專利名稱：催化——高分子氣體分離膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于氣體分離的催化-高分子氣體分離膜及其制備方法。膜材料由無機(jī)雜多酸或其鹽類與高分子化合物共溶制成。
物質(zhì)的分離一般采用過濾、蒸餾、重結(jié)晶、吸附等方法。近年來，利用有選擇性分離性能的高分子膜進(jìn)行物質(zhì)分離的技術(shù)得到了很大發(fā)展，尤其是利用高分子膜進(jìn)行氣體分離的技術(shù)(例如富氧膜、氫分離膜、C1化學(xué)利用膜等)已取得重大進(jìn)展。膜分離技術(shù)在節(jié)約能源，簡(jiǎn)化裝置及保護(hù)環(huán)境等方面有著重要作用。
傳統(tǒng)的高分子膜對(duì)某種氣體的滲透性和選擇性總是呈矛盾關(guān)系即提高了滲透性，選擇性就降低，反之提高了選擇性，滲透性就降低，而有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的氣體分離膜必須兼具較高的滲透性和選擇性。
為了提高傳統(tǒng)高分子膜的滲透性和選擇性，人們把兩種或兩種以上的高分子化合物進(jìn)行共聚，或者共混;或者制備具有超薄活性層的復(fù)合膜。
最近，美國(guó)、日本等國(guó)的科學(xué)家們?cè)趥鹘y(tǒng)的高分子化合物中加入能吸附氣體的金屬或合金或無機(jī)雜多酸制成無機(jī)物-有機(jī)聚合物共混膜，提出了制備新型高分子氣體分離膜的又一途徑。
在US4，636，314專利中公開了一種無機(jī)物-有機(jī)聚合物共混膜，它的目的是提供一種新型的聚合物膜，用于氮-氫氣體分離，并介紹了制備這種新型無機(jī)-有機(jī)聚合物膜的方法。這種薄膜由單相物機(jī)械混合而成，即由1%～70%(重量)的通式為Am[XxYyOz]·nH2O的雜多酸或其鹽，與99%～30%(重量)的聚合物混合而成，聚合物選自下列幾種聚乙烯醇，聚氟乙烯，聚環(huán)氧乙烷，聚乙烯亞胺，聚丙烯酸，聚乙二醇，醋酸纖維素，聚乙烯基甲基乙基醚和酚醛樹脂。上述混合物中還可加入多種導(dǎo)電粒子從而形成部份的上述膜。導(dǎo)電粒子的作用是形成質(zhì)子，由金屬或合金顆粒組成，并沉積在固體支撐物上，固體支撐物是聚碳酸酯以單分子層形式復(fù)蓋于耐高溫、高表面積的無機(jī)金屬氧化物的表面。
制備無機(jī)-有機(jī)薄膜的方法，是將原料共溶于一種溶劑中，在一定條件下放置足夠的時(shí)間，以形成單相機(jī)械混合物。
但是上述專利沒有報(bào)道實(shí)際膜的基本數(shù)據(jù)例如滲透性、分離因子以及膜的性能，如膜的延伸，撕裂強(qiáng)度，耐熱、耐壓情況等，在用途上也僅提及用于氮-氫分離，沒有指出實(shí)際的使用途徑。
本發(fā)明的目的是利用金屬及化合物或催化劑對(duì)不同物質(zhì)的氧化-還原反應(yīng)性能，選擇吸附性能(物理吸附、化學(xué)吸附)和高分子膜的對(duì)氣體的選擇滲透性，提供一種新型的催化-高分子氣體分離膜。這種膜為多孔膜或非多孔膜，是一種由金屬、金屬絡(luò)合物、金屬鹽類以及催化劑和高分子化合物組成的具有選擇吸附氣體性能的或具有催化反應(yīng)性能的混合物膜。
本發(fā)明的另一目的是，提供制備催化-高分子分離膜的方法。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是，用上述方法制得的膜用于具有工業(yè)實(shí)用價(jià)值的適宜的膜分離器件或催化反應(yīng)中去(如加氫、脫氫、氧化、縮合等反應(yīng))。
