The invention discloses a polyethylene amine composite function film with sheet screening channel and a preparation method and application of the intercalated graphene oxide copolymer and polyethylene amine, dissolved in polyethylene amine aqueous solution dispersed into a homogeneous casting solution, membrane by coating method in preparation of microporous membrane surface; the intercalation of copolymer layer spacing control range of 8 A 24 a. According to this invention, polyethylene amine was added dropwise into graphene oxide, graphene oxide film layer, intercalation copolymer prepared graphene oxide and polyvinylamine, by adjusting the graphene oxide and polyethylene amine ratio control to achieve the graphene oxide layer spacing piece. The composite membrane was applied to CO2 separation, with high CO2 penetration rate and separation factor. The film preparation method provided by the invention is simple and easy to operate, and can effectively improve the CO2 permeability of the polythene membrane and the selection performance of CO2/CH4 and CO2/N2.
【技术实现步骤摘要】
一种具有片层筛分通道的聚乙烯胺复合功能膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种具有片层筛分通道的聚乙烯胺复合功能膜及其制备方法和应用,属于化学工程气体分离膜领域。
技术介绍
含胺基的固定载体膜是一种新型的选择性吸附分离CO2的聚合物膜,由于具有较强的选择性传输CO2的能力、结构稳定、制备简单,成为研究热点之一。分离原理主要是利用小分子CO2与膜表面的胺基载体之间发生可逆的络合反应形成中间化合物,CO2由当前的载体跳跃至下一个未发生络合反应的载体并与之结合,在聚合物膜内迁移直至到达膜的下游侧。含胺基的固定载体膜对CO2有高的选择性,有利于选择性分离回收CO2。然而含胺基固定载体膜中大量胺基之间的化学作用力,会使聚合物的结晶,降低膜内的自由体积,从而导致小分子气体在膜中的扩散性能较差。为了抑制聚合物的结晶,提高膜内的分子扩散性能,本专利技术制备具有筛分通道的含胺基聚乙烯胺复合功能膜。
技术实现思路
针对含胺基固定载体膜中聚合物结晶严重、CO2在膜中扩散难的问题,本专利技术旨在提供一种具有片层筛分通道的聚乙烯胺复合功能膜及其制备方法,并将该复合功能膜应用于CO2/CH4、CO2/N2的混合气分离,结果发现,具有较高的CO2渗透速率和分离因子。本专利技术提供了一种具有片层筛分通道的聚乙烯胺复合功能膜的制备方法,将氧化石墨烯和聚乙烯胺的插层共聚物,溶于聚乙烯胺水溶液中分散成均一铸膜液,通过涂覆法在微孔滤膜的表面制备功能膜;所述插层共聚物的层间距的调控范围为8Å-24Å。上述制备方法中,所述的微孔滤膜是支撑膜,主要是起到支撑作用,材质为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯 ...
【技术保护点】
一种具有片层筛分通道的聚乙烯胺复合功能膜的制备方法,其特征在于:将氧化石墨烯和聚乙烯胺的插层共聚物,溶于聚乙烯胺水溶液中分散成均一铸膜液,通过涂覆法在微孔滤膜的表面制备功能膜;所述插层共聚物的层间距的调控范围为8Å‑24Å。
【技术特征摘要】
1.一种具有片层筛分通道的聚乙烯胺复合功能膜的制备方法,其特征在于:将氧化石墨烯和聚乙烯胺的插层共聚物,溶于聚乙烯胺水溶液中分散成均一铸膜液,通过涂覆法在微孔滤膜的表面制备功能膜;所述插层共聚物的层间距的调控范围为8Å-24Å。2.根据权利要求1所述的具有片层筛分通道的聚乙烯胺复合功能膜的制备方法,其特征在于:所述的微孔滤膜是支撑膜,起支撑作用,材质为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的任一种。3.根据权利要求1所述的具有片层筛分通道的聚乙烯胺复合功能膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、通过Hummers法制备得1mg/mL-10mg/mL氧化石墨烯分散液;步骤二、选取固含量为1mg/mL-10mg/mL的氧化石墨烯分散液,超声分散,形成均匀、稳定的水溶液;然后,逐滴加入质量百分比为15%-30%的聚乙烯胺水溶液,调节氧化石墨烯和聚乙烯胺的质量比为1:0.5~10,超声分散1-6h,控制温度在15℃-35℃搅拌2-12h,得到均匀的混合液,离心干燥后待用,命名为产物A;产物A中经过聚乙烯胺插层调控后的氧化石墨烯的层间距为8Å-24Å;步骤三、取聚乙烯胺和产物A溶于水溶液中,超声使溶液均匀分散;聚乙烯胺的浓度为5wt%-15wt%,产物A中氧化石墨烯的含量占聚乙烯胺的0.1wt%-2.0wt%;步骤四...
【专利技术属性】
技术研发人员:张新儒,王永洪,刘成岑,王倩,侯蒙杰,张桃,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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