CN112058103B - 纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜及其制备方法 - Google Patents

纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112058103B
CN112058103B CN202010849301.7A CN202010849301A CN112058103B CN 112058103 B CN112058103 B CN 112058103B CN 202010849301 A CN202010849301 A CN 202010849301A CN 112058103 B CN112058103 B CN 112058103B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas separation
carboxymethyl
separation membrane
film
cellulose
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
Application number
CN202010849301.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112058103A (zh
Inventor
徐双平
周海亮
贾宏葛
藏雨
徐靖宇
姜鹏飞
马文强
赵雯雯
王馨甜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qiqihar University
Original Assignee
Qiqihar University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qiqihar University filed Critical Qiqihar University
Priority to CN202010849301.7A priority Critical patent/CN112058103B/zh
Publication of CN112058103A publication Critical patent/CN112058103A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112058103B publication Critical patent/CN112058103B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01D71/78—Graft polymers
    • 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
    • B01D67/0002—Organic membrane manufacture
    • B01D67/0006—Organic membrane manufacture by chemical reactions
    • 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
    • Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane

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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

本发明属于高分子材料与工程领域，特别涉及纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜的制备方法，醋酸纤维素和1‑羧甲基‑3‑甲基咪唑氯盐置于反应容器中，抽真空，充氮气；加入四氢呋喃溶液，室温下搅拌48小时，将反应产物倒入大量甲醇中洗涤一周离心处理后置于真空干燥箱中干燥；以四氢呋喃为溶剂配置枝产物铸膜液，静置至铸膜液中没有气泡。在干净的玻璃板上进行铺膜，自然干燥一晚后，将膜从玻璃板上取下，得到接枝反应后的气体分离膜。此分离膜可以用作解决二氧化碳气驱强化三次采油过程中出现的新问题，即石油开采伴生气中二氧化碳的分离回收及在天然气、温室气体和沼气中的二氧化碳的分离等问题的有效手段。

