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公开(公告)号：CN114797506B
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN202110080805.1
申请日：2021-01-21
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种离子化聚酰亚胺气体分离膜的制备方法和应用，属于聚合物材料和气体分离膜领域。其中所述聚合物是以含咪唑环二胺和具有不同二酐结构单体通过溶液共聚缩合的方法合成了聚酰亚胺，并通过对咪唑环的功能化修饰和离子交换得到离子化聚酰亚胺膜材料。所制备的离子化聚酰亚胺通过涂覆或干喷‑湿纺纺丝方法得到平板或中空纤维气体分离膜。本发明通过形成分子链间离子静电物理交联作用，有效抑制了聚酰亚胺气体分离膜材料存在的塑化效应，增加了CO2和H2S等酸性气体的分离选择性以及聚酰亚胺膜材料的加工性能。本发明制备的分离膜具有良好的气体分离性能和稳定性，可应用于天然气脱碳、烟道气中CO2捕集、空气分离、氢气分离回收等领域。
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公开(公告)号：CN116272441A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202210433739.6
申请日：2022-04-24
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种用于天然气提氦抗塑化效应气体分离膜的结构与制备方法。所述用于天然气提氦抗塑化效应气体分离膜材料具有式(I)的结构：式(I)中，R1选自Ra、Rb、Rc、Rd、Re基团中的任意一种或至少两种的组合；R2选自Rf、Rg、Rh、Ri、Rj基团中的任意一种或至少两种的组合；R3选自Rk、Rl、Rm、Rn基团中的任意一种或至少两种的组合。本发明通过引入含双羧基功能二胺单体和其他二胺单体与二酐单体聚合后酯化得到具有优异成膜性能的双酯化聚酰亚胺共聚物，该共聚物通过涂覆或干喷湿纺的纺丝方法得到的平板或中空纤维天然气提氦聚酰亚胺气体分离膜具有优异的力学性能、良好的可加工性及较高的气体渗透选择性。另外，通过改变含双羧基功能二胺单体在二胺单体中的比例以调控共聚酰亚胺膜的微孔结构和气体分离性能。同时本申请提出的双向酯交换热交联作用能够增加链刚性，从而抑制高进气压力下由于天然气中轻烃、重烃和CO2等的溶解导致的塑化效应，保证了膜对He/CH4的高分离选择性和运行稳定性。
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公开(公告)号：CN116351265B
公开(公告)日：2024-06-07
申请号：CN202210050210.6
申请日：2022-01-17
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种基于离子液体配位作用的高性能混合基质膜的制备及应用。本发明通过功能离子液体与MOF晶粒裸露的金属配位，同时与聚合物形成氢键作用构筑具有高性能的混合基质气体分离膜。离子液体不仅增强了混合基质膜的界面相容性，还大幅度提高了膜对CO2的溶解系数和溶解选择性。这种基于离子液体配位作用的高性能混合基质膜制备方法简单，实用性广，具有优异的天然气脱碳性能，因此这类混合基质膜在诸多涉及CO2膜分离的应用中具有良好的前景。
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公开(公告)号：CN116351265A
公开(公告)日：2023-06-30
申请号：CN202210050210.6
申请日：2022-01-17
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种基于离子液体配位作用的高性能混合基质膜的制备及应用。本发明通过功能离子液体与MOF晶粒裸露的金属配位，同时与聚合物形成氢键作用构筑具有高性能的混合基质气体分离膜。离子液体不仅增强了混合基质膜的界面相容性，还大幅度提高了膜对CO2的溶解系数和溶解选择性。这种基于离子液体配位作用的高性能混合基质膜制备方法简单，实用性广，具有优异的天然气脱碳性能，因此这类混合基质膜在诸多涉及CO2膜分离的应用中具有良好的前景。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115105930A
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202110288198.8
申请日：2021-03-17
