[发明专利]超分子化β-环糊精-离子液体-聚酰亚胺CO2气体分离膜材料的设计与制备

摘要

本发明以β‑环糊精季铵化离子液体与芳香族二胺单体形成的包合物为基础，合成含有一定含量的β‑环糊精季铵化离子液体的超分子化聚酰亚胺膜材料，并以此制备出一系列兼具高气体渗透性能和高分离性能的超分子化环糊精‑离子液体聚酰亚胺气体分离膜。最终得到适用于口前常见的CO₂与H₂S等酸性气体分离与回收的有机高分子膜，进而一定程度上解决了聚酰亚胺膜材料在气体分离应用中普遍透气性较小以及膜组件成本较高等问题。

主权项

1.一种含有β‑环糊精季铵化离子液体的超分子化聚酰亚胺膜材料的制备方法：(1)二胺包合物的形成：取一定量的芳香族二胺于水中，氮气氛围下加热回流，可观察到二胺不溶于水；再取一定量的β‑环糊精季铵化离子液体溶于水中，加热回流待大部分二胺溶解后，过滤掉未溶解的二胺，溶液低温静置一段时间结晶，过滤得到晶体，放入真空烘箱中50～120℃烘12～24h；(2)按二胺单体与二酐单体1∶1到1.1的摩尔比例，投入一定量的芳香族二胺包合物、芳香族二胺以及芳香族二酐在常温下溶于极性溶剂中，氮气氛围中高速搅拌2～48h至溶液粘稠，然后加入二胺单体摩尔量2～10倍的催化剂三乙胺以及脱水剂乙酸酐，继续高速搅拌2～48h至溶液重新粘稠，然后把聚合物溶液倒入大量甲醇中沉降，然后把聚合物放入真空烘箱中50～150℃烘24～48h，制备出主链含有β‑环糊精季铵化离子液体的聚酰亚胺材料备用，待测试其气体渗透性能；(3)对称膜样品的制备：取一定量制备好的β‑环糊精季铵化离子液体的聚酰亚胺材料溶解于一定量溶剂中，然后使用刮刀在玻璃板上刮膜，水平放置后令膜在50～120℃下干燥12～24h，然后把膜放入真空烘箱中50～120℃烘5～24h；得到的膜厚度在50～150μm之间，制备出含有β‑环糊精季铵化离子液体的聚酰亚胺对称膜；(4)膜的保存：膜存放在干燥器中常温下保存；步骤(1)与(2)中所用的β‑环糊精季铵化离子液体包括：β‑环糊精‑6‑咪唑四氟硼酸盐离子液体或β‑环糊精‑6‑咪唑六氟磷酸离子液体。