[发明专利]碳分子筛(CMS)中空纤维膜和其始于预氧化聚酰亚胺的制备

摘要

由具有至少400℃的玻璃态化温度且包括桥连苯基化合物的聚酰亚胺(例如6FDA/BPDA‑DAM聚酰亚胺)制备用于使氢气与乙烯(不论是作为氢气与乙烯的纯混合物存在，还是作为裂解气体的组分存在)彼此分离的碳分子筛膜。制备包含两个依序步骤a)和b)。在步骤a)中，将由所述聚酰亚胺的无缺陷纤维制成的膜与含氧气氛在足以产生预氧化且预碳化的聚合物膜的时间和温度条件下接触放置，所述聚合物膜不溶于热(110℃)N‑甲基吡咯烷酮中且至少基本上不发生子结构塌陷。在步骤b)中，使预氧化且预碳化的膜在冲洗气体存在下、在足以产生碳分子筛膜的时间和温度条件下热解，所述碳分子筛膜具有氢气渗透性和氢气/乙烯选择性大于由相同膜仅使用如步骤b)中的热解所制备的碳分子筛膜的氢气渗透性和氢气/乙烯选择性中的至少一种。

主权项

一种由聚酰亚胺制备用于使氢气与乙烯彼此分离的碳分子筛膜的方法，所述方法包含如下依序步骤：a)将由聚酰亚胺纤维制成的膜与含氧气氛或气体在大于300℃到小于400℃范围内的温度下接触放置，在那种温度范围内，所述接触放置的时间是大于或等于五分钟直到200小时，以产生预氧化且预碳化的聚合物膜，所述聚合物膜不溶于热(110℃)N‑甲基吡咯烷酮中且基本上不发生子结构塌陷，所述聚酰亚胺选自由以下组成的群组：((5,5'‑[2,2,2‑三氟‑1‑(三氟甲基)亚乙基]双‑1,3‑异苯并呋喃二酮(6FDA)、3,3',4,4'‑联苯四甲酸二酐(BPDA)、2,4,6‑三甲基‑1,3‑苯二胺(DAM))(6FDA/BPDA‑DAM)聚酰亚胺和i)具有至少400℃的玻璃态化温度(Tg)且ii)包括桥连苯基化合物的聚酰亚胺；以及b)使所述预氧化且预碳化的聚合物膜在冲洗气体存在下、在450℃到1000℃范围内的温度下热解，所述热解的时间在1分钟到100小时范围内，以产生碳分子筛膜，所述碳分子筛膜具有氢气渗透性和氢气/乙烯选择性大于由所述相同膜仅使用如步骤b)中的热解所制备的碳分子筛膜的氢气渗透性和氢气/乙烯选择性中的至少一种。