CN110227360B - 一种掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法及应用 - Google Patents

一种掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法及应用。制法为：首先将木质素磺酸盐或者氨基化木质素磺酸盐材料分散于聚合物溶液中，制备均一铸膜液，通过刮膜器控制膜的湿厚在300‑1500μm，制备掺杂木质素磺酸盐的共混膜；将该共混膜用于CO2分离，具有较高的CO2渗透系数和CO2/N2分离因子。本发明的优点在于：木质素磺酸盐价廉易得、易于操作；采用水作为溶剂，绿色、环保、无污染；所制得的共混膜亲水性、柔韧性好；将其应用于CO2气体分离领域，具有优异的综合性能。

Description

一种掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法及应用，属于气体分离膜技术领域。
背景技术
随着全球CO2排放量的日益增加，加剧了全球温室效应，进而导致冰川融化、海平面上升和极端天气等自然灾害的频发，引起一系列环境问题，由此给人民生产和生活带来极大的危害。与此同时，CO2是可以开发利用的宝贵资源，在物理和化工领域有重要的应用。因此，CO2回收再利用是目前一项重要课题。从气体混合物中分离CO2的方法主要有化学吸附、物理吸附、深冷分离、膜分离等。与其它分离方法相比，膜分离法高效、简便、绿色、可持续等特点成为人们研究的焦点。
气体分离关键在于膜材料的选择。在众多高分子中，聚乙烯醇是一种环境友好型高分子，它不仅具有良好的成膜能力，还有很好的抗拉强度和亲水性[2]，是一种潜在的CO2分离材料。但聚乙烯醇是玻璃态聚合物，具有很高的结晶度，阻碍聚乙烯醇膜在气体分离方面的应用。本发明旨在通过共混改性有效的降低了PVA膜的结晶度。
发明内容
本发明旨在提供一种掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法及应用。
聚乙烯醇因为水溶性好、无毒、环保，是一类潜在的绿色的膜材料。为了提高聚乙烯醇膜的分离性能，本发明利用PVA很好的亲水性与木质素磺酸盐结合起来，制备出的共混膜一方面具有良好相容性，另一方面还具有很高的气体分离性能。本发明提出了聚乙烯醇、聚乙二醇和木质素磺酸盐共混，制备性能优异的共混膜。具体的实施方法是：向聚乙烯醇聚合物基质中添加聚乙二醇、木质素磺酸盐或者改性的木质素磺酸盐等大分子盐类，制备掺杂大分子盐类的聚合物共混膜。该类膜具备聚合物材料成膜性好、易于规模化生产、成本低、气体小分子能在膜内有效传递等优点，同时也具备大分子盐类对CO2具有较好的亲和性的优点。
本发明提供了一种掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法，首先将聚合物基质、添加剂加入到水溶液，充分搅拌均匀制成均一铸膜液，采用溶液流延法制备出掺杂木质素磺酸盐的气体分离膜；所制备的掺杂木质素磺酸盐的共混膜为均质致密膜。
所述聚合物基质为聚乙烯醇高分子；所述添加剂为聚乙二醇和木质素磺酸盐；选用的溶剂为去离子水。
上述方案中，木质素磺酸盐包括商业化购买的木质素磺酸盐或氨基化改性的木质素磺酸盐；所述木质素磺酸盐为钠盐、钾盐、钙盐或镁盐中的任一种。
本发明提供了一种掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）取聚乙烯醇、聚乙二醇、木质素磺酸盐按照质量比为100：（5~30）：（2~15）加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水中的质量分数为2~15 wt%；
（2）采用磁力搅拌器在温度为25~40℃、转速为100~800rpm下搅拌4~12h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在8~12之间；
（3）升高温度到50~80℃，按照0.2~5mL/min的滴加速度逐滴加入交联剂，搅拌60~180min后，在20~30℃恒温脱泡12~24h制得均一铸膜液；
（4）将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为300~1500μm，在温度为20~80 ºC、相对湿度在40~60%的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发6~24 h，再在80~120ºC的恒温干燥箱中热处理2~12 h，妥善保管待用。
上述掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法中，选用的交联剂为戊二醛、乙二醛、马来酸酐、硼砂、Y-氨丙基三乙氧基硅烷中的任一种，其中交联剂和聚乙烯醇的质量比为(1~20)：100。
