RU2802750C2 - Высокотемпературная газоразделительная мембрана на основе полинафтоиленбензимидазола и способ ее получения - Google Patents

Высокотемпературная газоразделительная мембрана на основе полинафтоиленбензимидазола и способ ее получения Download PDF

Info

Publication number
RU2802750C2
RU2802750C2 RU2021123395A RU2021123395A RU2802750C2 RU 2802750 C2 RU2802750 C2 RU 2802750C2 RU 2021123395 A RU2021123395 A RU 2021123395A RU 2021123395 A RU2021123395 A RU 2021123395A RU 2802750 C2 RU2802750 C2 RU 2802750C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
membranes
separation
temperature
pnbi
Prior art date
Application number
RU2021123395A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2021123395A (ru
Inventor
Игорь Игоревич Пономарев
Юлия Александровна Волкова
Кирилл Михайлович Скупов
Дмитрий Юрьевич Разоренов
Иван Игоревич Пономарев
Александр Юрьевич Алентьев
Роман Юрьевич Никифоров
Сергей Владимирович Чирков
Николай Александрович Белов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН), Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН)
Publication of RU2021123395A publication Critical patent/RU2021123395A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2802750C2 publication Critical patent/RU2802750C2/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области полимерных мембран для процессов разделения газовых смесей, в том числе высокотемпературных процессов разделения, и/или смеси газов и паров органических растворителей и может найти применение в процессах паро- и газоразделения и концентрирования, используемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газохимической и газоперерабатывающей промышленности. Описана высокотемпературная газоразделительная мембрана на основе частично-лестничного полинафтоиленбензимидазолов общей структурной формулы
где R=-(σ-связь), -О-, -СН2-, -C(CF3)2-, -SO2-, -СO-; с характеристической вязкостью [η], равной 1,0-3,0 дл/г, и молекулярной массой Mw, равной 30000-150000. Предложен также способ получения высокотемпературной газоразделительной мембраны на основе частично-лестничного полинафтоиленбензимидазола. Технический результат – обеспечение термостойких, механически прочных мембран для высокотемпературных процессов (150-400°С), разделения газовых смесей с уникальным комплексом газоразделительных характеристик. Газопроницаемость и селективность предлагаемых мембран превосходят уровень мембран-аналогов Upilex-R и Matrimid 5218 для различных пар газов, наиболее часто встречающихся в промышленности, также при получении материала мембраны в качестве растворителей не используют сильные неорганические кислоты (серная, фосфорная, метансульфоновая и т.д.), что упрощает, удешевляет и делает экологически безвредным процесс получения предлагаемой мембраны. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 9 табл., 6 пр.

Description

Изобретение относится к области полимерных мембран для процессов разделения газовых смесей, в том числе, высокотемпературных процессов разделения, и/или смеси газов и паров органических растворителей и может найти применение в процессах паро- и газоразделения и концентрирования, используемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газохимической и газоперерабатывающей промышленности.
В последние 30 лет процессы мембранного газоразделения активно внедряются в промышленность, при этом наиболее широко применяются мембранные процессы разделения воздуха и очистки природного газа от СО2 на непористых полимерных мембранах.
Быстро развивающимися направлениями являются процессы выделения водорода и СО2 из промышленных газовых потоков. Мембранные процессы разделения происходят в потоке: входящий (сырьевой) поток разделяется на поток, проходящий через мембрану (пермеат), обогащенный быстропроникающим компонентом, и поток над мембраной (ретентат), обогащенный медленнопроникающим компонентом. Как правило, процессы мембранного газоразделения реализуются с использованием полимерных мембран с тонким (от нескольких десятков до нескольких сотен нанометров) непористым селективным слоем [Baker R.W., Low В.Т. // Macromolecules. 2014. V. 47. №20. P. 6999].
