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JP6901725B2 - Zeolite separation membrane and its manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、ゼオライト分離膜及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a zeolite separation membrane and a method for producing the same.

ゼオライトは結晶固有の細孔があり、理想的な分子篩性が期待できる物質である。しかし、一般にゼオライトは粉末結晶として得られ、結晶間クラックのないマクロなゼオライト膜を創製することは多くのノウハウの集積が必要である。
ゼオライト微結晶を用いてマクロなゼオライト膜を作製する方法としては、アルミナ等の多孔質体の支持体上に、シリカとアルミナを出発材料として水熱合成法あるいは気相法等によりゼオライト膜を析出させる方法がある(特許文献1)。また、ゼオライト微結晶を種結晶として支持体上にゼオライト膜を形成する方法も報告されている(特許文献3)。
Zeolites have pores peculiar to crystals and are substances that can be expected to have ideal molecular sieving properties. However, zeolite is generally obtained as powder crystals, and it is necessary to accumulate a lot of know-how to create a macrozeolite membrane without intercrystal cracks.
As a method for producing a macrozeolite film using zeolite microcrystals, a zeolite film is precipitated on a support of a porous body such as alumina by a hydrothermal synthesis method or a vapor phase method using silica and alumina as starting materials. There is a method of making it (Patent Document 1). Further, a method of forming a zeolite membrane on a support using zeolite microcrystals as seed crystals has also been reported (Patent Document 3).

特開2003−210950号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-210950 特開2013−59714号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-59714 特開2016−174996号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-174996 特開2016−179417号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-179417

ゼオライト結晶の細孔径は1.0nm程度であり、複数成分の混合物から特定成分を選択的に分離する分離膜として好適に利用することができる。しかしながら、ゼオライト膜にクラック等の欠陥が存在すると、その欠陥部分では分離作用が機能しないため、ゼオライト膜による分離作用が十分に発揮されるようにするには、完全に欠陥のないマクロなゼオライト膜を用意しなければならない。このようなゼオライト膜を作製するにはかなりのノウハウが必要である。
本発明は、ゼオライト結晶の細孔による分離作用を確実に利用することができるゼオライト膜と、そのゼオライト膜の好適な製造方法を提供することを目的とする。
The pore size of the zeolite crystal is about 1.0 nm, and it can be suitably used as a separation membrane for selectively separating a specific component from a mixture of a plurality of components. However, if there are defects such as cracks in the zeolite membrane, the separation action does not work in the defective part. Therefore, in order to fully exert the separation action by the zeolite membrane, a macro zeolite membrane completely free of defects is required. Must be prepared. Considerable know-how is required to produce such a zeolite membrane.
An object of the present invention is to provide a zeolite membrane capable of reliably utilizing the separating action of zeolite crystals by pores, and a suitable method for producing the zeolite membrane.

本発明に係るゼオライト分離膜は、ゼオライト微結晶体が相互に結合してなるゼオライト分離膜であって、前記各々のゼオライト微結晶体の表面が酸化グラフェンにより被覆され、前記酸化グラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく結合されてなることを特徴とする。
また、本発明に係るゼオライト分離膜は、ゼオライト微結晶体が相互に結合してなるゼオライト分離膜であって、前記各々のゼオライト微結晶体の表面がグラフェンにより被覆され、前記グラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく結合されてなることを特徴とする。
なお、ゼオライト微結晶体が隙間なく結合されるという意味は、酸化グラフェンあるいはグラフェンを介してゼオライト微結晶体が緻密に結合され、ゼオライト結晶の細孔構造に基づく分離機能が保持される、すなわちゼオライト結晶による分離機能を損なうクラック等の欠陥がまったく排除された状態の分離膜として構成されるという意味である。
The zeolite separation membrane according to the present invention is a zeolite separation membrane in which zeolite microcrystals are bonded to each other, and the surface of each of the zeolite microcrystals is coated with graphene oxide, and zeolite is passed through the graphene oxide. It is characterized in that microcrystals are bonded without gaps.
Further, the zeolite separation membrane according to the present invention is a zeolite separation membrane in which zeolite microcrystals are bonded to each other, and the surface of each of the zeolite microcrystals is coated with graphene, and zeolite is interposed through the graphene. It is characterized in that microcrystals are bonded without gaps.
The meaning that the zeolite microcrystals are bonded without gaps means that the zeolite microcrystals are densely bonded via graphene oxide or graphene, and the separation function based on the pore structure of the zeolite crystals is maintained, that is, zeolite. It means that it is configured as a separation film in a state in which defects such as cracks that impair the separation function by crystals are completely eliminated.

また、本発明に係るゼオライト分離膜の製造方法は、ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンとを水に分散させた分散液を調製する工程と、前記分散液中でゼオライト微結晶体の表面に酸化グラフェンを被着させ、酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体の分散液を得る工程と、酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体が分散する分散液から酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体をろ過し、ゼオライト微結晶体の表面を被覆する酸化グラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく結合されてなるゼオライト分離膜を得る工程とを備えることを特徴とする。
また、前記酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体の分散液を調製する工程において、前記分散液を、酸化グラフェンと前記ゼオライト微結晶体とが相互作用し、ゼオライト微結晶体の表面に酸化グラフェンが被着するpH値に調整することにより、確実にかつ容易に酸化グラフェンによりゼオライト微結晶体の表面を被覆することができる。
また、本発明に係るゼオライト分離膜の製造方法は、ゼオライト微結晶体の表面を被覆する酸化グラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく結合されてなるゼオライト分離膜を得た後工程として、前記ゼオライト微結晶体の表面を被覆する酸化グラフェンを還元し、前記ゼオライト微結晶体の表面を被覆するグラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく結合されてなるゼオライト分離膜を得る工程を備えることを特徴とする。
Further, the method for producing a zeolite separation film according to the present invention includes a step of preparing a dispersion liquid in which a zeolite microcrystal and graphene oxide are dispersed in water, and a graphene oxide on the surface of the zeolite microcrystal in the dispersion liquid. To obtain a dispersion of zeolite microcrystals coated with graphene oxide, and a zeolite microcrystal coated with graphene oxide from a dispersion in which zeolite microcrystals coated with graphene oxide are dispersed. It is characterized by comprising a step of filtering to obtain a zeolite separation film in which zeolite microcrystals are bonded without gaps via graphene oxide that coats the surface of the zeolite microcrystals.
Further, in the step of preparing the dispersion liquid of the zeolite microcrystals coated with the graphene oxide, the graphene oxide and the zeolite microcrystals interact with each other in the dispersion liquid, and the graphene oxide is formed on the surface of the zeolite microcrystals. By adjusting the pH value to which the zeolite adheres, the surface of the zeolite microcrystal can be reliably and easily coated with graphene oxide.
Further, the method for producing a zeolite separation membrane according to the present invention is described as a subsequent step of obtaining a zeolite separation membrane in which zeolite microcrystals are bonded without gaps via graphene oxide that coats the surface of the zeolite microcrystals. A step of reducing the graphene oxide that coats the surface of the zeolite microcrystals to obtain a zeolite separation membrane in which the zeolite microcrystals are bonded without gaps via the graphene that coats the surface of the zeolite microcrystals is provided. It is a feature.