上述掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法中，当添加剂选用氨基化改性的木质素磺酸盐时，其氨基化改性的方法为：将干燥过的木质素磺酸盐放入三口烧瓶中加去离子水水搅拌均匀，保证木质素磺酸盐在去离子水溶液中的质量分数为2~8 wt%，用碱液调节pH为9~12；然后加入乙二胺，水浴加热至60~90℃，加入含醛基的化合物，保证木质素磺酸盐、乙二胺和醛基的物质的量比为1：（0.1~10）：2，采用机械搅拌6~18 h，待反应液冷却至25℃后，用乙醇沉淀、过滤、洗涤3~5次，在50~80 ℃烘箱中干燥6~24 h，得到氨基化改性的木质素磺酸盐。
上述氨基化木质素磺酸盐的制备中，其中，含醛基的化合物为甲醛、乙醛、戊二醛中的任意一种，醛类物质的添加量以包含醛基的物质的量计算。
上述掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法中，调节pH采用的碱性溶液为摩尔分数为2~30 wt%的氨水溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的任一种。
本发明提供了上述掺杂木质素磺酸盐的共混膜在CO2分离领域中的应用。
上述掺杂木质素磺酸盐的共混膜应用于CO2的分离领域。所制得的膜用于分离CO2/N2，气体渗透性能的测试采用恒压变体积法，膜渗透的有效面积为1~12.56 cm2，扫气采用H2，扫气流速为10～60 mL·min-1，进料气流速为10～60 mL·min-1，原料侧和渗透侧的流量用流量计测得，渗透侧组分含量用气相色谱测得；测试温度为10~80 ºC，压差为0.1～0.8MPa。
本发明的有益效果：
（1）木质素磺酸盐材料的磺酸基对CO2有亲和力，可提高气体分离膜的渗透性能；
（2）改性的氨基化木质素磺酸盐材料引入的氨基可以促进CO2的传输，提高气体分离膜的渗透性能；
（3）木质素磺酸盐和氨基化木质素磺酸盐材料具有盐析效应，在溶解方面可有效降低不凝气体（N2、CH4）的溶解性，在扩散方面可阻塞不凝气扩散通道，进而降低不凝气体的渗透性，提高气体的选择性；
（4）本发明中无机材料以及膜的制备过程均简单可控、条件温和、易于操作；制膜工艺简单，环境友好；
（5）制得的膜用于分离CO2和N2，实验数据表明添加了木质素磺酸盐和氨基化木质素磺酸盐的共混膜的渗透性和选择性较纯膜都有了很大的提高，打破了trade-off效应。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
对比例1：制备聚乙烯醇/聚乙二醇共混膜，步骤如下：
将聚乙烯醇和聚乙二醇按照质量比为100:20加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水溶液中的质量分数为5wt%。采用磁力搅拌器在温度范围为25 ℃、转速为300 rpm下搅拌12 h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在12；升高温度到60 ℃，逐滴加入戊二醛，其中加入的戊二醛和聚乙烯醇的质量比为2:100，搅拌60 min后，在25 ℃恒温脱泡12h制得均一铸膜液。将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为900 μm，在温度为30ºC、相对湿度在40 %的恒温干燥箱中使溶剂挥发12 h，再在80 ºC的恒温干燥箱中热处理3 h，妥善保管待用。
将制得的聚乙烯醇/聚乙二醇共混膜在温度为25 ºC，压差为0.6 MPa下测得CO2的渗透系数为57.7 Barrer（1Barrer=10-10cm3(STP) cm·cm-2·s-1·cmHg-1），CO2/N2选择性为56.3。
实施例1：制备掺杂木质素磺酸钠的共混膜，步骤如下：
取一定量的聚乙烯醇、聚乙二醇、商业购买的木质素磺酸钠按照质量比为100：10：5加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水溶液中的质量分数为5 wt%。采用磁力搅拌器在温度范围为25 ℃、转速为400 rpm下搅拌12 h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在12；升高温度到60 ℃，逐滴加入一定量的戊二醛，其中加入的戊二醛和聚乙烯醇的质量比为2:100，搅拌90 min后，在25 ℃恒温脱泡12 h制得均一铸膜液。将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为900 μm，在温度为30ºC、相对湿度在40 %的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发12h，再在80 ºC的恒温干燥箱中热处理3 h，妥善保管待用。