Эффективность процесса разделения, в основном, зависит от полимерного материала мембраны, т.е. от проницаемости по целевому компоненту, селективности, а также от химической и механической стабильности в разделяемой среде. При разделении смесей газов химических, нефте- и газохимических производств, как правило, применяют мембраны на основе полиимидов, которые, несмотря на относительно низкую производительность, обладают высокой механической прочностью для использования при высоких давлениях, высокой селективностью, термической и химической стойкостью.
Недостатком полимерных мембран, в том числе и полиимидных, является применение их в ограниченном температурном интервале до 80-100°С. Это связано с низкой термо-гидролитической стабильностью полиимидов при наличии в газовых потоках паров воды и, как следствие, с необходимостью проведения охлаждения и предподготовки газовой смеси перед подачей на мембранный модуль.
Среди полимерных мембранных материалов особое место занимают лестничные полинафтоиленбензимидазолы (ПНБИ) структурной формулы
(в англоязычной литературе «BBL» - поли-бис-бензимидазофенантролин) и частично-лестничные полинафтоиленбензимидазолы (ПНБИ) структурной формулы
R=- (б-связь) (в англоязычной литературе «ВВВ» - поли-бифенилен-бис-бензимидазофенантролин)
ПНБИ структурных формул (1) и (2) при идеальном химическом строении, то есть на 100% зациклизованные, без ветвлений и дефектных звеньев, обладают предельно высокой термостойкостью (до 400°С на воздухе), механической прочностью, волокнообразующей способностью, огнестойкостью, высокой химической, гидролитической и радиационной стабильностью. Эти свойства описаны в работах
[А.V. Volokhina, А.М. Shchetinin, Creation of High-Strength, Heat- and Fire-Resistant Synthetic Fibres, Fibre Chem., 2001; 33: 96-104; Termo-Zharostoikie I Negoryuchie volokna (Thermostable, Fire Resistant and Non-Combustible Fibers), Ed. Konkin A.A., Moscow, 1978.;
Van Deusen, R.L.. Benzimidazo-benzophenanthroline polymers. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Letters, 4(3), 211-214, 1966. doi: 10.1002/pol. 1966.110040310;
Rusanov A.L.; Serkov B.B.; Bulycheva E.G.; Kolosova T.N.; Lekae T.V.; Ponomarev I.I.; Matvelashvili N.G., Flame-resistant polynaphthoylenebenzimidazoles, Macromolecular Symposia, 74, 189-192, 1993. DOI: 10.1002/masy. 19930740123;
Korshak, V.V.; Rusanov, A.L.; Berlin, A.M.; Fidler, S. Kh.; Livshits, B.R.; Dymshits, T. Kh.; Silyutina, L. N.; Blinov, V. F., Synthesis and study of poly(naphthoylenebenzimidazoles) soluble in organic solvents, Vysokomolekulyarnye Soedineniya, Seriya A Volume21 Issue3 P.657-62 (1979)] и [A.L. Rusanov, L.G. Komarova, Ch. 5.21. High-Performance HeterocyclicPolymers. P. 537 - 596. in: Polymer Science: A Comprehensive Reference. Reference Work 2012. Cover for Polymer Science: A Comprehensive Reference.Editors-in-Chief: K. Matyjaszewski, M. Moller. V.5. Polycondesation. Ch. 5. Chemistry and Technology of Polycondensates. Elsevier. 2012.]
Несмотря на то, что газоразделительные свойства некоторых ПНБИ были исследованы ранее: для полностью лестничного BBL [С.М. Zimmerman 1, W. J. Koros, Comparison of gas transport and sorption in the ladder polymer BBL and some semi-ladder polymers, Polymer 40 (1999) 5655-5664.] и частично-лестничных (R=- (BBB); -O-) [W. Zhou, X. Gao, R. Lu, Silicon-containing polypyrrolone for gas-separation application, J. Appl. Polym. Sci. 51 (1994) 855-861], эти полимеры считались непригодными для мембранного газоразделения из-за их барьерных характеристик.
