[發明專利]一種碳/石墨/多孔基體復合膜及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201110209457.X
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102247764A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 黃彥;王嬋;胡小娟
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00;B01D53/22
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 韓朝暉

1.一種碳/石墨/多孔基體復合膜，包括：

a)?多孔基體；

b)?多孔基體表面主要由石墨組成的過渡層；

c)?過渡層表面的多孔碳膜。

2.根據權利要求1所述的碳/石墨/多孔基體復合膜，其特征在于，所述的過渡層采用石墨或含石墨材料在多孔基體表面涂劃而形成，涂敷量為2～50?g/m²。

3.根據權利要求1所述的碳/石墨/多孔基體復合膜，其特征在于，所述的多孔碳膜是通過涂覆于過渡層上的聚合物前驅體在惰性氣氛中碳化而成。

4.根據權利要求3所述的碳/石墨/多孔基體復合膜，其特征在于，所述的聚合物前驅體涂膜液包含以下組分：

A)聚合物，選自聚酰亞胺、聚糠醇、酚醛樹脂、聚醚砜酮、聚丙烯腈或聚醚酰亞胺中的一種；

B)摻雜物，選自無機粒子，金屬或其鹽，或有機添加劑。

5.根據權利要求4所述的碳/石墨/多孔基體復合膜，其特征在于，所述的無機粒子為沸石分子篩、SiO₂或碳分子篩，金屬或其鹽為Pt、Pd、Ag、Cu、Au或其鹽，有機添加劑為聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。

6.根據權利要求1所述的碳/石墨/多孔基體復合膜，其特征在于，所述的多孔碳膜厚度為0.5～2.5?μm。

7.一種碳/石墨/多孔基體復合膜的制備方法，包括以下步驟：

1)?用石墨或含石墨的復合材料在多孔基體表面涂劃以形成石墨過渡層；

2)?在上述石墨過渡層上涂覆摻雜物改性的聚合物溶液，干燥后形成聚合物層；

3)?聚合物層在惰性氣氛中碳化，制得復合碳膜。

8.根據權利要求7所述的復合膜的制備方法，其特征在于，所述的多孔基體為多孔陶瓷、多孔不銹鋼、多孔陶瓷/不銹鋼復合材料、多孔玻璃或多孔硅片，其平均孔徑為0.1～10?μm。

9.根據權利要求7所述的復合膜的制備方法，其特征在于，所述的石墨過渡層的涂敷量為2～50?g/m²。

10.根據權利要求7所述的復合膜的制備方法，其特征在于，所述的摻雜物選自無機粒子，金屬或其鹽，或有機添加劑中的一種；所述的聚合物選自聚酰亞胺、聚糠醇、酚醛樹脂、聚醚砜酮、聚丙烯腈或聚醚酰亞胺中的一種。

11.根據權利要求10所述的復合膜的制備方法，其特征在于，所述的聚合物溶液的改性方法為，通過共混、溶膠—凝膠法將摻雜物分散或溶解在溶劑中，再逐滴加入到聚合物溶液中，攪拌或超聲混合直至均勻；其中摻雜物的質量含量為3～50%。

12.權利要求1所述的碳/石墨/多孔基體復合膜在氣體分離上的應用。