[發明專利]“全聚酰亞胺”混合基質氣體分離膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011091412.2
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112354381B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 張藝;黎邁俊;蔣星;劉四委;池振國;許家瑞
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B01D71/64
• 分類號: B01D71/64;B01D67/00;B01D53/22
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 周端儀

本發明公開一種“全聚酰亞胺”混合基質氣體分離膜及其制備方法與應用，本發明所用超支化微孔聚酰亞胺具有高比表面積、耐酸與耐熱優勢，適合用于高溫、酸性環境的天然氣分離，分散相與連續相均為聚酰亞胺的“全聚酰亞胺”混合基質膜相比現有無機粒子改性的混合基質膜能夠有效提高兩相相容性，從而減少連續相與分散相相分離而產生的界面間“非選擇性”缺陷，也提高了混合基質氣體分離膜選擇性，本發明“全聚酰亞胺”混合基質膜看用于CO₂/CH₄、CO₂/N₂、H₂/CO₂、H₂/CH₄、O₂/N₂的分離，能夠保持選擇性同時提高滲透系數。

技術領域

本發明屬于氣體分離中膜分離領域，具體涉及一種混合基質膜及其在CO₂/CH₄、CO₂/N₂、H₂/CO₂、H₂/CH₄、O₂/N₂分離中的應用。

背景技術

合成氣分離(H₂/CO₂)，天然氣、沼澤氣分離(CO₂/CH₄)是工業上亟待解決的問題。此外，氫氣純化與回收(H₂/CH₄)，火電廠煙道氣控制排放(CO₂/N₂)，空氣分離(O₂/N₂)等都是值得研究的項目發明內容。膜分離法是根據不同氣體在膜材料中傳輸滲透性不同，在混合氣體中富集某種氣體的手段。膜分離作為一種新型氣體分離技術，具有低能耗、設備簡單、常溫連續操作和工藝易于放大等優勢，并且在特定氣體分離中十分高效。膜材料毫無疑問是膜分離技術的核心，按照膜的材料分類，有無機膜、高分子膜與混合基質膜。

在聚合物基體中加入多孔無機粒子制備的混合基質膜兼具無機膜高通量與高分子膜高選擇性的優勢，但除了聚合物和無機填料本身的性能外，基質和填料之間的相容性以及界面缺陷也影響了氣體在混合基質膜中的傳遞過程。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種“全聚酰亞胺”混合基質氣體分離膜，其兩相均為聚酰亞胺，解決了傳統混合基質膜中的相容性問題。

本發明的另一個目的是提供上述“全聚酰亞胺”混合基質氣體分離膜的制備方法。

本發明還有一個目的是將上述“全聚酰亞胺”混合基質氣體分離膜應用于CO₂/CH₄、CO₂/N₂、H₂/CO₂、H₂/CH₄、O₂/N₂的分離。

為了達到上述目的，本發明的目的是這樣實現的：一種“全聚酰亞胺”混合基質氣體分離膜的制備方法，其特征在于：所述混合基質氣體分離膜采用超支化微孔聚酰亞胺作為分散相與聚酰亞胺連續相制備而成。

上述制備方法制得的“全聚酰亞胺”混合基質氣體分離膜。

上述“全聚酰亞胺”混合基質氣體分離膜在CO₂/CH₄、CO₂/N₂、H₂/CO₂、H₂/CH₄、O₂/N₂分離中的應用。