[發明專利]一種具有高速氣體傳輸通道的混合基質膜的制備方法

有效

• 申請號: 202011235544.8
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112495200B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 賀高紅;王秋晨;鄭文姬;阮雪華;代巖;焉曉明
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D53/22;B01D67/00;B01D71/06;B01D71/36;B01D71/42;B01D71/44;B01D71/64
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種具有高速氣體傳輸通道的混合基質膜的制備方法，其特征在于，步驟如下：

(1)配置質量分數為12％-15％的聚丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺溶液；配置聚乙烯吡咯烷酮和金屬鹽的N,N-二甲基甲酰胺溶液，聚乙烯吡咯烷酮和金屬鹽的質量分數分別為12％-15％和2％-5％；將兩種溶液按質量比1：2混合攪拌，獲得含有聚丙烯腈/聚乙烯吡咯烷酮/金屬鹽的紡絲前驅體溶液；隨后，將紡絲前驅體溶液進行靜電紡絲，得到納米纖維；將納米纖維在650℃下煅燒2小時，得到金屬氧化物中空納米管；

(2)將金屬氧化物中空納米管溶解在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，控制金屬氧化物中空納米管的質量分數為0.3％-0.5％；然后在100℃的條件下緩慢攪拌分散，過程中加入MOFs對應的有機配體，控制有機配體與金屬氧化物中空納米管的質量比為2：1；水熱反應4h，以獲得MOFs中空納米管；

(3)將聚合物顆粒和正丁醇在120℃下冷凝攪拌回流以完全溶解，從而獲得質量分數為3％的透明均勻聚合物溶液；同時，將MOFs中空納米管與正丁醇混合攪拌以獲得質量分數為0.01％-0.05％的均勻填料分散液；向聚合物溶液中添加定量填料分散液，控制MOFs中空納米管的添加量不小于混合體系的7wt％；之后，將所得混合物在60℃水浴中攪拌2小時，將所得的混合溶液超聲處理5分鐘以脫出氣泡；最后，將該混合物平鋪在聚四氟乙烯板上，并在60℃下徹底蒸發溶劑得到具有高速氣體傳輸通道的混合基質膜；

所述的金屬鹽的金屬包括鋅、鋁、鉻和鈷；

所述的聚合物顆粒為聚乙二醇；所述的有機配體為2-甲基咪唑。