本発明に係るゼオライト分離膜は、ゼオライト結晶の細孔による分離機能を確実に備える分離膜として提供することができる。また、本発明に係るゼオライト分離膜の製造方法によればゼオライト分離膜を確実にかつ容易に製造することができる。 The zeolite separation membrane according to the present invention can be provided as a separation membrane that surely has a separation function by pores of zeolite crystals. Further, according to the method for producing a zeolite separation membrane according to the present invention, the zeolite separation membrane can be reliably and easily produced.

グラフェンによりゼオライト微結晶体を被覆したゼオライト分離膜(a)、ゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜(b)の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the zeolite separation membrane (a) which coated the zeolite microcrystal with graphene, and the zeolite separation membrane (b) which consists of a zeolite microcrystal. MFIゼオライトとBEAゼオライトの構造図である。It is a structural drawing of MFI zeolite and BEA zeolite. 酸化グラフェンのAFM像(原子間力顕微鏡像)と厚さの測定プロファイルである。AFM image (atomic force microscope image) and thickness measurement profile of graphene oxide. 酸化グラフェンの表面電荷密度のpH変化を測定した結果を示すグラフと、酸化グラフェンの構造モデル図である。It is a graph which shows the result of having measured the pH change of the surface charge density of graphene oxide, and the structural model figure of graphene oxide. ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの表面電荷密度のpHによる変化を調べた結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having investigated the change by pH of the surface charge density of a zeolite microcrystal and graphene oxide. ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの分散液に塩化アンモニウムを添加してpHを変えたときのイオン強度の変化を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the change of the ionic strength when ammonium chloride was added to the dispersion liquid of a zeolite microcrystal and graphene oxide, and the pH was changed. ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの分散液に塩化アンモニウムを添加したときの作用を示す図である。It is a figure which shows the action when ammonium chloride is added to the dispersion liquid of a zeolite microcrystal and graphene oxide. ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの水分散液に添加する塩化アンモニウムの添加量を変えて、ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの分散状態を実験した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having experimented the dispersion state of a zeolite microcrystal and graphene oxide by changing the addition amount of ammonium chloride added to the aqueous dispersion liquid of a zeolite microcrystal and graphene oxide. 塩化アンモニウムの添加量を0.05Mに設定し、分散液を作成した直後と、48時間経過後の状態を示す写真である。It is a photograph showing the state immediately after preparing a dispersion liquid by setting the addition amount of ammonium chloride to 0.05 M, and after 48 hours have passed. ゼオライト微結晶体、酸化グラフェン、酸化グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体の水分散液について、分散液を調製した初期状態と平衡状態になった状態で、分散状態が変化するか否かを測定した結果を示すグラフである。Regarding the aqueous dispersion of zeolite microcrystals, graphene oxide, and zeolite microcrystals coated with graphene oxide, it was measured whether or not the dispersion state changed in the state of being in equilibrium with the initial state in which the dispersion was prepared. It is a graph which shows the result. ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの水分散液に塩化アンモニウムを添加した場合と、添加しない場合とで酸化グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体の分散性がどのようになるかを実験した結果を示す写真である。Photograph showing the results of experiments on the dispersibility of zeolite microcrystals coated with graphene oxide with and without addition of ammonium chloride to the aqueous dispersion of zeolite microcrystals and graphene oxide. Is. 酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体をグラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体を作成する熱処理工程の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the heat treatment process which prepares the zeolite microcrystal which is coated with graphene oxide, and is formed the zeolite microcrystal which is coated with graphene. 窒素吸着等温線グラフ(a)、低圧下における窒素吸着等温線グラフ(b)、グラフェン−ゼオライト分離膜の細孔分布を示すグラフ(c)、グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜のSEM像である。Nitrogen adsorption isotherm graph (a), nitrogen adsorption isotherm graph under low pressure (b), graph showing pore distribution of graphene-zeolite separation membrane (c), zeolite separation membrane composed of graphene-coated zeolite microcrystals It is an SEM image of. 窒素吸着等温線グラフ(a)、低圧下における窒素吸着等温線グラフ(b)、グラフェン−ゼオライト分離膜の細孔分布を示すグラフ(c)、グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜のSEM像である。Nitrogen adsorption isotherm graph (a), nitrogen adsorption isotherm graph under low pressure (b), graph showing pore distribution of graphene-zeolite separation membrane (c), zeolite separation membrane composed of graphene-coated zeolite microcrystals It is an SEM image of. 窒素吸着等温線グラフ(a)、低圧下における窒素吸着等温線グラフ(b)、グラフェン−ゼオライト分離膜の細孔分布を示すグラフ(c)、グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜のSEM像である。Nitrogen adsorption isotherm graph (a), nitrogen adsorption isotherm graph under low pressure (b), graph showing pore distribution of graphene-zeolite separation membrane (c), zeolite separation membrane composed of graphene-coated zeolite microcrystals It is an SEM image of. 窒素吸着等温線グラフ(a)、低圧下における窒素吸着等温線グラフ(b)、グラフェン−ゼオライト分離膜の細孔分布を示すグラフ(c)、グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜のSEM像である。Nitrogen adsorption isotherm graph (a), nitrogen adsorption isotherm graph under low pressure (b), graph showing pore distribution of graphene-zeolite separation membrane (c), zeolite separation membrane composed of graphene-coated zeolite microcrystals It is an SEM image of. ゼオライト微結晶の表面積と、グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体の表面積を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the surface area of a zeolite microcrystal and the surface area of a zeolite microcrystal coated with graphene. ヘリウム圧力と流速との関係を測定したグラフ(a)、窒素とヘリウムの透過性を調べた結果を示すグラフである。It is a graph (a) which measured the relationship between the helium pressure and the flow velocity, and the graph which shows the result of having investigated the permeability of nitrogen and helium.

