[发明专利]一种基于氨基酸离子液体的促进传递膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于氨基酸离子液体的促进传递膜及其制备方法和应用，本发明的基于氨基酸离子液体的促进传递膜，其特征在于，该膜以聚醚‑聚酰胺嵌段共聚物为膜基质，在膜基质中加入1‑己基3‑甲基咪唑甘氨酸盐。本发明的促进传递膜制备过程简单，促进传递膜内由于含有1‑己基3‑甲基咪唑甘氨酸盐，1‑己基3‑甲基咪唑甘氨酸盐上氨基和羧基功能基团，提高了促进传递膜气体分离性能。

技术领域

本发明涉及膜分离领域，具体涉及一种基于氨基酸离子液体的促进传递膜及其制备方法和应用。

背景技术

随着全球气候变暖日益加剧，温室气体的释放已经越来越受到科学界、社会公众和各国政府的关注。近年来，膜分离技术相比于传统分离技术，具有高效、操作简便、设备简单和投资少等优点。在几类CO₂分离膜中，高分子膜已经被广泛的研究，然而高分子膜的CO₂渗透性和CO₂/气体选择性较低。为了克服高分子膜分离性能较低的缺陷，室温离子液体(RTILs)引起了广泛的关注。RTILs是具有良好的化学和热稳定性的有机盐。RTILs的物理化学性质可通过调控阳离子或阴离子的结构进行调控。因此，在支撑离子液体膜中使用RTILs作为介质以期为CO₂的传递提供高渗透性和高选择性。促进传递膜(FTMs)作为最具分离前景的CO₂分离膜已引起了广泛的关注。FTMs的渗透机理基于膜内目标分子和反应载体间的可逆反应。众所周知，FTMs的CO₂渗透性和选择性较高。然而，FTMs的缺点是需要在湿态下才能促进CO₂传递。这个缺点限制了FTMs在实际工业的应用领域。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于氨基酸离子液体的促进传递膜及其制备方法和应用，所述基于氨基酸离子液体的促进传递膜利用氨基酸离子液体上的功能基团作为CO₂反应载体，可以在干态下促进传递CO₂，并可提高CO₂/CH₄和CO₂/N₂分离性能，其制备方法过程简单易行。

具体地，本发明提供一种基于氨基酸离子液体的促进传递膜，该膜以聚醚-聚酰胺嵌段共聚物为膜基质，在膜基质中加入1-己基3-甲基咪唑甘氨酸盐。

其中，所述聚醚-聚酰胺嵌段共聚物与1-己基3-甲基咪唑甘氨酸盐的质量比为1：(0.2-0.8)。

此外，所述促进传递膜的厚度为110-150μm。

本发明还提供一种如上所述的基于氨基酸离子液体的促进传递膜的制备方法，其包括下述步骤：

步骤1、制备聚醚-聚酰胺嵌段共聚物溶液：将聚醚-聚酰胺嵌段共聚物加入质量分数为70％的乙醇水溶液配制成聚醚-聚酰胺嵌段共聚物质量浓度为4-10％的溶液，在80℃下搅拌24-48h，使聚醚-聚酰胺嵌段共聚物完全溶解，即得聚醚-聚酰胺嵌段共聚物溶液；

步骤2、将1-己基3-甲基咪唑甘氨酸盐加入至按步骤1中所得的聚醚-聚酰胺嵌段共聚物溶液中，于室温下搅拌24-48h得到铸膜液，将所得的铸膜液倒在干净的玻璃板上流延，在室温下干燥24h，然后将其放入40℃真空烘箱中去除残留的溶剂，得到基于氨基酸离子液体的促进传递膜。

本发明还提供一种如上所述的基于氨基酸离子液体的促进传递膜的应用，其用于分离CO₂/CH₄混合气或者CO₂/N₂混合气。