專利名稱：一種氣體分離膜及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分離膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有優(yōu)異氣體分離性能的氣體分離膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
過去30年，氣體膜分離技術(shù)得到長足發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于許多氣體的分離及提純工藝?；旌蠚怏w在壓力驅(qū)動下，由于其中不同組分在膜材料中的溶解-擴散能力不同，而得到分離。膜分離法由于可靠性高，能耗低，且設(shè)備制造使用簡便等優(yōu)點，正在逐步取代其他傳統(tǒng)氣體分離工藝。特別在中小型分離項目中，膜分離法的經(jīng)濟優(yōu)勢突出，獨特的性價比是傳統(tǒng)工藝無法比擬的。在膜法氣體分離研究中，氧氮分離是其中的一大重點。早在上世紀70年代，由于 石油危機的發(fā)生，促使各國投入大量人力物力來研究膜材料及膜法富氧燃燒技術(shù)，用于節(jié)能減排，已實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。目前廣泛應(yīng)用的氧氮分離膜材料多為高分子分離膜，其主要為采用具有選擇透過性的高分子材料作為分離層，來實現(xiàn)氧氮的分離。由于受現(xiàn)有高分子材料特性的制約，很難找到選擇性與透過性相統(tǒng)一的材料應(yīng)用于氧氮分離。目前使用最廣泛的為硅橡膠復(fù)合分離膜，其氧氮選擇性僅為2.I。而氧氮選擇性高的膜材料，在相同條件下其透過性遠遠低于硅橡膠復(fù)合分離膜。這些都無法滿足大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于氣體分離的，氧氮選擇性高的膜材料及其制備方法，特別應(yīng)用于氧氮分離，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。本發(fā)明將不同比例的端基為乙烯基的聚苯醚、乙烯基硅橡膠與高含氫硅聚合物，在氯鉬酸催化下，通過硅氫化反應(yīng)生成高度交聯(lián)的新型聚合物，其中聚苯醚鏈段以主鏈形式存在于交聯(lián)硅橡膠聚合物中。此聚合物的氣體分離性能大大優(yōu)于一般硅橡膠類聚合物。本發(fā)明提出的用于氣體分離的膜材料的制備方法，具體步驟為
(1)在室溫下，將乙烯基聚苯醚與乙烯基硅橡膠按不同質(zhì)量比溶解溶劑中，混合均勻，得到總固含量為1%_50%的澄清透明含乙烯基聚合物溶液；
(2)再加入高含氫硅聚合物及作為催化劑的氯鉬酸-異丙醇溶液，混合均勻；混合液中乙烯基與硅氫及氯鉬酸的摩爾比為1:1-3:1(Γ6-1(Γ3 ；
(3)待所得混合液靜置脫泡后涂覆于基體表面；
(4)在室溫下靜置，待溶劑完全揮發(fā)后，放入烘箱于40-150°C下固化O.1-24小時，即得用于氧氮分離的膜材料。其中，優(yōu)選固化溫度為80°C 100°C，固化時間為4 8。本發(fā)明中，所述溶劑為易揮發(fā)溶劑，包括苯、甲苯、二甲苯等芳烴類溶劑；正己烷、環(huán)己烷、辛烷等烷烴類溶劑；三氯甲烷，四氯甲烷，二氯乙烷等鹵代烴類溶劑，等等。所述乙烯基聚苯醚其分子式可表示為
權(quán)利要求
1.一種用于氣體分離的膜材料的制備方法，其特征在于具體步驟如下 (1)在常溫下，將乙烯基聚苯醚與乙烯基硅橡膠溶解于溶劑中，混合均勻，得到總固含量為1%-50%的澄清透明含乙烯基聚合物溶液； (2)再加入高含氫硅聚合物及作為催化劑的氯鉬酸-異丙醇溶液，混合均勻；混合液中乙烯基與硅氫及氯鉬酸的摩爾比為1:1-3:10_6-10_3 ； (3)待所得混合液靜置脫泡后涂覆于基體表面； (4)在常溫下靜置，待溶劑完全揮發(fā)后，放入烘箱于40-150°C下固化O.1-24小時，即得用于氧氮分離的膜材料； 其中，所述溶劑為芳烴類溶劑，烷烴類溶劑，或齒代烴類溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于氣體分離的膜材料的制備方法，其特征在于 所述乙烯基聚苯醚其分子式表示為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于氣體分離的膜材料的制備方法，其特征在于 所述溶劑為苯、甲苯或二甲苯，正己烷、環(huán)己烷或辛烷，三氯甲烷、四氯甲烷或二氯乙燒。
4.由權(quán)利要求I或2所述方法制備的用于氣體分離的膜材料。
5.權(quán)利要求4所述的用于氣體分離的膜材料在氧氣-氮氣，及含其他氣體的氧氣-氮氣分離中應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于分離膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于氣體分離的膜材料及其制備方法。其方法為在常溫下溶劑中，將乙烯基聚苯醚與乙烯基硅橡膠按不同質(zhì)量比溶解混合均勻，得到總固含量為1%-50%的澄清透明含乙烯基聚合物溶液；再加入高含氫硅聚合物及作為催化劑的氯鉑酸-異丙醇溶液混合均勻，使混合液中乙烯基與硅氫及氯鉑酸的摩爾比為1:1-3:10-6-10-3。待所得混合液靜置脫泡后涂覆于基體表面，在常溫下靜置，待溶劑完全揮發(fā)后，放入烘箱于40-150℃下固化0.1-24小時后即得用于氧氮分離的膜材料。本發(fā)明在交聯(lián)硅橡膠聚合物主鏈中引入聚苯醚鏈段，并通過調(diào)節(jié)乙烯基聚苯醚與乙烯基硅橡膠之間的比例，獲得了適合不同應(yīng)用要求的，具有優(yōu)異氣體分離性能的膜材料。
文檔編號B01D71/52GK102806023SQ20121030957
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者王晨, 羅二平, 申廣浩, 陳宗蓬 申請人:上海偲達弗材料科技有限公司