(ゼオライト分離膜の構成)
本発明に係るゼオライト分離膜は、ゼオライトの結晶が備える微小な細孔構造を利用して混合ガス等を分離する機能を備えるものであり、ゼオライト微結晶体が隙間なく結合したシート状の形態に形成されたものである。本発明においては、ゼオライト微結晶体を隙間なく結合させるため、ゼオライト微結晶体の表面にグラフェンあるいは酸化グラフェンを被覆し、グラフェンあるいは酸化グラフェンを介することでゼオライト微結晶体が隙間なく結合された分離膜として構成される。
(Structure of Zeolite Separation Membrane)
The zeolite separation membrane according to the present invention has a function of separating a mixed gas or the like by utilizing the minute pore structure of the zeolite crystals, and has a sheet-like form in which zeolite microcrystals are bonded without gaps. It is formed. In the present invention, in order to bond the zeolite microcrystals without gaps, the surface of the zeolite microcrystals is coated with graphene or graphene oxide, and the zeolite microcrystals are bonded without gaps via graphene or graphene oxide. Constructed as a membrane.

図1(a)にゼオライト微結晶体10の表面をグラフェン12により被覆して形成したゼオライト分離膜の構造、図1(b)に従来のゼオライト微結晶体10のみからなるゼオライト分離膜を模式的に示した。図1(a)、(b)は、ゼオライト分離膜に混合ガスを通過させることで微小な分子のみがゼオライト分離膜を通過して分離されることを示す。 FIG. 1 (a) schematically shows the structure of a zeolite separation membrane formed by coating the surface of the zeolite microcrystals 10 with graphene 12, and FIG. 1 (b) schematically shows a zeolite separation membrane composed of only the conventional zeolite microcrystals 10. It was shown to. FIGS. 1 (a) and 1 (b) show that when the mixed gas is passed through the zeolite separation membrane, only minute molecules pass through the zeolite separation membrane and are separated.

なお、図1(a)ではグラフェン12が隣接するゼオライト微結晶体10間に連続的に(シート状の形態で)配されるように描いているが、グラフェン12はゼオライト微結晶体間に連続して配されるものではない。実際には、グラフェン12はゼオライト微結晶体10よりも小さく、ゼオライト微結晶体10の表面を複数枚のグラフェン12で被覆する形態となる。
ゼオライト微結晶体10のサイズはとくには限定されるものではないが、複数枚のグラフェン(10nm〜数十nm程度の大きさ)で被覆するようにするためには、小径のものとしては50nm〜100nmのもの、大径のものとしては10μm〜20μm程度のものが使用できる。
In FIG. 1A, graphene 12 is drawn so as to be continuously arranged (in the form of a sheet) between the adjacent zeolite crystallites 10, but graphene 12 is continuous between the zeolite crystallites. It is not distributed. Actually, the graphene 12 is smaller than the zeolite microcrystals 10, and the surface of the zeolite microcrystals 10 is coated with a plurality of graphenes 12.
The size of the zeolite microcrystal 10 is not particularly limited, but in order to cover it with a plurality of graphenes (a size of about 10 nm to several tens of nm), a small diameter one of 50 nm or more. Those with a diameter of 100 nm and those with a large diameter of about 10 μm to 20 μm can be used.

ゼオライト微結晶体10を被覆するグラフェンあるいは酸化グラフェンの細孔はゼオライト微結晶の細孔よりもはるかに大きく、ゼオライト微結晶の細孔構造に基づく分子の分離作用に影響を及ぼすことはない。また、ゼオライト分離膜はアルミナ等のゼオライト分離膜の細孔よりも大径の孔をもつ支持体14に支持して使用する。 The pores of graphene or graphene oxide covering the zeolite microcrystals 10 are much larger than the pores of the zeolite microcrystals and do not affect the molecular separation action based on the pore structure of the zeolite microcrystals. Further, the zeolite separation membrane is used by supporting it on a support 14 having pores having a diameter larger than the pores of the zeolite separation membrane such as alumina.

図1(a)、(b)に示すように、ゼオライト微結晶体の細孔構造による分離作用が有効に機能するには、ゼオライト微結晶体が相互に(平面方向にも積層方向にも)隙間なく緻密に結合した膜として構成される必要がある。ゼオライト微結晶膜に欠陥等によりわずかな隙間(孔)が存在するとゼオライトの細孔構造による分離作用が阻害される。図1(b)は、ゼオライト微結晶体が隙間なく結合していないと、分離作用が不十分になることを示している。
本発明に係るゼオライト分離膜では、ゼオライト微結晶体の表面がグラフェンあるいは酸化グラフェンにより被覆され、グラフェンあるいは酸化グラフェンを介してゼオライト微結晶体が結合されることにより、ゼオライト微結晶体が確実にかつ緻密に結合され、ゼオライトの結晶構造に基づく分離作用を確実に得ることができる。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), in order for the separation action of the zeolite microcrystals due to the pore structure to function effectively, the zeolite microcrystals are mutually (both in the planar direction and in the stacking direction). It needs to be configured as a tightly bonded film without gaps. If a slight gap (pore) is present in the zeolite microcrystal film due to a defect or the like, the separation action due to the pore structure of zeolite is hindered. FIG. 1 (b) shows that the separation action is insufficient if the zeolite microcrystals are not bonded without gaps.
In the zeolite separation membrane according to the present invention, the surface of the zeolite microcrystals is coated with graphene or graphene oxide, and the zeolite microcrystals are bonded via graphene or graphene oxide to ensure that the zeolite microcrystals are formed. It is tightly bonded and a separating action based on the crystal structure of zeolite can be surely obtained.

