The invention relates to a gas separation membrane technique, in particular to a gas separation membrane for N2/CH4 separation. The separation membrane is formed by free radical polymerization between carbon and carbon double bonds, and a large amount of fluorine atoms are removed except carbon atoms, and the N2/CH4 separation performance of the separation membrane can be improved by reducing the solubility of the CH4 and increasing the solubility selectivity. The preparation steps are as follows: the high fluorine content monomer and the cross linking agent are mixed, and then the initiator is added; the mixed solution is coated on the support body, and the separating film is obtained by radical polymerization between the carbon carbon double bond.
【技术实现步骤摘要】
一种用于N2/CH4分离的气体分离膜
本专利技术涉及高分子分离膜技术,具体的说是制备出一种用于N2/CH4分离的气体分离膜。
技术介绍
煤层气是赋存于煤层之中的天然气,与普通天然气相比,其几乎不含C2以上重烃组分。据估算,埋藏在地下的煤层气储量大约为26031012立方米。近年来,煤层气使用率徘徊不前,平均不足50%,每一年都有许多煤层气被直接释放到大气中,造成资源的巨大浪费,且煤层气中甲烷的温室效应作用是CO2的21倍,给环境带来极大危害。因此,开发操作灵活的甲烷浓度比较低的煤层气富集技术是解决煤层气开采使用的一个关键难题。除了甲烷,煤层气中含量最高的就是氮气,并且氮气和甲烷在常温条件下都处于超临界状态,由于其相似的化学和物理性质,且都是不可凝聚的,要想很好的分离N2/CH4是异常困难的。目前研究较多的是低温深冷,变压吸附等方法。膜分离技术是近年来发展较快的一项新技术,具有装置小、投资小等特点。膜分离气体的基本原理是根据混合气体中各组分在压力的推动下透过膜的传递速率不同,或者说通过膜对不同种类的气体分子的渗透率和选择性的差异使某组分选择性地透过膜,从而使混合物得以分离,以达到提纯、浓缩等目的的分离过程。目前所研制的各种膜材料尤其是有机的膜材料,对N2/CH4的渗透分离性能都还未达到理想的效果(如表1:部分有机分离膜的渗透分离性能)。分离效果差的主要原因是:常规的聚合物在分离N2/CH4时,溶解选择性往往小于1,而扩散选择性大于1,这种矛盾的情况并不利于膜法N2/CH4的分离。对于N2/CH4的分离,含氟的聚合物性能较好,因为膜内含大量氟原子,减少了膜对气 ...
【技术保护点】
一种含氟N2/CH4的分离膜,其特征在于所述的膜含有大量氟原子,能大幅提高膜的N2/CH4渗透分离性能,其制备步骤如下:一定量的含碳碳双键和氟原子的单体和一定量的交联剂,一定量的引发剂及溶剂混合均匀,脱泡后将混合溶液涂覆在支撑体上:在加热或紫外光照射下,进行自由基聚合,反应完成后获得分离膜。
【技术特征摘要】
1.一种含氟N2/CH4的分离膜,其特征在于所述的膜含有大量氟原子,能大幅提高膜的N2/CH4渗透分离性能,其制备步骤如下:一定量的含碳碳双键和氟原子的单体和一定量的交联剂,一定量的引发剂及溶剂混合均匀,脱泡后将混合溶液涂覆在支撑体上:在加热或紫外光照射下,进行自由基聚合,反应完成后获得分离膜。2.按照权利要求1所述的含氟N2/CH4的分离膜,其特征在于:所述的含碳碳双键和氟原子的单体包括甲基丙烯酸十二氟庚酯,1H,1H,7H-丙烯酸十二氟庚酯,全氟环己基丙烯酸甲酯,2-全氟癸基丙烯酸乙酯,1H,1H-全氟辛基丙烯酸酯,1H,1H,11H-全氟十一烷基丙烯酸酯,2,2,3,3-四氟丙基丙烯酸酯,(2H-全氟丙基)-2-丙烯酸酯,2-(全氟-9-甲基辛)丙烯酸乙酯,全氟环己基丙烯酸甲酯,其质量含量为80%~99.9%。3.按照权利要求1所述的含氟N2/CH4的分离膜,其特征在于:制备过程中所用的交联剂包括聚乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸、聚二季戊四醇五丙烯酸酯、聚二季戊四...
【专利技术属性】
技术研发人员:丁晓莉,马春雨,谭芳芳,
申请(专利权)人:天津工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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