DEVELOPMENT OF SEPARATION PROCESS WITH ADVANCED INORGANIC MEMBRANES

先进无机膜分离工艺的开发

基本信息

  • 批准号:
    10555274
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.68万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Preparation of high-performance inorganic membranes and the membrane module are important for the process design of membrane separation. In this study, we prepared the molecular-sieve inorganic membranes such as zeolite, silica and carbon membranes. The separation properties of these membranes were improved by conducing the pore size control and the surface modification. Also the separation performance of the membrane module consisted of hollow fiber membranes was simulated on the base of permeation data of the each membrane.Na Y-type zeolite membranes show a high COィイD22ィエD2/NィイD22ィエD2 selectivity of 20-40 for a mixed feed. COィイD22ィエD2/NィイD22ィエD2 selectivity of Y-type zeolite membranes that were ion-exchanged with K, Rb and Cs were higher than those of Na Y-type zeolite membrane. The adsorption behaviors of COィイD22ィエD2and NィイD22ィエD2 on the zeolite strongly influenced the selectivity of FAU-type zeolite membranes. Finally, the highest COィイD22ィエD2/NィイD22ィエD2 selectivity was obtained with alkali-added Y-type zeolite membranes.porous silica membranes was formed by a sol-gel technique on a porous alumina support tube using sol which were prepared from tetraethoxysilane and a substituted alkoxide. The substituted alkoxide were used as the template to control the pore size. The silica membranes showed high permeance and selectivity of hydrogen.The surface affinity of carbon membrane was modified by adding Ni, Mo or Pd complex in the precursor resign. The modification could improve the selectivity without decrease in permeasnce.As a results of the simulation for separation in the membrane module, FAU-type zeolite membranes showed the performance over polymeric membranes for the removal process of carbon dioxide from natural gas. Also the prepared silica membranes attained the practical performance on the hydrogen separation process. The metal-supported carbon membrane and zeolite membranes would be expected for catalytic membranes.
高性能无机膜和膜组件的制备对于膜分离的工艺设计具有重要意义。本研究制备了沸石膜、二氧化硅膜和碳膜等分子筛无机膜,提高了这些膜的分离性能。通过孔径控制和表面改性,还根据各膜的渗透数据模拟了由中空纤维膜组成的膜组件的分离性能。沸石膜对混合进料表现出20-40的高COD22D2/ND22D2选择性,与K、Rb和Cs进行离子交换的Y型沸石膜的COD22D2/ND22D2选择性高于Na Y型沸石膜。的吸附行为。沸石上的CO D22 D2 和N D22 D2 强烈影响FAU 型沸石膜的选择性。最后,加碱的Y 型沸石膜获得最高的CO D22 D2/N D22 D2 选择性。形成多孔二氧化硅膜。通过溶胶-凝胶技术在多孔氧化铝支撑管上使用溶胶以四乙氧基硅烷和取代醇盐为模板剂制备的二氧化硅膜具有较高的氢渗透性和选择性。通过添加Ni、Mo或Pd来修饰碳膜的表面亲和力。前驱体树脂中的配合物的改性可以在不降低渗透性的情况下提高选择性。根据膜组件中的分离模拟结果,FAU型沸石膜表现出优于传统分子筛膜的性能。制备的二氧化硅膜在氢气分离过程中也获得了实用性能,金属负载碳膜和沸石膜有望用于催化膜。

项目成果

期刊论文数量(43)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
B.-K. Sea et al.,: "Separation of Hydrogen from Steam Using a SiC-based Membrane Formed by Chemical Vapor Deposition of Triisopropylsilane" Journal of Membrane Science. 146・1. 73-82 (1998)
B.-K. Sea 等人,“使用三异丙基硅烷化学气相沉积形成的 SiC 基膜从蒸汽中分离氢气”,膜科学杂志 146・1。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Kusakabe et al.,: "Gas Permeation and Micropore Structure of Carbon Molecular Sieving Membranes Modified by Oxidation" Journal of Membrane Science. 149・1. 59-67 (1998)
K. Kusakabe 等,“氧化改性碳分子筛膜的气体渗透和微孔结构”,膜科学杂志 149・1(1998 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Kusakabe et al.,: "Separation of Carbon Dioxide from Nitrogen Using Ion-Exchanged Faujasite-Type zeolite Membranes Formed on Porous Support Tube" Journal of Membrane Science. 148・1. 13-23 (1998)
K.Kusakabe 等,“使用在多孔支撑管上形成的离子交换八面沸石膜从氮气中分离二氧化碳”,膜科学杂志 148・1(1998 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Morooka et al.: "Microporous Inorgonic Membrones for Gas Separatiens"MRS Bulltein. 24・3. 25-29 (1999)
S. Morooka 等人:“用于气体分离的微孔无机膜”MRS 公告 24・3 (1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Aoki et al.,: "Gas Permeation Properties of A-type zeolite Membrane Formed on a Porous Substrate by Hydrothermal Synthesis" Journal of Membrane Science. 141・2. 197-205 (1998)
K.Aoki等,“通过水热合成在多孔基材上形成的A型沸石膜的气体渗透特性”,膜科学杂志141・2(1998)。
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