CN110237728B - 一种金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜及其制备方法与应用 - Google Patents
一种金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110237728B CN110237728B CN201910453100.2A CN201910453100A CN110237728B CN 110237728 B CN110237728 B CN 110237728B CN 201910453100 A CN201910453100 A CN 201910453100A CN 110237728 B CN110237728 B CN 110237728B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- mixed
- stirring
- mixed matrix
- matrix membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004941 mixed matrix membrane Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 129
- 101001001642 Xenopus laevis Serine/threonine-protein kinase pim-3 Proteins 0.000 claims abstract description 41
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000013154 zeolitic imidazolate framework-8 Substances 0.000 claims abstract description 29
- MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N zinc;2-methylimidazol-3-ide Chemical compound [Zn+2].CC1=NC=C[N-]1.CC1=NC=C[N-]1 MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 8
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 16
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 9
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000013316 polymer of intrinsic microporosity Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000001612 separation test Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- POFMQEVZKZVAPQ-UHFFFAOYSA-N 1,1,1',1'-tetramethyl-3,3'-spirobi[2h-indene]-5,5',6,6'-tetrol Chemical compound C12=CC(O)=C(O)C=C2C(C)(C)CC11C2=CC(O)=C(O)C=C2C(C)(C)C1 POFMQEVZKZVAPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCRSJGWFEMHHEW-UHFFFAOYSA-N 2,3,5,6-tetrafluorobenzene-1,4-dicarbonitrile Chemical compound FC1=C(F)C(C#N)=C(F)C(F)=C1C#N PCRSJGWFEMHHEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPNNOCMCNFXRAO-UHFFFAOYSA-N 2-aminoterephthalic acid Chemical compound NC1=CC(C(O)=O)=CC=C1C(O)=O GPNNOCMCNFXRAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N N-methylacetamide Chemical compound CNC(C)=O OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013207 UiO-66 Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- OIASAVWSBWJWBR-UKTHLTGXSA-N trans-2-[3-(4-tert-butylphenyl)-2-methyl-2-propenylidene]malononitrile Chemical compound N#CC(C#N)=CC(/C)=C/C1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1 OIASAVWSBWJWBR-UKTHLTGXSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