Из патентной литературы также не известно использование ПНБИ, в том числе ПНБИ лестничной структуры, в качестве газоразделительных мембран.
Задача изобретения заключается в создании термостойких, механически прочных мембран для высокотемпературных процессов (150-400°С), обладающих высокими газоразделительными свойствами при разделения многокомпонентных газовых смесей, а также разработке простого, экологически чистого способа их получения.
Обобщенная схема всех химических реакций, протекающих на пути получения ПНБИ мембран приведена на схеме:
Для решения поставленной задачи предложена высокотемпературная газоразделительная мембрана на основе полинафтоиленбензимидазолов общей структурной формулы
где R=- (б-связь), -О-, -СН2-, -C(CF3)2-, -SO2-, -СО-; с характеристической вязкостью [η], равной 1,0-3,0 дл/г, и молекулярной массой Mw, равной 30 000-150 000.
Предложен также способ получения высокотемпературной газоразделительной мембраны на основе лестничного полинафтоиленбензимидазола, включающий синтез форполимера - поли-(о- аминофенилен)нафтоиленимида общей формулы:
путем поликонденсации мономеров в течение 5-24 часов при температуре 20-70°С в среде апротонного диполярного растворителя амидного типа в присутствии катализатора - эквимольных смесей бензойной кислоты и бензимидазола, взятых в количестве 0,1-1,0 моль/моль мономеров; нанесение его раствора на подложку, последующее испарение растворителя с получением пленки форполимера и термическую циклизацию пленки форполимера в инертной среде при температуре 350-380°C с получением заявленной газоразделительной мембраны.
В качестве указанного растворителя используют растворитель, выбранный из ряда: N,N'-диметилформамид (ДМФА), N,N'-диметилацетамид (ДМАА), N,N,N,N-тетраметилмочевина ТММ, N-метилпирролидон (N-МП) или диметилсульфоксид (ДМСО).
Предлагаемый способ получения ПНБИ мембран позволяет получить термостойкие, механически прочные изделия (таблица 1) для высокотемпературных процессов, протекающих при температуре 150-400°С, при разделении газовых смесей с уникальным комплексом газоразделительных характеристик (таблица 2).
Принципиально важным достижением изобретения является то, что при получении материала мембраны в качестве растворителей не используются сильные неорганические кислоты (серная, фосфорная, метансульфоновая и т.д.), что упрощает, удешевляет и делает экологически безвредным процесс получения предлагаемой мембраны.
Для иллюстрации изобретения ниже приведены примеры, которые не ограничивают его содержания.
Пример 1. Получение мембраны ПНБИ-1 на основе частично-лестничного ПНБИ структурной формулы (2), когда R=- (б-связь),
Поликонденсацию 1.07 г (0.005М) 3,3'-диаминобензидина и 1.34 г (0.005М) диангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты проводят в 20 мл N-метилпироллидона в присутствии 0.12 г (0.001М) бензимидазола и 0.12 г (0.001М) бензойной кислоты в течение 5 ч при комнатной температуре (20°С) в токе аргона.
Часть реакционного раствора используют для измерения вязкости и молекулярной массы, а оставшуюся часть выливают на стекло, испаряют растворитель при 80-100°C с получением пленки форполимера поли-(о-аминофенилен)нафтиленимида (ПАНИ-1) структурной формулы
Характеристическая вязкость полученного полимера равна [η]=1.6 дл/г и Mw=30000.
Выход полимера количественный.
Для изготовления мембраны полученную пленку ПАНИ-1 подвергают термической циклизации при 380°С в вакууме в течение 1 ч с образованием полинафтоиленбензимидазола (ПНБИ-1):
Полученный поли-(о-аминофенилен)нафтоиленимид-(ПАНИ-1), (R=(б-связь) имеет состав, представленный ниже.
Степень циклизации, полученного после термообработки ПАНИ-1 -ПНБИ-1 определяют на основании данных ИК-спектроскопии, она составила 100%. Плотность полимера - 1,429 г/см3.