ゼオライト分離膜は本来導電性を備えるものではないが、本発明に係るグラフェンでゼオライト微結晶体を被覆したゼオライト分離膜は導電性を備えるものとなる。したがって、この場合はゼオライト分離膜に電圧を印加することで、電荷をもつ分子をゼオライト分離膜に留めることができ、電荷をもっていない分子を分離するといった利用の仕方が可能である。 The zeolite separation membrane does not originally have conductivity, but the zeolite separation membrane in which the zeolite microcrystals are coated with graphene according to the present invention has conductivity. Therefore, in this case, by applying a voltage to the zeolite separation membrane, charged molecules can be retained in the zeolite separation membrane, and uncharged molecules can be separated.

(ゼオライト分離膜の製造方法)
<ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの作用>
本発明に係るゼオライト分離膜の製造方法においては、ゼオライト微結晶体の表面を酸化グラフェンで被覆し、酸化グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体を相互に結合させてシート状のゼオライト分離膜(圧縮成形膜)を作製する。
ゼオライト分離膜を作製する実験で使用したゼオライト微結晶体は、MFIゼオライト(早稲田大学製、三菱化学製)、BEAゼオライト(早稲田大学製)、東ソー製のゼオライトF9(大きさ10μm以上)である。
表1に、MFIゼオライトとBEAゼオライトの大きさと細孔径を示す。また、図2にMFIゼオライトとBEAゼオライトの構造を示す。

Figure 0006901725
(Manufacturing method of zeolite separation membrane)
<Action of zeolite microcrystals and graphene oxide>
In the method for producing a zeolite separation membrane according to the present invention, the surface of the zeolite microcrystals is coated with graphene oxide, and the zeolite microcrystals coated with graphene oxide are bonded to each other to form a sheet-shaped zeolite separation membrane (compression molding). Membrane) is prepared.
The zeolite microcrystals used in the experiment for producing the zeolite separation membrane are MFI zeolite (manufactured by Waseda University, Mitsubishi Chemical), BEA zeolite (manufactured by Waseda University), and zeolite F9 (size 10 μm or more) manufactured by Toso.
Table 1 shows the sizes and pore diameters of MFI zeolite and BEA zeolite. In addition, FIG. 2 shows the structures of MFI zeolite and BEA zeolite.
Figure 0006901725

MFIゼオライトとBEAゼオライトとして比較的小さなゼオライト微結晶体を使用した理由は、酸化グラフェンでゼオライト微結晶体を被覆する(ラップする)際に、小さなゼオライト微結晶体である方が酸化グラフェンで被覆しやすいと考えたからである。もちろん、ゼオライト分離膜の作製に使用するゼオライト微結晶体の大きさが、表1に示した大きさのものに限定されるものではない。 The reason for using relatively small zeolite microcrystals as MFI zeolite and BEA zeolite is that when the zeolite microcrystals are coated (wrapped) with graphene oxide, the smaller zeolite microcrystals are coated with graphene oxide. I thought it would be easy. Of course, the size of the zeolite microcrystals used to prepare the zeolite separation membrane is not limited to the sizes shown in Table 1.

図3は、ゼオライト微結晶体の被覆に使用した酸化グラフェンのAFM像(原子間力顕微鏡像)と厚さを測定したプロファイルを示す。
AFM像で暗く見えている部分が測定用の基板、やや明るく見えている部分が酸化グラフェンである。高さプロファイルはAFM像で基板部分と酸化グラフェンとの境界部分を横断するようにスキャンして測定したものである。
高さプロファイルの測定結果から、酸化グラフェンの厚さは2nm程度であり、この測定対象の酸化グラフェンは3−5枚重なっているとみられる。
FIG. 3 shows an AFM image (atomic force microscope image) of graphene oxide used for coating zeolite microcrystals and a profile of measured thickness.
The part that looks dark in the AFM image is the substrate for measurement, and the part that looks slightly bright is graphene oxide. The height profile is an AFM image measured by scanning across the boundary between the substrate and graphene oxide.
From the measurement result of the height profile, the thickness of graphene oxide is about 2 nm, and it seems that 3-5 graphene oxides to be measured overlap.

本発明方法においてゼオライト微結晶体を酸化グラフェンによって被覆する理由は、ゼオライト微結晶体を酸化グラフェンで被覆することにより、ゼオライト微結晶体同士では結合(一体化)しないものが、酸化グラフェンを介することでゼオライト微結晶体同士が結合しやすくなるからである。
ゼオライト微結晶体の表面を酸化グラフェンで被覆できるようにするため、本発明方法ではゼオライト微結晶体と酸化グラフェンを水中に分散させた分散液を調製し(分散液を調製する工程)、粒子間の静電相互作用を利用してゼオライト微結晶体を酸化グラフェンで被覆する。
The reason why the zeolite microcrystals are coated with graphene oxide in the method of the present invention is that the zeolite microcrystals are coated with graphene oxide so that the zeolite microcrystals do not bond (integrate) with each other through graphene oxide. This is because the zeolite microcrystals are easily bonded to each other.
In order to enable the surface of the zeolite microcrystals to be coated with graphene oxide, in the method of the present invention, a dispersion liquid in which the zeolite microcrystals and graphene oxide are dispersed in water is prepared (step of preparing the dispersion liquid), and between the particles. Zeolite microcrystals are coated with graphene oxide using the electrostatic interaction of.