将制得的掺杂木质素磺酸钠的共混膜在温度为25 ºC，压差为0.2 MPa下测得CO2的渗透系数为102.2 Barrer（1Barrer=10-10cm3(STP) cm·cm-2·s-1·cmHg-1），CO2/N2选择性为96.4。
实施例2：制备掺杂木质素磺酸钠的共混膜，步骤如下：
取一定量的聚乙烯醇、聚乙二醇、商业购买的木质素磺酸钠按照质量比为100：10：10加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水溶液中的质量分数为5 wt%。采用磁力搅拌器在温度范围为30 ℃、转速为300 rpm下搅拌18 h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在12；升高温度到60 ℃，逐滴加入一定量的戊二醛，其中加入的戊二醛和聚乙烯醇的质量比为2:100，搅拌90 min后，在25 ℃恒温脱泡12 h制得均一铸膜液。将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为900 μm，在温度为30ºC、相对湿度在40 %的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发12h，再在80 ºC的恒温干燥箱中热处理3 h，妥善保管待用。
将制得的掺杂木质素磺酸钠的共混膜在温度为25 ºC，压差为0.4 MPa下测得CO2的渗透系数为106 Barrer（1Barrer=10-10cm3(STP) cm·cm-2·s-1·cmHg-1），CO2/N2选择性为75.8。
实施例3：制备掺杂木质素磺酸钠的共混膜，步骤如下：
取一定量的聚乙烯醇、聚乙二醇、商业购买的木质素磺酸钠按照质量比为100：10：7.5加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水溶液中的质量分数为5 wt%。采用磁力搅拌器在温度范围为30 ℃、转速为300 rpm下搅拌12 h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在12；升高温度到60 ℃，逐滴加入一定量的戊二醛，其中加入的戊二醛和聚乙烯醇的质量比为2:100，搅拌90 min后，在25 ℃恒温脱泡12 h制得均一铸膜液。将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为900 μm，在温度为30ºC、相对湿度在40 %的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发12h，再在80 ºC的恒温干燥箱中热处理3 h，妥善保管待用。
将制得的掺杂木质素磺酸钠的共混膜在温度为25 ºC，压差为0.1 MPa下测得CO2的渗透系数为121.9 Barrer（1Barrer=10-10cm3(STP) cm·cm-2·s-1·cmHg-1），CO2/N2选择性为110.8。
实施例4：制备掺杂木质素磺酸钠的共混膜，步骤如下：
取一定量的聚乙烯醇、聚乙二醇、商业购买的木质素磺酸钠按照质量比为100：10：7.5加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水溶液中的质量分数为5 wt%。采用磁力搅拌器在温度范围为25 ℃、转速为200 rpm下搅拌16 h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在10；升高温度到60 ℃，逐滴加入一定量的戊二醛，其中加入的戊二醛和聚乙烯醇的质量比为3:100，搅拌90 min后，在25 ℃恒温脱泡12 h制得均一铸膜液。将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为900 μm，在温度为30ºC、相对湿度在40 %的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发12h，再在80 ºC的恒温干燥箱中热处理3 h，妥善保管待用。
将制得的掺杂木质素磺酸钠的共混膜在温度为25 ºC，压差为0.1 MPa下测得CO2的渗透系数为108.1 Barrer（1Barrer=10-10cm3(STP) cm·cm-2·s-1·cmHg-1），CO2/N2选择性为91.1。
实施例5：制备掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜，步骤如下：
步骤一、氨基化改性的木质素磺酸钠的制备：将商业购买的木质素磺酸钠干燥后放入三口烧瓶中加一定量的去离子水水搅拌均匀，保证木质素磺酸钠在去离子水溶液中的质量分数为3 wt%，用碱液调节PH为11；然后加入一定量的乙二胺，水浴加热至80 ℃，加入一定量的戊二醛，保证木质素磺酸钠、乙二胺和戊二醛中醛基的物质的量比为1：6：1，采用机械搅拌12 h，待反应液冷却至25℃后，用乙醇沉淀、过滤、洗涤3次，在60 ℃烘箱中干燥12h，得到浅棕色的氨基化改性的木质素磺酸钠待用。