Механические свойства мембраны, полученной на основе ПНБИ-1, приведены в таблице 7.
Пример 2. Получение мембраны ПНБИ-2 на основе частично-лестничного ПНБИ структурной формулы (2), когда R=-О-.
Поликонденсацию 1.15 г (0.005М) 3,3',4,4'-тетрааминодифенилового эфира и 1.34 г (0.005М) диангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты проводят в 20 мл N,N'-диметилацетамида (ДМАА) в присутствии 0.12 г (0.001М) бензимидазола и 0.12 г (0.001М) бензойной кислоты при комнатной температуре (20°С) в течение 24 ч с получением пленки форполимера поли-(о-аминофенилен)нафтиленимида (ПАНИ-2) структурной формулы
Вязкость полученного полимера равна [η]=1.9 дл/г и Mw=90000. Полученный поли-(о-аминофенилен)нафтоиленимид (R=''-O-'') (ПАНИ-2) имеет состав, представленный ниже
Для изготовления мембраны полученную пленку ПАНИ-2 подвергают термической циклизации при 350°С в вакууме в течение 1 ч с образованием ПНБИ-2:
Степень циклизации полученного ПНБИ-2 определяют на основании данных ИК-спектроскопии. Степень циклизации составила 100%, плотность полимера - 1,448 г/см.
Механические свойства мембраны, полученной на основе ПНБИ-2, приведены в таблице 7.
Пример 3. Получение мембраны ПНБИ-3 на основе частично-лестничного ПНБИ структурной формулы (2) когда R=-СН2-
Поликонденсацию 1.14 г (0.005М) 3,3',4,4'-тетрааминодифенилметана с 1.34 г (0.005М) диангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты проводят аналогично примеру 2 в растворе N,N'-диметилформамида (ДМФА) при температуре 20°С в течение 20 часов.
Получают пленку форполимера поли-(о-аминофенилен)нафтиленимид (ПАНИ-3) структурной формулы
Вязкость полученного полимера [η]=3 дл/г, Mw=150 000.
Полученный поли-(о-аминофенилен)нафтоиленимид (R=-СН2-) (ПАНИ-3) имеет состав, представленный ниже.
Для изготовления мембраны полученную пленку ПАНИ-3 подвергают термической циклизации при 360°С в вакууме в течение 1 ч с образованием ПНБИ-3:
Степень циклизации полученного ПНБИ-3 определяют на основании данных ИК-спектроскопии. Степень циклизации составила 100%, плотность полимера - 1,420 г/см3.
Механические свойства мембраны, полученной на основе ПНБИ-3, приведены в таблице 7.
Пример 4. Получение мембраны ПНБИ-4 на основе частично-лестничного ПНБИ структурной формулы (2), когда R=-C(CF3)2-
Поликонденсацию 1,82 г (0.005М) 2,2-бис-(3,4-диаминофенил) гексафторпропана с 1.34 г (0.005М) диангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты проводят аналогично примеру 2 в 20 мл N-метилпирролидона в присутствии 0.12 г (0.001М) бензимидазола и 0.12 г (0.001М) бензойной кислоты при комнатной температуре (60°С) в течение 24 ч с получением пленки форполимера поли-(о-аминофенилен)нафтиленимида (ПАНИ-4) структурной формулы.
Получают пленку форполимера поли-(о-аминофенилен)нафтиленимида (ПАНИ-4) структурной формулы
Вязкость полимера [η]=2,8 дл/г, Mw=95000.
Полученный ПАНИ-4 (R=-C(CF3)2-)) имеет состав, представленный ниже в табл.4.
Для изготовления мембраны полученную пленку ПАНИ-4 подвергают термической циклизации при 350°С в вакууме в течение 1 ч с образованием ПНБИ-4:
Степень циклизации полученного ПНБИ-4 определяют на основании данных ИК-спектроскопии. Степень замещения составила 100%, плотность - 1,445 г/см3.
