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公开(公告)号：CN119327237A
公开(公告)日：2025-01-21
申请号：CN202411449450.9
申请日：2024-10-16
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明提供了一种用于高效二氧化碳分离的氨基功能化金属有机框架凝胶(MOF‑NH2 gel)混合基质膜(MMMs)及其制备方法。通过在MOF gel合成过程中引入氨基配体，直接构建具有氨基官能团的MOF gel，显著改善了其与聚合物的相容性和分散性，进而提升了MMMs的气体分离性能。得益于MOF‑NH2 gel的高极性及其对CO2的选择性吸附能力，膜的CO2渗透性和选择性显著提高。与未修饰的MOF gel MMMs膜相比，CO2渗透性和CO2/CH4选择性分别提升了1.08至2.3倍。本发明方法简便高效，适用于大规模生产，且具备节能环保的优势，在二氧化碳捕集与分离领域展现出广泛的应用潜力。
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公开(公告)号：CN118491331A
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202410430964.3
申请日：2024-04-11
Applicant: 湖南大学
IPC: B01D71/72 , B01D69/12 , B01D67/00 , B01D71/42 , B01D71/68 , B01D71/26 , B01D71/36 , B01D53/22 , C01B3/56
Abstract: 本发明提供了一种氢键交联的共价有机框架(COF)复合膜的制备方法及其在气体分离中的应用，属于气体分离膜领域。该复合膜由COF与多羟基聚合物组成：首先制备COF纳米片；然后将其与羟基聚合物，如羧甲基纤维素、聚乙二醇和聚乙烯醇混合获得组装分散液，利用真空辅助自组装法，将该分散液抽滤至高分子超滤膜表面，干燥后得到氢键交联的共价有机框架复合膜。膜材料的原料易得，方法简便。由于羟基聚合物与COF纳米片间的化学相似性，二者的组装界面更为均匀，从而在宏观上提高了复合材料的机械强度。由于羟基聚合物对COF纳米片的编织，COF的孔径由于遮蔽效应而缩小，复合膜用于H2/CO2分离，具有较高选择性和操作稳定性，在氢气分离领域具有良好的应用前景。
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公开(公告)号：CN117443208A
公开(公告)日：2024-01-26
申请号：CN202311495020.6
申请日：2023-11-10
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明提供了一种用于气体分离的金属有机框架凝胶混合基质膜及其制备方法与应用，属于气体膜分离领域，所述金属有机框架凝胶混合基质膜包含聚合物基质和金属有机框架凝胶；所述金属有机框架凝胶是由结晶金属有机框架的离散纳米颗粒通过非共价相互作用力(主要是范德华力)组成。金属有机框架凝胶具有首尾相连的3D互联凝胶网络结构，更高的柔性以及在溶液中更好的分散性和稳定性。因此，金属有机框架凝胶在聚合物基质中更容易均匀分布和形成连续通道，加快H2渗透速度。本发明提供的金属有机框架凝胶混合基质膜具有高的H2渗透系数和H2/CH4选择性，适用于H2气体分离。
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公开(公告)号：CN116808856A
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202310934028.1
申请日：2023-07-28
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明涉及一种高分子支撑的垂直MOF复合膜的制备方法，该制备方法包括：在金属与配体的合成溶液中加入多巴胺，将高分子基底垂直放入合成溶液中，采用原位生长的方法在室温环境下直接制备垂直取向的MOF复合膜。本发明的优势在于，合成过程不使用模板剂，在室温下水相中进行，获得的MOF膜垂直取向好，具有规模化制备的潜力。
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公开(公告)号：CN119746651A
公开(公告)日：2025-04-04
申请号：CN202510044823.2
申请日：2025-01-10
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明涉及一种氨基功能化MOF凝胶(MOF gel)与聚酰亚胺(PI‑T)交联的混合基质膜(MMMs)及其制备方法和应用。通过在MOF gel表面引入氨基(‑NH2)，与PI‑T中二酐基团化学交联，生成稳定的酰亚胺键结构，显著增强填料与基体的界面相容性和分散性。实验表明，ZIF‑67‑NH2gel@PI‑T膜在高填充量(38wt％)下形成完整膜片，He渗透系数为480±16.4Barrer，He/CH4选择性达110.3±5.6，而未功能化的ZIF‑67gel在高填充量时因界面结合力不足而破裂。相比之下，31wt％填充量下，ZIF‑67‑NH2NH2Gel膜的He/CH4选择性(94.7±0.5)远高于ZIF‑67gel膜(16.1±0.8)。本发明克服了传统混合基质膜界面缺陷及稳定性不足的问题，实现了高效氦气分离，方法简便、适合规模化生产，为工业化应用提供解决方案。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118304772A