步骤二、掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜的制备
取一定量的聚乙烯醇、聚乙二醇、步骤一种制备的氨基化改性的木质素磺酸钠按照质量比为100：10：10加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水溶液中的质量分数为5wt%。采用磁力搅拌器在温度范围为30 ℃、转速为300 rpm下搅拌18 h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在12；升高温度到60 ℃，逐滴加入一定量的戊二醛，其中加入的戊二醛和聚乙烯醇的质量比为2:100，搅拌90 min后，在25 ℃恒温脱泡12 h制得均一铸膜液。将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为900 μm，在温度为30ºC、相对湿度在40 %的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发8 h，再在80 ºC的恒温干燥箱中热处理3 h，妥善保管待用。
将制得的掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜在温度为25 ºC，压差为0.1MPa下测得CO2的渗透系数为178.3 Barrer（1Barrer=10-10cm3(STP) cm·cm-2·s-1·cmHg-1），CO2/N2选择性为162.1。
实施例6：制备掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜，步骤如下：
步骤一、氨基化改性的木质素磺酸钠的制备：将商业购买的木质素磺酸钠干燥后放入三口烧瓶中加一定量的去离子水水搅拌均匀，保证木质素磺酸钠在去离子水溶液中的质量分数为3 wt%，用碱液调节PH为11；然后加入一定量的乙二胺，水浴加热至80 ℃，加入一定量的戊二醛，保证木质素磺酸钠、乙二胺和戊二醛中醛基的物质的量比为1：2：1，采用机械搅拌8 、 h，待反应液冷却至30℃后，用乙醇沉淀、过滤、洗涤5次，在60 ℃烘箱中干燥8h，得到浅棕色的氨基化改性的木质素磺酸钠待用。
步骤二、掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜的制备
取一定量的聚乙烯醇、聚乙二醇、步骤一种制备的氨基化改性的木质素磺酸钠按照质量比为100：10：10加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水溶液中的质量分数为5wt%。采用磁力搅拌器在温度范围为25 ℃、转速为200 rpm下搅拌12 h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在12；升高温度到60 ℃，逐滴加入一定量的戊二醛，其中加入的戊二醛和聚乙烯醇的质量比为2:100，搅拌90 min后，在25 ℃恒温脱泡12 h制得均一铸膜液。将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为900 μm，在温度为30ºC、相对湿度在40 %的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发8 h，再在80 ºC的恒温干燥箱中热处理3 h，妥善保管待用。
将制得的掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜在温度为25 ºC，压差为0.2MPa下测得CO2的渗透系数为148.4 Barrer（1Barrer=10-10cm3(STP) cm·cm-2·s-1·cmHg-1），CO2/N2选择性为123.6。
实施例7：制备掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜，步骤如下：
步骤一、氨基化改性的木质素磺酸钠的制备：将商业购买的木质素磺酸钠干燥后放入三口烧瓶中加一定量的去离子水水搅拌均匀，保证木质素磺酸钠在去离子水溶液中的质量分数为5 wt%，用碱液调节PH为11；然后加入一定量的乙二胺，水浴加热至80 ℃，加入一定量的戊二醛，保证木质素磺酸钠、乙二胺和戊二醛中醛基的物质的量比为1：6：1，采用机械搅拌12 h，待反应液冷却至25℃后，用乙醇沉淀、过滤、洗涤3次，在60 ℃烘箱中干燥8h，得到浅棕色的氨基化改性的木质素磺酸钠待用。
步骤二、掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜的制备