Механические свойства мембраны, полученной на основе ПНБИ-4, приведены в таблице 7.
Пример 5. Получение мембраны ПНБИ-5 на основе частично- лестничного ПНБИ структурной формулы (2), когда R=-СО-Поликонденсацию 1.21 г (0.005М) 3,3',4,4'-тетрааминобензофенона и 1.34 г (0.005М) диангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты проводят в 10 мл N,N,N,N-тетраметилмочевины (ТММ) в присутствии 0.24 г (0.002М) бензимидазола и 0.24 г (0,002М) бензойной кислоты при температуре 70°С в течение 15 ч.
Получают пленку форполимера поли-(о-аминофенилен)нафтиленимида структурной формулы
Вязкость полимера [η]=1,2 дл/г, Mw=50000.
Полученный ПАНИ-5 (R=-СО-) имеет состав, представленный ниже.
Для изготовления мембраны полученную пленку ПАНИ-5 подвергают термической циклизации при 380°С в вакууме в течение 1 ч с образованием ПНБИ-5:
Степень циклизации ПНБИ-5 определяют на основании данных ИК-спектроскопии. Степень циклизации составила 100%, плотность полимера - 1,428 г/см3.
Механические свойства мембраны, полученной на основе ПНБИ-5, приведены в таблице 7.
Пример 6. Получение мембраны ПНБИ-6 на основе частично-лестничного ПНБИ структурной формулы (2), когда R=-SO2-
Поликонденсацию 1.39 г (0.005М) 3,3',4,4'-тетрааминодифенилсульфона с 1.34 г (0.005М) диангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты проводят в среде диметилсульфоксида (ДМСО) аналогично примеру 5, но в течение 24 ч.
Получают пленку форполимера поли-(о-аминофенилен)нафтиленимид структурной формулы
Вязкость полимера [η]=1 дл/г, Mw=65000.
Полученный ПАНИ-6 (R=-SO2-) имеет состав, представленный ниже в табл. 6.
Для изготовления мембраны полученную пленку ПАНИ-6 подвергают термической циклизации при 380°С в вакууме в течение 1 ч с образованием ПНБИ-6:
Степень циклизации в ПНБИ-6 определяют на основании данных ИК-спектроскопии. Степень замещения составила 100%, плотность полимера -1,452 г/см3.
Механические свойства мембраны, полученной на основе ПНБИ-6, приведены в таблице 7.
В таблице 7 приведены механические свойства мембран ПНБИ-1-6.
Для изучения газоразделительных свойств полученных мембран исследована газопроницаемость и селективность мембран при 35°С по тем газам, которые представляют наибольший интерес для промышленных процессов:
O2/N2; CO2/СН4; CO2/N2; Н2/СН4; He/CH4; H2/N2.
Результаты исследований газопроницаемости и селективности полученных мембран представлены в таблице 8.
Газопроницаемость и селективность мембран ПНБИ с использованием радикалов -СО-, -SO2- (примеры 5, 6 в табл. 7) аналогичны представленным результатам 2, 3 в табл. 8.
Следует отметить, что аналогами по достигаемому результату полученных мембран являются полиимидные (ПИ) мембраны, используемые в промышленности в настоящее время: Upilex-R и Matrimid 5218.
Структурные формулы элементарного звена этих полимеров представлены ниже.
Газоразделительные характеристики этих материалов представлены в таблице 9.
[a] J. Нао, K. Tanaka, Н. Kita, K. Okamoto, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 36, 485 (1998).
