【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体膜分离，特别是涉及一种dha tab-cof@pebax混合基质膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、沼气是一种有着广泛发展前景的可再生清洁能源，其可以减少温室气体的排放进而缓解全球气候变暖的趋势。未处理的沼气主要由甲烷(ch4)，二氧化碳(co2)和一些微量气体如硫化氢(h2s)组成，其中甲烷占比最高约占气体组成的60-70％(v/v)，二氧化碳气体占比次之，约占气体组成的30-40％(v/v)。不幸的是，co2的存在不仅会严重降低沼气的燃烧热值，而且在运输过程中会腐蚀管道造成一定的经济损失。因此将沼气中的co2进行分离的研究变得越来越重要。
2、传统的co2分离方法有水洗法、化学吸收法、变压吸附法、低温蒸馏法、膜分离法等，其中膜分离法具有操作简单，分离效率高，化学试剂使用量少对环境友好等优点，因此其具有非常广泛的商业实用性和应用前景。
3、目前的分离膜主要有无机膜、聚合物膜和混合基质膜三种类型。常见的无机膜有玻璃膜、陶瓷膜等，这种类型的膜通常利用分子筛分效应来选择性的分离气体，但是无机膜的制备比较困难其经济效益较差，这严重限制了其在工业中的大规模应用。典型的聚合物膜有聚砜膜、聚酰亚胺膜、聚二甲基硅氧烷膜等。但是聚合物膜需要在渗透性和选择性之间进行权衡，即trade-off效应。为了解决这一问题，一个可行的办法是将预先设计好的对co2具有选择性的功能填料掺入聚合物基质中，制备混合基质膜(mmms)。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种用于甲烷和二氧化碳气体分离的dha tab-cof@pebax混合基质膜，所述dha tab-cof@pebax混合基质膜包括pebax膜和dha tab-cof填料，所述dha tab-cof填料在所述pebax膜中的质量含量为1-5wt％。
4、作为本专利技术的进一步优选，所述dha tab-cof填料在所述pebax膜中的质量含量为2wt％。
5、本专利技术进一步提供上述dha tab-cof@pebax混合基质膜的制备方法，包括以下步骤：
6、将所述dha tab-cof填料添加于pebax铸膜液中，将得到的混合物涂敷于基膜表面，干燥，得到所述dha tab-cof@pebax混合基质膜；
7、所述pebax铸膜液为pebax溶于有机溶剂得到。
8、所述有机溶剂为乙醇、丙醇、正丁醇的一种或几种的混合物。所述基膜(支撑层)优选为厚度在20-50μm，孔径在0.08μm-0.1μm的pvdf多孔底膜。
9、作为本专利技术的进一步优选，所述pebax铸膜液的质量浓度为2-5wt％；所述dhatab-cof填料在pebax铸膜液中的添加量为1-5wt％。
10、作为本专利技术的进一步优选，所述干燥的温度为60℃，时间为12-24h。
11、作为本专利技术的进一步优选，在进行干燥前，还包括室温下放置的步骤；所述放置的时间为12-36h。
12、本专利技术还提供上述dha tab-cof@pebax混合基质膜在甲烷和二氧化碳气体分离中的应用。
13、作为本专利技术的进一步优选，分离过程中，所述dha tab-cof@pebax混合基质膜前后压差为2-6bar；分离温度为15-35℃。
14、作为本专利技术的进一步优选，分离过程中，所述dha tab-cof@pebax混合基质膜前后压差为2bar；分离温度为15℃。
15、共价有机骨架(cof)具有骨架结构多样、高孔隙率、高比表面积、功能可调以及优异的化学稳定性和热稳定性等优点，已经被越来越多的用作气体膜分离填料。除此之外cof材料其整体结构具有的有机特性，使其与聚合物基质有良好的界面相容性，这对于无缺陷的混合基质膜的制备至关重要。
16、本专利技术在pebax基质中共混了dha tab-cof，有效提高了原始pebax膜的热稳定性和机械性能。另一方面，dha tab-cof具有1.1nm-2.3nm的孔径，远远超过了co2、ch4气体分子的直径，因此dha tab-cof可以为气体的传输提供额外的通道，起到增加气体渗透性的作用。dha tab-cof骨架对极性的co2分子有更强的吸附作用，会优先将co2分子吸附到骨架内，本专利技术dha tab-cof与现有亚胺cof材料相比，最主要的优点是其骨架上含有大量的羟基，这些羟基可以与co2分子发生氢键相互作用，起到增大co2/ch4选择性的作用。最后将dhatab-cof引入膜内可以同时提高膜的co2渗透性与co2/ch4选择性。