取一定量的聚乙烯醇、聚乙二醇、步骤一种制备的氨基化改性的木质素磺酸钠按照质量比为100：10：15加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水溶液中的质量分数为5wt%。采用磁力搅拌器在温度范围为30 ℃、转速为200 rpm下搅拌18 h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在12；升高温度到60 ℃，逐滴加入一定量的戊二醛，其中加入的戊二醛和聚乙烯醇的质量比为2:100，搅拌90 min后，在25 ℃恒温脱泡12 h制得均一铸膜液。将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为900 μm，在温度为30ºC、相对湿度在40 %的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发8 h，再在80 ºC的恒温干燥箱中热处理3 h，妥善保管待用。
将制得的掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜在温度为25 ºC，压差为0.4MPa下测得CO2的渗透系数为139.6 Barrer（1Barrer=10-10cm3(STP) cm·cm-2·s-1·cmHg-1），CO2/N2选择性为139.1。
实施例8：制备掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜，步骤如下：
步骤一、氨基化改性的木质素磺酸钠的制备：将商业购买的木质素磺酸钠干燥后放入三口烧瓶中加一定量的去离子水水搅拌均匀，保证木质素磺酸钠在去离子水溶液中的质量分数为5 wt%，用碱液调节PH为11；然后加入一定量的乙二胺，水浴加热至80 ℃，加入一定量的戊二醛，保证木质素磺酸钠、乙二胺和戊二醛中醛基的物质的量比为1：6：1，采用机械搅拌12 h，待反应液冷却至25℃后，用乙醇沉淀、过滤、洗涤3次，在60 ℃烘箱中干燥12h，得到浅棕色的氨基化改性的木质素磺酸钠待用。
步骤二、掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜的制备
取一定量的聚乙烯醇、聚乙二醇、步骤一种制备的氨基化改性的木质素磺酸钠按照质量比为100：10：10加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水溶液中的质量分数为5wt%。采用磁力搅拌器在温度范围为30 ℃、转速为200 rpm下搅拌18 h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在8；升高温度到60 ℃，逐滴加入一定量的戊二醛，其中加入的戊二醛和聚乙烯醇的质量比为2:100，搅拌90 min后，在30 ℃恒温脱泡12 h制得均一铸膜液。将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为900 μm，在温度为25 ºC、相对湿度在40 %的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发8 h，再在80ºC的恒温干燥箱中热处理3 h，妥善保管待用。
将制得的掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜在温度为25 ºC，压差为0.2MPa下测得CO2的渗透系数为138.7 Barrer（1Barrer=10-10cm3(STP) cm·cm-2·s-1·cmHg-1），CO2/N2选择性为115.6。
实施例9：制备掺杂木质素磺酸钾的共混膜，步骤如下：
取一定量的聚乙烯醇、聚乙二醇、商业购买的木质素磺酸钾按照质量比为100：10：2.5加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水溶液中的质量分数为8 wt%。采用磁力搅拌器在温度范围为25 ℃、转速为200 rpm下搅拌12 h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在10；升高温度到60 ℃，逐滴加入一定量的乙二醛，其中加入的乙二醛和聚乙烯醇的质量比为3:100，搅拌90 min后，在25 ℃恒温脱泡24 h制得均一铸膜液。将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为600 μm，在温度为30ºC、相对湿度在40 %的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发12h，再在80 ºC的恒温干燥箱中热处理3 h，妥善保管待用。
