中空纤维气体分离膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中空纤维气体分离膜及其制备方法，分离膜是由聚酰亚胺和金属有机框架材料MIL‑101复合而成，其中，所述聚酰亚胺为芳香基聚酰亚胺，金属有机框架材料MIL‑101占分离膜中的质量分数为2～10％。本发明专利技术以聚酰亚胺为基质，掺杂金属有机框架材料MIL‑101颗粒，综合了有机膜和无机膜的优点，不仅具有良好的热稳定性、化学稳定性及机械强度，且提高了气体的透过选择性以及透过速率，提高了气体的分离效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料技术领，具体地指一种中空纤维气体分离膜及其制备方法。
技术介绍
在高分子材料
中，聚酰亚胺材料是一种具有酰亚胺环结构特性的高性能聚合物材料，具有优异的耐热性、耐辐照、优异的机械性能和电气性能等，已被广泛应用于航空、航天、汽车、石油化工等
其中聚酰亚胺气体分离膜是聚酰亚胺应用较为广泛的材料之一。聚酰亚胺气体膜分离是一种“绿色技术”，并且由于它具有低能耗、环境友好、过程简单、操作方便、分离性强等优点，在与传统分离技术(吸附、吸收、深冷分离等)的竞争中显示出独特的优势，其研究和应用发展十分迅速。然而，聚酰亚胺通常具有良好的分离选择性，但大多数聚酰亚胺链刚性大，透气性差，同时由于聚酰亚胺分子链本身的刚性，以及分子间强烈的相互作用，使普通型的聚酰亚胺直至分解温度既不熔融，也不溶解，结果难以加工成膜。因此开发高效聚酰亚胺分离膜是目前的研究热点之一。近年来，很多现有技术报导了聚酰亚胺相关复合材料的制备方法及其应用。例如，公开号为CN103846022A的中国专利技术专利公开了一种共聚聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备方法。该专利技术专利采用自制聚酰亚胺作为纺丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空纤维气体分离膜，其特征在于：所述分离膜是由聚酰亚胺和金属有机框架材料MIL‑101复合而成，其中，所述聚酰亚胺为芳香基聚酰亚胺，金属有机框架材料MIL‑101占分离膜中的质量分数为2～10％。

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维气体分离膜，其特征在于：所述分离膜是由聚酰亚胺和金属有机框架材料MIL-101复合而成，其中，所述聚酰亚胺为芳香基聚酰亚胺，金属有机框架材料MIL-101占分离膜中的质量分数为2～10％。2.根据权利要求1所述中空纤维气体分离膜，其特征在于：所述金属有机框架材料MIL-101的制备方法，包括以下步骤：a)按重量百分数比称取5～10％的硝酸铬、0.5～2％的氢氟酸、1～5％的1,4-对苯二甲酸和80～90％的蒸馏水混合搅拌20～40min，得到混合物；b)将混合物转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在200～220℃恒温8～10小时；自然冷却到室温，得到绿色产品MIL-101；过滤得到金属有机框架材料MIL-101；所述金属有机框架材料MIL-101的有效直径为100～900纳米，孔径为2.8～3.4颗粒。3.一种权利要求1所述中空纤维气体分离膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)聚酰胺酸溶液制备：将极性疏质子溶剂置于恒温水浴中加热至恒温，然后向恒温的极性疏质子溶剂中加入均苯四甲酸二酐，搅拌至完全溶解，再加入4,4-二氨基二苯醚反应10～15h，得到膜基质聚酰胺酸溶液；其中，膜基质聚酰胺酸溶液中聚酰胺酸的质量分数为10～50％；2)金属有机框架材料MIL-101的制备：a)按重量百分数比称取5～10％的硝酸铬、0.5～2％的氢氟酸、1～5％的1,4-对苯二甲酸和80～90％的蒸馏水混合搅拌20～40min，得到混合物；b)将混合物转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在200～220℃恒温8～10小时；自然冷却到室温，得到绿色产品MIL-101；过滤得到金属有机框架材料MIL-101；3)将合成的金属有机框架材料加入膜基质聚酰胺酸溶液中，搅拌20～40min，继续超声处理10～20min，得到分散均匀的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全来，李伟，刘光培，陈龙，邹云，刘波，余峰，
申请(专利权)人：武汉三江航天远方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42