System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高效CO2分离膜及其制备方法技术_技高网

一种高效CO2分离膜及其制备方法技术

技术编号:42065773 阅读:18 留言:0更新日期:2024-07-19 16:49
本发明专利技术公开了一种高效CO2分离膜及其制备方法,包括基膜和密封层,所述基膜和密封层之间设置有分离层,且基膜、分离层和密封层的表面均呈不规则状。该高效CO2分离膜及其制备方法,聚酰亚胺纤维与现有的陶瓷膜相较,其具有耐氧化性、低吸水性和独特的截面结构,从而使得CO2分离膜的分离效率更高,且使用寿命更长,选择性更好,同时针对现有的陶瓷膜的耐高温性能而言,聚酰亚胺纤维额外具有耐低温的性能,及其适用的温度范围在‑200~300℃之间,此外其还具有优异的力学、阻燃、耐辐照等,同时聚酰亚胺纤维采取量产化生产,即聚酰亚胺纤维的生产成本较低,从而使得其获得方式易得,并以此解决了现有的CO2分离膜选择性和耐磨性以及过滤性差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及co2分离膜,具体为一种高效co2分离膜及其制备方法。


技术介绍

1、co2分离膜是指能把二氧化碳从混合气中分离的气体分离膜。二氧化碳为凝聚性气体,极化性较强,在膜材料中溶解度系数都比较大,其广泛应用于化工方面的尿素、碳酸酯和塑料的合成、油气开采方面的石油、天然气、煤炭气的采收率、超临界流体方面的制作萃取剂、清洗剂、溶剂、制冷剂等,农业方面的用作气肥、呼吸促进剂、柿子脱涩等、食品方面的保鲜和冷藏饮料添加等方面,其他方面的的用作烟丝膨胀剂、灭火剂、发泡剂、焊接保护气仪器其他领域,因此,分离捕集co在环境、化工、能源等领域都具有非常重要的意义,经检索,发现现有技术中的co2分离膜典型的如公开号cn103071397a一种高温co2分离膜的制备方法。该分离膜由陶瓷相与碳酸盐相组成。其中陶瓷相的材料是具有良好氧离子导电能力的固体氧化物材料,碳酸盐相的材料采用碳酸钾,碳酸锂,碳酸钠等碳酸盐的一种或多种,碳酸盐相的材料采用碳酸钾和碳酸锂材质。通过浸渍的方法将碳酸盐相浸入陶瓷相中去,操作温度为400~900℃,浸渍时间为20~40min。其主要特点是分离膜可以满足的工作温度为400~900℃的,并且同时具有很高的co2渗透通量以及co2选择性。

2、综上所述,现有的co2分离膜大多是以陶瓷膜为支撑层,上面复合一层多孔性金属分离层,该分离层可以是氧化镁、氧化锆、氧化铝等,这种膜的优点是耐高温,但选择性和耐磨性以及过滤性差,针对上述问题,需要对现有设备进行改进。


技术实现思路

<p>1、本专利技术的目的在于提供一种高效co2分离膜及其制备方法,以解决上述
技术介绍
中提出的现有的co2分离膜大多是以陶瓷膜为支撑层,上面复合一层多孔性金属分离层,该分离层可以是氧化镁、氧化锆、氧化铝等,这种膜的优点是耐高温,但选择性和耐磨性以及过滤性差的问题。

2、为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种高效co2分离膜,包括基膜和密封层,所述基膜和密封层之间设置有分离层,且基膜、分离层和密封层的表面均呈不规则状。

3、优选的,所述基膜的选材包括聚硅氧烷、聚砜、聚乙炔、醋酸纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚等如聚乙炔、聚阴离子、聚芳基酯、多芳基化合物、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚环氧丙烷、聚吡咯酮和聚砜树脂,且基膜的优选材质为聚酰亚胺和醋酸纤维素。

4、优选的,所述基膜、分离层和密封层均具有1nm微孔结构,且其基本传递原理为分子筛扩散。

5、优选的,一种高效co2分离膜制备方法,包括以下步骤:

6、s1:浸渍阶段:

7、选取指定数量的优质合格的聚酰亚胺纤维将其做成一个组件,接着将其浸没在浸涂液中;

8、s2:交联阶段:

9、将s1阶段得到的产物进行风干,风干之后将其放入交联溶液内进行浸渍,浸渍之后将其二次风干,然后重复上述操作2-3次;

10、s3:干燥阶段:

11、将s2阶段得到的产物进行放置在通风处使其自主凉干,凉干之后对其进行收集存储;

12、s4:水洗阶段:

13、将s3阶段得到的产物利用常温水对其进行水洗,且水洗方式优选为流动水冲洗,冲洗之后将其凉干;

14、s5:质检测试阶段:

15、对s4阶段得到的成品co2分离膜进行性能侧视以及外观检测,检测合格之后将其备用。

16、优选的,所述s1阶段选取的聚酰亚胺纤维数量优选为5-8根,且聚酰亚胺纤维的长度优选为20-25厘米。

17、优选的,所述s1阶段的浸渍溶液为聚乙烯胺溶液,且聚乙烯胺溶液的浓度为1.5%(wt%),同时浸渍时间优选为20分钟。

18、优选的,所述s2阶段的交联溶液包括盐酸溶液和戊二醛溶液,且盐酸溶液和戊二醛溶液的使用顺序没有限制。

19、优选的,所述s2阶段的盐酸溶液的浓度为1mol每升,且s2阶段的戊二醛溶液的浓度为6%-40%(wt%),同时s2阶段的盐酸溶液和戊二醛溶液的交联时间分别为30分钟和40分钟。

