兼具改善的渗透率与选择性的碳分子筛膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种兼具改善的渗透率与选择性的碳分子筛膜、及其制备方法和应用。本发明专利技术直接从聚合物前驱体膜出发，在对其热解碳化前先进行聚合物链结构重塑，显著改变其自由体积及空间排布，进而调节碳化后碳分子筛膜的微观结构，显著提高其渗透性能，即实现渗透率与选择性的双重提高。

【技术实现步骤摘要】
兼具改善的渗透率与选择性的碳分子筛膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种兼具改善的渗透率与选择性的碳分子筛膜、及其制备方法和应用。
技术介绍
碳分子筛膜是由聚合物膜材料在惰性或真空环境下热解碳化得到。碳分子筛膜具有较高的热稳定性与化学稳定性，被认为是极具潜力的分子筛膜材料，有望突破传统聚合物膜渗透性与选择性的相互限制(文献1：BurnsR.L.,KorosW.J.J.Membr.Sci.,2003,211:299-309)。公开发表的文献中对碳分子筛膜的结构均有相应报道。碳分子筛膜材料具有短程有序的乱层碳结构，这类材料的孔道是由微晶之间的缺陷堆叠形成的。一般认为碳分子筛具有“狭缝型”孔结构，呈双峰型分布(文献2：SteelK.M.,KorosW.J.Carbon,2003,41:253-266；SteelK.M.,KorosW.J.Carbon,2005,43:1843-1856)。由于聚合物前驱体决定了碳分子筛膜的微观结构及分离性能，因此一直以来聚合物前驱体的选择和修饰都是人们关注的焦点。近年来，在不少专利和出版物中都报道了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼具改善的渗透率与选择性的碳分子筛膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(i)将聚合物溶解于溶剂中，形成均相溶液；其中，所述聚合物与所述溶剂的质量比为0.005～0.5：1；所述聚合物为聚酰亚胺类、聚醚酰亚胺类、聚苯并咪唑类聚合物中的一种或基于上述物质形成的共聚物；所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜；/n(ii)用所述均相溶液在载体的表面制备支撑膜，并进行干燥固化；其中，所述载体为多孔氧化铝、多孔氧化钛、多孔氧化锆、多孔氧化锌中的一种；/n(iii)将所述干燥固化的支撑膜置于高温炉，在惰性环境中进行链结构重塑...

【技术特征摘要】
1.一种兼具改善的渗透率与选择性的碳分子筛膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(i)将聚合物溶解于溶剂中，形成均相溶液；其中，所述聚合物与所述溶剂的质量比为0.005～0.5：1；所述聚合物为聚酰亚胺类、聚醚酰亚胺类、聚苯并咪唑类聚合物中的一种或基于上述物质形成的共聚物；所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜；
(ii)用所述均相溶液在载体的表面制备支撑膜，并进行干燥固化；其中，所述载体为多孔氧化铝、多孔氧化钛、多孔氧化锆、多孔氧化锌中的一种；
(iii)将所述干燥固化的支撑膜置于高温炉，在惰性环境中进行链结构重塑，其中，重塑温度为Tg-20～Tg+20℃，Tg为所述聚合物的玻璃化转变温度；
(iv)将所述链结构重塑的聚合物的膜在惰性气氛下进行热解碳化，得到所述的兼具改善的渗透率与选择性的碳分子筛膜。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(iii)中，所述重塑温度为Tg-10～Tg+10℃。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(iii)中，进行所述链结构重塑的升温速率为0.1～20℃/min；重塑时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨维慎，高飞，班宇杰，李应文，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11