17、本专利技术中，dha tab-cof经以下步骤制备得到：
18、(1)将反应单体2,5-二羟基对苯二甲醛和1,3,5-三(4-氨苯基)苯按照摩尔比3：2溶解在混合溶剂中，加入催化剂乙酸后充分混合反应；
19、(2)将步骤(1)得到的反应产物经抽滤、洗涤后，用四氢呋喃通过索氏提取器提取，烘干，得到产物dha tab-cof。
20、步骤(1)中采用的混合溶剂为正丁醇与1，2-二氯苯的混合溶液；正丁醇、1，2-二氯苯和乙酸的体积比为5：5：1；混合反应的温度为120℃。
21、步骤(2)中洗涤所用的溶剂为丙酮或四氢呋喃，进行索氏提取的温度为85℃。
22、本专利技术公开了以下技术效果：
23、本专利技术将高结晶度、高比表面积的cof材料与pebax基质共混制备混合基质膜，将膜的筛分功能与cof对co2的选择性相结合，以提高膜对co2的分离性能，保证co2/ch4选择性。
24、本专利技术将dha tab-cof与pebax基质共混，制备得到的混合基质膜无需在渗透性和选择性之间进行权衡，膜的co2渗透性与co2/ch4选择性同时得到提高，并且，本专利技术的pebax-cof混合基质膜还具有优异的热稳定性、机械性能和长期操作稳定性，商业前景广阔。
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1.一种用于甲烷和二氧化碳气体分离的Dha Tab-COF@PEBAX混合基质膜，其特征在于，所述Dha Tab-COF@PEBAX混合基质膜包括PEBAX膜和Dha Tab-COF填料，所述Dha Tab-COF填料在所述PEBAX膜中的质量含量为1-5wt％。
2.根据权利要求1所述的Dha Tab-COF@PEBAX混合基质膜，其特征在于，所述Dha Tab-COF填料在所述PEBAX膜中的质量含量为2wt％。
3.如权利要求1所述的Dha Tab-COF@PEBAX混合基质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述PEBAX铸膜液的质量浓度为2-5wt％；所述Dha Tab-COF填料在PEBAX铸膜液中的添加量为1-5wt％。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为60℃，时间为12-24h。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在进行干燥前，还包括室温下放置的步骤；所述放置的时间为12-36h。
7.如权利要求1所
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，分离过程中，所述Dha Tab-COF@PEBAX混合基质膜前后压差为2-6bar；分离温度为15-35℃。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，分离过程中，所述Dha Tab-COF@PEBAX混合基质膜前后压差为2bar；分离温度为15℃。
...【技术特征摘要】
1.一种用于甲烷和二氧化碳气体分离的dha tab-cof@pebax混合基质膜，其特征在于，所述dha tab-cof@pebax混合基质膜包括pebax膜和dha tab-cof填料，所述dha tab-cof填料在所述pebax膜中的质量含量为1-5wt％。
2.根据权利要求1所述的dha tab-cof@pebax混合基质膜，其特征在于，所述dha tab-cof填料在所述pebax膜中的质量含量为2wt％。
3.如权利要求1所述的dha tab-cof@pebax混合基质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述pebax铸膜液的质量浓度为2-5wt％；所述dha tab-cof填料在pebax...
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