一種支撐超分子離子液體凝膠膜的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種支撐超分子離子液體凝膠膜及其制備方法，屬于膜分離技術領域。該膜由多孔膜負載超分子離子液體凝膠組成，超分子離子液體凝膠的質量占支撐凝膠膜總質量的30％～80％，所述多孔膜為高分子微孔膜，其厚度為100～200μm；所述超分子離子液體凝膠是凝膠因子通過非共價相互作用，在離子液體中自組裝聚集形成的，離子液體質量占總凝膠質量的70％～95％。本發明專利技術制備的支撐超分子離子液體凝膠膜，既具有高的氣體滲透通量和較大的氣體分離因子，也可避免膜在較高跨膜壓差下的液體滲漏，增強膜的性能穩定性，延長膜的使用壽命。所制備的支撐超分子離子液體凝膠膜主要用于工業排放廢氣中的酸性氣體捕集，航天器、潛水艇等密閉艙室中的CO2分離等領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于膜分離
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技術介紹
酸性氣體，如C02、SO2, H2S等，是主要的大氣污染物，也是以石油為基礎的石化工業主要的污染物，這類組分不僅影響產品質量，而且形成酸液，嚴重腐蝕設備和管路。因此，富集和回收酸性氣體是資源環境領域的重要課題。離子液體支撐液膜是一種新型綠色分離技術，由孔隙中浸滿離子液體的多孔聚合物膜支撐體構成，它結合了膜技術與離子液體雙重優勢，在用于酸性氣體分離時，不僅具有較高的熱穩定性和化學穩定性，還具有選擇分離效率高、氣體滲透通量大、膜溶劑用量少、萃取和反萃取在統一過程中完成、易實現中試且資金投入少等優點。高滲透性、高選擇性與高穩定性是膜分離過程所應具備的基本性能，但是，迄今所開發的大多數離子液體支撐液膜很難同時具備這幾種性能，尤其在高跨膜壓差下支撐液膜中的液膜相容易泄露，這就限制了它們的工業應用。與以往技術不同，本專利技術在充分實驗的基礎上提出并實現了，將其用于混合氣中的酸性氣體分離。本專利技術通過凝膠因子的非共價鍵相互作用，將負載到多孔膜孔隙中的離子液體凝膠化，制備出了在高跨膜壓差下適用的支撐超分子離子液體凝膠膜。凝膠作為一種介于固、液相之間的特殊物質，其網絡結構同時具有較好的液體傳遞性和固體形態的穩定性，因此將負載到多孔膜中的離子液體凝膠化即可獲得高的氣體滲透通量和氣體分離因子，同時，也避免了膜在較高跨膜壓差下的液體滲漏，增強膜的性能穩定性，延長膜的使用壽命。本專利技術制備的支撐超分子離子液體凝膠膜在工業排放廢氣中的酸性氣體捕集，航天器、潛水艇等密閉艙室中的CO2分離領域具有廣闊的應用前景?！緦＠夹g內容】本專利技術的目的在于克服現有支撐液膜的易滲漏、穩定性差的缺點，提供，將其用于混合氣中的酸性氣體分離。按照本專利技術提供的技術方案，一種支撐超分子離子液體凝膠膜，其特征在于膜由多孔膜負載超分子離子液體凝膠組成，超分子離子液體凝膠的質量占支撐凝膠膜總質量的30%?80%，所述多孔膜為高分子微孔膜，其厚度為100?2001 u m ;所述超分子離子液體凝膠是凝膠因子通過非共價相互作用，在離子液體中自組裝聚集形成的，離子液體質量占總凝膠質量的70%?95%。所述高分子微孔膜的材質為聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯。所述高分子微孔膜的平均孔徑為0.1?10微米。所述離子液體的陽離子為咪唑，陰離子為氟磷酸、氟硼酸鹽或雙三氟甲磺酰亞胺。所述凝膠因子為4，4’ - 二(烷基酰胺基)二苯醚。，其特征在于制備步驟如下，其配方按質量份數計:首先將70?95份的離子液體，5?30份的凝膠因子均勻混合，得到凝膠前體溶液；將高分子微孔膜進行I?5小時的真空脫氣后，浸入到凝膠前體溶液中，10?30分鐘后取出，用濾紙取出膜表面上多余的溶液；室溫放置24?48小時，既得支撐超分子離子液體凝膠氣體分離膜。本專利技術具有如下優點:本專利技術提供的支撐超分子離子液體凝膠膜具有高的氣體滲透通量和分離因子，同時，通過凝膠因子的非共價鍵相互作用，使離子液體凝膠化，也避免了膜在較高跨膜壓差下的液體滲漏，增強膜的性能穩定性，延長膜的使用壽命。