一种接枝型聚离子液体聚酰亚胺膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种接枝型聚离子液体聚酰亚胺膜及其制备方法，属于气体分离膜技术领域。本发明专利技术首先合成了亚芳基二胺单体，与不同二酐缩合制备了具有良好溶解性和稳定性的聚酰亚胺聚合物，再直接以聚合物的亚胺基作为接枝位点对聚合物进行功能化接枝、离子交换后获得膜材料并制膜。所制备的膜具有较好的机械稳定性和气体分离性能，可应用于多种气体分离，例二氧化碳/氮气分离，天然气净化中二氧化碳从天然气中分离等。

【技术实现步骤摘要】
一种接枝型聚离子液体聚酰亚胺膜及其制备方法
本专利技术属于气体分离膜
，涉及到一种接枝型聚离子液体聚酰亚胺膜及其制备方法。
技术介绍
二氧化碳是最重要的温室气体，全球CO2的年排放量逐渐上涨，由此引发的温室效应将严重威胁人类的生存，发展高效的碳捕集技术越来越成为人们关注的焦点。目前，碳捕集技术主要有吸收法、变压吸附法、低温分馏法和膜分离方法。与其他方法相比，气体膜分离法仅需要膜两侧的压差提供传质推动力，无需质量分离剂的再生过程，操作成本低，工艺条件温和。膜分离过程利用组分在溶解性、分子动力学直径和反应性方面的差异，可适用于不同的分离体系，具有良好的发展前景。目前二氧化碳分离膜技术以聚合物膜为主流。但是，聚合物膜性能往往不能克服trade-off效应，高的渗透系数和高的选择性二者不可兼得。一系列研究已经表明，聚合物膜渗透性和选择性之间存在相互抑制关系，二者间的关系可由1991年和2008年的Robeson上限来体现。Robeson上限通常被作为评价膜性能的比较基准。聚酰亚胺膜是一类较理想的CO2分离膜，聚酰亚胺膜具有优异的化学稳定性能、热力学稳定性能、机械性能和CO2分离性能。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接枝型聚离子液体聚酰亚胺膜，其特征在于，接枝型聚离子液体材料结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种接枝型聚离子液体聚酰亚胺膜，其特征在于，接枝型聚离子液体材料结构如下：其中Ar的结构：其中：x＝0.1～0.8；R为引入基团，包括甲基、丙基、苄基、丙醇基。2.权利要求1所述的接枝型聚离子液体聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)二胺单体的合成：将二氢吲哚-2,3-二酮溶于三氟甲磺酸中，冰浴下加入苯胺后撤去冰浴，室温下反应8小时后得到溶液，随后加入溶液A中和，二氯甲烷萃取，在展开剂A作用下用凝胶色谱分离出二胺单体后减压蒸发，抽真空干燥后得到二胺单体；所述的二氢吲哚-2,3-二酮：苯胺的摩尔比为1:4；所述的三氟甲磺酸与二氢吲哚-2,3-二酮的摩尔比为15～20:1；所述的溶液A为NaOH、KOH溶液中的一种；所述的展开剂A为二氯甲烷：甲醇摩尔比10:1的溶液；(2)聚酰亚胺聚合物制备：二胺单体溶于溶剂A中，后加入二酐单体室温下搅拌10min，后加热到180℃并持续搅拌8小时，冷却后在过量的沉淀剂A沉淀中沉淀、洗涤、真空干燥，即得到聚合物；所述的溶剂A为间甲酚、苯酚、硝基苯中的一种；所述的沉淀剂A为甲醇、乙醇、乙腈中的一种；所述的二酐单体与二胺单体的摩尔比为1:1；(3)接枝型聚离子液体材料制备：室温下在惰性气氛中将聚酰亚胺聚合物溶于无水B溶剂中搅拌；然后，将卤代物注入反应溶液中，并密封；将温度升至80℃搅拌30小时后，冷却至室温将所得聚合物沉淀至过量沉淀剂B中，洗涤、真空干燥，得到接枝型PIL材料；所述的沉淀剂B为乙醚、丙酮中的一种；所述的卤代物与聚酰亚胺聚合物的摩尔比为1.8：1；所述的溶剂B为DMF、DMAC、NMP中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：焉晓明，高毅超，贺高红，阮雪华，代岩，郑文姬，潘昱，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21