- B01D71/82—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74 characterised by the presence of specified groups, e.g. introduced by chemical after-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/22—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/24—Hydrocarbons
- B01D2256/245—Methane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种无机‑有机复合分离技术领域的金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜及其制备方法与应用。所述的混合基质膜的制备方法为:将PIM‑1溶于有机溶剂A中,搅拌均匀得到溶液B;将ZIF‑8溶于有机溶剂C中,搅拌均匀后得到溶液D;将UIO‑66‑NH2溶于有机溶剂E中,搅拌均匀后得到溶液F;将溶液D与溶液B混合,配成混合均匀的溶液G;将溶液F加入到溶液G中,搅拌均匀后得到混合均匀的溶液H;然后将溶液H均匀的涂敷在基底或者模具中,于室温中放置48h制得混合基质膜。本发明所述的混合基质膜应用于分离CO2/CH4气体,所述的混合基质膜对CO2/CH4气体具有较大的理想选择性及渗透率。
Description
技术领域
本发明属于无机-有机复合分离技术领域,具体涉及一种金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜及其制备方法与应用。
背景技术
自具微孔性聚合物(PIMs)是一种新型材料,由于刚性单体中的大分子链和扭曲的结构使分子链在空间上不能有效堆积而产生的微孔,具有小于2纳米的互连孔,被广泛用于气体的吸附分离和渗透蒸发中。用浇铸法制备的纯PIMs膜具有非常致密的微孔,比起传统的聚合物对气体具有高出2-3个数量级的的渗透性,并具有一定选择性,但依然需要进一步提升其性能。PIM-1是PIMs中常见的一种,由两种简单结构的单体合成。金属有机骨架(MOFs)是一种三维的多孔材料,其组成和孔隙结构可以通过调节前体和合成条件或合成后的修饰来调节,赋予了MOFs功能的多样性和可调性,在本研究中, MOFs便作为具有额外活性组分的纳米复合材料。由于金属有机骨架 ZIF-8的引入,含ZIF-8的PIM-1,其通道发生了改变,具有比原PIM-1 更大的孔隙率,两种物质的界面处的缺陷也提供了额外的通道,对气体的渗透性有所提升;另一种金属有机骨架氨基功能化的UIO-66 (UIO-66-NH2)的引入除了上述作用,还可以通过氢键与PIM-1结合,使聚合物链及UIO-66-NH2间的距离更短。由上述三种物质得到的混合基质膜具有互联的不同大小的微孔,因此MOFs/PIM-1混合基质膜在气体分离方面具有客观的应用前景。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种无机-有机复合分离技术领域的金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜及其制备方法。
本发明采用如下技术方案:
一种无机-有机复合分离技术领域的金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜,其特征在于:所述的混合基质膜按照如下方法进行制备:
(1)将PIM-1溶于有机溶剂A中,搅拌均匀得到溶液B;所述有机溶剂A为氯仿、二氯甲烷或四氢呋喃;
(2)将ZIF-8溶于有机溶剂C中,搅拌均匀后得到溶液D;所述有机溶剂C为氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺;
(3)将UIO-66-NH2溶于有机溶剂E中,搅拌均匀后得到溶液F;所述有机溶剂E为氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺;
(4)取步骤(2)所得溶液D与步骤(1)所得溶液B混合,配成混合均匀的溶液G;所述溶液D的加入量以所述ZIF-8的质量来计,所述溶液B的加入量以所述PIM-1的质量来计,所述ZIF-8与PIM-1 的质量比为1:5~10;
(5)将步骤(3)所得溶液F加入到步骤(4)所得溶液G中,搅拌均匀后得到混合均匀的溶液H;所述的溶液F的加入量以所述的 UIO-66-NH2的质量来计,所述的溶液G的加入量以所述的ZIF-8的质量来计,所述的ZIF-8与UIO-66-NH2的质量比为1:1~1.4;
(6)将溶液H均匀的涂敷在基底或者模具中,于室温中放置48h 制得混合基质膜。
进一步,步骤(1)中,所述的有机溶剂A的加入量以所述的PIM-1 的质量计为16~20ml/g。
进一步,步骤(2)中,所述的有机溶剂C的加入量以所述的ZIF-8 的质量计为20~50ml/g。
进一步,步骤(3)中,所述的有机溶剂E的加入量以所述的 UIO-66-NH2的质量计为20~50ml/g。
进一步,步骤(1)中,所述PIM-1的制备方法按照如下步骤进行:
将5,5’,6,6’-四羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺旋双茚满(TTSBI)、四氟对苯二腈(DCTB)、K2CO3混合物置于DMAc和甲苯溶液中,在160℃下回流40min,接着将反应产物倒入甲醇中搅拌,产生面条状固体,然后用丙酮抽滤洗涤后于100℃-130℃烘箱中干燥,即得固体PIM-1;所述TTSBI、TFTN的质量比为3:1-2;所述TTSBI与K2CO3质量比为1:1-2;所述的DMAc的加入量以所述的TTSBI的质量计为 4-6ml/g;所述DMAc与甲苯的体积比为1-2:1。