静電相互作用についてみるため、酸化グラフェンの表面電荷密度を調べた。図4は酸化グラフェンの表面電荷密度がpHによってどのように変化するかを調べた結果を示す。図4から、酸化グラフェンは負に帯電することと、pH2〜10程度の範囲ではほとんど表面電荷密度が変化しないことが分かる。
なお、図4に酸化グラフェンの構造モデル図を示した。
To see the electrostatic interaction, the surface charge density of graphene oxide was investigated. FIG. 4 shows the results of investigating how the surface charge density of graphene oxide changes with pH. From FIG. 4, it can be seen that graphene oxide is negatively charged and that the surface charge density hardly changes in the pH range of about 2 to 10.
FIG. 4 shows a structural model diagram of graphene oxide.

図5は表1に示したMFIゼオライトとBEAゼオライトとF9ゼオライトについて、電荷密度のpHによる変化を測定した結果を示す。図5には、あわせて、それぞれのpH値のときの酸化グラフェンの表面電荷密度を示す。
図5は、ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンはともに負の表面電荷を持っているため、両者を水に分散させるだけでは、相互に反発してしまい、ゼオライト微結晶体を酸化グラフェンで被覆することが困難であることを示す。
FIG. 5 shows the results of measuring the change in charge density with pH for the MFI zeolite, BEA zeolite, and F9 zeolite shown in Table 1. FIG. 5 also shows the surface charge density of graphene oxide at each pH value.
In FIG. 5, since both the zeolite microcrystal and graphene oxide have a negative surface charge, simply dispersing them in water causes them to repel each other, and the zeolite microcrystal is coated with graphene oxide. Indicates that is difficult.

<分散液のpH調整による作用>
本発明においては、ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンとを相互作用させる方法として、酸化グラフェンはpH1〜10程度の領域ではほとんど表面電荷密度が変化しないのに対して、ゼオライト微結晶体はpH変化により表面電荷密度が変化することから、塩化アンモニウムを用いてイオン強度を変えることで、粒子間の静電反発を決める電気二重層の厚さを示すDebye長さを制御する(薄くする)ようにし、酸化グラフェンによってゼオライト微結晶体の表面が被覆されやすくなるように制御した。
<Action by adjusting the pH of the dispersion>
In the present invention, as a method for interacting the zeolite microcrystals with graphene oxide, the surface charge density of graphene oxide hardly changes in the pH range of about 1 to 10, whereas the surface charge density of the zeolite microcrystals changes due to the pH change. Since the surface charge density changes, by changing the ionic strength using ammonium chloride, the Debye length, which indicates the thickness of the electric double layer that determines the electrostatic repulsion between particles, is controlled (thinned). The surface of the zeolite microcrystals was controlled to be easily covered with graphene oxide.

図6は、ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの分散液に塩化アンモニウムを添加することによりpHを変えたときのイオン強度の変化を測定した結果を示す。図7は塩化アンモニウムを添加することによって酸化グラフェンがプロトン化され分散液のpHが大きくなることを示す。
図6に示す測定結果は、pHが3−4の間の極めて狭い領域で急激にゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの表面電荷が変わることを示す。
FIG. 6 shows the results of measuring the change in ionic strength when the pH was changed by adding ammonium chloride to the dispersion of zeolite microcrystals and graphene oxide. FIG. 7 shows that the addition of ammonium chloride protonates graphene oxide and increases the pH of the dispersion.
The measurement results shown in FIG. 6 show that the surface charges of zeolite microcrystals and graphene oxide change rapidly in a very narrow region where the pH is between 3-4.

図8は、ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの水分散液(コロイド分散液)に添加する塩化アンモニウムの添加量を変えて分散液のpHを変えたときに、ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの分散状態がどのように変化するかを実験した結果を示す。
図8は、塩化アンモニウム添加量に応じてゼオライト微結晶体と酸化グラフェンが相互作用し、コロイド分散系の体積が変化する様子を示す。この実験結果は、図11は、ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンを水に分散させた分散液に塩化アンモニウムを添加した場合と、添加しない場合とでゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの分散状態がどのようになるかを実験した結果を示す。
なお、ゼオライト微結晶体の表面が酸化グラフェンによって被覆された状態で、酸化グラフェンにより被覆されたゼオライト微結晶体は分散した状態にあり、凝集している訳ではない。
FIG. 8 shows the dispersion of the zeolite microcrystals and graphene oxide when the pH of the dispersion was changed by changing the amount of ammonium chloride added to the aqueous dispersion (colloidal dispersion) of the zeolite microcrystals and graphene oxide. The result of experimenting how the state changes is shown.
FIG. 8 shows how the zeolite microcrystals and graphene oxide interact with each other depending on the amount of ammonium chloride added, and the volume of the colloidal dispersion system changes. The results of this experiment show that FIG. 11 shows the dispersed state of the zeolite microcrystals and graphene oxide depending on whether ammonium chloride is added to the dispersion liquid in which the zeolite microcrystals and graphene oxide are dispersed in water or not. The result of the experiment to see if it becomes like this is shown.
The surface of the zeolite microcrystals is coated with graphene oxide, and the zeolite microcrystals coated with graphene oxide are dispersed and not aggregated.

図9は塩化アンモニウムの添加量をゼオライト微結晶体と酸化グラフェンとが強く相互作用する条件である0.05Mに設定し、4種のゼオライト微結晶体と酸化グラフェンとの分散液について、分散液を作成した直後と、48時間経過後の状態を示したものである。図9に示す実験結果は、いずれのゼオライト微結晶についても、48時間経過させることでゼオライト微結晶体と酸化グラフェンとの相互作用が完了し、ゼオライト微結晶体が酸化グラフェンによって被覆された状態まで進行したことを示す(酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体の分散液を調製する工程)。 In FIG. 9, the amount of ammonium chloride added is set to 0.05 M, which is a condition under which the zeolite microcrystals and graphene oxide strongly interact with each other. It shows the state immediately after creation and after 48 hours have passed. The experimental results shown in FIG. 9 show that for all the zeolite microcrystals, the interaction between the zeolite microcrystals and graphene oxide is completed after 48 hours have passed, and the zeolite microcrystals are covered with graphene oxide. It shows that it has progressed (a step of preparing a dispersion of zeolite microcrystals coated with graphene oxide).