[б] K. Okamoto, K. Tanaka, Н. Kita, М. Ishida, М. Kakimoto, Y. Imai, Polymer J., 24, 451 (1992)
[в] S. Shishatskiy, C. Nistor, M. Popa, S.P. Nunes, K.V. Peinemann, Adv. Eng. Mater., 8, 5, 390-397 (2006)
[г] W.F. Yong, T.-S. Chung, Polymer 59 (2015) 290-297
Для наглядности сравнения газоразделительных свойств полученных мембран с ближайшими аналогами на фиг. 1-4 представлены диаграммы «проницаемость - селективность» (диаграммы Робсона), на которых отображено расположение количественных газоразделительных характеристик полученных и известных промышленных мембран по отношению к верхней границе диаграммы 1991 г. Положение мембраны на диаграмме по отношению к верхней границе распределения определяет оптимальный уровень соотношения проницаемости и селективности и, соответственно, перспективность использования мембраны в промышленности.
На фиг. 1 представлен фрагмент диаграммы «проницаемость -селективность» (диаграммы Робсона) для пары газов O2/N2:
- пунктирной линией обозначена верхняя граница Робсона 1991 г [L. Robeson, Correlation of separation factor versus permeability for polymeric membranes, J. Membr. Sci. 62 (1991) 165-185.];
- кругами обозначены данные для полученных мембран, из которых 1-4 данные для мембран на основе ПНБИ-1 - ПНБИ-4 соответственно;
треугольники - данные для Upilex-R (таблица 3);
квадраты - данные для Matrimid 5218 (таблица 3).
На фиг. 2 представлен фрагмент диаграммы «проницаемость -селективность» (диаграммы Робсона) для пары газов СО2/СН4:
- пунктирной линией обозначена верхняя граница Робсона 1991 г [L. Robeson, Correlation of separation factor versus permeability for polymeric membranes, J. Membr. Sci. 62 (1991) 165-185.];
- кругами обозначены данные для полученных мембран, из которых 1-4 данные для мембран на основе ПНБИ-1 - ПНБИ-4 соответственно;
треугольники - данные для Upilex-R (таблица 9); квадраты - данные для Matrimid 5218 (таблица 9).
На фиг. 3 представлен фрагмент диаграммы «проницаемость -селективность» (диаграммы Робсона) для пары газов Н2/СН4:
- пунктирной линией обозначена верхняя граница Робсона 1991 г [L. Robeson, Correlation of separation factor versus permeability for polymeric membranes, J. Membr. Sci. 62 (1991) 165-185.];
- кругами обозначены данные для полученных мембран, из которых 1-4 данные для мембран на основе ПНБИ-1 - ПНБИ-4 соответственно;
треугольники - данные для Upilex-R (таблица 9);
квадраты - данные для Matrimid 5218 (таблица 9).
На фиг. 4 представлен фрагмент диаграммы «проницаемость -селективность» (диаграммы Робсона) для пары газов H2/N2:
- пунктирной линией обозначена верхняя граница Робсона 1991 г [L. Robeson, Correlation of separation factor versus permeability for polymeric membranes, J. Membr. Sci. 62 (1991) 165-185.];
- кругами обозначены данные для полученных мембран, из которых 1-4 данные для мембран на основе ПНБИ-1 - ПНБИ-4 соответственно;
треугольники - данные для Upilex-R (таблица 9); квадраты - данные для Matrimid 5218 (таблица 9).
Таким образом, из представленных диаграмм видно, что все газоразделительные характеристики полученных ПНБИ лежат в пределах верхней границы 1991 г. на диаграммах O2/N2, СО2/СН4, Н2/СН4 и H2/N2 и значительно выше газоразделительных характеристик известных промышленных мембран. Соответственно, мембраны на основе ПНБИ являются перспективными материалами для мембранного газоразделения при разделении указанных пар газов. Газопроницаемость и селективность предлагаемых мембран превосходят уровень мембран-аналогов Upilex-R и Matrimid 5218 для различных пар газов, наиболее часто встречающихся в промышленности.

Claims (7)

1. Высокотемпературная газоразделительная мембрана на основе частично-лестничного полинафтоиленбензимидазола общей структурной формулы
где R=сигма-связь, -О-, -СН2-, -C(CF3)2-, -SO2-, -СО-; с характеристической вязкостью [η], равной 1,0-3,0 дл/г, и молекулярной массой Mw, равной 30000-150000.
