一种带铰链结构PIMs膜的制备及气体分离领域的应用制造技术

本发明专利技术利用四氟对苯二腈(TFTPN)、5,5’,6,6’‑四羟基‑3,3’,3,3’‑四甲基‑1,1’‑螺双茚满(TTSBI)与9,9‑双(3,4‑羟基苯基)‑芴(BDPF)之间的双亲核反应制备新型铰链(Cardo)结构的PIMs(Polymers of Intrinsic Microporosity)聚合物—Cardo‑PIM‑1，并制备成气体分离膜用于CO2/N2的分离。相较于传统的PIM‑1气体分离膜，Cardo结构的引入大大提高了膜材料的气体渗透性，为气体分离膜的研究开辟了新思路和新方法。

The preparation of a PIMs film with hinged structure and the application of gas separation

The invention uses PTFE two of benzene nitrile (TFTPN), 5,5, 6,6 '3,3', four hydroxy four methyl 3,3 '1,1' spirobiindene full (TTSBI) and 9,9 (3,4 double hydroxyphenyl) fluorene (BDPF) between binucleophilic reaction to prepare a new type of hinge the structure of PIMs (Cardo) (Polymers of Intrinsic Microporosity) - Cardo PIM 1 polymer, and preparation of gas separation membrane for CO2/N2 separation. Compared with the traditional PIM 1 gas separation membrane, the introduction of Cardo structure can greatly improve the gas permeability of membrane materials, research for gas separation membrane has opened up new ideas and new methods.

【技术实现步骤摘要】
一种带铰链结构PIMs膜的制备及气体分离领域的应用
本专利技术涉及一种具有良好气体分离性能膜材料的制备方法，适用于电厂烟道气和其他工业过程中CO2的分离、捕集、回收等领域。
技术介绍
步入21世纪，经济的快速发展和人口增长导致全球CO2排放量显著提高，由此引发了全球变暖等一系列问题。根据联合国政府间气候变化委员会(IPCC)第三次气候变化评估报告显示，预计在2100年全球的地面平均气温会上升1.4℃至5.8℃(地面平均气温一般为15℃左右)。这一预计已经考虑到了大气层中的悬浮粒子对于地球气候具有降温的效应以及海洋所具有的吸收热能的作用。虽然有很多未确定的因素可能会影响这个推算结果，但据IPCC第五次评估报告指出，在过去的一百年间，因人类活动导致全球气候变暖这一事实是毋庸置疑的。若不及时有效地采取措施控制全球变暖趋势，将可能给我们赖以生存的地球带来灾难性后果。温室气体主要包括CO2、CH4、N2O等气体，其中，CO2对于温室效应的影响尤为显著，超过50％的贡献均是由CO2引起的。大气中的CO2主要来源于化石能源的燃烧，目前工业、电力、交通行业仍是CO2排放的主要部门。有效的捕集和分离烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有铰链结构的PIM‑1聚合物膜材料的制备，其特征在于：在以TFTPN、TTSBI为单体合成PIM‑1的过程中引入BDPF制备成具有铰链结构的PIM‑1—Cardo‑PIM‑1，然后将Cardo‑PIM‑1溶于适量极性溶剂中配成一定质量分数的铸膜液，涂覆成膜，其步骤如下：a、分别采用高温法和低温法合成Cardo‑PIM‑1：高温法：在氮气氛围中，取一定比例的TTSBI、BDPF、TFTPN以及无水K2CO3溶于适量强极性有机溶剂中，在140℃条件下加热回流1h，冷却后倒入足量去离子水中沉淀过滤，在盐酸溶液中加热回流3h，过滤水洗至中性，甲醇洗涤3～5次，真空干燥箱120°干燥24h；低温法...

【技术特征摘要】
1.一种具有铰链结构的PIM-1聚合物膜材料的制备，其特征在于：在以TFTPN、TTSBI为单体合成PIM-1的过程中引入BDPF制备成具有铰链结构的PIM-1—Cardo-PIM-1，然后将Cardo-PIM-1溶于适量极性溶剂中配成一定质量分数的铸膜液，涂覆成膜，其步骤如下：a、分别采用高温法和低温法合成Cardo-PIM-1：高温法：在氮气氛围中，取一定比例的TTSBI、BDPF、TFTPN以及无水K2CO3溶于适量强极性有机溶剂中，在140℃条件下加热回流1h，冷却后倒入足量去离子水中沉淀过滤，在盐酸溶液中加热回流3h，过滤水洗至中性，甲醇洗涤3～5次，真空干燥箱120°干燥24h；低温法：在氮气氛围中，取一定比例的TTSBI、BDPF、TFTPN以及无水K2CO3溶于适量强极性有机溶剂中，在65℃条件下加热回流72h，冷却后倒入足量去离子水中沉淀过滤，在盐酸溶液中加热回流3h，过滤水洗至中性，甲醇洗涤3～5次，真空干燥箱120°干燥24h；b、膜材料制备：取一定量的Cardo-PIM-1(或PIM-1)溶于极性溶剂中配成质量分数为3％的铸膜液，搅拌一夜待充分溶解后过滤除去残渣，在多孔底膜上涂覆成膜，室温条件下干燥24小时后真空干燥24小时，得到Ca...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海翔，高雯，张琰玮，赵浩如，李鹏，牛青山，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37