図10はゼオライト微結晶体、酸化グラフェン、酸化グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体のそれぞれを水に分散させた分散液について、分散液を調製した初期状態(start)と20時間程度経過させて平衡状態(equilibrium)になった状態で、分散状態が変化するか否かを分散状態にある系の重さあたりの体積で示したものである。
図10から、酸化グラフェンについては初期状態と平衡状態でも分散状態がきわめて良好に維持されていることが分かる。
また、ゼオライト微結晶体については、初期状態については分散性が良好であったものが、時間が経過するとともに沈降すること、すなわち平衡時におけるパッキング体積がきわめて小さくなる。
また、酸化グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体についてみると、初期状態と平衡状態とを比較すると、平衡状態ではパッキング体積がわずかに減少するに過ぎず、分散性が良好に維持されることを示している。
FIG. 10 shows a dispersion in which each of the zeolite microcrystals, graphene oxide, and zeolite microcrystals coated with graphene oxide is dispersed in water, and equilibrates with the initial state (start) in which the dispersion was prepared for about 20 hours. Whether or not the dispersed state changes in the state (equilibrium) is shown by the volume per weight of the system in the dispersed state.
From FIG. 10, it can be seen that the dispersed state of graphene oxide is maintained extremely well even in the initial state and the equilibrium state.
In addition, the zeolite microcrystals, which had good dispersibility in the initial state, settle over time, that is, the packing volume at equilibrium becomes extremely small.
Looking at the zeolite microcrystals coated with graphene oxide, a comparison between the initial state and the equilibrium state shows that the packing volume is only slightly reduced in the equilibrium state, and the dispersibility is maintained well. ing.

図11は、酸化グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体の水分散液に塩化アンモニウムを添加した場合と、添加しない場合とでゼオライト微結晶体と酸化グラフェンの分散状態がどのようになるかを実験した結果を示す。
図11(a)は、酸化グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体(Zeolite/GO)の塩化アンモニウムを添加した分散液を容器の上方から見た状態を示す。Zeolite/GOは分散液中で良好に分散していることが分かる。
FIG. 11 shows an experiment on how the dispersion state of the zeolite microcrystals and graphene oxide differs depending on whether ammonium chloride is added to the aqueous dispersion of the zeolite microcrystals coated with graphene oxide or not. The result is shown.
FIG. 11 (a) shows a state in which a dispersion liquid of a zeolite microcrystal (Zeolite / GO) coated with graphene oxide to which ammonium chloride is added is viewed from above the container. It can be seen that Zeolite / GO is well dispersed in the dispersion liquid.

図11(b)は塩化アンモニウムを添加してZeolite/GOの分散液を調製した後、図11(c)は塩化アンモニウムを添加してZeolite/GOの分散液を調製した後、60℃で分散液を加熱し、乾燥させた状態を示す。乾燥処理により容器の底にZeolite/GOの沈殿物が残留するが、塩化アンモニウムを添加しないものは容器の底の一部に偏って存在する一方、塩化アンモニウムを添加したものは容器の底に沈殿物が均一に付着して残る。この実験から、分散液に塩化アンモニウムを添加すると、酸化グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体の分散性が良好になることがわかる。 In FIG. 11 (b), ammonium chloride was added to prepare a Zeolite / GO dispersion, and in FIG. 11 (c), ammonium chloride was added to prepare a Zeolite / GO dispersion, and then dispersed at 60 ° C. Indicates a state in which the liquid is heated and dried. Zeolite / GO precipitates remain on the bottom of the container due to the drying process, but those without ammonium chloride are unevenly distributed in a part of the bottom of the container, while those with ammonium chloride added precipitate on the bottom of the container. Objects adhere evenly and remain. From this experiment, it can be seen that the addition of ammonium chloride to the dispersion improves the dispersibility of the zeolite microcrystals coated with graphene oxide.

<酸化グラフェン被覆によるゼオライト分離膜の作製>
酸化グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなる分離膜は、前述したように、ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンとが強く相互作用する条件となるように分散液のpHを調整することにより、酸化グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体の分散液を調製した後、フィルタで分散液をシート状にろ過することにより得ることができる。こうして得られたゼオライト分離膜は、ゼオライト微結晶体の表面が酸化グラフェンで被覆され、酸化グラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく緻密に結合した分離膜として得られる。酸化グラフェンを介してゼオライト微結晶体が緻密に結合した分離膜として得ることができることで、混合ガス等の分離に好適に利用することができる。
酸化グラフェンでゼオライト微結晶体を被覆する操作は、分散液のpHを制御する条件を設定するだけでよく、ゼオライト分離膜の製造方法としてはきわめて容易であるという利点がある。
<Preparation of Zeolite Separation Membrane by Graphene Oxide Coating>
As described above, the separation membrane composed of zeolite microcrystals coated with graphene oxide is prepared by adjusting the pH of the dispersion so that the zeolite microcrystals and graphene oxide strongly interact with each other. After preparing a dispersion of zeolite microcrystals coated with, it can be obtained by filtering the dispersion into a sheet with a filter. The zeolite separation membrane thus obtained is obtained as a separation membrane in which the surface of the zeolite microcrystals is coated with graphene oxide and the zeolite microcrystals are densely bonded to each other via graphene oxide. Since it can be obtained as a separation membrane in which zeolite microcrystals are closely bonded via graphene oxide, it can be suitably used for separation of a mixed gas or the like.
The operation of coating the zeolite microcrystals with graphene oxide only needs to set the conditions for controlling the pH of the dispersion liquid, and has an advantage that it is extremely easy as a method for producing a zeolite separation membrane.

