【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
提供了并入金属有机框架材料的聚合物吸着剂纤维组合物，如中空纤维组合物，以及制备这种吸着剂纤维组合物的方法。
技术介绍
1、缓解各种类型的co2源(工业和小型二者)的二氧化碳排放是一个持续关注的领域。一种缓解co2排放的策略是使用吸附剂或吸收剂从潜在的排放气体流动中去除co2，然后将co2作为流的一部分脱附，该流可以被处理以减少、最小化或消除co2向大气中的释放。
2、尽管已知有各种材料可以吸附或吸收co2，但在有效的接触器结构中实施这些吸附剂/吸收剂仍然是一个挑战。设计接触器结构的一些困难与使用传统材料可实施的接触器设计的类型限制有关。传统的接触器设计通常将吸附剂/吸收剂并入作为填充床或单片的一部分。填充床结构可以有效地将大量吸附剂/吸收剂并入体积。填充床中的颗粒可以对应于吸着剂颗粒、吸着剂颗粒与粘合剂或稀释剂的混合物或由载体材料制成的颗粒——其中吸着剂沉积在载体上。然而，填充床通常导致相对于通过填充床的流体流动体积的大压降，使得难以将填充床吸附器扩展到用于如co2捕获等应用的大体积。金属或陶瓷单片可以提供填充床的替代品，并可以提供缓解压降的困难的流动通道。然而，在金属或陶瓷单片上可以引入的吸附剂位点的密度通常仅限于通道的表面。此外，管理单片内的温度可能会带来一系列单独的挑战。特别是，冷却单片结构通常需要将传热流体引入单片的内部。由于在形成后机械加工陶瓷或金属单片中的复杂结构存在困难，因此可难以在减少或最小化传热流体与工艺流体流动混合风险的同时，向单片结构的内部提供目标量的传热流体。
3、使用填充床或单片
4、美国专利8,133,308描述了基于中空纤维阵列的吸附接触器的实例，该阵列使用由乙酸纤维素和沸石吸附剂的混合物形成的纤维。还描述了在管腔阻挡层形成过程中使用加湿吹扫气体的方法。题为“hollow fiber adsorbents for co2 removal from fluegas”(ind.eng.chem.res.,2009,vol.48,pages 7314-7324)的文章也描述了在管腔层形成过程中使用加湿吹扫气体。
5、虽然吸附剂可以并入用于形成中空纤维的纺丝原液(dope)溶液中，但仅仅并入这种吸附剂并不能保证在所得的中空纤维结构中保持吸附剂的全部吸附容量。理想的是以相当大的负载将具有更高吸附容量的吸附剂并入中空纤维结构中，同时仍保留这种吸附剂的有益吸附性能。
6、美国专利8,658,041描述了中空纤维接触器结构的额外实例。中空纤维是一种包括中心穿孔或管腔的纤维。在接触器结构中，中空纤维可以包括聚合物材料中的吸附剂，还可以包括阻挡层，以防止聚合物材料与中心穿孔或管腔之间的流体交换。
7、题为“defect-free asymmetric hollow fiber membranes fromapolyamide-imide polymer,for high pressure co2 separations”(kosuri,m.r.,koros,w.i,journal of membrane science,2008,320,65)的文章描述了通过浊点法(cloud-point method)确定三相图的双节线。
8、题为“ultraselective glassy polymer membranes with unprecedentedperformance for energy-efficient sour gas separation”(science advances,may2019,vol.5,no.5,eaaw5459)的文章描述了ao-pim-1，一种固有微孔率的聚合物。
技术实现思路
1、一方面，提供了一种吸着剂中空纤维组合物。所述吸着剂中空纤维组合物包括中空纤维，所述中空纤维包括聚合物结构材料，所述聚合物结构材料包括聚合物和相对于聚合物结构材料重量的5.0wt％至80wt％的金属有机框架材料。此外，吸着剂中空纤维组合物包括中空纤维内的穿孔(bore)。
2、在另一个方面，提供了一种吸着剂纤维组合物。所述吸着剂纤维组合物包括纤维，所述纤维包括聚合物结构材料，所述聚合物结构材料包括聚合物和相对于聚合物结构材料重量的5.0wt％至80wt％的金属有机框架材料。
3、在一些方面，聚合物可对应于固有微孔率的聚合物，如ao-pim-1。在一些方面，聚合物可对应于聚醚砜。在一些方面，聚合物可包括聚合物主链，所述聚合物主链包含一个或多个环结构的至少一部分。
4、在一些方面，金属有机框架材料可以包括一种或多种附加的胺。这类胺可以在中空纤维形成后任选地附加到金属有机框架材料上。
5、在一方面，提供了一种形成纤维组合物，如吸着剂中空纤维组合物的方法。所述方法可包括通过挤出纺丝原液溶液形成纤维，或通过挤出穿孔流体和纺丝原液溶液形成中空纤维。纺丝原液溶液可包括金属有机框架材料、聚合物和溶剂。纤维或中空纤维可由聚合物结构材料组成，聚合物结构材料包括聚合物和相对于聚合物结构材料重量的5.0wt％至80wt％的金属有机框架材料。中空纤维还可包括中空纤维内的穿孔。
6、任选地，所述方法还可包括将中空纤维暴露于含有胺的溶液，以将至少一部分金属有机框架材料转化为胺-附加的金属有机框架材料。
7、任选地，所述方法还可包括在穿孔和聚合物结构材料之间的界面处形成阻挡层。例如，可通过使阻挡聚合物和载气通过穿孔，在穿孔和聚合物结构材料之间的界面处形成阻挡层，而形成阻挡层。任选地，载气可包括0.5vol％或更少的h2o。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种吸着剂纤维组合物，其包括：纤维，所述纤维包括聚合物结构材料，所述聚合物结构材料包括聚合物和相对于所述聚合物结构材料重量的5.0wt％至80wt％的金属有机框架材料。
2.根据权利要求1所述的吸着剂纤维组合物，其中所述纤维包括中空纤维，所述中空纤维包括所述中空纤维内的穿孔。
3.根据权利要求2所述的吸着剂纤维组合物，其中所述中空纤维还包括在所述穿孔和所述聚合物结构材料之间的界面处的阻挡层，所述阻挡层包括与所述聚合物结构材料不同的聚合物，所述阻挡层任选地包括100GPU或更小的N2渗透率。
4.根据前述权利要求中任一项所述的吸着剂纤维组合物，其中所述聚合物包括固有微孔率的聚合物、AO-PIM-1、聚醚砜或其组合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的吸着剂纤维组合物，其中所述聚合物包含聚合物主链，所述聚合物主链包含一个或多个环结构的至少一部分。
6.根据前述权利要求中任一项所述的吸着剂纤维组合物，其中所述金属有机框架材料包含一种或多种附加的胺，或其中所述吸着剂纤维组合物包含CO2的V型吸附等温线，或其组合。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。