一种微孔聚合物复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微孔聚合物复合膜及其制备方法。所述微孔聚合物复合膜的特征在于：以自具微孔聚合物PIM‑1为基体，将二乙酰单体混入PIM‑1溶液中，制成混合基质膜；然后在甲磺酸的催化作用下，二乙酰单体在PIM‑1膜中原位反应生成多孔网状聚合物PPNs，并得到PIM‑1/PPNs复合膜。相比于纯PIM‑1膜，本发明专利技术所制备的PIM‑1/PPNs复合膜的二氧化碳渗透系数提高了近8倍，选择性也有提升。将PPNs引入到聚合物膜中，可实现渗透性和高选择性的聚合物气体分离膜，有效克服聚合物膜材料用于气体分离时透气性和选择性固有的相互制约(trade‑off)的关系，从而解决了PIM‑1膜气体选择性低的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种微孔聚合物复合膜及其制备方法
本专利技术涉及一种气体分离膜，具体涉及一种用于气体分离的高通量、高选择性聚合物复合膜及其制备方法，以及其在二氧化碳分离领域中的应用，属于气体分离

技术介绍
自具微孔高分子(PIMs)是一类主链含有扭曲刚性结构单元的新型高分子材料。PIMs独特的结构为其提供了连续互通的、不规则形状的固有微孔和优异的CO2渗透性。但由于聚合物膜渗透性和选择性之间的“trade-off”限制关系，使得PIMs聚合物膜难以同时兼备高选择性和高气体渗透性。为了解决这个问题，可通过向聚合物中掺杂微孔纳米材料，如金属有机骨架材料(MOFs)、共价有机骨架材料(COFs)等，借助微孔纳米材料尺寸均一的孔道实现高气体选择性。然而，向聚合物材料中掺杂微孔纳米材料的难点在于分散性不好，微孔纳米材料会团聚，造成复合膜结构不均一，无法实现大规模工业生产。三维多孔网状聚合物(PPNs)是通过三个乙酰基官能团在酸催化作用下发生羟醛缩合反应制得的，一种高比表面积、刚性骨架的交联微孔聚合物。如果采用合适的方法，将PPNs引入到自具微孔高分子膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术的目的在于提供一种PIM-1/PPNs气体分离膜，以PIM-1为基体，将二乙酰单体均匀分散于聚合物PIM-1基体中并浇铸成膜。在甲磺酸的催化作用下，二乙酰单体在PIM-1基体中原位反应形成多孔网状聚合物PPNs，进而提高复合膜的气体分离性能。/n

【技术特征摘要】
1.本发明的目的在于提供一种PIM-1/PPNs气体分离膜，以PIM-1为基体，将二乙酰单体均匀分散于聚合物PIM-1基体中并浇铸成膜。在甲磺酸的催化作用下，二乙酰单体在PIM-1基体中原位反应形成多孔网状聚合物PPNs，进而提高复合膜的气体分离性能。


2.根据权利要求1所述的高分子复合膜，其特征在于：
(1)将自具微孔聚合物PIM-1溶解于有机溶剂A中，搅拌待充分溶解，后静置2h，用0.45μm的滤网过滤溶液；所述的PIM-1加入量以有机溶剂A的体积记为0.05g/mL；
(2)取(1)中所述溶液，加入二乙酰单体M，超声、搅拌，得到PIM-1与单体M的均匀混合溶液；
(3)将(2)得到的聚合物溶液采用溶剂挥发法铺膜，待溶剂挥发完全后，得到复合膜PIM-1/M；
(4)将(3)得到的PIM-1/M膜浸泡到甲磺酸中，取出后沥干多余的甲磺酸；
(5)将(4)中浸泡过甲磺酸的膜放置在玻璃板上，然后将玻璃板转移到烘箱中进行单体M原位合成多孔网状聚合物PPNs的反应，得到PIM-1/PPNs交联膜；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩丽，韩蔚瑶，翁云宣，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：北京;11