2. Способ получения высокотемпературной газоразделительной мембраны на основе частично-лестничного полинафтоиленбензимидазола, включающий синтез форполимера - поли-(о-аминофенилен)нафтоиленимида общей формулы
путем поликонденсации мономеров в течение 5-24 часов при температуре 20-70°С в среде апротонного диполярного растворителя амидного типа в присутствии катализатора - эквимольных смесей бензойной кислоты и бензимидазола, взятых в количестве 0,1-1,0 моль/моль мономеров, нанесение его раствора на подложку и последующее испарение растворителя с получением пленки форполимера (поли-(о-аминофенилен)нафтоиленимида) и термическую циклизацию пленки форполимера в инертной среде при температуре 350-380°C с получением газоразделительной мембраны по п. 1.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве указанного растворителя используют растворитель, выбранный из ряда: N,N'-диметилформамид (ДМФА), N,N'-диметилацетамид (ДМАА), N,N,N,N-тетраметилмочевина ТММ, N-метилпирролидон (N-МП) или диметилсульфоксид (ДМСО).
RU2021123395A 2021-08-05 Высокотемпературная газоразделительная мембрана на основе полинафтоиленбензимидазола и способ ее получения RU2802750C2 (ru)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021123395A RU2021123395A (ru) 2023-02-06
RU2802750C2 true RU2802750C2 (ru) 2023-09-01

Family

ID=

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU587139A1 (ru) * 1976-08-13 1978-01-05 Ордена Ленина Институт Элементоорганических Соединений Ан Ссср Способ получени поли(нафтоиленбензимидазолов)
SU652194A1 (ru) * 1976-08-09 1979-03-15 Ордена Ленина Институт Элементоорганических Соединений Ан Ссср Способ получени поли(нафтоиленбензимидазолов)
SU677434A1 (ru) * 1976-09-20 1987-12-30 Ордена Ленина Институт Элементоорганических Соединений Ан Ссср Способ получени полифенилхиноксалинонафтоиленбензимидазолов
SU788689A1 (ru) * 1979-05-25 1987-12-30 Институт элементоорганических соединений АН СССР Полинафтоиленбензимидазолы дл термо- и теплостойких материалов
US4945156A (en) * 1988-12-29 1990-07-31 Honeywell Inc. Solution processing of rigid chain and ladder polymers
US4963616A (en) * 1988-12-29 1990-10-16 Honeywell Inc. Complexation-mediated solubilization of polymers
SU1641835A1 (ru) * 1988-09-27 1991-04-15 Предприятие П/Я М-5199 Композици дл получени пленок
RU2102128C1 (ru) * 1996-10-22 1998-01-20 Институт нефтехимического синтеза им.А.В.Топчиева РАН Способ мембранного разделения газовых смесей
RU2632205C2 (ru) * 2012-08-03 2017-10-03 Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. Полимеры, полимерные мембраны и способы их получения
RU2686331C2 (ru) * 2014-09-26 2019-04-25 Юоп Ллк Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
RU2690460C1 (ru) * 2018-10-24 2019-06-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) Мембрана для разделения метансодержащей смеси газов и способ её получения

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU652194A1 (ru) * 1976-08-09 1979-03-15 Ордена Ленина Институт Элементоорганических Соединений Ан Ссср Способ получени поли(нафтоиленбензимидазолов)
SU587139A1 (ru) * 1976-08-13 1978-01-05 Ордена Ленина Институт Элементоорганических Соединений Ан Ссср Способ получени поли(нафтоиленбензимидазолов)
SU677434A1 (ru) * 1976-09-20 1987-12-30 Ордена Ленина Институт Элементоорганических Соединений Ан Ссср Способ получени полифенилхиноксалинонафтоиленбензимидазолов
