專利名稱：一種氣體分離膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子分離膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人類工業(yè)化程度的提高，二氧化碳(CO2)這種主要的溫室氣體在大氣中含量日益升高。而對(duì)于我國(guó)要建設(shè)“低碳經(jīng)濟(jì)”型社會(huì)、達(dá)到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放比2005年下降40% 45%的目標(biāo)，更加要對(duì)CO2進(jìn)行有效的捕捉和利用。在我國(guó)，燃煤發(fā)電排放的CO2占到了 CO2總排放量的50%左右，對(duì)燃煤電廠排放的CO2 (主要為煙氣中N2和 CO2分離和合成氣中H2和CO2分離)捕捉和利用迫在眉睫。膜技術(shù)在CO2捕集方面具有眾多優(yōu)點(diǎn)和廣闊的前景，被認(rèn)為是關(guān)系到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的污染控制技術(shù)。聚氧化乙烯作為CO2 親和性聚合物具有高的C02/N2和C02/H2選擇性，然而由于聚氧化乙烯(PEO)分子鏈間的極性作用引起的鏈規(guī)整性的增加，使聚氧化乙烯具有高的結(jié)晶度，會(huì)大大降低膜的氣體滲透性能，因而通常將聚氧化乙烯作為交聯(lián)劑使用來制備氣體分離膜，如使用少量聚氧化乙烯作為交聯(lián)劑制備聚酰亞胺氣體分離膜，這樣使得聚氧化乙烯對(duì)CO2的優(yōu)異的分離性能和選擇性能不能充分發(fā)揮出來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有的聚氧化乙烯由于分子鏈間的極性作用使其結(jié)晶度提高，從而不能用來單獨(dú)制造聚氧化乙烯膜材料的問題，而提供一種氣體分離膜及其制備方法。本發(fā)明一種氣體分離膜由端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯制備而成。上述氣體分離膜的制備方法是一、稱取端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯并混合，攪拌3 24h得到混合液體；二、將步驟一得到的混合液體采用刮涂的方法刮涂在聚四氟乙烯板上；三、將步驟二得到的載有混合液體的聚四氟乙烯板放入烘箱中，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到氣體分離膜。本發(fā)明在室溫下將端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯液體攪拌混合；將混合均勻的液體刮涂在聚四氟乙烯板上，放入烘箱中逐漸加熱至特定溫度范圍進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到厚度為50 200 μ m的氣體分離膜。本發(fā)明利用分別帶有端環(huán)氧基和端氨基的聚氧化乙烯，制備出低結(jié)晶度甚至無結(jié)晶的交聯(lián)聚氧化乙烯膜材料。本發(fā)明易于操作，得到了具有優(yōu)異CO2捕集分離性能的PEO 交聯(lián)膜，本發(fā)明所得膜材料對(duì)C02/N2的分離和滲透性能為a C02/N2 > 50，Pc02 > 120Bar ;對(duì) C02/H2的分離性能為a C02/H2 > 7，該膜材料對(duì)CO2的滲透性能以及對(duì)C02/N2和C02/H2的分離性能均很優(yōu)異，具有較大應(yīng)用前景。 本發(fā)明用于制備氣體分離膜。


圖I是PE0-526、PE0-600以及實(shí)施例一得到的氣體分離膜的傅立葉紅外測(cè)試2是實(shí)施例一得到的氣體分離膜的差示掃描量熱(DSC)測(cè)試曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
之間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式一種氣體分離膜由端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯制備而成。端環(huán)氧基聚氧化乙烯是兩末端含有環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧化乙烯。端氨基聚氧化乙烯是兩末端含有氨基官能團(tuán)的聚氧化乙烯。本實(shí)施方式所得膜材料對(duì)C02/N2的分離和滲透性能為
Q C02/N2〉50, P⑶2〉
120Bar ;對(duì)CO2M2的分離性能為a CQ2/H2 > 7,該膜材料對(duì)CO2的滲透性能以及對(duì)C02/N2和 co2/h2的分離性能均很優(yōu)異，具有較大應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯的物質(zhì)的量之比為(I : I) (7 : 3)。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯的分子量為200 10000，端環(huán)氧基聚氧化乙烯的結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種氣體分離膜，其特征在于氣體分離膜由端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙 烯制備而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體分離膜，其特征在于端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基 聚氧化乙烯的物質(zhì)的量之比為(1 : 1) (7 : 3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體分離膜，其特征在于端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基 聚氧化乙烯的分子量為200 10000，端環(huán)氧基聚氧化乙烯的結(jié)構(gòu)式為
4.如權(quán)利要求1所述的一種氣體分離膜的制備方法，其特征在于氣體分離膜的制備方 法按以下步驟進(jìn)行一、稱取端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯并混合，攪拌3 24h得到混合液體；二、將步驟一得到的混合液體采用刮涂的方法刮涂在聚四氟乙烯板上；三、將步驟二得到的載有混合液體的聚四氟乙烯板放入烘箱中，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到氣 體分離膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氣體分離膜的制備方法，其特征在于步驟一中按物質(zhì)的 量的比為(1 : 1) (7 : 3)的比例稱取端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氣體分離膜的制備方法，其特征在于步驟一中端環(huán)氧基 聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯的分子量均為200 10000，端環(huán)氧基聚氧化乙烯的結(jié)構(gòu) 式為
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氣體分離膜的制備方法，其特征在于步驟二中刮涂在聚四氟乙烯板上的混合液體的厚度為50 500 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種氣體分離膜的制備方法，其特征在于步驟三中將載有混合液體的聚四氟乙烯板放入烘箱中，先升溫至70 90°C，保溫2 5h，然后升溫至110 135°C，保溫O. 5 3h，最后升溫至150 180°C，保溫O. 5 lh，得到氣體分離膜。
全文摘要
一種氣體分離膜及其制備方法，它涉及高分子分離膜及其制備方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有的聚氧化乙烯由于分子鏈間的極性作用使其結(jié)晶度提高，從而不能用來單獨(dú)制造聚氧化乙烯膜材料的問題。本發(fā)明一種氣體分離膜由端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯制備而成，其制備方法是將端環(huán)氧基聚氧化乙烯和端氨基聚氧化乙烯液體攪拌混合；將混合均勻的液體刮涂在聚四氟乙烯板上，放入烘箱中逐漸加熱至特定溫度范圍進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到氣體分離膜。本發(fā)明所得氣體分離膜對(duì)CO2/N2的分離和滲透性能為αCO2/N2＞50，PCO2＞120Bar；對(duì)CO2/H2的分離性能為αCO2/H2＞7。本發(fā)明用于制備氣體分離膜。
文檔編號(hào)B01D67/00GK102580584SQ20121005832
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者全帥, 劉洋, 姚宇環(huán), 孫紅光, 邵路 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)