一种含peg的聚砜物质和该物质的制备方法以及含该物质的气体分离膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及煤层气分离所用气体分离膜的制备方法，具体为一种含PEG的聚讽物 质和该物质的制备方法W及含该物质的气体分离膜的制备方法。
【背景技术】
[0002] 煤层气指赋存于地下煤层中的天然可燃气，主要成分是CH4。我国煤层气资源丰 富，探明2000mW上浅层储量为（30~35)X1012万亿m3,和天然气储量相当。目前煤层气 资源的开发利用受到全球广泛关注。井下抽采煤层气是为了采煤安全从矿井下抽采的煤层 气，由于在抽排过程中渗进了大量空气，邸4浓度只有20%~40%。中低浓度煤层气指CH冷 量在20%~40%的煤层气，主要由井下抽采产生，数量巨大，目前还没有得到合理利用。原 因是低浓度煤层气中除了含有一定量CH4外还含有大量的N2。中低浓度煤层气的提纯主要 就是把产物中的CH4浓度提高，实现更广阔的应用。
[000引 目前报道的邸4和N2分离方法主要有低溫精馈法、膜分离法和变压吸附法。低溫 精馈法分离CH4和N2技术较为成熟、产品气浓度高，但装置复杂，设备投资大；水和杂质在低 溫精馈时易堵塞管道，要先除去，工艺复杂。变压吸附法气体分离过程包括吸附和脱附再生 两个过程，当吸附和脱附分别由升压、降压来实现时则该过程称为变压吸附分离过程。变压 吸附气体分离过程设备简单、操作方便、运行能耗低，目前报道用于变压吸附分离CH4和N2 的吸附剂主要为活性炭、沸石分子筛和炭分子筛。此类无机吸附剂存在的主要问题是收率 低，材料重复性差，无法大规模生产应用。膜分离方法是一种新型气体分离方法，具有分离 效率高，成本低，工艺简单等特点。
【发明内容】
[0004] 本发明为了解决现在用于甲烧气体分离成本高、分离系数低的问题，提供了一种 含PEG的聚讽物质和该物质的制备方法W及含该物质的气体分离膜的制备方法。
[0005] 本发明是采用如下的技术方案实现的：一种含PEG的聚讽物质，其分子结构中包 含讽结构单元，分子结构如下：
上述含PEG的聚讽物质的膜制备方法，包括W下步骤： (1) 在装有氮气通口和冷凝管的Ξ颈烧瓶中装入PEG、六氣双酪A及含讽结构的单体和 催化剂的混合物，再加入溶剂和脱水剂，溶剂为N，N-二甲基甲酯胺、N，N-二甲基乙酷胺和 二甲基亚讽中的一种或两种，脱水剂为甲苯，催化剂为无水NazCOs、无水K2CO3和无水SeCO3 中的一种； (2) 在氮气的保护下将溫度升到100°C-130°C反应2-6小时，进行脱水； (3) 然后再升溫到150°C-200°C，反应5-10小时，然后冷却得到聚合物烙体； (4) 将聚合物烙体边揽拌边倒入盛水的烧杯中，生成沉淀物，沉淀物用水清洗，过滤，后 在烘箱中60°C烘干，即得到含PEG的聚讽物质。
[0006] -种含上述方法制得的聚讽物质的气体分离膜的制备方法，将干燥的含PEG的聚 讽物质溶解于氯仿中，含固量为5%~20% ;溶液经过滤、脱泡后用涂膜机在玻璃板上制成 膜；经空气干燥4~8小时即可得到气体分离膜。
[0007] 上述的含阳G的聚讽物质的制备方法，阳G为阳G-2000、阳G-1000、阳G-800或 PEG-600中的一种。
[0008] 上述的一种气体分离膜的制备方法，制得气体分离膜的厚度为lO-lOOum。
[0009] 本发明制备的气体分离膜可W用于甲烧/氮气的分离，该类共聚物膜具有较高的 气体选择性和透过性。