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种多功能中空纤维膜气体分离纯化系统与方法，包括中空纤维膜组件、原料气前处理元件、原料气体缓冲罐、三元过滤组件、压缩气体缓冲罐、含稳压阀的气体再压缩组件，所述原料气前处理组件可根据原料气组成配置露点控制、酸性气体脱除和加热元件；原料气体缓冲罐中的原料气可以由气罐直接供应混合气体，也可以由两个二阶膜组件中排出的渗透气体及未渗透气体进行混合作为原料气，原料气缓冲罐出口与三元过滤组件相连；压缩器缓冲罐设有进气口与出气口，其中进气口与三元过滤组件出口相连，出气口与中空纤维膜组件进气口相连。采用本发明的中空纤维气体分离纯化系统可同时实现膜组件性能与稳定性评价、单级和多级膜分离工艺设计及优化、气体分离膜系统集成与经济性评价等多种功能，具有节省原料、操作简单、维护方便，用途广泛等特点。
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公开(公告)号：CN116272441B
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202210433739.6
申请日：2022-04-24
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种用于天然气提氦抗塑化效应气体分离膜的结构与制备方法。所述用于天然气提氦抗塑化效应气体分离膜材料具有式（I）的结构：式（I）中，R1选自Ra、Rb、Rd、Re基团中的任意一种或至少两种的组合；R2选自Rg、Rh、Rj基团中的任意一种或至少两种的组合；R3选自Rl、Rm、Rn基团中的任意一种或至少两种的组合。本发明通过改变含双羧基功能二胺单体的比例调控膜的微孔结构和气体分离性能。同时本申请提出的双向酯交换热交联作用能够增加链刚性，从而抑制高进气压力下由于天然气中轻烃、重烃和CO2等的溶解导致的塑化效应，保证了天然气提氦抗塑化效应气体分离膜对He/CH4的高分离选择性和运行稳定性。
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公开(公告)号：CN114797507B
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202110081505.5
申请日：2021-01-21
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种抗塑化效应聚酰亚胺共聚物气体分离膜的结构、制备方法及应用。本发明通过引入含羟基及咪唑环的二胺单体和二酐单体聚合得到具有优异成膜性能的聚酰亚胺共聚物。羟基和咪唑环N‑H键可以形成分子链间氢键和电荷转移配合物，从而提高气体分离膜抗塑化效应和分离选择性。该共聚物通过涂覆或者干喷湿纺的纺丝方法得到平板膜或中空纤维气体分离膜具有低成本、良好的抗塑化性能和热稳定性、优异的力学强度、良好的耐化学腐蚀性以及较高的气体渗透性和选择性等优点。这类气体分离膜在页岩气、油田气、煤层气、生物天然气等领域的CO2分离及诸多涉及到CO2膜分离的应用中具有良好的前景。
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公开(公告)号：CN114797507A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202110081505.5
申请日：2021-01-21
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种抗塑化效应聚酰亚胺共聚物气体分离膜的结构、制备方法及应用。本发明通过引入含羟基及咪唑环的二胺单体和二酐单体聚合得到具有优异成膜性能的聚酰亚胺共聚物。羟基和咪唑环N‑H键可以形成分子链间氢键和电荷转移配合物，从而提高气体分离膜抗塑化效应和分离选择性。该共聚物通过涂覆或者干喷湿纺的纺丝方法得到平板膜或中空纤维气体分离膜具有低成本、良好的抗塑化性能和热稳定性、优异的力学强度、良好的耐化学腐蚀性以及较高的气体渗透性和选择性等优点。这类气体分离膜在页岩气、油田气、煤层气、生物天然气等领域的CO2分离及诸多涉及到CO2膜分离的应用中具有良好的前景。
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公开(公告)号：CN115105965A
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202110288531.5
申请日：2021-03-17
Applicant: 中国科学院过程工程研究所
Abstract: 本发明涉及气体分离膜技术领域，具体涉及一种中空纤维气体分离膜组件缺陷消除方法。所述的技术方案为：将多元胺(或多元醇)和多元酰氯(或多异氰酸酯/多环氧化合物)分别溶解在水相和油相中。将已经封装完成的、含少量缺陷的中空纤维膜组件的壳层和芯层接口分别与注射泵相连，使用注射泵分别向中空纤维膜组件的壳层与芯层中通入油相和水相发生反应。通过界面聚合在中空纤维气体分离膜的缺陷处形成薄膜，从而达到消除中空纤维气体分离膜缺陷的目的。由于水相和油相仅能在缺陷处接触并发生界面聚合反应，避免了传统多次浸渍消除膜缺陷的繁琐方法，且最大限度降低了传统浸渍方法对膜结构的破坏。通过界面聚合消除中空纤维气体分离膜缺陷，该方法成本低、易于操作、缺陷消除效果好且界面聚合膜强度高，有效提高膜组件的利用率和气体分离选择性。
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