Description

纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜及其制备方法
技术领域
本发明属高分子材料工程领域，特别涉及纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜及其制备方法。
背景技术
一直以来气体分离有着重要的应用，这就对气体分离膜提出了很高的要求。由于纤维素及其衍生物由于其来源广泛、制膜容易等优点在气体分离方面有着举足轻重的地位。然而，其和大多数聚合物一样，遵循渗透性与选择性相互制约的“Trade-off”现象(当选择性提高时，渗透性降低；反之亦然)。在气体分离膜的制造过程中，制备出一种具有优良性质的新型的含醋酸纤维素基气体分离膜显得尤为重要。因此，制备优良性质的醋酸纤维素基气体分离膜成为了此研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜制备方法，此方法制得的接枝膜在高性能气体分离膜中有重要应用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将醋酸纤维素与1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐加入带冷凝管的反应容器中，氮气置换5次后充满氮气；
(2)加入四氢呋喃以及吡啶，70℃下搅拌反应48小时；然后将反应产物倒入甲醇中搅拌7天；然后将混合物进行离心分离并收集固体，将固体产物放入真空干燥箱中室温干燥；
(3)将步骤(2)得到的接枝产物溶于四氢呋喃中，搅拌3小时充分溶解之后，静置一段时间至铸膜液中没有气泡；在干净的玻璃板上进行铺膜，自然干燥后，将膜从玻璃板上取下，得到接枝反应后的气体分离膜。
进一步的，各个物料按照以下比例配置：
步骤(1)中，醋酸纤维素和1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐的摩尔比为1～5:500～1000；
步骤(2)中，四氢呋喃、吡啶和甲醇的用量相对于所述(1)中的醋酸纤维素摩尔比为10000～15000:500～625:60000～625000:1～5；
步骤(3)中，接枝产物和四氢呋喃的比例为1～5g:20～40mL。
本发明得到的分离膜可以用作解决二氧化碳气驱强化三次采油过程中出现的新问题，即石油开采伴生气中二氧化碳的分离回收及在天然气、温室气体和沼气中的二氧化碳的分离等问题的有效手段。
附图说明
图1(a)为纯醋酸纤维素的实物图；
图1(b)为本实施例所得醋酸纤维素接枝1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐膜的实物图；
图2(a)为纯醋酸纤维素的扫描电镜图；
图2(b)为本实施例所得醋酸纤维素接枝1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐膜扫描电镜图。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体技术方案。
一种纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜的制备方法，所述方法的步骤如下：
(1)按摩尔比为1～5:500～1000的醋酸纤维素与1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐加入带冷凝管的三颈烧瓶中，氮气置换5次后充满氮气；
(2)按相对于所述(1)中的醋酸纤维素摩尔比为1～5:10000～15000:500～625:60000～625000加入四氢呋喃和吡啶，70℃下搅拌反应48小时；然后将反应产物倒入甲醇中搅拌7天；然后将混合物进行离心分离并收集固体，将固体产物放入真空干燥箱中室温干燥；
(3)按1～5g:20～40mL的比例将接枝产物溶于四氢呋喃中，搅拌3小时充分溶解之后，静置一段时间至铸膜液中没有气泡。在干净的玻璃板上进行铺膜，自然干燥一晚后，将膜从玻璃板上取下，得到接枝反应后的气体分离膜。
图1(b)的醋酸纤维素接枝1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐膜透明、平整、光滑，从外观上看，跟图1(a)纯醋酸纤维素膜比较非常相似，外观上看不出分相的情况。
图2(b)为醋酸纤维素接枝1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐膜，膜表面分布均匀，反应产物膜上没有明显的颗粒存在，基本可以确认膜为化学键合的接枝膜，而不像图2(a)所制备的共混膜有明显的两相结构.
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将醋酸纤维素与1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐加入带冷凝管的反应容器中，氮气置换5次后充满氮气；
(2)加入四氢呋喃以及吡啶，70℃下搅拌反应48小时；然后将反应产物倒入甲醇中搅拌7天；然后将混合物进行离心分离并收集固体，将固体产物放入真空干燥箱中室温干燥；
(3)将步骤(2)得到的接枝产物溶于四氢呋喃中，搅拌3小时充分溶解之后，静置一段时间至铸膜液中没有气泡；在干净的玻璃板上进行铺膜，自然干燥后，将膜从玻璃板上取下，得到接枝反应后的气体分离膜。
2.根据权利要求1所述的纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜的制备方法，其特征在于，各个物料按照以下比例配置：
步骤(1)中，醋酸纤维素和1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐的摩尔比为1～5:500～1000；
步骤(2)中，四氢呋喃、吡啶和甲醇的用量相对于所述步骤(1)中的醋酸纤维素摩尔比为10000～15000:500～625:60000～625000:1～5；
步骤(3)中，接枝产物和四氢呋喃的比例为1～5g:20～40mL。
3.纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜，其特征在于，由权利要求1或2制备方法制备所得。
CN202010849301.7A 2020-08-21 2020-08-21 纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜及其制备方法 Active CN112058103B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010849301.7A CN112058103B (zh) 2020-08-21 2020-08-21 纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010849301.7A CN112058103B (zh) 2020-08-21 2020-08-21 纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112058103A CN112058103A (zh) 2020-12-11
CN112058103B true CN112058103B (zh) 2022-06-21

