[发明专利]一种修饰液及其用于层状分离膜的修饰方法

说明书

本发明公开了一种修饰液及其用于层状分离膜的修饰方法，属于膜分离领域。本发明将层状分离膜用含有金属离子的修饰溶液对膜片进行浸渍修饰处理；修饰后，将膜通过溶剂清洗，干燥，最后得到一种修饰后的分离膜。采用本发明方法，可以借助活性组分对原分离膜的层间和表面进行修饰，利用活性组分优化膜对气体的优先吸附能力，实现膜分离选择性的提高。本发明修饰方法简单易行，适于工业放大。

技术领域

本发明属于膜分离领域，具体涉及一种修饰液及其用于层状分离膜的修饰方法。

背景技术

膜分离是新一代高效气体分离方法。由于占地面积小、工作效率高、操作简单、环境友好等特点，膜分离方法被誉为最有潜力的高端分离技术之一。依据材料，可将分离膜划分为无机、有机和有机-无机杂化膜三种类型。有机聚合物膜具有耐腐蚀、易加工成形、气体选择性高等优点，是气体分离领域最常用、最有效的方法之一。但有机聚合物普遍存在“trade-off”效应，即分离选择性与气体渗透性不可同时增加，分离性能难以超过罗伯逊上限(Robeson's upper bound)。而多孔无机膜是一种常见的无机膜类型，是由分子筛、碳硅材料及金属-有机骨架材料等无机化合物构筑而成，具有高的气体、液体渗透性。且相对于有机膜具有更加优异的热和化学稳定性，适合于相对严苛条件下的气体分离应用。

层状结构是由二维片层沿特定方向，凭借氢键、范德华力等弱相互作用有序堆叠形成。具有层状结构的多孔无机膜是重要的无机膜类型。一般而言，其具有两种形式的结构孔，层内孔与层间孔。层内孔由于相对刚性和固定，会对不同尺寸大小分子起到筛分作用，进而实现分离。而层间孔因由弱相互作用形成，相对柔性，常通过努森扩散传输分子，选择性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种修饰液及其用于层状分离膜的修饰方法，通过该修饰方法制备出的膜可以提高分离膜的选择性能，同时也可以通过此方法改变分离膜所分离的物质，制备过程具有高重复性，简捷性，广泛适用性。

本发明采用的技术方案为：一种修饰液，包括活性组分与溶剂，是将活性组分与溶剂混合而成；

所述活性组分为：AgNO₃、AgBF₄或CuCl，及其与离子液体共混形成的配合物；其中，所述离子液体为[Bmim][Tf₂N]、[Bmim][BF₄]、Bmim][PF₆]、[Bmim][Br]、[Emim][Tf₂N]、[Emim][BF₄]、[Emim][PF₆]或[Emim][Br]；

所述溶剂为水、甲醇、乙醇、乙酸、异丙醇、N’N-二甲基甲酰胺中一种或多种混合物。

基于以上技术方案，优选的，所述配合物包括：Ag/[Bmim][Tf₂N]、Ag/[Bmim][BF₄]、Ag/[Bmim][PF₆]、Ag/[Bmim][Br]、Ag/[Emim][Tf₂N]、Ag/[Emim][BF₄]、Ag/[Emim][PF₆]、Ag/[Emim][Br]、CuCl、Cu/[Bmim][Tf₂N]、Cu/[Bmim][BF₄]、Cu/[Bmim][PF₆]、Cu/[Bmim][Br]、Cu/[Emim][Tf₂N]、Cu/[Emim][BF₄]、Cu/[Emim][PF₆]、Cu/[Emim][Br]。

基于以上技术方案，优选的，所述的修饰液中金属离子浓度为0.1wt％～50wt％，所述的相应离子液体浓度为0～49wt％。

本发明还涉及保护上述修饰液用于层状分离膜分离的修饰。

一种层状分离膜的修饰方法，将层状分离膜修饰一层修饰层，具体步骤如下：