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用于制造中空纤维碳膜的方法技术

技术编号:40551091 阅读:7 留言:0更新日期:2024-03-05 19:10
一种制造中空纤维碳膜的方法,该方法包括将聚合物前体加热至大于或等于900℃且小于或等于1200℃的热解温度,并且在该热解温度下在包含大于0ppm且小于200ppm的量的氧气的热解气氛中热解聚合物前体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开的实施方案总体上涉及用于气体分离的中空纤维碳分子筛(cms)膜,并且具体地涉及用于以高选择性生产中空纤维cms膜的方法。


技术介绍

1、膜广泛用于气体和液体的分离,包括例如分离酸性气体,诸如从天然气中分离co2和h2s,以及从空气中去除o2。通过此类膜的气体传输通常由吸附-扩散机制建模。目前,由于易加工性和低成本,聚合物膜已被充分研究并且广泛用于气体分离。然而,cms膜已显示具有超过聚合膜的吸引性分离性能特性的吸引性分离性能特性。

2、cms膜典型地通过聚合物前体的热解产生。例如,众所周知没有缺陷中空纤维cms膜可通过热解纤维素中空纤维来产生。除此之外,已使用许多其他聚合物来产生呈纤维和致密膜形式的cms膜,其中聚酰亚胺受到青睐。聚酰亚胺具有高玻璃态转变温度,容易加工,并且甚至在热解之前也比大多数其他聚合物膜表现更好。


技术实现思路

1、cms膜可以应用于其中的一类分离应用是烯烃-链烷烃分离。在烯烃-链烷烃分离中,除了从轻质气体(诸如h2、co2和ch4)中分离烯烃之外,还需要从链烷烃中分离烯烃。需要新的cms膜和制备这些cms膜的方法。

2、根据各个方面,一种制造中空纤维碳膜的方法包括:将聚合物前体加热至大于或等于900℃且小于或等于1200℃的热解温度;以及在该热解温度下在包含大于0ppm且小于200ppm的量的氧气的热解气氛中热解聚合物前体。

3、应当理解,前述
技术实现思路
和以下具体实施方式两者呈现本技术的实施方案,并且旨在提供用于理解如所要求保护的技术的本质和特征的综述或框架。包括附图以提供对技术的另外理解,并且所述附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图说明各种实施方案,并且连同描述一起用以解释技术的原理和操作。另外地,附图和描述意味着仅为说明性的,并且并不旨在以任何方式限制权利要求书的范围。

4、所描述的实施方案的附加特征和优点将在随后的详细描述中进行阐述。所描述的实施方案的附加特征和优点将部分地通过该描述而对于本领域技术人员显而易见,或通过实践所描述的实施方案(包括随后的详细描述)以及附图和权利要求而认识到。

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【技术保护点】

1.一种制造中空纤维碳膜的方法,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述中空纤维碳膜是不对称的。

3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的方法,其中所述热解温度大于或等于900℃且小于或等于1000℃。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解温度大于或等于925℃且小于或等于975℃。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解气氛包含大于0ppm且小于150ppm氧气的量的氧气。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解气氛包含大于5ppm且小于150ppm氧气的量的氧气。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解气氛包含大于0ppm且小于100ppm氧气的量的氧气。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解气氛包含惰性气体和氧气。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解气氛包含氩气和氧气。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述聚合物前体包含聚酰亚胺。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述聚合物前体包含由选自由以下组成的组的一种或多种单体形成的聚合物:2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺(DAM);氧二苯胺(ODA);二甲基-3,7-二氨基二苯基-噻吩-5,5'-二氧化物(DDBT);3,5-二氨基苯甲酸(DABA);

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述聚合物前体包含含有单体AX、BY和CZ的聚合物,其中

13.根据权利要求12所述的方法,其中

14.一种通过根据前述权利要求中任一项所述的方法制备的中空纤维碳膜,其中当处理含有等量的氢气和乙烯的料流时,所述中空纤维碳膜具有小于50的氢气与乙烯(H2/C2H4)选择性。

15.一种通过根据权利要求1至13中任一项所述的方法制备的中空纤维碳膜,其中当处理含有等量的氢气和乙烯的料流时,所述中空纤维碳膜具有小于或等于30的氢气与乙烯(H2/C2H4)选择性。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种制造中空纤维碳膜的方法,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述中空纤维碳膜是不对称的。

3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的方法,其中所述热解温度大于或等于900℃且小于或等于1000℃。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解温度大于或等于925℃且小于或等于975℃。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解气氛包含大于0ppm且小于150ppm氧气的量的氧气。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解气氛包含大于5ppm且小于150ppm氧气的量的氧气。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解气氛包含大于0ppm且小于100ppm氧气的量的氧气。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解气氛包含惰性气体和氧气。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述热解气氛包含氩气和氧气。

10.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·罗伊T·C·菲茨吉本斯L·唐S·R·文纳D·W·弗利克N·J·蒙塔尼兹H·J·麦柯里J·B·赫德B·B·菲什
申请(专利权)人:陶氏环球技术有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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