一种掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法及应用，具体做法为：首先制备石墨化碳氮化物(g‑C3N4)层状材料，并分散于聚合物溶液中，制备均一铸膜液，并通过溶液流延法制备掺杂g‑C3N4的致密膜，通过刮膜器控制湿膜厚度为100~500μm。将该混合基质膜用于CO2分离，具有较高的CO2渗透系数和CO2/N2分离因子。本发明专利技术的优点在于：无机材料的制备方法简单，易于操作，制膜方法工艺简单，所制得的膜耐酸耐碱，柔韧性好，将其用于气体分离，具有优异的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法及应用
本专利技术涉及一种掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法及应用，属于气体分离膜

技术介绍
随着工业技术的发展和人口数量的增长，全球气候变暖问题已经引起了人们的关注。因此，减少大气中CO2的排放，采用有效的方法捕获CO2已迫在眉睫。一般情况下，从气体混合物中分离CO2的方法主要有化学吸附、物理吸附、深冷分离、膜分离等。近几年来，膜分离技术由于效率高、适应性强、操作简单、能耗低、投资少、环境友好等优点常被用于分离CO2。而向高分子基质中引入无机粒子所制得的混合基质膜（MMMs），由于具有优异的分离性能，成为当前研究的热点。而混合基质膜的制备中无机填料的选取至关重要。近年来，由石墨烯和氧化石墨烯（GO）组成的MMMs在各种分离领域被广泛研究，这激发了2D材料作为高性能膜填料的蓬勃发展。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法，首先制备了石墨化碳氮化物，并将其添加到聚合物基质中，研究了添加含量和压力对膜CO2渗透性和CO2/N2选择性的影响。本专利技术还提供了所述混合基质膜的制备方法和应用。本专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法，其特征在于：首先通过热聚合法合成石墨化碳氮化物g‑C3N4，将其分散到聚合物基质中，采用溶液流延法制备出掺杂g‑C3N4的气体分离膜。

【技术特征摘要】
1.一种掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法，其特征在于：首先通过热聚合法合成石墨化碳氮化物g-C3N4，将其分散到聚合物基质中，采用溶液流延法制备出掺杂g-C3N4的气体分离膜。2.根据权利要求1所述的掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法，其特征在于：所制备的膜为均质致密聚合物膜，由聚合物基质和无机添加剂组成，聚合物基质为聚醚-聚酰胺嵌段共聚物、聚乙烯醇、磺化聚醚醚酮中的任一种，无机添加剂为石墨化碳氮化物层状材料，湿膜厚度控制在50~500μm。3.根据权利要求1所述的掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法，其特征在于：所述石墨化碳氮化物层状材料的层间距为3.0~3.3Å。4.根据权利要求1所述的掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法，其特征在于：所得混合基质膜中石墨化碳氮化物和聚合物基质的质量比为（0.1～5）：100。5.根据权利要求1所述的掺杂石墨化碳氮化物的混合基质膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、制备g-C3N4：通过热聚合法合成g-C3N4：将干燥过的尿素放入法兰式管式加热炉中，调节保护气流速为10~200mL·min-1，以1~10°C·min-1的升温速率升至350~850°C，恒温煅烧2~10h，再自然降至25°C；将所得的黄色的g-C3N4粉末分散在水中（g-C3N4和水的质量比为0.5~50:300~5000），在10~50MHz的频率下超声处理1~3h后，用转速为5000~15000r/min的离心机离心5~100min，然后将下层沉淀在80~110°C的真空干燥箱中干燥4~72h，制得g-C3N4粉末，待用；步骤二、制备铸膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新儒，王永洪，张桃，刘成岑，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14