本發(fā)明涉及氣體分離膜領域，具體地，涉及一種聚酰亞胺改性cofs及其制備方法、聚酰亞胺改性cofs膜與應用。

背景技術：

1、與傳統(tǒng)的化學吸附法和物理吸附法相比，膜法分離技術具有能耗低、穩(wěn)定性高、環(huán)境友好、操作方便等優(yōu)點，被認為是一種最有前途的co2捕集與封存(ccs)的方法。其中，分離膜性能是影響膜法分離技術能否大規(guī)模應用的主要因素之一，理想的分離膜需要具有良好的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性，高的co2滲透率和選擇性。

2、聚合物膜材料具有成膜性好、易于規(guī)模化生產(chǎn)、易于封裝等特點，因此，聚合物膜自2001年首次被應用從天然氣脫碳后，已廣泛應用于co2的分離與捕獲。目前，研究最多的一種聚合物膜材料是聚酰亞胺，聚酰亞胺具有良好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性，良好的co2滲透性和選擇性，合理的制備成本。但聚酰亞胺膜，尤其是直鏈的聚酰亞胺膜材料，其滲透性與選擇性之間存在“trade-off”效應，分離性能很難突破羅伯遜上限。在聚合物基膜摻雜無機/有機納米顆粒制備混合基質(zhì)膜(mmms)是一種有效的克服“trade-off”效應的方法，其中納米顆粒的本征性能是影響混合基質(zhì)膜性能最終的因素之一。目前，沸石分子篩、金屬有機框架化合物、碳納米管、碳分子篩、石墨烯等納米材料已經(jīng)被證實可以有效提高聚酰亞胺膜的氣體分離性能。

3、聚合物基體與納米顆粒填料之間的相容性不好、納米顆粒在基膜中存在團聚問題，混合基質(zhì)膜容易形成界面缺陷，影響膜的性能。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術有機修飾cofs困難、混合基質(zhì)膜對氣體滲透率與選擇性低的問題，提供一種聚酰亞胺改性cofs及其制備方法、聚酰亞胺改性cofs膜與應用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種聚酰亞胺改性cofs的制備方法，其中，所述制備方法包括以下步驟：

3、s1：制備cofs粉末；

4、s2：將所述cofs粉末、二胺單體和二酐單體進行聚合反應，得到聚酰亞胺改性cofs。

5、本發(fā)明第二方面提供前述制備方法制得聚酰亞胺改性cofs。

6、本發(fā)明第三方面提供一種聚酰亞胺改性cofs膜，其中，所述聚酰亞胺改性cofs膜由前述的聚酰亞胺改性cofs經(jīng)成膜加工而得。

7、本發(fā)明第四方面提供一種前述聚酰亞胺改性cofs膜在氣體分離領域的應用。

8、通過上述技術方案，獲得發(fā)明的有益效果如下：

9、本發(fā)明特定的制備方法中采用聚酰亞胺來改性cofs，實現(xiàn)了聚酰亞胺對特定的cofs的修飾改性；并且該聚酰亞胺改性cofs制備的膜能夠穩(wěn)定存在，不會龜裂，能夠選擇性通過氣體，用來分離尺寸不一氣體，成功實現(xiàn)了氣體選擇性分離。

技術特征：

1.一種聚酰亞胺改性cofs的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，s2中，所述二胺單體選自中的至少一種，優(yōu)選選自中的至少一種，進一步優(yōu)選為

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，s2中，所述二酐單體選自中的至少一種，優(yōu)選為

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述制備方法，其中，s2中，所述cofs粉末、所述二胺單體與所述二酐單體的重量比為0.01-10:0.5-1.2:1，優(yōu)選為0.1-5:0.6-1.1:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的制備方法，其中，s2中，所述聚合反應在溶液中進行；

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的制備方法，其中，s2中，所述聚合反應的條件包括：反應溫度為-20℃至20℃，優(yōu)選為-10℃至0℃；反應時間為8-72h，優(yōu)選為12-18h。

7.一種由權(quán)利要求1-6中任意一項所述的制備方法制得的聚酰亞胺改性cofs。

8.一種聚酰亞胺改性cofs膜，其特征在于，所述聚酰亞胺改性cofs膜由權(quán)利要求7所述的聚酰亞胺改性cofs經(jīng)成膜加工而得。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚酰亞胺改性cofs膜，其中，所述聚酰亞胺改性cofs膜的厚度為15-30μm，優(yōu)選為18-20μm。

10.權(quán)利要求8或9所述的聚酰亞胺改性cofs膜在氣體分離領域的應用。

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及氣體分離膜領域，具體地，涉及一種聚酰亞胺改性COFs及其制備方法、聚酰亞胺改性COFs膜與應用，其中，所述聚酰亞胺改性COFs的制備方法包括以下步驟：S1：制備COFs粉末；S2：將所述COFs粉末、二胺單體和二酐單體進行聚合反應，得到聚酰亞胺改性COFs。本發(fā)明特定的制備方法采用聚酰亞胺來改性COFs，實現(xiàn)了聚酰亞胺對特定的COFs的修飾改性；并且該聚酰亞胺改性COFs制備的膜能夠穩(wěn)定存在，并且能夠選擇性通過氣體，用來分離尺寸不一氣體，成功實現(xiàn)了氣體選擇性分離。

技術研發(fā)人員：王玉杰,丁黎明,魏昕,唐安琪,劉軼群
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/28