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水を含む高温気体からの水素分離用ゼオライト膜の開発

开发用于从含水高温气体中分离氢气的沸石膜

基本信息

批准号：
07235205
负责人：
都田昌之
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07235205/
关键词：
膜分離無機分離膜水素分離高温度腐蝕性気体エネルギー

项目摘要

本研究はUT-3サイクルにおける高温のH2-H2O-HBr三成分系から水素を連続的に分離するゼオライト膜の開発を試みたものである。結晶構造に数Åの細孔を有するゼオライトを基盤とする膜の問題点は、多結晶体として成膜されるゼオライト結晶間に間隙が出来やすくこの間隙からの漏れによって、本来ゼオライトの持つ数Åの細孔による選択的な分離が十分生かされないことが挙げられる。ここでは、テトラエトキシシラン(TEOS)の気相析出反応(CVD)法によって間隙を塞ぎ、ゼオライトの持つ数Åの細孔による選択的な分離が発揮されるゼオライト膜の開発を行った。水熱合成した膜質はゼオライトにアルミナ成分を全く含まないZSM-5型の疎水性を示すシリカライトである。シリカライト膜にTEOSの強制吸引式CVD処理を施し、ガス透過分離実験を行ったところ、CVD処理を行うことでゼオライト結晶間の間隙閉塞の制御ができることが分かった。H2-N2二成分系において、圧力差が10kPaで分離温度400℃以上において、H2の分離係数がKnudsen拡散の理論限界値3.74を十分越える分離性能が得られた。さらに、本来の目的であるH2-H2O-HBr三成分系においては、H2OとHBrに比べH2の透過・分離性の向上を図ることが出来た。これは成膜したシリカライト界面の疎水性効果が発現されたものと考えられる。

In this study, the separation and membrane development of UT-3 ternary system H2-H2O-HBr at high temperature were studied. The crystal structure has a small number of pores, and the film has a problem point. The polycrystalline film has a gap between the crystals. The gap has a leakage point. The original crystal structure has a small number of pores. The separation point has a high separation point. The separation and development of thin film by CVD method is carried out in the process of filling gaps and fine pores of TEOS. Hydrothermal synthesis of the film quality of the ZSM-5-type polymer The chemical vapor deposition (CVD) treatment of TEOS film is carried out through the separation process, and the CVD treatment is carried out through the separation process For H2-N2 binary system, the pressure difference is 10kPa, the separation temperature is above 400℃, the separation coefficient of H2 is 3.74, the theoretical limit of Knudsen dispersion is 10 kPa, and the separation performance is obtained. H2-H2O-HBr ternary system is characterized by high permeability, high separability, and high selectivity. The water-repellent effect of the film-forming interface has been discovered for many years.