20、优选的,所述s3阶段的凉干时间为24小时,且凉干采用自然凉干的方式。

21、优选的,所述s4阶段得到的成品co2分离膜的渗透系数p(co2)>11barrer,且α(co2)/ch4>33。

22、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:该高效co2分离膜及其制备方法,

23、本专利技术中的聚酰亚胺纤维与现有的陶瓷膜相较,其具有耐氧化性、低吸水性和独特的截面结构,从而使得co2分离膜的分离效率更高,且使用寿命更长,选择性更好,同时针对现有的陶瓷膜的耐高温性能而言,聚酰亚胺纤维额外具有耐低温的性能,及其适用的温度范围在-200~300℃之间,此外其还具有优异的力学、耐紫外、阻燃、绝缘、耐辐照等,同时聚酰亚胺纤维采取量产化生产,即聚酰亚胺纤维的生产成本较低,从而使得其获得方式易得,并以此解决了现有的co2分离膜大多是以陶瓷膜为支撑层,上面复合一层多孔性金属分离层,该分离层可以是氧化镁、氧化锆、氧化铝等,这种膜的优点是耐高温,但选择性和耐磨性以及过滤性差的问题,另一方面利用聚酰亚胺纤维制备co2分离膜的生产流程较短,且需要的设备也得,从而使得制备效率更为高效。

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【技术保护点】

1.一种高效CO2分离膜,包括基膜(1)和密封层(3),其特征在于:所述基膜(1)和密封层(3)之间设置有分离层(2),且基膜(1)、分离层(2)和密封层(3)的表面均呈不规则状。

2.根据权利要求1所述的一种高效CO2分离膜,其特征在于:所述基膜(1)的选材包括聚硅氧烷、聚砜、聚乙炔、醋酸纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚等如聚乙炔、聚阴离子、聚芳基酯、多芳基化合物、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚环氧丙烷、聚吡咯酮和聚砜树脂,且基膜(1)的优选材质为聚酰亚胺和醋酸纤维素。

3.根据权利要求1所述的一种高效CO2分离膜,其特征在于:所述基膜(1)、分离层(2)和密封层(3)均具有1nm微孔结构,且其基本传递原理为分子筛扩散。

4.一种高效CO2分离膜制备方法,应用权利要求1所述的一种高效CO2分离膜,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种高效CO2分离膜制备方法,其特征在于:所述S1阶段选取的聚酰亚胺纤维数量优选为5-8根,且聚酰亚胺纤维的长度优选为20-25厘米。

6.根据权利要求4所述的一种高效CO2分离膜制备方法,其特征在于:所述S1阶段的浸渍溶液为聚乙烯胺溶液,且聚乙烯胺溶液的浓度为1.5%(wt%),同时浸渍时间优选为20分钟。

7.根据权利要求4所述的一种高效CO2分离膜制备方法,其特征在于:所述S2阶段的交联溶液包括盐酸溶液和戊二醛溶液,且盐酸溶液和戊二醛溶液的使用顺序没有限制。

8.根据权利要求4所述的一种高效CO2分离膜制备方法,其特征在于:所述S2阶段的盐酸溶液的浓度为1mol每升,且S2阶段的戊二醛溶液的浓度为6%-40%(wt%),同时S2阶段的盐酸溶液和戊二醛溶液的交联时间分别为30分钟和40分钟。

9.根据权利要求4所述的一种高效CO2分离膜制备方法,其特征在于:所述S3阶段的凉干时间为24小时,且凉干采用自然凉干的方式。

10.根据权利要求4所述的一种高效CO2分离膜制备方法,其特征在于,所述S4阶段得到的成品CO2分离膜的渗透系数P(CO2)>11Barrer,且α(CO2)/CH4>33。

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【技术特征摘要】

1.一种高效co2分离膜,包括基膜(1)和密封层(3),其特征在于:所述基膜(1)和密封层(3)之间设置有分离层(2),且基膜(1)、分离层(2)和密封层(3)的表面均呈不规则状。

2.根据权利要求1所述的一种高效co2分离膜,其特征在于:所述基膜(1)的选材包括聚硅氧烷、聚砜、聚乙炔、醋酸纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚等如聚乙炔、聚阴离子、聚芳基酯、多芳基化合物、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚环氧丙烷、聚吡咯酮和聚砜树脂,且基膜(1)的优选材质为聚酰亚胺和醋酸纤维素。

3.根据权利要求1所述的一种高效co2分离膜,其特征在于:所述基膜(1)、分离层(2)和密封层(3)均具有1nm微孔结构,且其基本传递原理为分子筛扩散。

4.一种高效co2分离膜制备方法,应用权利要求1所述的一种高效co2分离膜,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种高效co2分离膜制备方法,其特征在于:所述s1阶段选取的聚酰亚胺纤维数量优选为5-8根,且聚酰亚胺纤维的长度优选为20-25厘米。...

【专利技术属性】
技术研发人员:代忠德
申请(专利权)人:苏州魔纳新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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