<グラフェン被覆によるゼオライト分離膜の作製>
グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜は上述した方法によって得られた酸化グラフェンにより被覆したゼオライト微結晶体からなる分離膜を熱還元する方法によって得ることができる。
図12に、酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体をグラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体を作成する熱処理工程の例を示す。この熱還元処理では、不活性機体中で、室温から1K/minの昇温速度で573Kまで昇温させ、573Kで30分保持した後、1K/minの降温速度で室温まで降温させる。
<Preparation of zeolite separation membrane by graphene coating>
The zeolite separation membrane made of zeolite microcrystals coated with graphene can be obtained by a method of thermally reducing the separation membrane made of zeolite microcrystals coated with graphene oxide obtained by the above method.
FIG. 12 shows an example of a heat treatment step for producing a zeolite microcrystal coated with graphene from a zeolite microcrystal coated with graphene oxide. In this heat reduction treatment, the temperature is raised from room temperature to 573 K at a heating rate of 1 K / min in the inert machine body, held at 573 K for 30 minutes, and then lowered to room temperature at a temperature lowering rate of 1 K / min.

図13は、ゼオライト微結晶体として100nmサイズのMFIゼオライトを使用してグラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜についてその細孔構造について確かめた実験結果を示す。
図13(a)は窒素吸着等温線グラフであり、図13(b)は低圧下における窒素吸着等温線グラフ、図13(c)はグラフェン−ゼオライト分離膜の細孔分布を示すグラフである。いずれも、グラフェン−ゼオライト分離膜についての測定結果と比較例としてゼオライトについての測定結果を示す。図13(d)はグラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜のSEM像である。
FIG. 13 shows the experimental results of confirming the pore structure of a zeolite separation membrane composed of graphene-coated zeolite microcrystals using 100 nm size MFI zeolite as the zeolite microcrystals.
FIG. 13 (a) is a nitrogen adsorption isotherm graph, FIG. 13 (b) is a nitrogen adsorption isotherm graph under low pressure, and FIG. 13 (c) is a graph showing the pore distribution of the graphene-zeolite separation membrane. In each case, the measurement results for the graphene-zeolite separation membrane and the measurement results for zeolite as a comparative example are shown. FIG. 13 (d) is an SEM image of a zeolite separation membrane composed of graphene-coated zeolite microcrystals.

図13(a)、(b)に示す測定結果から、グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜と通常のゼオライトについて、相対圧ゼロ付近での窒素吸着量について大きな変化がないことから、グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜においても、ゼオライトの結晶に由来する細孔が保持されていることがわかる。
図13(c)の細孔分布のグラフは、1nm以下の細孔に大きな変化がないことと、グラフェンで被覆したことにより、グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体間の粒子間構造に変化があり、幅広いメソ細孔が生じていることを示している。
図13(d)の走査電子顕微鏡像からは、ゼオライト微結晶体がグラフェンによって包まれている様子が観察される。
From the measurement results shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), there is no significant change in the amount of nitrogen adsorbed near zero relative pressure between the zeolite separation membrane composed of zeolite microcrystals coated with graphene and ordinary zeolite. It can be seen that the pores derived from the zeolite crystals are retained even in the zeolite separation membrane made of zeolite microcrystals coated with graphene.
The graph of the pore distribution in FIG. 13 (c) shows that there is no significant change in the pores of 1 nm or less, and that there is a change in the interparticle structure between the zeolite microcrystals coated with graphene due to the graphene coating. , Indicates that wide mesopores are generated.
From the scanning electron microscope image of FIG. 13 (d), it is observed that the zeolite microcrystals are wrapped with graphene.

図14は、ゼオライト微結晶体として200nmサイズのMFIゼオライトを使用してグラフェン−ゼオライト微結晶からなるゼオライト分離膜についての測定結果、図15はゼオライト微結晶体として300nmサイズのMFIゼオライトを使用してグラフェン−ゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜について測定した結果を示す。
図14、15についても、図13に示した測定結果と同様に、グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜が、通常のゼオライトの結晶と同様の細孔構造を備えることがわかる。なお、細孔構造は使用するゼオライト微結晶体のサイズによって変化している。
FIG. 14 shows the measurement results of the zeolite separation membrane composed of graphene-zeolite microcrystals using 200 nm size MFI zeolite as the zeolite microcrystals, and FIG. 15 shows the measurement result using 300 nm size MFI zeolite as the zeolite microcrystals. The results of measurement for a zeolite separation membrane composed of graphene-zeolite microcrystals are shown.
As for FIGS. 14 and 15, it can be seen that the zeolite separation membrane made of graphene-coated zeolite microcrystals has a pore structure similar to that of ordinary zeolite crystals, as in the measurement results shown in FIG. The pore structure varies depending on the size of the zeolite microcrystals used.

図16は、ゼオライト微結晶体としてゼオライトF9を使用し、グラフェン−ゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜について同様の測定を行た結果を示す。
ゼオライトF9はMFIゼオライトとは異なり、10μm程度の大きさの微結晶体である。この場合には、極低圧での窒素吸着が十分ではなく、ゼオライト微結晶の細孔をグラフェンが塞いでいる可能性が考えられる。しかしながら、この場合でもゼオライト微結晶体の細孔構造の特徴を見ることができる。
FIG. 16 shows the results of similar measurements on a zeolite separation membrane made of graphene-zeolite microcrystals using zeolite F9 as the zeolite microcrystals.
Zeolite F9 is a microcrystal with a size of about 10 μm, unlike MFI zeolite. In this case, it is possible that nitrogen adsorption at extremely low pressure is not sufficient and graphene blocks the pores of the zeolite crystallites. However, even in this case, the characteristics of the pore structure of the zeolite microcrystals can be seen.

図17は、通常のゼオライト微結晶の表面積と、グラフェンで被覆したゼオライト微結晶体の表面積を測定した結果を示す。図17から、グラフェンでゼオライト微結晶体を被覆すると、表面積が10-30%程度低下することがわかる。しかしながら、グラフェンでゼオライト微結晶体を被覆した場合であっても、ゼオライト微結晶体の細孔の有効性については前述した窒素吸着の実験結果から明らかである。 FIG. 17 shows the results of measuring the surface area of ordinary zeolite microcrystals and the surface area of graphene-coated zeolite microcrystals. From FIG. 17, it can be seen that coating the zeolite microcrystals with graphene reduces the surface area by about 10-30%. However, even when the zeolite microcrystals are coated with graphene, the effectiveness of the pores of the zeolite microcrystals is clear from the above-mentioned experimental results of nitrogen adsorption.

