[发明专利]碳氢化合物逆向渗透膜和分离

权利要求书

1.包括第一膜层和第二膜层的膜结构体，第一膜层具有至少0.2cm³/g的孔的孔体积，其中中值孔径为至少20nm，第二膜层包括多孔碳层，其具有至少约100m²/g的BET表面积，第二膜层具有包括最小实质孔径峰的孔径分布，所述最小实质孔径峰具有约3.0埃至约50埃的中值孔径。

2.权利要求1的膜结构体，其中第一膜层包括多孔碳层，或其中第一膜层包括多孔金属结构体。

3.权利要求1的膜结构体，其中第二膜层具有包括最小实质孔径峰的孔径分布，所述最小实质孔径峰具有约3.0埃至约10埃的中值孔径；或其中最小实质孔径峰在半峰高处具有约1.0埃或更少的峰宽；或其组合。

4.权利要求1的膜结构体，其中第二膜层具有至少约300m²/g的BET表面积；或其中第二膜层具有约3微米或更少的厚度；或其组合。

5.权利要求1的膜结构体，其中膜结构体包括中空纤维膜结构体；或其中第二膜层具有包括最小实质孔径峰的孔径分布，所述最小实质孔径峰具有约5.8埃至约6.8埃的中值孔径；或其组合。

6.权利要求1的膜结构体，其中对应于最小中值孔径的实质孔径峰具有这样的中值孔径，当膜结构体暴露于用于分离的液体时，其与当膜结构体未暴露于用于分离的液体时的中值孔径相差10％或更小，用于分离的液体包括用于分离的组分的溶剂，溶剂包括水、在25℃和100kPa下为液体的醇，在25℃和100kPa下为液体的碳氢化合物、或其组合。

7.一种制造膜结构体的方法，包括：

形成包括第一膜层和第二膜层的膜结构体，第一膜层包括至少0.02cm³/g的孔的孔体积，其中中值孔径为至少20nm，第二膜层包括小于50m²/g的BET表面积；

交联所述膜结构体以形成在100℃下具有至少约200MPa的储能模量的交联的膜结构体；

在基本上惰性气氛中在约450℃至约650℃的热解温度下热解交联的膜结构体以形成热解的膜结构体，热解的膜结构体的第一膜层具有至少0.2cm³/g的孔的孔体积，其中中值孔径为至少20nm，热解的膜结构体的第二膜层具有至少约300m²/g的BET表面积，热解的膜结构体的第二膜层具有包括最小实质孔径峰的孔径分布，所述最小实质孔径峰具有约3.0埃至约50埃的中值孔径，

其中第一膜层和第二膜层包括聚酰亚胺聚合物、部分氟化的乙烯聚合物、部分氟化的丙烯聚合物、聚酰亚胺聚合物、聚酰胺-酰亚胺聚合物、聚醚酰亚胺聚合物、或其组合。

8.一种制造膜结构体的方法，包括:

形成包括具有约2.0μm至约5.0μm的特征尺寸的金属颗粒和粘合剂的混合物的挤出结构体、浇铸结构体、或其组合；

在约800℃至约1300℃的温度下煅烧挤出结构体、浇铸结构体、或其组合以形成多孔金属结构体，所述多孔金属结构体具有至少约0.2cm³/g的孔的孔体积，其中中值孔径为至少约20nm；

在多孔金属结构体的表面上形成聚合物层；和

在基本上惰性气氛中在约450℃至约650℃的热解温度下热解聚合物层以形成包括热解的聚合物层的不对称膜结构体，热解的聚合物层具有至少约100m²/g的BET表面积，热解的聚合物层具有包括最小实质孔径峰的孔径分布，所述最小实质孔径峰具有约3.0埃至约50埃的中值孔径。

9.权利要求8的方法，进一步包括交联所述聚合物层以形成在100℃具有至少约200MPa的储能模量的交联的聚合物层；或其中聚合物层在热解前在100℃包括至少约200MPa的储能模量，热解任选地为在没有在先的聚合物壳部层的交联的情况下进行；或其组合。