一种原位纯化环保绝缘气体的自支撑纳滤膜制造技术

本发明专利技术公开了一种基于适用于环保绝缘气体原位纯化的自支撑纳滤膜，该膜使用具有单层性及均质性高、比表面积大、分散不易聚集的过渡晶相纳米片与高分子有机聚合物共混制得，膜内掺杂的具有固有微孔及高均质性的纳米片有效降低了气体的传质阻力，展现了对环保绝缘气体及不同杂质气优异的分离性能，为工业上实现环保绝缘气体的原位纯化提供了有效手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体膜分离，具体涉及一种基于过渡晶相超薄纳米片制备的自支撑纳滤膜，具有高层厚均匀性的单层过渡晶相材料纳米片可有效避免混合基质膜中常见的相容性差及相分离问题，从而实现对环保绝缘气体使用过程中混入或产生的杂质气体的原位分离。

技术介绍

1、随着现代工业和经济的发展，全球变暖和用电安全是人们普遍关注的问题。六氟化硫(sf6)由于化学性质稳定、灭弧特性优异被广泛用作高压电器设备的绝缘介质，但其全球暖化潜势(gwp)为co2的23900倍，已被《京都议定书》明令限制其使用和排放。近期，研究发现全氟异丁腈(c4h7n)及全氟五碳酮(cf3cocf(cf3)2)等绝缘介质是具有很好应用前景的绿色环保绝缘气体，其介电强度约为sf6的2倍以上，但其gwp仅为1/10甚至1/10000。c4f7n作为绝缘气体在多种不同的高压电气设备上都进行了大量的应用研究测试，现有研究表明这类环保型绝缘气体生产和使用过程中会产生许多杂质副产物(如空气中n2，o2，co2的渗入，灭弧过程中产生的c3f8、c3f6、cf4、co2、co、o2等)，这会带来绝缘气体的性能下降和使用风本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种原位纯化环保绝缘气体的自支撑纳滤膜，其特征在于，该纳滤膜在有压差的情况下可实现环保绝缘气体CF3COCF(CF3)2及C4F7N使用过程中形成的杂质气体的原位分离纯化，可有效分离环保绝缘气体中的O2、N2、CO2、CO杂质，对单组分杂质气中环保绝缘气的选择性可达10.4-97.5，多组分杂质气中环保绝缘气的选择性可达19.3-91.8；该膜由过渡晶相超薄纳米片及与高分子有机聚合物制备，由于过渡晶相材料极弱的层间作用力，相应纳米片具有高的单层性和均质性，以及固有的纳米尺寸微孔，可低成本批量化制备，在溶液中分散稳定不聚集，制备的混合基质膜具有很好的相容性同时不易发生相分离。

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【技术特征摘要】

1.一种原位纯化环保绝缘气体的自支撑纳滤膜，其特征在于，该纳滤膜在有压差的情况下可实现环保绝缘气体cf3cocf(cf3)2及c4f7n使用过程中形成的杂质气体的原位分离纯化，可有效分离环保绝缘气体中的o2、n2、co2、co杂质，对单组分杂质气中环保绝缘气的选择性可达10.4-97.5，多组分杂质气中环保绝缘气的选择性可达19.3-91.8；该膜由过渡晶相超薄纳米片及与高分子有机聚合物制备，由于过渡晶相材料极弱的层间作用力，相应纳米片具有高的单层性和均质性，以及固有的纳米尺寸微孔，可低成本批量化制备，在溶液中分散稳定不聚集，制备的混合基质膜具有很好的相容性同时不易发生相分离。

2.如权利要求1所述，自支撑纳滤膜其特征在于，该纳滤膜可用于环保绝缘气体中杂质原位分离纯化，将自支撑纳滤膜使用o型圈及金属滤芯支撑体固定在膜池中，膜池高压侧设有两个接口，一个连接带压电器设备的环保绝缘气体储气池出气口，一个连接进气口。膜池的低压侧连接收集瓶以收集低压杂质气体；在膜两侧压差的驱动下，分子尺寸较小的杂质气体可以通过过渡晶相纳米片的固有微孔，分子尺寸较大的环保绝缘气体则不能通过，从而实现环保绝缘气体的原位纯化再循环。

3.如权利要求1所述，自支撑纳滤膜其特征在于，将过渡晶相超薄纳米片超声分散于水、甲醇、异丙醇、乙醇、正丙醇、异丁醇或者以上两种或三种溶剂的混合物中，然后原位加入高分子有机聚合物pvac、pvp、peg...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈殷，孙晓旭，黄巩伟，林娜，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：