[发明专利]一种用于CO2分离的金属有机骨架膜的制备方法

权利要求书

1.一种用于CO₂分离的金属有机骨架膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将AlCl₃·6H₂O和H₂N-H₂BDC溶解在甲醇或甲醇与溶剂A的混合液中制得成膜液；

（2）引入CAU-1晶种的载体或未引入晶种的载体置于配制好的成膜液中，使成膜液在载体表面晶化成膜，在100℃～150℃下加热反应5-96h，反应完成后，用去离子水或甲醇洗涤除去未反应的成膜液组分，然后在25℃～120℃干燥6h～36h即可；

其中步骤（1）所述的成膜液中，Al³⁺和NH₂-H₂BDC的摩尔比为0.5:1～5:1，Al³⁺摩尔浓度为0.05mol/L～0.8mol/L；所述溶剂A为乙醇、DMF和水中的一种；甲醇与溶剂A的体积比为1:0～1:5。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述载体材质为α-Al₂O₃、莫来石、高分子材料或不锈钢，所述载体的几何形状为管状、片状或中空纤维状，所述载体的孔径大小为100nm～2μm。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述高分子材料为聚偏氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述成膜方式为二次晶种法、原位生长法、内外扩散法。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的加热方式为常规加热方式和微波辅助加热方式。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引入CAU-1晶种的载体用如下方法获得：

①将AlCl₃·6H₂O和H₂N-H₂BDC溶解在甲醇中制得晶种合成液；

②将晶种合成液置于反应釜中，在100℃～150℃下反应5～96h；反应结束后，离心，下层用去离子水或甲醇洗涤除去未反应的反应液，在100℃～250℃干燥，得颗粒状CAU-1晶种；

③将步骤②得到的CAU-1晶种配制成质量浓度为0.01～3%的甲醇、乙醇、水或DMF溶液，并用常规方法将CAU-1晶种颗粒引入到载体表面，形成CAU-1晶种层；

其中步骤①所述的晶种合成液中，Al³⁺和NH₂-H₂BDC的摩尔比为0.5:1～5:1，Al³⁺摩尔浓度为0.05mol/L～0.8mol/L。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）所述干燥采用常压干燥或真空干燥。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）所述的洗涤，洗涤次数为2～10次，洗涤总需时间为12h～168h。

9.权利要求1～8的任一项所述的方法制备的新型金属有机骨架膜在烟道气或天然气中CO₂的捕获和分离中的应用。