一種用于在圓柱形的多孔陶瓷整料中的多個導管的內表面中形成沸石膜的方法，導管從整料的一端延伸到另一端，所述方法包括以下步驟：使包括沸石引發劑的預處理液體流入到導管中；致使處理液體的載液成分的至少一部分從導管流到整料的主體中并通過整料的主體流到外部；以及隨著載液成分流到整料中，致使沸石晶體沉積在導管的多孔內表面中。基底可以通過下述方法預整理以用于膜的形成，所述方法包括：（ａ）形成沸石顆粒的水懸浮液；以及（ｂ）使懸浮液輪流地（ｉ）通過管狀導管，并且（ｉｉ）通過管狀導管的壁流出，以在管狀導管的內表面上沉積一層沸石顆粒；其中多孔基底在室中進行處理，室例如布置成環形，并且懸浮液從第一共用歧管經由相應的傳輸管供應至室，并且經由回收管進行回收，所述回收管通向第二共用歧管，第一和第二歧管以及供應管和回收管構造成使得來自和去往每個室的支路是基本相同的。在預整理之后，可以通過凝膠結晶而在沸石顆粒上沉積或結晶沸石膜進行膜的形成。也提供一種膜結構，所述膜結構包括管狀的多孔陶瓷整料，所述多孔陶瓷整料具有管狀導管，每個導管都具有５ｍｍ至９ｍｍ的內徑，每個導管都形成在整料內部，在每個導管的內表面上形成有沸石膜，其中有四個導管并且整料的長度大于６００ｍｍ，或者有五個或更多個導管。本發明專利技術還提供使用上述膜結構從有機液體去除水的方法和使用上述膜結構凈化水的方法，例如從乙醇或丁醇去除殘余的水或者生產高純度的水。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種膜結構，涉及一種預先整理(pre-conditioning) 用于在導管中形成膜結構的多導管整料(monolith)的方法，涉及一 種處理多個多孔基底以整理用于膜的形成的基底的方法，其中所述多 孔基底中形成有管狀導管，本專利技術涉及一種處理多個多孔基底以在導 管中形成膜的方法，其中所述多個多孔基底中形成有管狀導管，本發 明涉及一種包括多樣的載體或整料的模塊，并且還涉及從有機液體去 除水和/或從諸如污染的河流凈化水。
技術介紹
US-A-5362522 ( Bratton等人，其公開內容通過參考包含與此) 涉及膜的生產，并且公開，雖然當時已經在沸石膜領域中進行了廣泛 的研究，但是先前還沒有公開能夠制備一種具有直接連接到載體表面 的沸石連續層的沸石膜。因此，提供了一種用于生產膜的處理，以生 產具有分子尺寸的導管的擴展網絡(extended network)，其中所述 膜包括結晶材料的薄膜，所述結晶材料是一種具有晶體結構的分子篩， 所述晶體結構由通過氧原子連結在一起的四面體構成，所述薄膜形成 在多孔載體的小孔上。該處理包括(a)將所述多孔載體的至少一個 表面浸入在包括合成凝膠的混合物中，所述合成凝膠能夠進行結晶， 以生產結晶材料；(b)誘導所述凝膠的結晶作用，以便使所述材料 在載體上結晶；(c)將具有所述結晶材料的薄膜的載體從殘余的混合 物去除；以及，(d)重復這些步驟一次或多次，以得到膜，在所述 膜中，材料直接從載體結晶并直接結合到載體。US-A-5554286 ( Okamoto等人，Mitsui，也參見現在撤回的等同 文獻EP-A-0659469;這些說明書的內容通過參考包含于此)公開了 一種膜，其具有用于液體混合物分離的充分的滲透速率和分離因數，以 用在滲透蒸發或水蒸汽滲透中。該膜包括多孔的載體，在所述載體的表面上保持有晶種，所述晶種的平均顆粒尺寸是ljim至5jim，并且以 0.5mg/cii^至5.0mg/cn^的量保持在載體的表面上，在晶種保持在載體 表面上之后，在所述多孔的載體上沉積A型沸石薄膜(例如A4沸石)。 優選的多孔載體是含有30 %至80%重量入1203的Al203-Si02陶瓷材 料，該陶瓷材料具有O.ljim至2pm的平均小孔直徑和30 %至50 %的 孔隙度。對多孔載體的形狀上沒有限制。然而，用于滲透蒸發或水蒸 汽滲透的形狀應當是長為20 cm至100cm、外徑大約為10mm至30mm 并且厚度為0.2mm至幾 mm的管的形式。也可以是長為 20 cm至 100cm、外徑為30mm至100mm并且厚度為0.2mm至幾mm的圓筒 形式，并具有多個與軸向方向平行布置的、內徑為2mm至12mm的 孔或導管。在實驗中，使用一種由Mitsui Kensaku-Toishi Co.， Ltd.制 成的管狀多孔氧化鋁載體"Multipoaron"，其測量為外徑lcm、長 20cm、厚lmm、小孔直徑lfim以及40 %的孔隙度。該載體用顆粒尺 寸小于345jim ( 200網眼)的4A沸石晶種刷涂，隨后進^f亍水熱合成， 以形成膜，所述膜用于通過滲透蒸發方法或水蒸汽滲透來分離水-乙醇 混合物。