光聚合改性的聚烯丙基胺固载膜及其制备方法_2

文档序号:9934015阅读:来源:国知局
,本发明开发了以聚砜为支撑层、乙二胺光聚合改性的 聚烯丙基胺为分离层的复合膜。
[0027] 通过光聚合可以在不破坏聚合物主体结构的前提下在固载膜表面形成亲水性的 自由基,这些自由基可以提尚I旲材料对00 2的未和性,进而提尚固载|旲的C0 2渗透性能。通 过全反射红外和元素分析发现,乙二胺光聚合改性聚烯丙基胺可以增加固载膜内可与C0 2 发生反应的活性基团的含量,大幅度提高膜内有效基团浓度。因此,本发明的以聚砜为支撑 层,乙二胺光聚合改性聚烯丙基胺为分离层的复合膜,同时具有高C0 2透过性能和C0 2/氏选 择性能,并具有良好稳定性,并且该复合膜制备方法简单易行。对于C02、N 2、氏和014四组 分,在50°C测试温度下,乙二胺光聚合改性聚烯丙基胺可以大幅度增加聚合物膜C0 2透过性 能和〇)2/氏选择性能,能够很好满足工业C0 2/氏分离要求。具体而言,该复合膜的主要参 数为:C02渗透速率为(200 ~400) X 10 6cm3(STP)/cm2 ? S ? cmHg \ C02/H2分离因子为 10 ~ 60 〇
[0028] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的制备方法流程图;
[0030] 图2为实施例1制得的用于合成气脱碳的以聚砜为支撑层,以乙二胺光聚合改性 聚烯丙基胺为分离层的复合膜断面结构扫描电镜图;
[0031] 图3为实施例2制得的用于合成气脱碳的以聚砜为支撑层,以乙二胺光聚合改性 聚烯丙基胺为分离层的复合膜断面结构扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0032] 以下结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明,而所列举的实施方式仅 作例示之用,并不作为本发明的限制。
[0033] 请参考图1至图3,为使复合膜具有优异的C02透过性能和C0 2/氏选择性能,制膜 工艺简单易行,本发明提供一种光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜,该复合膜以聚砜超滤膜 为基膜,在该基膜上复合厚度为〇. 15~0. 6 y m的分离层,该分离层是由聚烯丙基胺与乙二 胺通过光聚合制得的产物,光聚合过程中聚烯丙基胺与乙二胺的质量比为1:1~1:6。
[0034] 其中,于本发明的光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜一较佳实施例中,该复合膜对 于体积比为60:21:18. 6:0. 4的H2/N2/C02/CH4混合气,在50°C测试温度下,选择透过性能 为:C02透过速率为(200 ~400) X 10 6cm3(STP)/cm2 ? s ? cmHg \ C02/H2分离因子为 10 ~ 60 〇
[0035] 其中,于本发明的光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜一较佳实施例中,该分离层厚 度较佳为〇. 2~0. 4 y m。
[0036] 本发明还提供一种光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法,用于合成气脱碳, 该制备方法步骤包括:
[0037] 1)对聚砜基膜进行浸泡处理;
[0038] 2)配制聚烯丙基胺与乙二胺共混构成的溶液,其中聚烯丙基胺与乙二胺的质量比 为 1:1 ~1:6 ;
[0039] 3)在步骤2)配成的溶液中加入光敏剂ITX,并以高能紫外电子束照射至少lh,再 将体系过滤后得到均匀溶液作为铸膜液;
[0040] 4)将步骤3)制得的铸膜液涂敷在经过步骤1)处理的聚砜基膜上,干燥得到所述 光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜。
[0041] 其中,于本发明的光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法一较佳实施例中,于 步骤1)中,所述聚砜基膜为截留分子量6000的聚砜超滤膜,截留分子量优选为7000-8000。
[0042] 其中,于本发明的光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法一较佳实施例中,于 步骤1)中,所述的浸泡处理为将聚砜基膜浸于去离子水中24~30h,然后晾干备用。
[0043] 其中,于本发明的光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法一较佳实施例中,于 步骤2)中,配制溶液的步骤为先配制聚烯丙基胺水溶液,静置脱泡后加入乙二胺共混构成 溶液。
[0044] 其中,于本发明的光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法一较佳实施例中,于 步骤2)中,所述聚烯丙基胺与乙二胺共混构成的溶液中,聚烯丙基胺与乙二胺的质量比优 选为 1. 2:1. 4。
[0045] 其中,于本发明的光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法一较佳实施例中,于 步骤3)中,光敏剂ITX的用量为乙二胺质量的0. 5~1. 1%,优选为0. 8~1. 0%。
[0046] 其中,于本发明的光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法一较佳实施例中,于 步骤3)中,所述高能紫外电子束波长范围为100~400nm。
[0047] 其中,于本发明的光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法一较佳实施例中,于 步骤4)中,所述干燥为在温度20~35 °C,湿度30~50 %的恒温恒湿环境中进行。
[0048] 其中,于本发明的光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法一较佳实施例中,于 步骤4)中,所述干燥为干燥12h~20h。
[0049] 实施例a
[0050] 本实施例提供一种光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法,用于合成气脱碳, 该制备方法步骤包括:
[0051] 1)对聚砜基膜进行浸泡处理;所述聚砜基膜为截留分子量6000的聚砜超滤膜;所 述浸泡处理为将聚砜基膜浸于去离子水中24h,然后晾干备用。
[0052] 2)配制聚烯丙基胺与乙二胺共混构成的溶液,其中聚烯丙基胺与乙二胺的质量比 为1:1 ;配制溶液的步骤为先配制聚烯丙基胺水溶液,静置脱泡后加入乙二胺共混构成溶 液。
[0053] 3)在步骤2)配成的溶液中加入光敏剂ITX,并以高能紫外电子束照射至少lh,再 将体系过滤后得到均匀溶液作为铸膜液;光敏剂ITX的用量为乙二胺质量的0. 5%;所述高 能紫外电子束波长范围为l〇〇nm ;
[0054] 4)将步骤3)制得的铸膜液涂敷在经过步骤1)处理的聚砜基膜上,干燥得到所述 光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜;所述干燥为在温度20°C,湿度30%的恒温恒湿环境中干 燥 12h〇
[0055] 本实施例提供一种光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜,该复合膜以聚砜超滤膜为基 膜,在该基膜上复合厚度为〇. 15 y m的分离层,该分离层是由聚烯丙基胺与乙二胺通过光 聚合制得的产物,光聚合过程中聚烯丙基胺与乙二胺的质量比为1:1。
[0056] 该复合膜对于体积比为60:21:18. 6:0. 4的H2/N2/C02/CHjg合气,在50°C测试温 度下,选择透过性能为:C0 2透过速率为200X 10 6cm3(STP)/cm2 ? S ? cmHg \ (1)2/112分离因子 为10〇
[0057] 实施例b
[0058] 本实施例提供一种光聚合改性的聚烯丙基胺复合膜制备方法,用于合成气脱碳, 该制备方法步骤包括:
[0059] 1)对聚砜基膜进行浸泡处理;所述聚砜基膜为截留分子量8000的聚砜超滤膜;所 述浸泡处理为将聚砜基膜浸于去离子水中30h,然后晾干备用。
[0060] 2)配制聚烯丙基胺与乙二胺共混构成的溶液,其中聚烯丙基胺与乙二胺的质量比 为1:6 ;配制溶液的步骤为先配制聚烯丙基胺水溶液,静置脱泡后加入乙二胺共混构成溶 液。
[0061] 3)在步骤2)配成的溶液中加入光敏剂ITX,并以高能紫外电子束照射至少4h,再 将
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