进一步,步骤(3)中,所述的UIO-66-NH2的制备方法按照如下步骤进行:
1)将氯化锆和1,4-苯二甲酸加入有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺中得到均匀的混合液A;所述氯化锆和2-氨基对苯二甲酸质量比为1-2:1;
2)将将步骤1)所得混合液A置于反应釜中,在120℃烘箱中放置2天后冷却至室温;
3)在室温下将步骤2)所得固体用有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺离心洗涤,于室温干燥后得到UIO-66-NH2。
进一步,步骤(6)中,所述的基底为玻璃器皿或聚四氟乙烯培养皿。
本发明的目的之二在于所述的混合基质膜应用于分离CO2/CH4气体,所述的混合基质膜对CO2/CH4气体具有较大的理想选择性及渗透率。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
自具微孔聚合物(PIMs)本身就具有高孔隙率,并表现出优异的气体分离行为和高渗透。金属有机骨架(MOFs)本身就有分子筛分的作用;作为MOFs的一种,ZIF-8的加入也与PIM-1链间界面处会额外的缺陷,提供了一种通道结构,UIO-66-NH2可与PIM-1链产生另一种结构的孔道,且其中的氨基可与PIM-1通过氢键更加紧密的结合,氮上的孤电子对也增强了对CO2中缺电子的C的捕捉,因此有助于提升CO2的通量。这三种原料的复合综合了三者各自对气体筛分的优势,且UIO-66-NH2、ZIF-8分别改变的PIM-1链的堆积,由此制备的混合基质膜对气体CO2和CH4的分离展现出优异的效果。
附图说明
图1 为实施例1放大1万倍的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明加以详细描述,但本发明并不限于下述实施例,在不脱离本发明内容和范围内,变化实施都应包含在本发明的技术范围内。
ZIF-8购自南京先丰纳米材料科技有限公司。
本发明所述的UIO-66-NH2的制备方法为:
(1)将0.22g氯化锆和0.24g1,4-苯二甲酸加入30mL有机溶剂 N,N-二甲基甲酰胺中得到均匀的混合液A;
(2)将溶液A置于反应釜中,在120℃烘箱中放置2天后冷却至室温。
(3)在室温下将(2)所得固体用60mL有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺离心洗涤,于室温干燥后得到UIO-66-NH2。
本发明所述的自具微孔聚合物PIM-1。制备方法为:
将34gTTSBI、20gDCTB及40gK2CO3混合物置于200mLN,N-2 甲基乙酰胺(DMAc)和100mL甲苯溶液中,在160℃下回流40min,接着将粘稠状流体倒入300mL甲醇中搅拌,此时有面条状固体产生;用300mL丙酮抽滤洗涤后于130℃烘箱中干燥,即得固体PIM-1。
实例1
首先将0.5g的PIM-1粉末溶于10mL氯仿溶液,搅拌1.5h以制备混合均匀的PIM-1溶液;将0.3gZIF-8溶于10mLDMF溶液中,搅拌2h得到ZIF-8溶液;将0.25gUIO-66-NH2溶于10mLDMF溶液中搅拌2h,得到均匀的UIO-66-NH2溶液;取2mLZIF-8溶液于上述10mLPIM-1溶液中后,搅拌1h以得到分散均匀的混合液;再将 2mLUIO-66-NH2溶液加入到上述两种溶液的混合液中,搅拌1h得到均匀的PIM-1/MOFs溶液;用注射器将溶液注入培养皿中,待溶剂在室温下自然蒸发成膜后即得混合基质膜。
对此膜进行气体分离测试;分别测试其对单组份的CO2和CH4的渗透率,结果该膜对CO2的渗透率为13231barrer,对CH4的渗透率为903barrer。
实例2
首先将0.5g的PIM-1粉末溶于10mLTHF溶液,搅拌1.5h以制备混合均匀的PIM-1溶液;将0.3gZIF-8溶于10mLDMF溶液中,搅拌2h得到ZIF-8溶液;将0.25gUIO-66-NH2溶于10mLDMF溶液中搅拌2h,得到均匀的UIO-66-NH2溶液;取2mLZIF-8溶液于上述 10mLPIM-1溶液中后,搅拌1h以得到分散均匀的混合液;再将 2mLUIO-66-NH2溶液加入到上述两种溶液的混合液中,搅拌1h得到均匀的PIM-1/MOFs溶液;用注射器将溶液注入培养皿中,待溶剂在室温下自然蒸发成膜后即得混合基质膜。
对此膜进行气体分离测试;分别测试其对单组份的CO2和CH4的渗透率,结果该膜对CO2的渗透率为10275barrer,对CH4的渗透率为996barrer。
实例3
首先将0.5g的PIM-1粉末溶于10mL氯仿溶液,搅拌1.5h以制备混合均匀的PIM-1溶液;将0.35gZIF-8溶于10mLDMF溶液中,搅拌2h得到ZIF-8溶液;将0.25gUIO-66-NH2溶于10mLDMF溶液中搅拌2h,得到均匀的UIO-66-NH2溶液;取2mLZIF-8溶液于上述 10mLPIM-1溶液中后,搅拌1h以得到分散均匀的混合液;再将 2mLUIO-66-NH2溶液加入到上述两种溶液的混合液中,搅拌1h得到均匀的PIM-1/MOFs溶液;用注射器将溶液注入培养皿中,待溶剂在室温下自然蒸发成膜后即得混合基质膜。
对此膜进行气体分离测试;分别测试其对单组份的CO2和CH4的渗透率,结果该膜对CO2的渗透率为10749barrer,对CH4的渗透率为1026barrer。
