオライトA結晶を示した。Inspection of the block surface using a scanning electron microscope (SEM) is performed directly on the block surface. It showed significant amounts of cubic zeolite A crystals bound together.

例2(比較) 実施例1の手順を正確に反復したが、ただし初期の浸漬工程(90℃にて2時間 )およびその後の洗浄を省略した。SEMによる得られたブロックの検査はずっ と劣るゼオライトの被覆を示した。Example 2 (comparison) The procedure of Example 1 was repeated exactly, but with an initial soaking step (2 hours at 90°C). ) and subsequent washing was omitted. Examination of the obtained blocks by SEM was showed poor zeolite coverage.

実施例3 実施例1の手順を正確に反復したが、ただし最初の浸漬工程の前にブロックには コバルトを含有する表面被覆を設けた。Example 3 The procedure of Example 1 was repeated exactly, except that the block was A surface coating containing cobalt was provided.

支持体を500m lの0.1M Co (NO3)2 ・6H20に室温にて 2時間浸漬した。次いで支持体を取出してガラスペトリ皿に入れ、新鮮なO,I MO,LMCo(No) ・6HO溶液の眉を表面上にピペットで施した。この 支持体を90℃にて30分間乾燥させ、第2の量を施した。この支持体を90℃ にて90分間乾燥させ、次いで空気中で550℃にて6時間加熱した。The support was added to 500ml of 0.1M Co(NO3)2.6H20 at room temperature. Soaked for 2 hours. The support was then removed and placed in a glass Petri dish with fresh O,I A coat of MO, LMCo (No) 6HO solution was pipetted onto the surface. this The support was dried at 90° C. for 30 minutes and a second load was applied. This support was heated at 90°C. for 90 minutes, and then heated in air at 550° C. for 6 hours.

得られたブロックを実施例1の手順にかけ、次いでSEMにより検査した。これ はゼオライト結晶の連続表面被覆を有した:SEM倍率×500を第1図に示す 。The resulting block was subjected to the procedure of Example 1 and then examined by SEM. this had a continuous surface coverage of zeolite crystals; SEM magnification ×500 is shown in Figure 1. .

実施例4 用いた基板はベキポール(登録商標)ST5BL3フィルタとした。これは極め て微細な316ステンレス鋼繊維が三次元の迷路構造で合体して構成される。各 繊維は蜂巣ウェーブまでランダムに配置される。このウェブをさらに圧縮すると 共に焼結させて、各繊維が交差する極めて丈夫な金属結合を与える。クールター ・ボロメータにより測定した平均気孔寸法は5.3μmであり、上表面における ワイヤの直径は6.5μmである。Example 4 The substrate used was a Bekipol (registered trademark) ST5BL3 filter. This is the ultimate It is made up of fine 316 stainless steel fibers that come together in a three-dimensional labyrinth structure. each The fibers are randomly arranged up to a honeycomb wave. Compressing this web further Sintered together to provide an extremely strong metallic bond where each fiber intersects. coulter ・The average pore size measured by a bolometer is 5.3 μm, and the The diameter of the wire is 6.5 μm.

このメツシュの7cm円盤を実施例1に記載したようにグリース除去した。次い で、これを155gの水における53.4gの珪酸ナトリウムの溶液に90℃に て4時間浸漬した。取出した後、メツシュを充分に水洗し、次いで実施例1に記 載したように溶液AおよびBから作成したヒドロゲルに浸漬した。次いで処理を 実施例1におけると同様に行った。A 7 cm disc of this mesh was degreased as described in Example 1. next This was then added to a solution of 53.4 g of sodium silicate in 155 g of water at 90°C. and soaked for 4 hours. After removal, the mesh was thoroughly washed with water, and then the same procedure as described in Example 1 was carried out. Hydrogels made from solutions A and B were immersed as described above. Then process The same procedure as in Example 1 was carried out.

SEMによる肉眼検査は、支持体の気孔の約30%被覆を示した。Visual inspection by SEM showed approximately 30% coverage of the pores of the support.

比較実験において、珪酸ナトリウム浸漬工程を略した。In the comparative experiment, the sodium silicate immersion step was omitted.

仕上メツシュの肉眼検査は、支持体の気孔の約20〜25%被覆を示した。Visual inspection of the finished mesh showed approximately 20-25% coverage of the pores of the support.

