具有高二维金属有机框架填充量的混合基质膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有高二维金属有机框架填充量的混合基质膜，采用原位结晶和旋涂法制备；包括：以1,3,5‑苯三甲酸、ZrCl<subgt;4</subgt;和PEI为反应物，通过二维金属有机框架在高分子相中原位结晶并交联形成二维高分子‑金属有机框架复合纳米片；采用旋涂法将所述二维高分子‑金属有机框架复合纳米片沉积聚合物基底上，干燥后得到膜厚为40～120nm、二维高分子‑金属有机框架填充量为85wt％的混合基质膜。本发明专利技术制备方法简便。所制得混合基质膜具有高二维金属有机框架填充量，用于CO<subgt;2</subgt;/N<subgt;2</subgt;体系分离，具有高CO<subgt;2</subgt;渗透速率和高CO<subgt;2</subgt;/N<subgt;2</subgt;选择性。该混合基质膜在碳捕集中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有高二维金属有机框架填充量的混合基质膜，属于复合膜。

技术介绍

1、碳捕集是应对气候变化的一种重要手段之一。通过捕集大气中的二氧化碳(co2)，可以减少大气中温室气体的浓度，从而减缓全球气温上升的趋势。这对于缓解气候变化带来的极端天气、海平面上升等问题具有重要作用。高效节能的碳捕集技术是化学工业中最重要和最困难的挑战之一。

2、目前，碳捕集的分离过程以能源密集型、热驱动的低温蒸馏过程为主。膜分离工艺是新兴发展的分离技术，因其温和的操作条件，连续性操作，设备高度集成等优势，有可能节省高达90％的能源及大量设备投资。传统高分子膜受限于trade-off效应，且易老化，塑化。混合基质膜结合高分子易成膜和多孔填充物分子筛分的综合优势，成为研究热点。二维金属有机骨架(metal-organic frameworks,mofs)被认为是最为理想的混合基质膜填充材料，引起了人们的广泛研究。然而，具有高二维mof填充量的混合基质膜仍然是一个巨大的挑战，这限制了碳捕集膜的性能，从而阻碍了混合基质膜技术的实际应用。因此开发简单有效的具有高二维金本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有高二维金属有机框架填充量的混合基质膜，其特征在于，采用原位结晶和旋涂法制备；包括：通过二维金属有机框架在高分子相中原位结晶并交联形成二维高分子-金属有机框架复合纳米片；采用旋涂法将所述二维高分子-金属有机框架复合纳米片沉积于聚合物基底上；该混合基质膜的膜厚为40～120nm；以重量百分数计，该混合基质膜中二维高分子-金属有机框架的填充量为85％。

2.一种如权利要求1所述的具有高二维金属有机框架填充量的混合基质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1的具体内容是：

4.根据权利要求3所述...

【技术特征摘要】

1.一种具有高二维金属有机框架填充量的混合基质膜，其特征在于，采用原位结晶和旋涂法制备；包括：通过二维金属有机框架在高分子相中原位结晶并交联形成二维高分子-金属有机框架复合纳米片；采用旋涂法将所述二维高分子-金属有机框架复合纳米片沉积于聚合物基底上；该混合基质膜的膜厚为40～120nm；以重量百分数计，该混合基质膜中二维高分子-金属有机框架的填充量为85％。

2.一种如权利要求1所述的具有高二维金属有机框架填充量的混合基质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1的具体内容是：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1-3)得到的pei-nus纳米片溶液中，pei...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜忠义，何光伟，蒲云川，龙梦影，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：