一种具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于膜分离技术领域，具体涉及一种具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜及其制备和应用。复合膜由聚合物支撑层、海藻酸钠水凝胶层、海藻酸钠‑聚酰胺交织层和超薄聚酰胺层构成，超薄聚酰胺层厚度约为8‑50nm，表面平整光滑。本发明专利技术复合膜的制备简单可控，制备的水凝胶/聚酰胺复合膜具有良好的CO2/N2气体分离性能和较宽的湿度操作窗口。与纯聚酰胺膜相比，其CO2/N2选择性提升了6倍，并且在相对湿度98％‑70％范围内复合膜呈现出良好的CO2分离稳定性，该复合膜在烟道气捕获等领域具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膜分离，具体涉及一种具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜(水凝胶/聚酰胺复合膜)及其制备和应用。

技术介绍

1、在全球气候和清洁能源短缺的情况下，发展高效的二氧化碳分离技术是解决目前困境的方式之一。膜分离技术以其占地面积小、成本低、操作简单、环境友好等优点，在分离领域已经引起了学术界及工业界的高度重视，被广泛应用在化工、能源、环境、天然气及海水淡化等领域。而高性能的分离膜一直是膜分离技术的核心。

2、界面聚合法制备的聚酰胺膜在高湿度(rh＝98％)条件下展现出巨大的co2捕获潜力。尽管烟道气、天然气和沼气等含co2混合气中含有一定量的水蒸气，但是不同工业环境产生的co2排放源中含水量不同，导致复合膜的分离性能随进料气湿度波动显著，极大地制约了聚酰胺复合膜在co2分离领域的应用。aminabhavi等人以间苯二胺和间苯二酰氯为原料，采用界面聚合法在自制psf基底上制备了聚酰胺膜，其co2/n2理想选择性为16(j.mater.sci.2007,42,9392-9401)。为了提高聚酰胺膜的分离性能，研究者通常采用的方式是测试前将聚酰胺膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜的制备方法，其特征在于：于多孔基底表面沉积网络状海藻酸钠水凝胶作为中间层，利用海藻酸钠水凝胶层的连续亲水特性并结合气相聚合，于中间层海藻酸钠表面及其网状结构内原位形成聚酰胺，进而获得具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜。

2.根据权利要求1所述的具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜的制备方法，其特征在于：所述多孔基底表面沉积中间层的方法为将海藻酸钠水溶液在处理过的基膜表面滴涂并烘干，而后在其表面浸渍CaCl2水溶液使其与钙离子进行离子交联，经干燥处理后进行冷冻干燥，得到含海藻酸钠中间层修饰的基底。

3.根据权利要求2所述的具有湿度自...

【技术特征摘要】

1.一种具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜的制备方法，其特征在于：于多孔基底表面沉积网络状海藻酸钠水凝胶作为中间层，利用海藻酸钠水凝胶层的连续亲水特性并结合气相聚合，于中间层海藻酸钠表面及其网状结构内原位形成聚酰胺，进而获得具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜。

2.根据权利要求1所述的具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜的制备方法，其特征在于：所述多孔基底表面沉积中间层的方法为将海藻酸钠水溶液在处理过的基膜表面滴涂并烘干，而后在其表面浸渍cacl2水溶液使其与钙离子进行离子交联，经干燥处理后进行冷冻干燥，得到含海藻酸钠中间层修饰的基底。

3.根据权利要求2所述的具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜的制备方法，其特征在于：所述多孔基底为氧化铝、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、尼龙、聚偏氟乙烯中的一种。

4.根据权利要求2所述的具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜的制备方法，其特征在于：所述海藻酸钠水溶液中海藻酸钠浓度为0.02-0.1wt％。

5.根据权利要求1所述的具有湿度自适应能力的聚酰胺复合膜的制备方法，其特征在于：所述气相聚合为将含海藻酸钠中间层修饰的基底在其海藻酸钠中间层表面浸渍水相胺溶液，胺单体渗透进入海藻酸钠水凝胶网络内部，通过氢键作用固定在海藻酸钠水凝胶内部及表面，而后于中间层表面及网络内部接触气相酰氯分子，通过胺单体与含酰氯单体物质之间的亲核加成反应形成超薄聚酰胺层和海藻酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：江河清，焦成丽，张小倩，宋向菊，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：