实例4
首先将0.5g的PIM-1粉末溶于10mL氯仿溶液,搅拌1.5h以制备混合均匀的PIM-1溶液;将0.3gZIF-8溶于10mLDMF溶液中,搅拌2h得到ZIF-8溶液;将0.3gUIO-66-NH2溶于10mLDMF溶液中搅拌2h,得到均匀的UIO-66-NH2溶液;取2mLZIF-8溶液于上述 10mLPIM-1溶液中后,搅拌1h以得到分散均匀的混合液;再将 2mLUIO-66-NH2溶液加入到上述两种溶液的混合液中,搅拌1h得到均匀的PIM-1/MOFs溶液;用注射器将溶液注入培养皿中,待溶剂在室温下自然蒸发成膜后即得混合基质膜。
对此膜进行气体分离测试;分别测试其对单组份的CO2和CH4的渗透率,结果该膜对CO2的渗透率为10836barrer,对CH4的渗透率为 1145barrer。
Claims (8)
1.一种无机-有机复合分离技术领域的金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜,其特征在于:所述的混合基质膜按照如下方法进行制备:首先将0.5g的PIM-1粉末溶于10mL氯仿溶液,搅拌1.5h以制备混合均匀的PIM-1溶液;将0.3gZIF-8溶于10mLDMF溶液中,搅拌2h得到ZIF-8溶液;将0.25gUIO-66-NH2溶于10mLDMF溶液中搅拌2h,得到均匀的UIO-66-NH2溶液;取2mLZIF-8溶液于上述10mLPIM-1溶液中后,搅拌1h以得到分散均匀的混合液;再将2mLUIO-66-NH2溶液加入到上述两种溶液的混合液中,搅拌1h得到均匀的PIM-1/MOFs溶液;用注射器将溶液注入培养皿中,待溶剂在室温下自然蒸发成膜后即得混合基质膜。
2.一种如权利要求1所述的混合基质膜应用于分离CO2/CH4气体。
3.一种无机-有机复合分离技术领域的金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜,其特征在于:所述的混合基质膜按照如下方法进行制备:首先将0.5g的PIM-1粉末溶于10mLTHF溶液,搅拌1.5h以制备混合均匀的PIM-1溶液;将0.3gZIF-8溶于10mLDMF溶液中,搅拌2h得到ZIF-8溶液;将0.25gUIO-66-NH2溶于10mLDMF溶液中搅拌2h,得到均匀的UIO-66-NH2溶液;取2mLZIF-8溶液于上述10mLPIM-1溶液中后,搅拌1h以得到分散均匀的混合液;再将2mLUIO-66-NH2溶液加入到上述两种溶液的混合液中,搅拌1h得到均匀的PIM-1/MOFs溶液;用注射器将溶液注入培养皿中,待溶剂在室温下自然蒸发成膜后即得混合基质膜。
4.一种如权利要求3所述的混合基质膜应用于分离CO2/CH4气体。
5.一种无机-有机复合分离技术领域的金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜,其特征在于:所述的混合基质膜按照如下方法进行制备:首先将0.5g的PIM-1粉末溶于10mL氯仿溶液,搅拌1.5h以制备混合均匀的PIM-1溶液;将0.35gZIF-8溶于10mLDMF溶液中,搅拌2h得到ZIF-8溶液;将0.25gUIO-66-NH2溶于10mLDMF溶液中搅拌2h,得到均匀的UIO-66-NH2溶液;取2mLZIF-8溶液于上述10mLPIM-1溶液中后,搅拌1h以得到分散均匀的混合液;再将2mLUIO-66-NH2溶液加入到上述两种溶液的混合液中,搅拌1h得到均匀的PIM-1/MOFs溶液;用注射器将溶液注入培养皿中,待溶剂在室温下自然蒸发成膜后即得混合基质膜。
6.一种如权利要求5所述的混合基质膜应用于分离CO2/CH4气体。
7.一种无机-有机复合分离技术领域的金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜,其特征在于:所述的混合基质膜按照如下方法进行制备:首先将0.5g的PIM-1粉末溶于10mL氯仿溶液,搅拌1.5h以制备混合均匀的PIM-1溶液;将0.3gZIF-8溶于10mLDMF溶液中,搅拌2h得到ZIF-8溶液;将0.3gUIO-66-NH2溶于10mLDMF溶液中搅拌2h,得到均匀的UIO-66-NH2溶液;取2mLZIF-8溶液于上述10mLPIM-1溶液中后,搅拌1h以得到分散均匀的混合液;再将2mLUIO-66-NH2溶液加入到上述两种溶液的混合液中,搅拌1h得到均匀的PIM-1/MOFs溶液;用注射器将溶液注入培养皿中,待溶剂在室温下自然蒸发成膜后即得混合基质膜。
8.一种如权利要求7所述的混合基质膜应用于分离CO2/CH4气体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910453100.2A CN110237728B (zh) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | 一种金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910453100.2A CN110237728B (zh) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | 一种金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜及其制备方法与应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110237728A CN110237728A (zh) | 2019-09-17 |
