[發明專利]一種用于芳烴/烷烴分離的自交聯超支化聚合物-無機管式復合膜及制備方法有效

申請號：	201410339459.4	申請日：	2014-07-16
公開（公告）號：	CN104069745A	公開（公告）日：	2014-10-01
發明（設計）人：	紀樹蘭;汪林;王乃鑫;張蓉;吳桐;張悅	申請（專利權）人：	北京工業大學
主分類號：	B01D69/12	分類號：	B01D69/12;B01D71/48;B01D67/00;B01D61/36;C07C15/06;C07C9/15;C07C7/144
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種用于芳烴烷烴分離交聯超支聚合物無機復合制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種滲透汽化膜及其制備技術，特別提供了一種具體的用于芳烴/烷烴分離的自交聯超支化聚合物-無機管式復合膜的制備方法，屬于膜分離領域。

背景技術

芳烴/烷烴混合物的分離在石油化工領域具有重要的意義。由于其相近的物化性質，芳烴/烷烴混合物的高效分離始終是化學工業中函待解決的一個難題。目前，工業上通常采用共沸精餾、萃取精餾及液液萃取等工藝進行芳烴/烷烴混合物的分離，這些傳統分離方法往往都存在著設備和工藝復雜，能耗高，投資大及需引入其他輔助試劑等缺點。滲透汽化膜技術因其低能耗、高效率、分離過程無二次污染等特點，被視為最具潛力替代傳統分離技術的新型分離過程。其原理是利用組分通過致密膜的溶解與擴散速度的不同實現對混合體系分離的目的。故滲透汽化技術的關鍵在于高效膜材料的選取及穩定致密膜的制備。

由于芳烴含有苯環易極化，含有極性基團的膜材料則有利于芳烴的滲透，且根據相似相溶原理，若膜材料中含有苯環或不飽和鍵，也能增加分離膜對芳烴的選擇性。本發明方法中所選用的超支化聚合物Boltorn?W3000，其骨架結構是超支化聚酯，端基接枝上的是聚乙二醇鏈段及不飽和脂肪酸鏈段。若作為膜材料，其中極性的羥基、酯基、羧酸基團以及脂肪酸鏈段中不飽和鍵的存在均有利于芳烴的選擇滲透性。此外，本發明方法選用無機Al₂O₃等陶瓷管作為復合膜的支撐體，以提高分離膜的耐溶脹性能及穩定性。

除了膜材料外，本發明選用簡單浸漬后高溫熱交聯的方法制備有機/無機陶瓷管式膜，利用Boltorn?W3000分子較小的優勢，使其在浸漬過程中進入膜孔，利用Boltorn?W3000上含有的兩種不同端基可反應，使其在高溫處理時發生自交聯，最后制備出“孔填充”型復合膜以增強其分離過程的穩定性。本發明提供的方法簡單易行、原料低廉，且制備的復合膜具有較好的分離效果及穩定性，具有潛在廣泛的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于芳烴/烷烴分離的自交聯超支化聚合物-無機管式復合膜及制備方法。

一種用于芳烴/烷烴分離的自交聯超支化聚合物-無機管式復合膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

a)將超支化聚合物加入到溶劑中，在攪拌的作用下，制得超支化聚合物溶液；

b)對管式無機多孔膜進行預處理，使其表面帶有功能性基團；

c)將處理后的管式基膜置于步驟(a)所得超支化聚合物溶液中浸漬，優選不超過120min；

d)將步驟(c)得到的膜置于烘箱(優選溫度為60～210℃)中熱處理(優選熱處理不超過4h)，使其發生自交聯；

e)重復步驟(c)到(d)，即可實現無機多孔膜上多層復合膜的制備。

在本發明的方法中所述的超支化聚合物含有至少兩種不同的可相互反應端基官能團，超支化聚合物如商業化的Boltorn?W3000。

在本發明的方法中所述的無機多孔膜為超濾膜或微濾膜，所述的無機多孔膜的膜材料為Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂或SiO₂氧化物，所述的無機多孔膜的膜孔徑為1納米到100微米之間。

在本發明的方法步驟b)中所述的管式無機多孔膜進行預處理，是將無機多孔膜浸入帶有胺基的硅烷偶聯劑醇溶液中進行預處理1～24h，使其帶有功能性基團，漂洗并烘干。

在本發明的方法步驟a)中所述的溶劑為能溶解本發明中所用到的超支化聚合物的試劑，步驟a)中超支化聚合物的濃度為0～20wt％，但不為0。