公开了一种膜，其包含聚苯并咪唑和芳香族聚酯，其中所述芳香族聚酯被除去。该膜用于脱酸方法中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于聚苯并咪唑的膜。本专利技术还涉及用于制备所述膜的方法和使用所述膜进行脱酸的方法。更具体地，本专利技术涉及经由基于聚苯并咪唑(PBI)的聚合物膜进行的酸的传输。背景和现有技术对于从溶液中分离酸成分，文献中报道了多种方法，如电渗析(ED)、全蒸发(PV)、 溶剂萃取(SE)、酯化、真空蒸馏等。美国专禾Ij 5，786，185 ；美国专利5，968，362 ；美国专利6，419，828 ；欧洲专利 EP(^6M09公开了使用固体或液体阴离子交换剂在水或适当的有机溶剂存在下回收酸的方法，其中酸与离子交换剂结合并且从含有其它非-酸成分或杂质的溶液中被除去，并且通过适当的溶液或溶剂将结合的酸洗脱。酸纯化的另一方法是通过用选择性的或优选地除去酸的溶剂萃取，且其公开在美国专利5，089，664 ；美国专利6，087，532和美国专利5，959，144中。美国专利4，885，247公开了使用带电荷的阳离子和阴离子膜除去离子化合物(如不同酸的盐)的电渗析方法。还报道了用于从有机酸的溶液中回收有机酸的双极性电渗析方法(美国专利6，280，985 ；美国专利6，319，382B 1 ；美国专利6，294，066)。美国专利6，534，679公开了通过使有机酸与适当的醇酯化、酯的蒸馏然后将酯水解以获得纯酸而纯化有机酸的方法。使用适当的膜的全蒸发也用于除去或浓缩挥发性有机和无机酸(韩国专利KR 9511091B1 ；德国专利 DE 4409906C1 ；美国专利 4，892，661A)。美国专利6，489，508B1和中国专利1335294公开了通过使用高真空以短程蒸馏方式进行蒸馏而除去包括诸如乳酸的酸在内的有机化合物的方法。由于对环境关切的日益增长，通过萃取或离子交换从复杂混合物中除去酸的一些化学方法正在被诸如膜方法和蒸馏等的物理方法取代。现有的用于从发酵液中除去有机酸的方法的缺点如下用于回收酸的常规方法具有一些限制，例如需要多步方法以回收酸，高能量需求， 产生大量不溶性无机盐、工艺限制(由诸如沸点、分配系数等物理性质造成)、分离速率和选择性。在使用钙盐从发酵液中回收乳酸和柠檬酸的常规方法中，主要的问题是产生大量不溶性硫酸钙。在使用固体离子交换剂的离子交换法中，需要使用化学品以再生离子交换树脂， 这产生废液流。这还造成不期望的产物流的稀释。此外，不能将进料直接加载至体系，且需要澄清化和清洁化。在使用诸如三辛基胺的液体胺作为萃取剂的情况下，萃取液的再生需要碱或加热，且会导致胺的损失。此外，废液流中的未回收的胺有毒，并成为环境问题。这种胺相对高的成本也是其在工业水平应用中的障碍。在通过电渗析进行脱酸或酸浓缩的情况下，在充入电渗析电池之前需要对进料进行处理。电渗析电池的容量(capacity)也会由于Ca++或Mg++离子沉积在膜上而下降。在某些情况下，尤其是在有机酸的发酵生成期间(此时使用碱来维持PH)，由于死亡的可能性增加，细胞培养物再循环回发酵罐的可能性下降。在很多关于电渗析的文献报道中，还充分证明了水、糖和蛋白质从进料跨过膜的传输。因此，传输的酸还含有某些不想要的杂质。更重要地，基于电渗析的分离需要大量电能是该方法的主要缺点。在常规的中和的情况下，盐的形成可以是不利的，因为其保留在溶液中。这样的盐会产生纯化和处理问题，并且能够导致环境污染。此外，该方法不允许酸的再利用。在使用短程和高真空的蒸馏中，一些不想要的挥发性化合物被蒸馏并成为馏出液中的杂质，其随后会变得难以除去。专利技术目的本专利技术的目的是提供基于聚苯并咪唑的膜，其中通过浙滤掉(leaching out)芳香族聚酯成分帮助产生多孔性。本专利技术的另一目的是提供具有芳香族聚酯成分的聚苯并咪唑膜，其中在使用该膜之前将芳香族聚酯成分除去。本专利技术的再另一目的是提供具有芳香族聚酯成分的聚苯并咪唑膜，其中在使用该膜进行脱酸之前将芳香族聚酯成分除去。本专利技术的另一目的是提供使用基于聚苯并咪唑的膜进行脱酸的一步法。本专利技术的另一目的是提供具有高选择性且不形成不溶性盐而分离酸的脱酸方法。本专利技术的另一目的是提供用于脱酸的膜，其在变化的温度和酸浓度下稳定。专利技术_既述本文公开了由聚苯并咪唑和芳香族聚酯制备的膜。由PBI和PAr制成的膜用于脱酸方法，其中该膜在除去PAr后使用。此外，还公开了用于脱酸的PBI膜。脱酸方法采用水作为优选的反萃剂(stripping agent)。缩写PBI 聚苯并咪唑PAr 芳香族聚酯DNSA 3,5- 二硝基水杨酸附图的简要描述附图说明图1 通过经由膜传输在反萃侧的NaOH浓度的积累(build up)。专利技术详述本文公开了由聚苯并咪唑和芳香族聚酯(PAr)制备的合成膜。本文公开了由聚苯并咪唑和芳香族聚酯(PAr)制备的合成膜，所述PAr成分随后在其使用之前被除去。当用于脱酸时，基于PBI的致密膜需要碱作为反萃剂以传输乳酸，如实施例3至5 中所例示的。由于该方法导致形成盐，则需要进一步的处理步骤以实现脱酸。但当膜由PBI 和PAr制备(其中所述PAr被除去)时，所得的膜具有多孔性。此外，对于由PBI和PAr制备的膜(其中所述PAr被除去)，所得的膜具有多孔性，这是脱酸方法所优选的。