一种高渗透性碳分子筛气体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高渗透性碳分子筛气体分离膜及其制备方法与应用，属于高分子功能材料与膜分离技术领域；具体为以二酐单体、二胺单体与三维多胺单体为原料，通过调节二酐单体与三维多胺单体的摩尔比例调控交联度，采取一步法原位合成具有复杂网状结构的聚酰亚胺前驱体膜，而后脱除前驱体膜中残余溶剂，在惰性气氛下对其进行碳化处理，制得所述高渗透性碳分子筛气体分离膜(CMSMs)；本发明专利技术在聚酰亚胺前驱体膜中引入特殊三维结构单体，不仅可以抑制聚合物链堆积，而且减少了碳化过程中的孔道坍塌，实现了对碳分子筛膜孔径大小和分布的精准调控；所制得的碳分子筛膜在气体分离体系中展现出高渗透率与优异选择性，并具备卓越的抗塑化性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子功能材料与膜分离，具体涉及一种高渗透性碳分子筛气体分离膜及其制备方法与应用。

技术介绍

1、随着碳达峰、碳中和的“双碳”战略成为全球共识，传统高能耗分离技术面临巨大挑战，亟需低能耗、连续化、模块化的新型分离方式。气体分离膜技术因具有低能耗、操作方便、不污染环境等突出优点，被视为替代传统技术的核心路径，已在空气分离提纯、燃烧废气中二氧化碳的回收及天然气纯化等方面得到了广泛应用。

2、气体分离膜技术中气体经高分子膜因透过速度不同被分离，分离性能同气体分子、膜的结构性质及气体与膜之间的相互作用等因素有关，不同气体在分离膜中的溶解扩散能力不同，进而实现气体分离。在气体分离膜领域，聚合物膜因其成本低廉和易加工被广泛应用。然而，聚合物膜也存在诸多缺点，如热稳定性差、化学抗性不足，易受冷凝气体的塑化。此外，由于材料的渗透性和选择性之间的权衡，用于气体分离的聚合物膜性能受到限制，难以同时实现高渗透性和高选择性。因此，开发新的高性能膜材料以克服这些限制已成为重要研究方向。其中，碳分子筛(cms)膜因在气、液分离中完美结合分离性能、化学稳定性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高渗透性碳分子筛气体分离膜的制备方法，其特征在于，以二酐单体、二胺单体与三维多胺单体为原料，通过调节二酐单体与三维多胺单体的摩尔比例调控交联度，采取一步法原位合成聚酰亚胺PI前驱体膜，而后脱除前驱体膜中残余溶剂，在惰性气氛下对其进行碳化处理，制得所述高渗透性碳分子筛气体分离膜CMSMs；

2.根据权利要求1所述一种高渗透性碳分子筛气体分离膜的制备方法，其特征在于，三维多胺单体的添加量为二酐单体摩尔分数的1-30％；二酐单体的摩尔分数为二胺单体与三维多胺单体的摩尔分数和。

3.根据权利要求1所述一种高渗透性碳分子筛气体分离膜的制备方法，其特征在于，具体包括以...

【技术特征摘要】

1.一种高渗透性碳分子筛气体分离膜的制备方法，其特征在于，以二酐单体、二胺单体与三维多胺单体为原料，通过调节二酐单体与三维多胺单体的摩尔比例调控交联度，采取一步法原位合成聚酰亚胺pi前驱体膜，而后脱除前驱体膜中残余溶剂，在惰性气氛下对其进行碳化处理，制得所述高渗透性碳分子筛气体分离膜cmsms；

2.根据权利要求1所述一种高渗透性碳分子筛气体分离膜的制备方法，其特征在于，三维多胺单体的添加量为二酐单体摩尔分数的1-30％；二酐单体的摩尔分数为二胺单体与三维多胺单体的摩尔分数和。

3.根据权利要求1所述一种高渗透性碳分子筛气体分离膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述一种高渗透性碳分子筛气体分离膜的制备方法，其特征在于，所述s1中二酐单体选自六氟二酐6fda、均苯四甲酸二酐pmda、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐btda、4,4'-联苯四甲酸二酐bpda、3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酸酐dsda中的任意一种；所述二胺单体选自4,4'-二氨基二苯醚oda、间苯二胺、联苯二胺、甲基取代联苯二胺、异丙基联苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳雪，裴景克，李愿杰，杨麒臻，
申请(专利权)人：东方电气福建创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：