実施例5 実施例1の一般的手順を、実施例4で示した基板を用いて反復した。初期ヒドロ ゲルにおける浸漬は90℃にて5分間とした。初期ヒドロゲルからの除去および 洗浄の後、メツシュを透過型電子顕微鏡およびX線分析により分析した。Example 5 The general procedure of Example 1 was repeated using the substrate shown in Example 4. initial hydro Immersion in the gel was at 90°C for 5 minutes. removal from the initial hydrogel and After washing, the mesh was analyzed by transmission electron microscopy and X-ray analysis.

透過型電子顕微鏡図(倍率100.000)を第2図に示す。半球状の球体が表 面に直接結合して示される。A transmission electron micrograph (magnification: 100.000) is shown in FIG. A hemispherical sphere is on the front. Shown directly bonded to a surface.

X線分析は、これら球体が主として珪素および酸素を含有することを示した。こ れら球体は珪酸オリゴマーである。X-ray analysis showed that these spheres contained mainly silicon and oxygen. child These spheres are silicic acid oligomers.

フロントページの続き (72)発明者 ネイラー、ティモジ−ド ビリアーズイギリス国、ティーダブ リュー20 0エヌキユー、サリー、エガム、エングルフィールド グリーン、 キングズウッド クロース10Continuation of front page (72) Inventor: Naylor, Timozide Villiers, UK, T-Dub Ryu 200 NK, Surrey, Egham, Englefield Green, Kingswood Close 10

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 1. 次の工程:(i)多孔質支持体の少なくとも1つの表面を、珪酸のオリゴ マーが支持体の前記表面に直接結合するようになる条件下で、珪酸の原料を含有 する溶液もしくは懸濁物と接触させ;(ii)前記オリゴマーが結合した支持体 と、珪酸の原料を含有する前記溶液もしくは懸濁物とを分離し;次いで(iii )前記支持体の表面を、結晶化して結晶ゼオ型物質を生成しうる合成ゲルと接触 させ、前記ゲルの結晶化を誘発させてゼオ型物質を前記表面上に結晶化させるこ とを特徴とする多孔質支持体へのゼオ型物質の沈着法。1. Next step: (i) At least one surface of the porous support is coated with silicic acid oligo containing the raw material of silicic acid under conditions such that the mer binds directly to said surface of the support. (ii) a support to which said oligomer is bound; and the solution or suspension containing the silicic acid raw material; then (iii ) contacting the surface of said support with a synthetic gel capable of crystallizing to produce a crystalline zeo-type material; and induce crystallization of the gel to crystallize the zeo-type material on the surface. A method for depositing a zeo-type substance onto a porous support, characterized by: 2. 工程(i)が前記表面を前記溶液もしくは懸濁物に浸漬させることからな り、工程(ii)が前記支持体を前記溶液もしくは懸濁物から除去することから なり、さらに工程(iii)が前記表面を前記ゲルに浸漬することからなること を特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。2. Step (i) does not involve immersing the surface in the solution or suspension. and step (ii) involves removing the support from the solution or suspension. and step (iii) further comprises immersing said surface in said gel. A method according to claim 1, characterized in that: 3. 工程(ii)と(iii)との間にて、前記オリゴマーが結合した支持体 を洗浄して前記溶液もしくは懸濁物と遊離物質とを除去することを特徴とする請 求の範囲第1項または第2項に記載の方法。3. Between steps (ii) and (iii), the support to which the oligomer is bound A claim characterized in that the solution or suspended matter and free substances are removed by washing the solution or suspended matter and free substances. The method according to claim 1 or 2. 4. 工程(i)にて表面を、結晶化して結晶ゼオ型物質を生成しうる合成ゲル に、前記オリゴマーを前記表面に結合させるのに充分な時間にわたり浸漬するこ とを特徴とする請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の方法。4. Synthetic gel whose surface can be crystallized to produce a crystalline zeo-type substance in step (i) and soaking the oligomer for a sufficient time to bind the oligomer to the surface. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that: 5. 浸漬工程(iii)を新鮮な合成ゲルに対して行うことを特徴とする請求 の範囲第4項に記載の方法。5. A claim characterized in that the dipping step (iii) is performed on fresh synthetic gel The method described in item 4 of the scope. 6. 工程(i)の前の多孔質支持体が金属および/またはその酸化物としての ニッケル、コバルトおよび/またはモリブデンの表面被覆を有することを特徴と する請求の範囲第1〜5項のいずれかに記載の方法。6. The porous support before step (i) contains the metal and/or its oxide. characterized by having a surface coating of nickel, cobalt and/or molybdenum The method according to any one of claims 1 to 5.
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