当具有PAr 的PBI膜(其中PAr被除去)被用于脱酸方法时，用水作为反萃剂来实现该方法，这样实现了本专利技术的多个目的，包括但不限于，提供这样的脱酸方法其具有高选择性和酸的传输率而不形成不溶性盐。将PBI和PAr以不同的比例溶解在溶剂(优选N，N-二甲基乙酰胺)中。通过 80°C下的溶液浇铸法来制备膜。在该温度下，溶剂被蒸发，留下致密的膜(预膜)。将预膜浸泡在碱溶液中。PAr在碱的存在下容易水解。最初，预膜表面上的PAr在碱的存在下水解，并且水解产物(即用于形成PAr的单体)在过量NaOH存在下被转化成Na盐形式。这些Na盐溶解在碱溶液中，从而被浙滤掉。这产生了分子大小的孔隙率，并为0厂进攻预膜本体(bulk)内部提供了空间。这样，由OH—物质引起的降解在膜基质的整个本体中产生了分子水平的孔隙率。公开的膜被用在脱酸方法中，所述方法包括使含有酸或酸混合物的进料溶液以连续的、半连续的或分批的方式在基于聚苯并咪唑的膜的一侧与其接触；通过液体或萃取剂溶液从膜的渗透物侧(permeate side)除去传输的酸。本专利技术的膜的聚苯并咪唑为式I或II权利要求1.包含聚苯并咪唑和芳香族聚酯的膜，其中所述聚苯并咪唑选自式I或II，2.如权利要求1所述的膜，其中所述膜包含聚苯并咪唑和芳香族聚酯，其中聚苯并咪唑芳香族聚酯的比例为0.99 0.01至0.01 0.99。3.如权利要求1所述的膜，其中所述膜通过包括以下步骤的方法制备a)制备混合膜，其包含适当比例的聚苯并咪唑(PBI)和芳香族聚酯(PAr)；b)通过用碱溶液在20至80°C的温度下处理所述膜1至15天，从所述膜中浙滤掉聚酯；以及c)用溶剂洗涤所述膜。4.如权利要求3所述的方法，其中所述碱为选自KOH、NaOH、三乙胺、三甲胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和苯胺中一种或其组合的有机碱或无机碱的水溶液或醇溶液，溶剂选自二噁烷、四氢呋喃、丙酮和甲乙酮中一种或其组合。5.如权利要求3所述的方法，其中所述膜用溶剂洗涤，所述溶剂选自丙酮、水、甲本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．包含聚苯并咪唑和芳香族聚酯的膜，其中所述聚苯并咪唑选自式Ｉ或ＩＩ，（ｉ）其中，Ｒ是具有结构ＩＩＩ（ａ）－ＩＩＩ（ｆ）的四胺单体，且Ｒ’来自结构ＩＶ所示的二羧酸：其中，Ｒ１、Ｒ２选自由Ｈ、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＮＯ２或含Ｃ１－２４的烷基或芳基组成的组，其中，Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４选自由Ｈ、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＮＯ２或Ｃ１－２４烷基或芳基组成的组，其中，Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４选自由Ｈ、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＮＯ２或Ｃ１－２４烷基或芳基组成的组，其中，Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４选自由Ｈ、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＮＯ２或Ｃ１－２４烷基或芳基组成的组，其中，Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４选自由Ｈ、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＮＯ２或Ｃ１－２４烷基或芳基组成的组，且Ｘ可以是以下的任一种：－ＣＨ２－、－Ｏ－、－ＳＯ２－、－Ｃ（ＣＨ３）２－、－Ｃ（ＣＦ３）２－、－Ｃ（Ｐｈ）２－、－ＣＨ３Ｃ（Ｐｈ）－、－ＣＨ３Ｃ（异丙基）－、－ＣＨ３Ｃ（叔丁基）－、－ＣＨ３Ｃ（正丙基）－、－ＣＨ３Ｃ（乙基）－或任何其它含Ｃ１－２４的烷基或芳基， ＨＯＯＣ－（ＣｋＨｍＸｎ）－ＣＯＯＨ ＩＶ其中，ｋ＝１－３０，包括直链、支链、环状、芳香族或其组合的烷基、芳基、芳香环、亚芳基、亚烷基、亚芳基醚或诸如吡啶、吡嗪、呋喃、喹啉或噻吩基团的杂环；Ｘ＝Ｏ、Ｎ、Ｓ、卤素或其组合，ｎ＝０－１０，且ｍ＝适当的氢数目（ｉｉ）芳香族聚酯，其具有结构式Ｖ其中，Ｒ”来自如式ＶＩ所示的酚酞或其衍生物，且Ｒ’”来自如式ＩＶ所示的二羧酸：其中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４＝Ｈ、ＣＨ３、ＣＦ３、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＮＯ２或Ｃ１－２４烷基或芳基。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔哈斯·甘哈亚罗·哈鲁尔，拉姆钱德拉·维特哈尔·加德里，维塔尔·文卡塔若·乔格丹德，约根什·贾亚辛·肯达克，
申请(专利权)人：科学与工业研究委员会，
类型：发明
国别省市：IN
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