将制得的掺杂木质素磺酸钾的共混膜在温度为35 ºC，压差为0.6 MPa下测得CO2的渗透系数为98.8 Barrer（1Barrer=10-10cm3(STP) cm·cm-2·s-1·cmHg-1），CO2/N2选择性为96.9。
与对比例1相比，实施例1~4所制得的掺杂商业化的木质素磺酸钠的共混膜的CO2渗透系数和CO2/N2选择性均得到了显著提高。木质素磺酸钠的添加能加速CO2在膜中的传递。与对比例1和实施例1~4相比，实施例5~8所制得的掺杂氨基化改性的木质素磺酸钠的共混膜的CO2渗透系数和CO2/N2选择性均显著提高，说明氨基化改性的木质素磺酸钠在保持木质素磺酸钠的传递性能的基础上，改性接枝的氨基也能对CO2的传递起到促进作用。与对比例1相比，实施例9所制得的掺杂木质素磺酸钾的共混膜的CO2渗透系数和CO2/N2选择性也有一定程度的提高。
尽管上面对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法，其特征在于：首先将聚合物基质、添加剂按比例加入到水溶液，充分搅拌均匀制成均一铸膜液，采用溶液流延法制备出掺杂木质素磺酸盐的气体分离膜；所制备的掺杂木质素磺酸盐的共混膜为均质致密膜；所述聚合物基质为聚乙烯醇高分子；所述添加剂为聚乙二醇和木质素磺酸盐；选用的溶剂为去离子水；所述木质素磺酸盐包括商业化购买的木质素磺酸盐或氨基化改性的木质素磺酸盐；
所述制备方法包括以下步骤：
（1）取聚乙烯醇、聚乙二醇、木质素磺酸盐按照质量比为100：（5~30）：（2~15）加入到去离子水中，保证聚乙烯醇在去离子水中的质量分数为2~15 wt%；
（2）采用磁力搅拌器在温度为25~40℃、转速为100~800rpm下搅拌4~12h获得均一的溶液，通过碱性试剂调节溶液的pH值在8~12之间；
（3）升高温度到50~80℃，按照0.2~5mL/min的滴加速度逐滴加入交联剂，搅拌60~180min后，在20~30℃恒温脱泡12~24h制得均一铸膜液；
（4）将均一铸膜液在洁净的玻璃板或者聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮膜器控制湿膜厚度为300~1500μm，在温度为20~80 ºC、相对湿度在40~60%的恒温恒湿干燥箱中使溶剂挥发6~24 h，再在80~120ºC的恒温干燥箱中热处理2~12 h，妥善保管待用。
2.根据权利要求1所述的掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法，其特征在于：所述木质素磺酸盐为钠盐、钾盐、钙盐或镁盐中的任一种。
3.根据权利要求1所述的掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法，其特征在于：所述交联剂为戊二醛、乙二醛、马来酸酐、硼砂、Y-氨丙基三乙氧基硅烷中的任一种，其中交联剂和聚乙烯醇的质量比为(1~20)：100。
4.根据权利要求1所述的掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法，其特征在于：当添加剂选用氨基化改性的木质素磺酸盐时，其氨基化改性的方法为：将干燥过的木质素磺酸盐放入三口烧瓶中加去离子水水搅拌均匀，保证木质素磺酸盐在去离子水溶液中的质量分数为2~8 wt%，用碱液调节pH为9~12；然后加入乙二胺，水浴加热至60~90℃，加入含醛基的化合物，保证木质素磺酸盐、乙二胺和醛基的物质的量比为1：（0.1~10）：2，采用机械搅拌6~18h，待反应液冷却至25℃后，用乙醇沉淀、过滤、洗涤3~5次，在50~80 ℃烘箱中干燥6~24 h，得到氨基化改性的木质素磺酸盐。
5.根据权利要求4所述的掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法，其特征在于：含醛基的化合物为甲醛、乙醛、戊二醛中的任意一种，醛类物质的添加量以包含醛基的物质的量计算。
6.根据权利要求1所述的掺杂木质素磺酸盐的共混膜的制备方法，其特征在于：调节pH采用的碱性溶液为摩尔分数为2~30 wt%的氨水溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的任一种。
7.一种权利要求1~6任一项所述的制备方法制得的掺杂木质素磺酸盐的共混膜在CO2分离领域中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：将共混膜用于分离CO2/N2，气体渗透性能的测试采用恒压变体积法，膜渗透的有效面积为1~12.56 cm2，扫气采用H2，扫气流速为10～60mL·min-1，进料气流速为10～60 mL·min-1，原料侧和渗透侧的流量用流量计测得，渗透侧组分含量用气相色谱测得；测试温度为10~80 ºC，压差为0.1～0.8 MPa。
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