SU788689A1 (ru) * 1979-05-25 1987-12-30 Институт элементоорганических соединений АН СССР Полинафтоиленбензимидазолы дл термо- и теплостойких материалов
SU1641835A1 (ru) * 1988-09-27 1991-04-15 Предприятие П/Я М-5199 Композици дл получени пленок
US4945156A (en) * 1988-12-29 1990-07-31 Honeywell Inc. Solution processing of rigid chain and ladder polymers
US4963616A (en) * 1988-12-29 1990-10-16 Honeywell Inc. Complexation-mediated solubilization of polymers
RU2102128C1 (ru) * 1996-10-22 1998-01-20 Институт нефтехимического синтеза им.А.В.Топчиева РАН Способ мембранного разделения газовых смесей
RU2632205C2 (ru) * 2012-08-03 2017-10-03 Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. Полимеры, полимерные мембраны и способы их получения
RU2686331C2 (ru) * 2014-09-26 2019-04-25 Юоп Ллк Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
RU2690460C1 (ru) * 2018-10-24 2019-06-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) Мембрана для разделения метансодержащей смеси газов и способ её получения

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Wenle Zhou, Fengcai Lu. Synthesis and properties of polybenzimidazobenzophenanthrolines, Journal of Applied polymer Science, 1995, 58(9), 1561-1565. *
ЖАРИНОВА М.Ю. СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НОВЫХ СУЛЬФИРОВАННЫХ ПОЛИНАФТОИЛЕНИМИДОВ И ПОЛИТРИАЗОЛОВ ДЛЯ ПРОТОНПРОВОДЯЩИХ МЕМБРАН НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. Автореферат дис. на соиск. уч. ст. канд. химич. наук, Москва, 2017. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6023329B2 (ja) ポリマー、ポリマー膜およびその製造方法
KR101025304B1 (ko) 중공사, 중공사 형성용 도프 용액 조성물 및 이를 이용한 중공사의 제조방법
EP2569081B1 (en) Polymers, polymer membranes and methods of producing the same
US8575414B2 (en) Membrane system for natural gas upgrading
EP2281926B1 (en) Hollow fiber and method for manufacturing a hollow fiber
US8580012B2 (en) Solvent-resistant asymmetric hollow fiber gas separation membrane, and method for production thereof
KR102205657B1 (ko) 열적 재배열 pbx의 제조방법, 열적 재배열 pbx 및 막
EP2281925A2 (en) Hollow fiber, dope solution composition for forming a hollow fiber, and method for manufacturing a hollow fiber using the same
Sim et al. High performance carbon molecular sieve membranes derived from hyperbranched polyimide precursors for improved gas separation applications
CA2666101A1 (en) Hollow fiber and polymer dope derived from polyamic acid
US9095814B2 (en) Process for membrane separation of an olefin that is contained in a hydrocarbon mixture
CN102527256A (zh) 制备碳分子筛膜的方法
RU2802750C2 (ru) Высокотемпературная газоразделительная мембрана на основе полинафтоиленбензимидазола и способ ее получения
US8506814B2 (en) Process for membrane separation of linear hydrocarbons within a hydrocarbon mixture
US9308488B1 (en) High permeability polyimide membranes: gas selectivity enhancement through UV treatment
KR20150144848A (ko) 산소 및 질소의 기체 분리막 및 이의 제조방법
JP2018114491A (ja) 気体分離膜
JP2018126729A (ja) 気体の分離方法
KR101477710B1 (ko) 신규한 폴리이미드 유도체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 기체 분리막
Jiang et al. Gas permeation properties of poly (2, 5‐benzimidazole) derivative membranes
CN110681272B (zh) 聚酰亚胺渗透汽化膜及其制备方法
WO2018131697A1 (ja) 気体分離膜
KR20170100857A (ko) 기체 분리용 중공사막의 제조방법 및 그에 의하여 제조된 기체분리용 중공사막
US20160089639A1 (en) High permeability polyimide membranes: gas selectivity enhancement through uv treatment
JP2001354767A (ja) ポリイミド及びその製造法、並びにこれを用いた気体分離膜