薄膜气体分离膜的制作方法
【专利摘要】气体分离膜，包括芳族聚酰亚胺聚合物，该芳族聚酰亚胺聚合物包括多个式(I)的重复单元，其中X1和Ar在文中定义。
【专利说明】薄膜气体分离膜
[0001]发明背景
本发明总体上涉及气体分离膜，更具体地涉及使二酸酐与二胺接触制备的芳族聚酰亚胺气体分离膜。
[0002]气体分离膜(GSM)可以用于从气体混合物中分离特定气体。例如，GSM可用来从空气中分离和去除氧气，使得所得气体混合物不可燃。GSM也可以用于将二氧化碳(CO2)与甲烧(CH4)分开，以及将氢气(H2)与CH4分开。
[0003]许多GSM由具有分子结构的聚合物形成，所述分子结构具有足够小的分子间空隙，使得它们可以区别不同尺寸的分子，例如CH4和H2，但是具有足够高分数的自由体积，使得这些气体可以通过GSM扩散。GSM提供选择性阻挡某些气体以及通过其它气体的程度称为GSM的“选择性”。
[0004]可用于分离气体的膜必须具有充足的选择性，以区别两种气体，以及还必须具有高通量。通量通常量化为渗透性或可透性。渗透性，以气体渗透单位(GPU)测量，是每膜面积(cm2)，每透膜压降(cm Hg)，每单位时间(秒或s)的气体流量(以立方厘米，cm3，在标准温度和压力(STP)下测量):1 GPU= 10_6 cm3 (STP)/cm2 s (cm Hg)。可透性，以 Barrer 测量，是渗透性乘以膜的表层厚度，1 Barrer = 10, cm3 (STP) cm/ cm2 s (cm Hg)。通过膜的流量将随膜面积或透膜压降增大而增大，以及将随膜选择性层厚增大而减小。
[0005]在本文中，理想的是GSM具有低选择性层厚。实际上，选择性层厚越低，通量越高。但是，薄的GSM倾向于易碎。因此，在许多实际应用中，可以将GSM支撑在基础支撑结构上。相对于作为分离目标的气体混合物，这种支撑结构可以是显著多孔的。换言之，可以选择支撑结构的材料，以提供强度，同时不降低通量。
[0006]正如所见，需要提供一种可以对于气体混合物提供高分离选择性和高通量的GSM。还需要提供这样一种GSM，其结构对于实际应用中的使用而言具有充足的强度。
【发明内容】
[0007]在本发明的一个方面，气体分离膜包括芳族聚酰亚胺聚合物，该芳族聚酰亚胺聚合物包括多个式(1)的重复单元
【权利要求】
1.气体分离膜，包括芳族聚酰亚胺聚合物，该芳族聚酰亚胺聚合物包含多个式(I)的重复单元
2.权利要求1的气体分离膜，其中Ra、Rb、Re和Rd各自为CH3,X1的苯基是未取代的。
3.权利要求1的气体分离膜，其中式(I)的聚合物包括至少一个式(II)的重复单元
4.权利要求1的气体分离膜，其中式(I)的聚酰亚胺为聚(3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐-2，4，6-三甲基-间苯二胺)。
5.权利要求1的气体分离膜，其中式(I)的聚酰亚胺为聚(2，2’-二(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酸酐(6FDA)-2，4，6-三甲基-间苯二胺。
6.权利要求1的气体分离膜，其中所述膜具有围绕空心核同心形成的圆筒的形状。
7.权利要求1的气体分离膜，其中式(I)的聚酰亚胺为
8.权利要求1的气体分离膜，其中式(I)的聚酰亚胺为
9.气体分离装置，其包含: 薄膜气体分离膜； 所述膜的支撑结构；和 其中该气体分离膜包含芳族聚酰亚胺聚合物，该芳族聚酰亚胺聚合物包含多个式(I)的重复单元
10.权利要求9的气体分离装置，其中RaU和Rd各自为CHyX1的苯基是未取代的。
11.权利要求9的气体分离装置，其中式(I)的聚合物包含至少一个式(II)的重复单元
12.权利要求9的气体分离装置，其中式(I)的聚酰亚胺为聚(3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐-2，4，6-三甲基-间苯二胺)。
13.权利要求9的气体分离装置，其中式(I)的聚酰亚胺为聚(2，2’-二(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)-2，4，6-三甲基-间苯二胺。
14.权利要求9的气体分离装置，其中式(I)的聚酰亚胺为
15.权利要求9的气体分离装置，其中式(I)的聚酰亚胺为
16.权利要求9的气体分离装置，其中所述支撑结构包括PES。
17.权利要求16的气体分离装置，其中所述支撑结构为空心圆筒。
18.气体分离膜，其包含芳族聚酰亚胺聚合物，该芳族聚酰亚胺聚合物包含多个式(I)的重复单元
19.权利要求18的气体分离膜，其中式(I)的聚酰亚胺为聚(3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐-2，4，6-三甲基-间苯二胺)。
【文档编号】C08G73/10GK103619455SQ201180071651
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2011年6月17日 优先权日:2011年6月17日
【发明者】郭蔚芬, S.叶慈, 黄忠喜, 韩英, 鲁孟石 申请人:霍尼韦尔国际公司