Family

ID=73658858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010849301.7A Active CN112058103B (zh) 2020-08-21 2020-08-21 纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112058103B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103450361A (zh) * 2013-08-26 2013-12-18 华南理工大学 羧甲基纤维素接枝聚乳酸两亲性聚合物及其制备方法与应用
CN104069746A (zh) * 2014-06-16 2014-10-01 浙江大学 一种正渗透纤维素膜的制备方法
CN104927070A (zh) * 2015-03-12 2015-09-23 青岛科技大学 一种壳聚糖膜的制备方法
CN106380620A (zh) * 2016-09-21 2017-02-08 福州大学 一种壳聚糖/离子液体复合膜的制备方法
CN107694353A (zh) * 2017-09-05 2018-02-16 齐齐哈尔大学 乙基纤维素与离子液体气体分离膜的制备方法
WO2020075075A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-16 Universidade Do Porto Process for preparation of cellulose based carbon molecular sieve membranes and membranes thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2483427A (en) * 2010-07-07 2012-03-14 Innovia Films Ltd Process for dissolving cellulose and casting films

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103450361A (zh) * 2013-08-26 2013-12-18 华南理工大学 羧甲基纤维素接枝聚乳酸两亲性聚合物及其制备方法与应用
CN104069746A (zh) * 2014-06-16 2014-10-01 浙江大学 一种正渗透纤维素膜的制备方法
CN104927070A (zh) * 2015-03-12 2015-09-23 青岛科技大学 一种壳聚糖膜的制备方法
CN106380620A (zh) * 2016-09-21 2017-02-08 福州大学 一种壳聚糖/离子液体复合膜的制备方法
CN107694353A (zh) * 2017-09-05 2018-02-16 齐齐哈尔大学 乙基纤维素与离子液体气体分离膜的制备方法
WO2020075075A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-16 Universidade Do Porto Process for preparation of cellulose based carbon molecular sieve membranes and membranes thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN112058103A (zh) 2020-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105860595B (zh) 一种超支化聚三唑功能化的石墨烯及其制备方法
CN109942814B (zh) 一种含吡啶基的共轭微孔聚合物及其制备方法和应用
CN109942827A (zh) 一种共价有机框架材料改性的方法
CN105413412A (zh) 可交联自具微孔聚合物气体分离膜及其制备方法
CN107866154B (zh) 一种聚酰亚胺-锌有机骨架负载氧化石墨烯杂化膜及制备和应用
CN110746608B (zh) 一种含氮环糊精聚合物多孔材料及其制备方法与应用
CN110559884B (zh) 一种mil-101@pim-1复合渗透汽化膜及其制备方法和用途
CN113713574B (zh) 一种原位开环反应修饰双功能MOFs混合基质膜的制备方法
CN112058103B (zh) 纤维素接枝羧甲基甲基咪唑氯盐气体分离膜及其制备方法
CN105801921B (zh) 一种纤维素酯化衍生物有序多孔膜材料及其制备方法
CN102633996B (zh) 一种利用离子液体催化合成聚乳酸的方法
CN111548512B (zh) 基于环糊精基金属-有机骨架制备树突状水凝胶的方法
US20010050000A1 (en) Novel oxygen enriching membrane
CN108359055B (zh) 一种醋酸纤维素接枝共聚物有序多孔膜材料及其制备方法
CN112354382A (zh) 一种离子液体负载的三维共价有机骨架杂化膜及制备方法和应用
CN111217962A (zh) 一种乙基纤维素基光响应有序多孔膜材料及其制备方法
CN109158087B (zh) 一种基于微孔结构的环糊精构筑吸附材料的制备方法
CN102492737A (zh) 从微生物胞内分离提纯聚羟基烷酸酯的方法
CN105133080A (zh) 一种聚四氟乙烯静电纺丝溶液
CN106366307A (zh) 一种聚羧酸减水剂用单体聚醚及其合成方法
CN109535486B (zh) 一种利用芹菜制备高粘度纳米纤维凝胶的方法
CN107200787A (zh) 一种咪唑鎓海藻酸盐离子液体及其合成方法
CN113582829A (zh) 一种基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体及其制备方法和其应用
CN108623721B (zh) 一种松脂醇二葡萄糖苷分子印迹微球的制备方法
CN115703720A (zh) 一种螺环Salen配体、Salen催化剂及制备方法及其在开环聚合中的应用

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