[發明專利]一種二氧化碳氣體分離膜的制備方法

在審

• 申請號: 201810568661.2
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108654403A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 胡麗春;林茂梅;朱彩娣
• 申請（專利權）人: 佛山市陵諧環保科技有限公司
• 主分類號: B01D71/06
• 分類號: B01D71/06;B01D67/00;B01D53/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種二氧化碳氣體分離膜的制備方法，屬于分離膜制備技術領域。本發明首先通過制得具有較大自由體積含氟甲基的單體來提高最終制成分離膜聚合物主鏈上的自由體積，接著本發明利用富含氨基酸的提取液和沸石共混發酵，首先利用沸石表面以及內部孔隙結構中的金屬離子和氨基酸發生螯合作用，而沸石粉末表面以及內部引入的氨基基團，具有親二氧化碳效應，它的李維斯酸以及李維斯堿與二氧化碳分子之間相互作用可以增強二氧化碳在分離膜內的溶解性，從而同時提高二氧化碳的滲透速率和“快氣”為二氧化碳的氣體對的分離系數，使得本發明制得二氧化碳氣體分離膜同時具有極佳的滲透性和選擇分離性，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明公開了一種二氧化碳氣體分離膜的制備方法，屬于分離膜制備技術領域。

背景技術

氣體分離膜是近年來發展很快的一項新技術。不同的高分子膜對不同種類的氣體分子的透過率和選擇性不同，因而可以從氣體混合物中選擇分離某種氣體。氣體分離膜可分為致密型和多孔型，致密膜的特點是具有高選擇性，但組分通過致密膜的滲透速率太低，而且膜的制備成本較高，限制了其工業應用。多孔膜的性能與致密膜有所不同，其透氣性較致密膜好，但選擇性較低。

分離膜的通量大小和選擇性好壞決定膜分離組件的分離效果是否優異。高通量的氣體分離膜可以有效縮小膜面積，降低設備投入費用，而氣體選擇性優良意味著可以得到純度更高的產品。高分子膜因具有制造成本低、結構可控性強、成膜性好等優點被廣泛應用于氣體分離膜的制備，但常規高分子膜大多存在滲透性和選擇性相互制約的現象，為了保證較高的氣體選擇性，目前工業上使用的高分子氣體分離膜普遍存在滲透性偏低的難題。通過聚合物改性或者發展新型有機-無機復合膜能有效提高膜的分離性能，然而，無機顆粒與膜材料之間的空隙會大大降低復合膜的選擇性，嚴重制約有機-無機氣體分離膜的發展。聚合物改性存在成本高，性能不穩定等問題。

如從空氣中收集氧，從合成氨尾氣中回收氫，從石油裂解的混合氣中分離氫、一氧化碳等。自工業革命以來，地球大氣中CO₂的含量日益升高，引起了溫室效應，并最終導致全球氣候惡化，威脅人類的生存環境，因此必須要對CO₂排放進行有效控制。氣體膜分離技術捕集分離CO₂被國際學者普遍認為是最有發展潛力的方案之一。而聚氧化乙烯（PEO）由于與CO₂之間的強相互作用被認為是目前最佳的CO₂分離捕集用膜材料。同時由于PEO分子鏈的高度規整性，使其具有強烈的結晶趨勢，從而大大的降低了其氣體滲透性能。國際學者提出了共聚、交聯、共混等物理化學方法，以降低PEO基膜材料的結晶度，提高其CO₂分離捕集性能。其中交聯方法易于實現，且效果較好。也有制備得到的氣體分離膜存在對CO₂滲透性能低的問題。

因此，發明一種對二氧化碳滲透性能好且分離系數高的氣體分離膜對分離膜制備技術領域具有積極意義。

發明內容

本發明主要解決的技術問題，針對目前現有的氣體分離膜用作分離二氧化碳時，對二氧化碳滲透性能差、滲透速度慢、分離系數低的問題，提供了一種二氧化碳氣體分離膜的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種二氧化碳氣體分離膜的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）將質量分數為10%的甲醇溶液和六氟雙酚A混合后裝入帶有攪拌器的三口燒瓶中，再將三口燒瓶放入0℃的冰浴鍋中，攪拌反應30～40min，得到預反應液；

（2）將上述預反應液和N,N-二甲基硫代酰氯混合后，繼續在0℃的冰浴鍋中繼續攪拌反應4～5h，反應結束后，過濾分離得到濾渣，用溫度為4℃的質量分數為50%的甲醇溶液洗滌3～5遍，得到自制二胺單體，備用；