一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜及其制备方法与应用，涉及氢气分离膜制备技术领域，具体包含以下步骤：S1：制备聚苯并咪唑均质溶液；S2：制备铸膜液；S3：制备质子‑电子混合导电层；S4：将质子‑电子混合导电层于室温下浸入甲醇一段时间后真空干燥，得到质子‑电子混合多孔导电层；S5：通过离子溅射法对质子‑电子混合多孔导电层的膜两侧、多孔层和致密层的交界处及多孔层孔道内表面负载Pt颗粒催化剂，即得具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜。本发明专利技术的具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜既保证了氢气的100%选择性，又提高了氢气的渗透通量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢气分离膜制备，具体涉及一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜及其制备方法与应用。

技术介绍

1、目前，氢能作为一种清洁、高效的能源，具有来源丰富、绿色低碳、应用广泛的特点，在推动能源转型中扮演着越来越重要的角色。由于氢气在自然界中无法直接开采，需要通过其他能源转化和加工制备而成。

2、目前，化石能源蒸汽重整是生产氢气的主要途径。然而，该方法生产的氢气含有大量的副产物，因此氢气纯化技术是氢能产业链中的重要环节。与低温分离法和选择吸附法等分离技术相比，膜分离法具有操作灵活、能源效率高、环境友好、运行成本低等优点。在众多氢气分离膜中，聚合物膜因其价格低廉、易于制备和调控等优点而被广泛关注，但是其存在渗透性和选择性之间的权衡和稳定性问题。

3、公开号为cn118374045b的专利公开了一种聚合物双相致密膜用于h2分离，该有机膜克服了传统有机膜选择性差的劣势，在100-300℃可以稳定分离h2。但是，该膜的渗透通量较低，这可能与膜的厚度太大（约为60微米），导致渗透扩散阻力过大有关。基于此，开发一种可以解决对h2渗透性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜的制备方法，其特征在于：具体包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，聚苯并咪唑粉末与N,N-二甲基乙酰胺的用量比为1g:10mL；升温搅拌的温度为50℃。

3.根据权利要求1所述的一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，铸膜液的制备：将N,N-二甲基乙酰胺和邻苯二甲酸二丁酯加入到聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸粉末中，经过超声分散1h，得到混合物；将混合物置于步骤S1的聚苯并咪唑均质溶液中...

【技术特征摘要】

1.一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜的制备方法，其特征在于：具体包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，聚苯并咪唑粉末与n,n-二甲基乙酰胺的用量比为1g:10ml；升温搅拌的温度为50℃。

3.根据权利要求1所述的一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，铸膜液的制备：将n,n-二甲基乙酰胺和邻苯二甲酸二丁酯加入到聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸粉末中，经过超声分散1h，得到混合物；将混合物置于步骤s1的聚苯并咪唑均质溶液中，继续升温搅拌，充分分散后，降温冷却至室温，即可得到铸膜液。

4.根据权利要求3所述的一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜的制备方法，其特征在于：聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸粉末、邻苯二甲酸二丁酯与n,n-二甲基乙酰胺的质量比为1:20:40，聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸粉末与步骤s1的聚苯并咪唑粉末的质量比为1:10，升温搅拌的温度为80℃。

5.根据权利要求1所述的一种具有多孔结构的超薄聚合物双相氢气分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，超声时间为30min；所述涂布技术和干燥法制备质子-电子混合导电层的具体步骤如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天嘉，吴慧玲，张永锋，张印民，公彦兵，郝志飞，丁大千，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：