公开(公告)日：2024-07-09
申请号：CN202410603767.7
申请日：2024-05-15
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种含刚性扭曲单体的复合聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法与应用，本发明的复合膜是由耐溶剂超滤基膜和聚酰胺分离层复合而成，所述聚酰胺分离层用共溶剂辅助界面聚合的方法，使N,N‑二甲基甲酰胺作为水相的共溶剂，将不溶于水的刚性扭曲胺单体引入到含有柔性有机胺单体的水溶液中，形成水/N,N‑二甲基甲酰胺相混合胺溶液，随即与有机酰氯溶液进行界面聚合。该方法通过刚性扭曲胺单体与柔性有机胺的静电相互作用调控胺单体向有机相的扩散速率，同时刚性扭曲胺单体的引入可以调节分离层微孔的自由体积，得到复合聚酰胺有机溶剂纳滤膜。本发明提供的制备方法简单易行，新型刚性扭曲胺单体的加入，改善了传统聚酰胺膜界面聚合过程中的聚酰胺链的无序缠绕，在保持传统聚哌嗪酰胺膜柔性特点的同时赋予了分离层更多的孔隙，使复合膜具有较高的有机溶剂通量和溶质截留率。
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公开(公告)号：CN118892751A
公开(公告)日：2024-11-05
申请号：CN202411027227.5
申请日：2024-07-30
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种MOF凝胶诱导制备共价有机框架膜的方法及在芳烃分离中的应用。具体而言，本发明以MOF凝胶为催化剂，通过调节MOF凝胶浓度进而控制界面处的单体扩散和催化聚合，制备了共价有机框架膜材料，该膜材料表面光滑致密无缺陷，能够在催化柴油芳烃分离应用中具有高渗透通量和分子筛分的特点。此外，本发明制备的共价有机框架膜具有结晶性好，机械性能和化学稳定性强的特点，实现了MOF凝胶作为催化剂和水相双重作用的组装策略。
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公开(公告)号：CN118807499A
公开(公告)日：2024-10-22
申请号：CN202410955428.5
申请日：2024-07-17
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明提供了一种用于提高氢气传输分离效率的Pd@MOF凝胶(Pd@MOF gel)混合基质膜及其制备方法与应用，属于气体膜分离领域。该膜通过将Pd均匀分布在ZIF‑67gel上形成Pd@ZIF‑67gel，克服了传统Pd纳米颗粒(Pd NPs)填料易团聚、分散性差的问题。Pd@ZIF‑67gel具有三维互联凝胶网络结构，提供高速氢气传质通道，同时Pd NPs减少了ZIF‑67gel的孔径，提高了氢气渗透性。Pd NPs均匀分布于MOF gel网络上，有效减少聚合物中的团聚现象，保持良好分散性和传质性能。通过在聚酰亚胺(P84)和自聚微孔聚合物(PIM‑1)中引入Pd@ZIF‑67gel，本发明的膜在氢气渗透和H2/CH4选择性方面显著提升，突破了纯聚合物膜的“Trade‑off”限制，提供了高效氢气分离和纯化方案，适用于石化工业和半导体制造等需要高纯度氢气的领域。
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公开(公告)号：CN118512932A
公开(公告)日：2024-08-20
申请号：CN202410627889.X
申请日：2024-05-21
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明提供了一种烷基链修饰的COF膜的制备方法应用于气体分离，属于气体膜分离领域。特别是一种烷基链修饰的共价有机框架(COF)膜用于H2/CO2分离的创新技术。该技术通过在COF膜中引入特定的烷基链，实现对H2和CO2气体透过性的精确控制，从而显著提高H2/CO2分离的选择性和渗透通量。除此之外，烷基链的引入提高了COF膜材料的柔性，提高了膜材料的强度、延展性和可折叠性，在氢气分离中具有良好的应用前景。
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公开(公告)号：CN119258737A
公开(公告)日：2025-01-07
申请号：CN202411447883.0
申请日：2024-10-16
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明提供了一种高效二氧化碳分离的离子液体修饰MOF凝胶(MOF gel)混合基质膜(MMMs)及其制备方法。通过将离子液体与MOF gel材料结合，二者的协同作用显著提升了膜的气体分离性能。离子液体因其高极性和对CO2的选择性吸附能力，大幅提高了膜的CO2渗透性和选择性。同时，MOF gel的三维互联网络结构增强了材料的分散性，构建了连续贯穿通道有效促进了气体传输，并提升了膜的长期稳定性。两者结合后，膜材料不仅具备更优异的气体分离效果，还兼具机械强度和操作稳定性。该制备方法操作简便，适用于大规模工业生产，具有节能环保优势，尤其在二氧化碳捕集与分离领域具有广泛的应用潜力。
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