本專利技術提供的支撐超分子離子液體凝膠膜的制備方法簡單，適用于工業排放廢氣中的酸性氣體捕集，航天器、潛水艇等密閉艙室中的CO2分離等。【具體實施方式】以下是的實施例，但所述實施例不構成對本專利技術的限制。實施例1，其特征在于制備步驟如下，其配方按質量份數計:首先將95份的1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽，5份的4，4’-二(辛酰胺基)二苯醚。均勻混合，得到凝膠前體溶液；將孔徑為I微米的聚乙烯微孔膜進行5小時的真空脫氣后，浸入到凝膠前體溶液中，30分鐘后取出，用濾紙取出膜表面上多余的溶液；室溫放置24小時，既得支撐超分子凝膠氣體分離膜。測得膜對二氧化硫的滲透率為360barrer，膜對二氧化碳和氮氣的選擇性為56。實施例2，其特征在于制備步驟如下，其配方按質量份數計:首先將70份的1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，30份的4，4’ - 二(硬脂酰胺基)二苯醚。均勻混合，得到凝膠前體溶液；將孔徑為0.5微米的聚丙烯微孔膜進行I小時的真空脫氣后，浸入到凝膠前體溶液中，10分鐘后取出，用濾紙取出膜表面上多余的溶液；室溫放置48小時，既得支撐超分子凝膠氣體分離膜。測得膜對二氧化碳的滲透率為245barrer，膜對二氧化碳和氮氣的選擇性為36。實施例3，其特征在于制備步驟如下，其配方按質量份數計:首先將90份的1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽，10份的4，4’- 二(己酰胺基)二苯醚。均勻混合，得到凝膠前體溶液；將孔徑為0.1微米的聚偏氟乙烯微孔膜進行3小時的真空脫氣后，浸入到凝膠前體溶液中，30分鐘后取出，用濾紙取出膜表面上多余的溶液；室溫放置48小時，既得支撐超分子凝膠氣體分離膜。測得膜對二氧化碳的滲透率為435barrer，膜對二氧化碳和氫氣的選擇性為55。實施例4，其特征在于制備步驟如下，其配方按質量份數計:首先將95份的1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽，5份的4，4，- 二(辛酰胺基)二苯醚。均勻混合，得到凝膠前體溶液；將孔徑為10微米的聚四氟乙烯微孔膜進行I小時的真空脫氣后，浸入到凝膠前體溶液中，10分鐘后取出，用濾紙取出膜表面上多余的溶液；室溫放置48小時，既得支撐超分子凝膠氣體分離膜。測得膜對二氧化碳的滲透率為475barrer，膜對二氧化碳和氮氣的選擇性為50。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種支撐超分子離子液體凝膠膜，其特征在于膜由多孔膜負載超分子離子液體凝膠組成，超分子離子液體凝膠的質量占支撐凝膠膜總質量的30％～80％，所述多孔膜為高分子微孔膜，其厚度為100～200μm；所述超分子離子液體凝膠是凝膠因子通過非共價相互作用，在離子液體中自組裝聚集形成的，離子液體質量占總凝膠質量的70％～95％。

【技術特征摘要】
1.一種支撐超分子離子液體凝膠膜，其特征在于膜由多孔膜負載超分子離子液體凝膠組成，超分子離子液體凝膠的質量占支撐凝膠膜總質量的30%?80%，所述多孔膜為高分子微孔膜，其厚度為100?200 y m ;所述超分子離子液體凝膠是凝膠因子通過非共價相互作用，在離子液體中自組裝聚集形成的，離子液體質量占總凝膠質量的70%?95%。2.根據權利要求1所述的一種支撐超分子離子液體凝膠膜，其特征在于所述高分子微孔膜的材質為聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯。3.根據權利要求1所述的一種支撐超分子離子液體凝膠膜，其特征在于所述高分子微孔膜的平均孔徑為0.1?10微米。4.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張春芳，白云翔，
申請(專利權)人：江南大學，
類型：發明
國別省市：