US-A-6635594 ( Bratton等人，其公開內容通過參考包含與此， 也參見WO 00/21628)涉及管狀導管的預處理，以促進膜的形成。具 體地，它公開了一種處理多孔基底的方法，其中該多孔基底內形成有 管狀導管，所述方法包括將直徑在20fim和0.1nm之間的不同尺寸 分布的沸石顆粒混合在一起，以形成顆粒的懸浮物；使該沸石顆粒的 懸浮物向下穿過管狀導管，并通過管狀導管的壁穿出，從而在管狀導 管的內表面上沉積一層沸石顆粒層。在一個實施例中，磨成粉狀的沸 石顆粒與未研磨的顆粒混合，以得到用于預處理的沸石顆粒的混合物。為了進行沉積，懸浮液沿著管狀導管流動的周期與橫向流動的周期交 替，在所述橫向流動中懸浮液體穿過管狀導管的壁。US-A-5935440 ( Bratton等人，其公開內容通過參考包含與此)涉及沸石膜。該文獻涉及避免小的膜缺陷或針孔的問題，所述缺陷或 針孔可以對膜的性能有顯著的劣化效應，并且對許多目的來說可以是 價值很小的。這是因為在許多分離操作中，缺陷的影響本質上是提供 未分離的產品可以穿過的路徑。它還說明某些現有的方法提出在實驗 室規模上得到了無缺陷的膜，但是嘗試大規模提供基本無缺陷的膜已 經證明沒有成功。該公開的解決方案是處理膜，所述膜包括在陶瓷或 其它材料的多孔載體上的沸石類型的結晶材料的薄膜，并且所述薄膜 通過任何方法形成，例如通過由凝膠或溶液進行結晶作用、通過等離子體沉積或者任何其它方法，例如在DE 410卯37中公開的用硅酸和/ 或聚硅酸或者用硅酸和/或聚硅酸的混合物在導電基底上電沉積晶體 的方法。硅酸的意思是單硅酸(monosilicic)和低分子量、中等分子 量和高分子量的聚硅酸以及它們的混合物。在GB專利申請2269377 ( Bratton等人，其公開內容通過參考包 含與此)中描述制造硅酸的方法。優選的方法是通過使硅酸鈉溶液酸 化，隨后通過使用諸如四氫呋喃的有機溶劑的析相作用分離硅酸。然 后，有機相可以被干燥，并且無水硅酸例如通過添加"-丁醇而分離， 以得到基本無水的硅酸溶液。硅酸的聚合度取決于使用的實際條件， 例如溫度、硅酸鈉在添加有機溶劑之前與酸接觸的時間等。優選使用 的硅酸的平均分子量在96至10,000的范圍內，更優選地是在96至 3220的范圍內。聚硅酸的結構可以是線性的和/或環狀的，其包括稠環(fused cyclic ) ， Si-O-基的鏈，例如立方體或熔融立方體布置，諸如 2至6個熔融立方體的至少一個立方體(例如1至10)在線性或非線 性空間分布中。每個立方體都具有位于每個拐角或橋處的硅原子； 位于每個硅原子之間的氧原子；以及，位于各拐角硅原子上的一個羥 基。立方體可以通過至少一個Si-O-Si鍵連結在一起，但是優選地與 4-Si-0基環的共同平面熔融在一起。通常，聚硅酸可以具有分子式(SiO) 4a (SiO) 4b (OH) c，其中a是l， b是0至6(例如l至4), 以及c是整數，以便可以滿足硅原子上的剩余化合價，并且通常c/2 是4至8的整數，特別是4或5的整數。優選的聚硅酸是分子量為792的聚硅酸，其具有2個SiO基的熔融立方體(fused cube)和8個拐 角OH基，并且分子式是S1202。 (OH) 8。聚硅酸在沒有酸或堿和水 的情況下在例如6個月內是穩定的，并且通常通過提供使聚硅酸變成 溶劑化物的溶劑而穩定在極性有機溶劑濃縮物(organic solvent concentrate )中。國際專利公開WO 00/20105 (Bratton等人，其公開內容通過參 考包含與此)公開了通常使用的用于分離兩種成分的膜結構由管狀膜 構成，其中混合物沿著管通過，分離的成分通過膜，而其它成分或混 合成分沿著管通過。該管可以彎曲，以便使管的形式是連續的Z字形 或其它有旋繞的或類似的構造，以增加包含在模塊中的管的表面積。 在陶瓷膜的情況下，這樣具有成本效益并且方便形成共同為整料形式 的多個管。因此，已經開發了管的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種膜結構，所述膜結構包括管狀的多孔陶瓷整料，所述多孔陶瓷整料具有管狀導管，每個所述導管都具有５ｍｍ至９ｍｍ的內徑，每個所述導管都形成在所述整料的內部，其中在每個所述導管的內表面上形成有沸石膜，其中： （ａ）具有４個所述導管，并且所述 整料的長度大于６００ｍｍ；或者 （ｂ）具有５個或更多個所述導管。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：GJ布拉頓，CD默頓，
申請(專利權)人：風凰IPR有限公司，
類型：發明
國別省市：GB[]
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