CN105561802A - 一种新型uv固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法 - Google Patents

一种新型uv固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，本发明涉及一种气体分离膜的制备方法，通过在聚乙二醇甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯紫外交联体系中加入不参加聚合反应的直链聚氧化乙烯二甲醚，得到了性能优异的聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜。制备方法：一、配制铸膜液并超声分散。二、取适量铸膜液置于紫外灯箱中辐照一定时间固化得到半互穿网络气体分离膜。本发明的半互穿网络气体分离膜制备方法操作简单，节能环保，能够大幅度提高聚氧化乙烯基膜的气体分离性能，使其CO2渗透通量达到2900Barrer以上，并且保持较好的选择性。

Description

一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种气体分离膜的制备。
背景技术
膜分离作为一种低能耗、操作简便、低成本、高效率的分离方法近年来发展迅速。尤其气体分离膜，在废气处理、气体纯化、气体回收等领域有着广泛的应用，其中CO2捕集分离膜具有较高的应用价值。传统的聚氧化乙烯气体分离膜具有选择性好，成本低廉等优点。但受限于交联体系，其CO2渗透通量通常小于1000Barrer，因此在不增加成本的前提下，提高现有材料的气体分离性能具有巨大的科研和经济价值。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种解决传统聚氧化乙烯基气体分离膜CO2渗透通量较小，制备复杂的问题，具有优异分离性能的新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法。
为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a.配置一定比例的PEGMEA、PEGDA和PEGDME铸膜液，加入0.1~0.5%光引发剂，机械搅拌分散0.5~2h，超声脱泡10~30min；
b.取0.5~2ml配制好的铸膜液滴在两张石英玻璃之间，石英玻璃间距为50~200μm；
c.将滴有铸膜液的石英玻璃片置于紫外灯箱中固化60~120s，得到固化的膜。
作为优选，步骤a中PEGME、PEGDA和PEGDME的质量比为7:3:3~10，最优选为7:3:3、7:3:5、7:3:7或者7:3:10。
作为优选，步骤a中所使用的PEGMEA分子量为300~1000，PEGDA分子量为500~1000，PEGDME分子量为250~500。最优选为：PEGMEA分子量为480，PEGDA分子量为700，PEGDME分子量为500。
作为优选，步骤a中机械分散时间为1h。
作为优选，步骤a中超声脱泡时间为20min。
作为优选，步骤a中所用超声为40W，40KHZ。
作为优选，步骤b中石英玻璃间距为50~250μm；最优选，步骤b中石英玻璃间距为200μm。
作为优选，步骤c中固化时间为60~120s。最优选，步骤c中中固化时间为90s。
本发明有益效果：通过UV光聚合制备的半互穿网络聚氧化乙烯气体分离膜，并显著提高了聚氧化乙烯基气体分离膜的分离性能，可广泛应用于CO2捕集领域。
附图说明
图1为实施例1-4所制得的半互穿网络聚氧化乙烯膜的气体渗透通量和选择性。
图2为PEGMEA、PEGDA和PEGDME的分子式。
具体实施方式
实施例1：一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
配置一定比例的PEGMEA、PEGDA和PEGDME铸膜液，PEGMEA、PEGDA和PEGDME的质量比为7:3:3，PEGMEA分子量为480，PEGDA分子量为700，PEGDME分子量为500，加入0.5%光引发剂，机械搅拌分散0.5h，超声脱泡10min；取0.5ml配制好的铸膜液滴在两张石英玻璃之间，石英玻璃间距为50μm；将滴有铸膜液的石英玻璃片置于紫外灯箱中固化60s，得到固化的膜。超声为40W，40KHZ。
实施例2~8，操作步骤不变改变参数，制得下表：
实施例2所制得的气体分离膜的CO2渗透通量和CO2/N2、CO2/H2和CO2/CH4选择性如图2所示，其CO2通量为2500Barrer，体现了优异的CO2捕集性能。
实施例3所制得的气体分离膜的CO2渗透通量和CO2/N2、CO2/H2和CO2/CH4选择性如图2所示，CO2通量为1409Barrer，体现了优异的CO2捕集性能。
实施例4所制得的气体分离膜的CO2渗透通量和CO2/N2、CO2/H2和CO2/CH4选择性如图2所示，其CO2通量为1843Barrer，体现了优异的CO2捕集性能。
实施例5所制得的气体分离膜的CO2渗透通量和CO2/N2、CO2/H2和CO2/CH4选择性如图2所示，其CO2通量为2979Barrer，体现了优异的CO2捕集性能。
综上所述，本发明采用的UV光聚合制备聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的方法操作简单，成本低廉，所制备的分离膜具有优异的CO2分离性能，按照本发明制备的气体分离膜可广泛应用于气体分离捕集领域。

Claims (8)

1.一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a.配置一定比例的PEGMEA、PEGDA和PEGDME铸膜液，加入0.1~0.5%光引发剂，机械搅拌分散0.5~2h，超声脱泡10~30min；
b.取0.5~2ml配制好的铸膜液滴在两张石英玻璃之间，石英玻璃间距为50~200μm；
c.将滴有铸膜液的石英玻璃片置于紫外灯箱中固化60~120s，得到固化的膜。
2.根据权利要求1所述的一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，其特征在于步骤a中PEGME、PEGDA和PEGDME的质量比为7:3:3~10。
3.根据权利要求1所述的一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，其特征在于步骤a中所使用的PEGMEA分子量为300~1000，PEGDA分子量为500~1000，PEGDME分子量为250~500。
4.根据权利要求1所述的一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，其特征在于步骤a中机械分散时间为1h。
5.根据权利要求1所述的一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，其特征在于步骤a中超声脱泡时间为20min。
6.根据权利要求1所述的一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，其特征在于步骤a中所用超声为40W，40KHZ。
7.根据权利要求1所述的一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，其特征在于步骤b中石英玻璃间距为50~250μm。
8.根据权利要求1所述的一种新型UV固化聚氧化乙烯半互穿网络气体分离膜的制备方法，其特征在于步骤c中固化时间为60~120s。
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