[发明专利]一种离子液体负载的三维共价有机骨架杂化膜及制备方法和应用

权利要求书

1.一种离子液体负载的三维共价有机骨架杂化膜，其特征在于：是1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺负载的三维共价有机骨架杂化膜，该杂化膜由质量分数90％-99％的聚醚嵌段酰胺共聚物和质量分数1％-10％的1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺负载的共价有机骨架组成，其中，1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺在共价有机骨架中负载的质量分数为3.8％。

2.根据权利要求1所述的离子液体负载的三维共价有机骨架杂化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺负载的三维共价有机骨架颗粒的制备，步骤如下：

采用Schiff-based反应合成得到三维共价有机骨架颗粒：四(4-氨基苯基)甲烷和对苯二甲醛按照物质的量之比为1:1.7加入反应器中，并在反应器中按体积比为5:1加入1，4-二氧六环和乙酸水溶液；其中，四(4-氨基苯基)甲烷在混合溶液中的质量体积比为16.66mg/mL；将反应器除去气体，真空密封后，在120℃下反应72小时，产生黄色固体；将产物依次用1，4-二氧六环和四氢呋喃洗涤后，在室温下真空干燥12小时和100℃下干燥2小时，得到三维共价有机骨架颗粒；

称取一定量的1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺，加到适量的甲醇溶液中稀释磁力搅拌30分钟，得到0.1g/mL的离子液体稀溶液；然后，按照质量体积比为1g/30ml将所述的三维共价有机骨架颗粒加入到离子液体稀溶液中，先超声分散30分钟，再磁力搅拌2小时得到均匀的混合溶液；将上述分散液离心洗涤3次后80℃真空干燥1小时，得到1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺负载的三维共价有机骨架颗粒；

步骤二、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺负载的三维共价有机骨架杂化膜的制备，步骤如下：

首先，将适量的聚醚嵌段酰胺共聚物加入到质量分数为70/30的乙醇/水混合溶液中，在80℃下回流搅拌2小时得到质量百分比为6％的透明溶液；然后，将一定量的1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺负载的三维共价有机骨架颗粒先在少量的质量分数为70/30的乙醇/水混合溶液中超声分散，再加入到上述的透明溶液中，制得铸膜液，每100g铸膜液取12g聚醚嵌段酰胺共聚物溶液，磁子搅拌24小时，超声1小时；最后，将上述混合溶液脱泡并倾倒于洁净的聚四氟乙烯培养皿上，使溶剂自然挥发24小时，随后在45℃真空箱中干燥12小时；得到1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺负载的三维共价有机骨架杂化膜。

3.根据权利要求1所述的离子液体负载的三维共价有机骨架杂化膜的应用，将按照权利要求2制备获得的1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺负载的三维共价有机骨架杂化膜用于在湿态30℃下测试CO₂/CH₄分离性能，其CO₂通量为518-1601Barrer，CO₂/CH₄选择性为20.8-39。