[發明專利]一種新型二氧化碳膜的制備方法

在審

• 申請號: 202211082257.7
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115350605A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 張坤
• 申請（專利權）人: 蘇州零碳膜科技有限公司
• 主分類號: B01D71/76
• 分類號: B01D71/76;B01D71/34;B01D69/12;B01D67/00;B01D53/22
• 代理公司: 暫無信息
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本發明涉及一種新型二氧化碳膜的制備方法，依次包括以下步驟：步驟S1、將Cr(NO₃)₃·9H₂O、對苯二甲酸和HF混合，利用水熱法在高溫高壓條件下制備具有納米孔的金屬有機框架化合物；步驟S2、將上述金屬有機框架化合物與PVDF溶液混合并攪拌過夜，所得到的溶液經過澆鑄成膜。本發明制備具有高滲透系數及選擇性的二氧化碳分離膜，同時降低其制備成本，促進二氧化碳分離及再利用行業的發展。

技術領域

本發明涉及二氧化碳膜的制備相關技術領域，尤其涉及一種新型二氧化碳膜的制備方法。

背景技術

在碳減排方面，碳捕集利用與封存(CCUS)是一種重要的技術手段。其目的是把生產過程中排放的二氧化碳行捕獲提純，繼而投入到新的生產過程中進行循環再利用或封存，避免二氧化碳排放到大氣中。我國二氧化碳排放總量的 59％來源于火電、水泥、鋼鐵(2018年統計)，大型工業化生產中的二氧化碳集中處理勢在必行，CCUS技術有利于實現大規模溫室氣體減排，是未來應對氣候變化的重要方法。實現CCUS最好的方法是膜分離法，其具有節能、高效、操作簡單、使用方便、無二次污染等優點。尤為突出的是，膜分離技術每噸二氧化碳的成本降低至80元/噸左右，相比于其他方法具有巨大的成本優勢。

中國的膜技術水平有了長足進步，制備了一批新型分離膜。例如周金盛等制備了CA/CTA共混物不對稱納濾膜，能實現對單價與多價陰離子有效分離，并有效去除小分子有機物，NaCl脫鹽率為15～60％， Na2S04截留率為85～98070，截留相對分子量在200～600之間。但現有的商品膜(醋酸纖維膜、聚砜膜及聚酰亞胺膜等)在二氧化碳分離領域仍存在一定的技術問題，其二氧化碳滲透系數和分離性能不高，難以滿足工業化分離的參數要求。

綜上所示，現有技術中的缺點：

1、醋酸纖維膜二氧化碳滲透系數及選擇性不高。

2、MTR公司的Polaris分離膜成本較高。

有鑒于上述的缺陷，本設計人積極加以研究創新，以期創設一種新型二氧化碳膜的制備方法，使其更具有產業上的利用價值。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種新型二氧化碳膜的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種新型二氧化碳膜的制備方法，依次包括以下步驟：

步驟S1、將Cr(NO₃)₃·9H₂O、對苯二甲酸和HF混合，利用水熱法在高溫高壓條件下制備具有納米孔的金屬有機框架化合物；

步驟S2、將上述金屬有機框架化合物與PVDF溶液混合并攪拌過夜，所得到的溶液經過澆鑄成膜。

作為本發明的進一步改進，步驟S1依次包括以下步驟：

步驟S11、將1.2g Cr(NO₃)₃·9H₂O和500mg對苯二甲酸與15ml去離子水和1ml HF混合；

步驟S12、將反應物加熱至反應釜并加熱至220℃保持6小時，冷卻后過濾粗產物；

步驟S13、將粗產物在DMF溶液中于343K下加熱3小時，然后在乙醇溶液中在70℃加熱3小時；

步驟S14、經過兩次上述步驟后，將樣品置于120℃的DMF溶液中一周，然后過濾；

步驟S15、在80℃下干燥產物得到MIL-101-Cr。

作為本發明的進一步改進，步驟S11中HF的濃度為3mol/L。