CN110237728B true CN110237728B (zh) | 2021-12-21 |
Family
ID=67885181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910453100.2A Active CN110237728B (zh) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | 一种金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110237728B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7291599B2 (ja) * | 2019-10-17 | 2023-06-15 | 日産自動車株式会社 | ガス分離膜用塗工液及びこれを用いたガス分離膜の製造方法 |
CN113912887B (zh) * | 2020-07-10 | 2024-03-15 | 南京理工大学 | 一种ptfe亲水性多孔离子选择膜复合材料的制备方法 |
CN112007527A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-01 | 长春工业大学 | 一种包含mof复合材料的气体分离膜及其制备方法 |
CN114642975B (zh) * | 2020-12-18 | 2023-08-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种金属-有机骨架混合基质膜及其制备方法及应用 |
CN113578068B (zh) * | 2021-08-19 | 2024-04-09 | 郑州大学 | 新型C2NxO1-x/PIM-1混合基质膜及其制备方法和应用 |
CN114534511B (zh) * | 2022-02-17 | 2023-08-25 | 天津大学 | 一种氢键作用调控的固有微孔高分子膜及其制备和应用 |
CN115228311B (zh) * | 2022-07-08 | 2024-02-02 | 大连理工大学 | 一种基于偕胺肟基团改性UiO-66材料的PIM-1混合基质膜的制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107774140A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-03-09 | 中国石油大学(华东) | 一种带铰链结构PIMs膜的制备及气体分离领域的应用 |
CN109316978A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-12 | 上海科技大学 | 一种MOFs材料及其制备方法和用途 |
CN109763333A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-05-17 | 浙江工业大学 | 一种通过改性载体制备金属有机骨架的方法 |
-
2019
- 2019-05-28 CN CN201910453100.2A patent/CN110237728B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107774140A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-03-09 | 中国石油大学(华东) | 一种带铰链结构PIMs膜的制备及气体分离领域的应用 |
CN109316978A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-12 | 上海科技大学 | 一种MOFs材料及其制备方法和用途 |
CN109763333A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-05-17 | 浙江工业大学 | 一种通过改性载体制备金属有机骨架的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"Gas permeation parameters of mixed matrix membranes based on the polymer of intrinsic microporosity PIM-1 and the zeolitic imidazolate framework ZIF-8";Alexandra F. Bushell et al.;《Journal of Membrane Science》;20120928;第427卷;48-62 * |
"Mixed matrix membranes based on UiO-66 MOFs in the polymer of intrinsic microporosity PIM-1";Muhanned R. Khdhayyer et al.;《Separation and Purification Technology》;20160921;第173卷;304-313 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110237728A (zh) | 2019-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110237728B (zh) | 一种金属有机骨架与自具微孔聚合物复合的混合基质膜及其制备方法与应用 | |
