[發明專利]一種離子液體負載的三維共價有機骨架雜化膜及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011132518.2
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112354382A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 吳洪;趙瑞;姜忠義
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D71/80
• 分類號: B01D71/80;B01D67/00;B01D53/22;C01B32/50;C07C7/144;C07C9/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種離子液體負載的三維共價有機骨架雜化膜，其特征在于：是1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺負載的三維共價有機骨架雜化膜，該雜化膜由質量分數90％-99％的聚醚嵌段酰胺共聚物和質量分數1％-10％的1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺負載的共價有機骨架組成，其中，1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺在共價有機骨架中負載的質量分數為3.8％。

2.根據權利要求1所述的離子液體負載的三維共價有機骨架雜化膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺負載的三維共價有機骨架顆粒的制備，步驟如下：

采用Schiff-based反應合成得到三維共價有機骨架顆粒：四(4-氨基苯基)甲烷和對苯二甲醛按照物質的量之比為1:1.7加入反應器中，并在反應器中按體積比為5:1加入1，4-二氧六環和乙酸水溶液；其中，四(4-氨基苯基)甲烷在混合溶液中的質量體積比為16.66mg/mL；將反應器除去氣體，真空密封后，在120℃下反應72小時，產生黃色固體；將產物依次用1，4-二氧六環和四氫呋喃洗滌后，在室溫下真空干燥12小時和100℃下干燥2小時，得到三維共價有機骨架顆粒；

稱取一定量的1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺，加到適量的甲醇溶液中稀釋磁力攪拌30分鐘，得到0.1g/mL的離子液體稀溶液；然后，按照質量體積比為1g/30ml將所述的三維共價有機骨架顆粒加入到離子液體稀溶液中，先超聲分散30分鐘，再磁力攪拌2小時得到均勻的混合溶液；將上述分散液離心洗滌3次后80℃真空干燥1小時，得到1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺負載的三維共價有機骨架顆粒；

步驟二、1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺負載的三維共價有機骨架雜化膜的制備，步驟如下：

首先，將適量的聚醚嵌段酰胺共聚物加入到質量分數為70/30的乙醇/水混合溶液中，在80℃下回流攪拌2小時得到質量百分比為6％的透明溶液；然后，將一定量的1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺負載的三維共價有機骨架顆粒先在少量的質量分數為70/30的乙醇/水混合溶液中超聲分散，再加入到上述的透明溶液中，制得鑄膜液，每100g鑄膜液取12g聚醚嵌段酰胺共聚物溶液，磁子攪拌24小時，超聲1小時；最后，將上述混合溶液脫泡并傾倒于潔凈的聚四氟乙烯培養皿上，使溶劑自然揮發24小時，隨后在45℃真空箱中干燥12小時；得到1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺負載的三維共價有機骨架雜化膜。

3.根據權利要求1所述的離子液體負載的三維共價有機骨架雜化膜的應用，將按照權利要求2制備獲得的1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺負載的三維共價有機骨架雜化膜用于在濕態30℃下測試CO₂/CH₄分離性能，其CO₂通量為518-1601Barrer，CO₂/CH₄選擇性為20.8-39。