本技术涉及一种具有抗老化和抗塑化特性的共混微孔聚合物膜,包括其制备方法和应用领域。该膜材料制备过程涉及特勒革碱自聚微孔聚合物和含羧基聚合物的混合,旨在提升膜材料的性能和应用范围。
背景技术
天然气具有清洁高效、绿色环保等特点,是我国能源的重要组成部分,也是实现碳达峰的重要选择之一。我国的渤海油田现有已建油气生产平台(包括陆地终端等)近180座,每年约3000万吨产量,多数油田原油属于低气油比,每年伴生气约有16.7亿m3
。伴生气除部分作为燃料气或回注外,很大一部分因为无管输系统或管输能力不足等原因都被冷放空或烧掉,造成巨大的能源浪费和环境污染,导致了管道运输、热值降低等多种问题。
膜法分离由于不经历相变且无需吸附剂等特点,在天然气的纯化过程中凸显出绿色高效及操作简单等优势。气体分离膜材料作为核心部件,直接决定了气体的分离纯度和分离效率。微孔聚合物作为一种新兴材料,在气体分离领域中表现出了比传统商业化膜材料(聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素、聚砜和聚酰亚胺等)更高的气体透过率和适合的选择性,有望成为新一代气体分离膜的核心原料。如螺环类的PIM-1二氧化碳渗透率高达10000Barrer,其选择性CO2
/N2
和CO2
/CH4
分别为10和18;三蝶烯类的TPIMs的选择性CO2
/CH4
和H2
/CH4
分别高达31和53;而Mckeown教授课题组合成的特勒革碱类的高微孔聚合物PIM-Trip-TB和PIM-EA-TB,其比表面积高达1028 m2
/g(远高于PIM-1的比表面积720 m2
/g),对H2
/CH4
、H2
/N2
、O2
/N2
的综合性能远远超过2008年Robeson上限。然而,由于含特勒革碱的自聚微孔聚合物自身的结构特征,其不仅面临着传统聚合物在天然气纯化过程中所面对的塑化问题,而且还面临着自身孔结构坍塌所导致的老化问题。
实现思路