CN106674560B (zh) | 一种含有冠醚微孔的聚酰亚胺类自具微孔聚合物膜及其制备方法 | |
KR102201876B1 (ko) | 메탄 선택적 작용기가 도입된 유무기 복합 다공체를 포함하는 메탄 선택성 복합 분리막, 이의 용도 및 이의 제조방법 | |
Wang et al. | Preparation and gas separation properties of Zeolitic imidazolate frameworks-8 (ZIF-8) membranes supported on silicon nitride ceramic hollow fibers | |
Ban et al. | Metal-organic framework-based CO 2 capture: from precise material design to high-efficiency membranes | |
Ma et al. | Mixed matrix membrane based on cross-linked poly [(ethylene glycol) methacrylate] and metal–organic framework for efficient separation of carbon dioxide and methane | |
JP2017047412A (ja) | 酸性ガス吸着材料及びその製造方法、酸性ガスの回収方法、酸性ガス回収ユニット、並びに酸性ガス回収システム | |
Wang et al. | Fabrication of triazine-based Porous Aromatic Framework (PAF) membrane with structural flexibility for gas mixtures separation | |
CN112898571B (zh) | 多孔交联材料及其制备方法与应用 | |
CN113413777B (zh) | Vzif-67/zif-67-聚酰亚胺混合基质膜、制备方法及其应用 | |
CN106237862A (zh) | 中空纤维气体分离膜及其制备方法 | |
CN113321815B (zh) | 一种表面嫁接有磷脂双分子层的mof材料及制备方法和应用 | |
Ma et al. | Enhanced 2-D MOFs nanosheets/PIM-PMDA-OH mixed matrix membrane for efficient CO2 separation | |
JPS63171619A (ja) | ガス混合物を分離する重合体膜と、その製法および、そのガス混合物分離の方法 | |
Hu et al. | Mixing effect of ligand on carbon dioxide capture behavior of zeolitic imidazolate framework/poly (amide-b-ethylene oxide) mixed matrix membranes | |
Zheng et al. | Pore engineering of MOFs through in-situ polymerization of dopamine into the cages to boost gas selective screening of mixed-matrix membranes | |
Li et al. | A defects-free ZIF-90/6FDA-Durene membrane based on the hydrogen bonding/covalent bonding interaction for gas separation | |
CN112156660A (zh) | 一种金属有机骨架M-gallate混合基质膜及其制备和应用 | |
CN114377561A (zh) | 一种高效分离co2/ch4的混合基质膜及其制备方法 | |
CN114602337A (zh) | 一种混合基质气体分离膜、制备方法及其在乙烷-乙烯分离中的应用 | |
CN107261863B (zh) | 一种抗污染聚氯乙烯膜的制备方法 | |
Chang et al. | PIM-based mixed matrix membranes containing covalent organic frameworks/ionic liquid composite materials for effective CO2/N2 separation | |
CN112574370A (zh) | 一种三维含羟基共价有机骨架材料及其制备方法 | |
Zhao et al. | Selective identification and separation of ReO4− by biomimetic flexible temperature-sensitive imprinted composite membranes | |
Huang et al. | In-situ crosslinking of Tröger's base polymer onto a 3D Tröger's base-bridged porous network as gas separation membranes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |