專利名稱：用于氣體分離的超滲透膜的制作方法
用于氣體分離的超滲透膜
背景技術(shù)：
工業(yè)排放產(chǎn)生對環(huán)境有不利影響的溫室氣體。期望通過將有害溫室氣體與其他氣體進(jìn)行分離來控制它們。使溫室氣體水平最小化的另一措施是使用不同于化石燃料的能源如氫氣。此類氣體也需要分離。例如，大多數(shù)工業(yè)制氫基于兩步工藝
權(quán)利要求
1.一種單體，包含具有20-1000個碳原子和10-500個氧原子的聚環(huán)氧烷主鏈，所述碳/氧比率為 1 1-10 1 ；附連于所述主鏈的1至100個聚環(huán)氧烷側(cè)鏈，其中每個鏈具有10-500個碳原子和 5-250個氧原子，所述碳/氧比率為1 : 1-10 1;和同樣附連于所述主鏈的1至8個交聯(lián)基團(tuán)，每個交聯(lián)基團(tuán)具有2至4個結(jié)合部分，由此，所述單體能夠通過其結(jié)合部分以及具有相同結(jié)構(gòu)特征的其他單體的結(jié)合部分交 聯(lián)所述其他單體從而形成聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單體，其中1至3個交聯(lián)基團(tuán)附連于所述主鏈的每一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單體，其中所述單體具有式
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單體，其中所述單體具有式
5.一種聚合物，包含多個彼此交聯(lián)的單體，其中所述單體各自獨立地為根據(jù)權(quán)利要求1所述的單體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚合物，其中所述單體各自獨立地為根據(jù)權(quán)利要求3所述的單體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚合物，其中所述單體各自獨立地為根據(jù)權(quán)利要求4所述的單體。
8.一種制備含有交聯(lián)劑的支化聚環(huán)氧烷鏈的方法，所述方法包括使主鏈上具有第一反應(yīng)性基團(tuán)和第二反應(yīng)性基團(tuán)的支化聚環(huán)氧烷主鏈與2至8個各具有第三反應(yīng)性基團(tuán)的交聯(lián)劑反應(yīng)，由此一個交聯(lián)劑的所述第三反應(yīng)性基團(tuán)共價結(jié)合所述第一反應(yīng)性基團(tuán)并且另一交聯(lián)劑的所述第三反應(yīng)性基團(tuán)共價結(jié)合所述第二反應(yīng)性基團(tuán)從而形成含有交聯(lián)劑的支化聚環(huán)氧烷鏈，其中每個所述交聯(lián)劑具有2至4個結(jié)合部分。
9.一種制備含有交聯(lián)劑的支化聚環(huán)氧烷鏈的方法，所述方法包括使具有第一反應(yīng)性基團(tuán)和第二反應(yīng)性基團(tuán)的聚環(huán)氧烷主鏈與2至8個各具有第三反應(yīng)性基團(tuán)的交聯(lián)劑反應(yīng)，由此一個交聯(lián)劑的所述第三反應(yīng)性基團(tuán)共價結(jié)合所述第一反應(yīng)性基團(tuán)并且另一交聯(lián)劑的所述第三反應(yīng)性基團(tuán)共價結(jié)合所述第二反應(yīng)性基團(tuán)從而形成含有交聯(lián)劑的聚環(huán)氧烷主鏈；其中每個所述交聯(lián)劑具有2至4個結(jié)合部分；和在所述含有交聯(lián)劑的聚環(huán)氧烷主鏈上生成自由基和使各在一端處具有第四反應(yīng)性基團(tuán)的聚環(huán)氧烷側(cè)鏈與所述含有交聯(lián)劑的聚環(huán)氧烷主鏈反應(yīng)從而通過所述第四反應(yīng)性基團(tuán)與所述含有交聯(lián)劑的聚環(huán)氧烷主鏈的共價結(jié)合形成含有交聯(lián)劑的支化聚環(huán)氧烷鏈。
10.一種制備聚合物的方法，所述方法包括使多個通過根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9 所述的方法制備的含有交聯(lián)劑的支化聚環(huán)氧烷鏈反應(yīng)從而通過一個鏈中的結(jié)合部分與其他鏈中的結(jié)合部分之間的結(jié)合形成聚合物。
11.一種改變氣體混合物的組成的方法，所述方法包括提供由根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚合物所形成的膜，和使氣體混合物通過所述膜，所述氣體混合物含有至少第一氣體和至少第二氣體，其中所述第一氣體選自H2、N2、CH4, O2和C3H8,所述第二氣體選自C02、H2S, CO和H20。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一氣體為H2，所述第二氣體為C02。
13.—種制備膜的方法，所述方法包括制備含有聚環(huán)氧烷主鏈、聚環(huán)氧烷鏈和溶劑的溶液，所述主鏈和所述鏈分散在所述溶劑中，其中每個所述主鏈具有2至8個交聯(lián)基團(tuán)并且每個所述交聯(lián)基團(tuán)具有2至4個結(jié)合部分；提供所述溶液的層；通過一個主鏈中的結(jié)合部分與其他主鏈中的結(jié)合部分之間的共價結(jié)合交聯(lián)所述主鏈；和移除所述溶劑以形成膜；由此所述鏈與經(jīng)交聯(lián)的所述主鏈共混。
14.一種制備膜的方法，所述方法包括制備含聚環(huán)氧烷主鏈、聚環(huán)氧烷鏈和溶劑的溶液，所述主鏈和所述側(cè)鏈分散在所述溶劑中，其中每個所述主鏈具有2至8個交聯(lián)基團(tuán)，每個交聯(lián)基團(tuán)具有2至4個結(jié)合部分，并且每個所述鏈在一端處具有反應(yīng)性基團(tuán)；提供所述溶液的層；通過一個主鏈中的結(jié)合部分與其他主鏈中的結(jié)合部分之間的共價結(jié)合交聯(lián)所述主鏈；移除所述溶劑以獲得所述膜；和在所述聚環(huán)氧烷主鏈上生成自由基，由此所述鏈通過所述反應(yīng)性基團(tuán)共價結(jié)合到所述主鏈。
15.一種膜，所述膜通過根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法制備。
16.一種膜，所述膜通過根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法制備。
17.一種改變氣體混合物的組成的方法,所述方法包括使氣體混合物通過根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的膜，其中所述混合物含有至少第一氣體和至少第二氣體，所述第一氣體選自 H2、N2、CH4, O2 和 C3H8,所述第二氣體選自 CO2, H2S' CO 和 H2O0
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一氣體為H2，所述第二氣體為C02。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單體，所述單體包含(i)具有20-1000個碳原子和10-500個氧原子的聚環(huán)氧烷主鏈，所述碳/氧比率為1∶1-10∶1；(ii)附連于所述主鏈的1至100個聚環(huán)氧烷側(cè)鏈，其中每個鏈具有10-500個碳原子和5-250個氧原子，所述碳/氧比率為1∶1-10∶1；和(iii)同樣附連于所述主鏈的1至8個交聯(lián)基團(tuán)，每個交聯(lián)基團(tuán)具有2至4個結(jié)合部分。該單體能夠通過其結(jié)合部分以及具有相同結(jié)構(gòu)特征的其他單體的結(jié)合部分交聯(lián)所述其他單體從而形成聚合物。由此形成的聚合物對H2和CO2具有提高的滲透率并對氣體對CO2/H2具有提高的選擇性。
文檔編號C08G65/48GK103025793SQ201180033913
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者劉哲宏, 鐘臺生, 劉松林, 邵路, 夏建中 申請人:新加坡國立大學(xué)