[发明专利]一种PPA/PVDF气体分离复合膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种PPA/PVDF气体分离复合膜，其特征在于，以聚正丙胺磷腈为分离层，以PVDF多孔底膜为支撑层，所述分离层厚度为3-8μm，所述支撑层厚度为20-50μm。

2.一种如权利要求1所述的PPA/PVDF气体分离复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将纯化后的六氯环三磷腈单体通过熔融聚合法合成中间体聚二氯磷腈；

S2.将中间体聚二氯磷腈溶解于有机溶剂、正丙胺和促进剂的混合液中进行取代反应，得到聚正丙胺磷腈粗品；

S3.在聚正丙胺磷腈粗品中加入溶剂进行洗涤，干燥，重复2-3次，得到聚正丙胺磷腈纯品；

S4.将得到的聚正丙胺磷腈纯品溶解于有机溶剂中，得到固含量为5-20％的聚正丙胺磷腈铸膜液；

S5.将聚正丙胺磷腈铸膜液刮涂在PVDF多孔底膜上，即得到PPA/PVDF气体分离复合膜。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S1所述纯化处理包括如下步骤：

将六氯环三磷腈与正庚烷按质量体积比为(0.5-1.0)g：1mL的比例在80℃下回流1-3h，待物质完全溶解后，趁热过滤，冷却析出的晶体再进行真空干燥，重复前述步骤3次以上，得到纯净的晶体，然后在85℃-90℃下进行升华，得到高纯的六氯环三磷腈单体。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S1所述熔融聚合法的反应条件为：在无水无氧环境中反应，温度为240-260℃，时间为16-36h。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S2所述有机溶剂为四氢呋喃、苯、二噁烷中的一种或多种的混合物；所述促进剂为三甲胺、三乙胺、三乙醇胺的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S2所述正丙胺与促进剂质量比为5:6-2:3；所述聚二氯磷腈与所述正丙胺的摩尔比为1:(4-6)。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S3所述洗涤具体为：将聚正丙胺磷腈粗品经过浓缩后倒入水、乙醇或甲醇中洗去反应产物中的盐类物质，然后将沉淀物在正庚烷、正辛烷或石油醚中搅拌洗涤，洗去反应产物中的低聚物。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S4所述有机溶剂为四氢呋喃、苯或二噁烷中的一种；所述聚正丙胺磷腈纯品在有机溶剂中加热回流2-4h，温度为70℃。

9.一种如权利要求1所述的PPA/PVDF气体分离复合膜在分离CO₂/CH₄气体中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，在CO₂/CH₄气体分离过程中，温度为25-65℃，压差为1-5bar，载气流速为40mL/min，气流速为20mL/min。