<分離実験例>
図18は、100μmのMFIゼオライト微結晶体を用いて作製した酸化グラフェン/ゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜についてその特性を調べた結果を示す。実験は、上記ゼオライト分離膜を200nm細孔のある酸化アルミナフィルター上に貼り付けて行った。
図18(a)はヘリウム圧力と流速との関係を測定したもので、ヘリウム圧力と流速とが直線的でありゼオライト分離膜にはクラックがないことを示している。
図18(b)は、窒素とヘリウムの透過性を、混合ガス供給サイド(Feed)と膜透過後(Filtrate)の変化で見たものである。これによると、16時間後にヘリウム圧は膜を透過した後で、圧力が増加しているが、窒素は反対に減少している。このことから選択的にヘリウムが透過していることがわかる。選択係数を求めると1.9である。
この実験結果は、酸化グラフェン/ゼオライト微結晶体からなるゼオライト分離膜の分離特性を示している。
<Example of separation experiment>
FIG. 18 shows the results of examining the characteristics of a zeolite separation membrane composed of graphene oxide / zeolite microcrystals prepared using 100 μm MFI zeolite microcrystals. The experiment was carried out by pasting the zeolite separation membrane on an alumina oxide filter having 200 nm pores.
FIG. 18A measures the relationship between the helium pressure and the flow velocity, and shows that the helium pressure and the flow velocity are linear and that the zeolite separation membrane has no cracks.
FIG. 18 (b) shows the permeability of nitrogen and helium by the change of the mixed gas supply side (Feed) and after the membrane permeation (Filtrate). According to this, after 16 hours, the helium pressure permeates the membrane, and then the pressure increases, but the nitrogen decreases. From this, it can be seen that helium is selectively transmitted. The selection coefficient is 1.9.
The results of this experiment show the separation characteristics of a zeolite separation membrane composed of graphene oxide / zeolite microcrystals.

10 ゼオライト微結晶体
12 グラフェン
14 支持体










10 Zeolite microcrystals 12 Graphene 14 Support










Claims (5)

ゼオライト微結晶体が相互に結合してなるゼオライト分離膜であって、
前記各々のゼオライト微結晶体の表面が酸化グラフェンにより被覆され、前記酸化グラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく結合されてなることを特徴とするゼオライト分離膜。
A zeolite separation membrane formed by bonding zeolite microcrystals to each other.
A zeolite separation membrane characterized in that the surface of each of the zeolite microcrystals is coated with graphene oxide, and the zeolite microcrystals are bonded without gaps via the graphene oxide.
ゼオライト微結晶体が相互に結合してなるゼオライト分離膜であって、
前記各々のゼオライト微結晶体の表面がグラフェンにより被覆され、前記グラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく結合されてなることを特徴とするゼオライト分離膜。
A zeolite separation membrane formed by bonding zeolite microcrystals to each other.
A zeolite separation membrane characterized in that the surface of each of the zeolite microcrystals is coated with graphene, and the zeolite microcrystals are bonded without gaps via the graphene.
ゼオライト微結晶体と酸化グラフェンとを水に分散させた分散液を調製する工程と、
前記分散液中でゼオライト微結晶体の表面に酸化グラフェンを被着させ、酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体の分散液を得る工程と、
酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体が分散する分散液から酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体をろ過し、ゼオライト微結晶体の表面を被覆する酸化グラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく結合されてなるゼオライト分離膜を得る工程とを備えることを特徴とするゼオライト分離膜の製造方法。
A step of preparing a dispersion liquid in which zeolite microcrystals and graphene oxide are dispersed in water, and
A step of depositing graphene oxide on the surface of zeolite microcrystals in the dispersion to obtain a dispersion of zeolite microcrystals coated with graphene oxide.
The zeolite microcrystals coated with graphene oxide are filtered from the dispersion liquid in which the zeolite microcrystals coated with graphene oxide are dispersed, and the zeolite microcrystals are gapped through the graphene oxide covering the surface of the zeolite microcrystals. A method for producing a zeolite separation membrane, which comprises a step of obtaining a zeolite separation membrane which is formed without being bonded.
前記酸化グラフェンで被覆されたゼオライト微結晶体の分散液を調製する工程において、
前記分散液を、酸化グラフェンと前記ゼオライト微結晶体とが相互作用し、ゼオライト微結晶体の表面に酸化グラフェンが被着するpH値に調整することを特徴とする請求項3記載のゼオライト分離膜の製造方法。
In the step of preparing a dispersion liquid of zeolite microcrystals coated with graphene oxide.
The zeolite separation membrane according to claim 3, wherein the dispersion liquid is adjusted to a pH value at which graphene oxide and the zeolite microcrystals interact with each other to adhere graphene oxide to the surface of the zeolite microcrystals. Manufacturing method.
ゼオライト微結晶体の表面を被覆する酸化グラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく結合されてなるゼオライト分離膜を得た後工程として、
前記ゼオライト微結晶体の表面を被覆する酸化グラフェンを還元し、前記ゼオライト微結晶体の表面を被覆するグラフェンを介してゼオライト微結晶体が隙間なく結合されてなるゼオライト分離膜を得る工程を備えることを特徴とする請求項3または4記載のゼオライト分離膜の製造方法。
As a post-process to obtain a zeolite separation membrane in which zeolite microcrystals are bonded without gaps via graphene oxide that coats the surface of zeolite microcrystals.
A step of reducing graphene oxide that coats the surface of the zeolite microcrystals to obtain a zeolite separation membrane in which the zeolite microcrystals are bonded without gaps via the graphene that coats the surface of the zeolite microcrystals. The method for producing a zeolite separation membrane according to claim 3 or 4, wherein the zeolite separation membrane is produced.
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