[0010] 本发明具有如下优点： 本发明制备出含PEG的聚讽物质的气体分离膜材料，所述膜材料可W用于甲烧/氮气 的分离，且具有较高选择性和渗透性，其气体分离性能均接近或超过了经常用来评价气体 膜分离材料分离性能的Robeson上限；同时该材料兼具良好的溶解性和成膜性。
【具体实施方式】
[0011] W下结合实施例详述本发明。
[001引实施例1 : 在装有氮气通口和冷凝管的25mL的Ξ颈烧瓶中装入0.00285mol的六氣双酪A、0. 003mol的4, 4-二氣二苯讽、0. 00015mol的阳G-1000作为反应物，加入无水K2CO3作为催 化剂，再加入N，N-二甲基乙酷胺作为溶剂，甲苯作为脱水剂，在130°C下脱水化，蒸出甲苯， 再升溫到175°C反应化，然后冷却到室溫得到聚合物烙体，将聚合物烙体边揽拌边倒入盛 水的烧杯中，生成面条状的沉淀物，多次用水清洗，过滤，后在烘箱中60°C烘干，得到含PEG 的聚讽物质；取0. 5g的含PEG的聚讽物质放入装有氯仿及磁子的烧杯中，在磁力揽拌下配 置10%质量浓度的溶液，将得到的溶液放入超声波清洗器中，超声15min，取出后，静置24小 时，用涂膜机涂膜，在普通玻璃板上涂膜，空气干燥，得到气体分离膜。气体分离膜用于CH4、 成分离测试，结果显示为：CH4渗透系数为11. 2, CH4/N2理想分离系数为3.6。目前用于CH4、 成分离的聚讽膜材料CH4/^2理想分离系数为2.0左右，本发明的此类膜材料理想分离系数 比普通聚讽膜材料提高了80%。
[001引上述含阳G-1000的聚讽物质的结构如下：
上述制得的气体分离膜用于甲烧、氮气的分离的性能如下：
实施例2 : 在装有氮气通口、冷凝管的25mL的Ξ颈烧瓶中装入0.00285mol的六氣双酪A、0. 003mol的四甲基4, 4-二氣二苯讽、0. 00015mol的阳G-2000作为反应物，加入无水K2CO3 作为催化剂，再加入N，N-二甲基乙酷胺作为溶剂，甲苯作为脱水剂，在130°C脱水化，蒸出 甲苯，升溫到180°C反应化，然后冷却到室溫得到聚合物烙体，将聚合物烙体边揽拌边倒入 盛水的烧杯中，生成面条状的沉淀物。多次用水清洗，过滤，后在烘箱中60°C烘干，得到PEG 的聚讽物质。取0. 5g的PEG的聚讽物质放入装有氯仿及磁子的烧杯中，在磁力揽拌下配置 5%质量浓度的溶液，将得到的溶液放入超声波清洗器中，超声15min，取出后，静置24小时， 用涂膜机涂膜，在普通玻璃板上涂膜，空气干燥，得到气体分离膜。气体分离膜用于CH4、成 分离测试，结果显示为：邸4渗透系数为16.8，邸4/成理想分离系数为3. 3。目前用于邸4、成 分离的聚讽膜材料CH4/^2理想分离系数为2. 0左右，本发明的此类膜材料理想分离系数比 普通聚讽膜材料提高了65%。
[0014] 上述含阳G-2000的聚讽物质的结构如下：
上述制得的气体分离膜用于甲烧、氮气的分离的性能如下：
实施例3 : 在装有氮气通口、冷凝管和磁子的25mL的Ξ颈烧瓶中装入0. 002mol的六氣双酪A、 0. 003mol的4, 4-二氣Ξ苯二讽和0.OOlmol的阳G-600作为反应物，加入无水SeC〇3作为催 化剂，再加入N，N-二甲基甲酯胺作为溶剂，甲苯作为脱水剂，在130°C脱水化，蒸出甲苯，升 溫到180°C反应化，然后冷却到室溫得到聚合物烙体，将聚合物烙体边揽拌边倒入盛水的 烧杯中，生成面条状的沉淀物，多次用水清洗，过滤，然后在烘箱中60°C烘干，得到PEG的聚 讽物质。取0. 5g的PEG的聚讽物质放入装有氯仿及磁子的烧杯中，在磁力揽拌下配置15% 质量浓度的溶液，将得到的溶液放入超声波清洗器中，超声15min，取出后，静置24小时，用 涂膜机涂膜，在普通玻璃板上涂膜，空气干燥，得到气体分离膜。气体分离膜用于CH4、成分