本發(fā)明的目的，可以通過以下措施來達(dá)到利用高分子膜對(duì)不同氣體的選擇滲透性能及其物理化學(xué)性能(如耐酸性、耐堿性、溶解性、粘度、使用壽命、拉伸，撕裂強(qiáng)度以及成膜性能等)，選擇合適的與氣體分子可進(jìn)行可逆絡(luò)合的有機(jī)金屬絡(luò)合物;選擇能與氣體分子生成吸附態(tài)過渡絡(luò)合物或者能發(fā)生氧化-還原反應(yīng)而且有選擇吸附性能的金屬，金屬鹽類，金屬氧化物，金屬雜多酸或不同類型的催化劑。通過化學(xué)或物理方法使上述原料溶合或化合成一體，制成新型的催化-高分子分離膜。
這種新型的催化-聚合物分離膜可用于調(diào)節(jié)H2/CO比例;回收CO或H2;從空氣中富集氧或氮;H2和CH4的分離;CH4-CO2混合氣的分離;重整氣中H2的提純等等。還能應(yīng)用于某些催化反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物的分離。
在混合氣體分離的過程中，由于金屬或金屬氧化物或金屬有機(jī)絡(luò)合物催化劑的選擇吸附性能及吸附活化能的大小，使得膜對(duì)某種氣體有一定的吸附特性，有些吸附強(qiáng)，有些吸附弱，如果吸附太強(qiáng)，則生成穩(wěn)定的吸附態(tài)表面絡(luò)合物，不能解脫、影響了某種氣體的快速透過，就不能有效地增加膜的滲透性和分離效能;如果吸附太弱，那末有可能還沒有經(jīng)過擴(kuò)散就立即依舊在膜的同一側(cè)逸出，同樣不能增加膜的滲透性和分離性能。因此，只有當(dāng)吸附作用居于適當(dāng)大小時(shí)，被吸附的氣體分子才能使形成的吸附態(tài)表面絡(luò)合物離解，且在壓力梯度作用下，離解形成的氣體分子從膜的濃度高的一側(cè)，向濃度低的另一側(cè)擴(kuò)散，到達(dá)有機(jī)高分子膜的多孔層界面。滲透氣的絕大部分進(jìn)入高分子多孔膜的微孔內(nèi)，反復(fù)與孔壁碰撞而移動(dòng)，形成諾森流，例如，以一氧化碳和氫氣的混合氣為原料，那末由于一氧化碳分子比氫分子大，使得氫的滲透速率比一氧化碳大，從而滲透氣中氫濃度增加，CO和H2的分離作用基本實(shí)現(xiàn)，最后，經(jīng)過多孔層中的大孔，形成粘性流而脫附出來。上述吸附過程符合朗格繆爾吸附定律。
本發(fā)明的膜由過渡金屬或其無機(jī)，有機(jī)化合物與有機(jī)高分子化合物制成，它是過渡金屬無機(jī)或有機(jī)物和高分子化合物的絡(luò)合膜或者部份絡(luò)合膜，也可以是由過渡金屬，金屬鹽類，絡(luò)合物及高分子化合物形成的混合物膜。
上述的過渡金屬應(yīng)理解為元素周期表中第4、第5、第6周期中的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ副族元素和Ⅷ族元素，例如Ni、Co、Mo、Cu、Cd、V、Ce、Cr、Fe、Mn、Pd、Pt、Zn、Rh、Ag等。過渡金屬鹽類是指上述金屬的鹽類包括硫酸鹽、醋酸鹽、磷酸鹽、氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽。過渡金屬絡(luò)合物指上述金屬的金屬有機(jī)絡(luò)合物，過渡金屬化合物還包括上述過渡金屬的氧化物，多相催化反應(yīng)用催化劑包括上述金屬的氧化物催化劑或者金屬/擔(dān)體催化劑。擔(dān)體為SiO2，Al2O3，SiO2-Al2O3，各種類型的分子篩，ZnO，MgO等等。
上述的一種或兩種以上的過渡金屬或其化合物按2%～90%(重量)的比例與下述有機(jī)高分子化合物按98%～10%(重量)的比例制成催化-高分子氣體分離膜。
上述的高分子化合物是指有機(jī)硅橡膠，聚乙烯醇，醋酸纖維素(二、三醋酸酯)，聚砜，乙基纖維素，聚丙烯酸，聚酰亞胺等，或者是兩種或兩種以上的上述高分子化合物組成的混合物。
制膜的方法或過程，按其不同的原料和目的，可分成機(jī)械單相制膜，混合制膜、反應(yīng)制膜。
把上述的過渡金屬化合物無機(jī)物和有機(jī)聚合物以一定的比例與濃度溶解在溶劑中，加入或不加入適宜制膜的催化劑，在一定的條件下(溫度、攪拌過濾等)進(jìn)行混合或反應(yīng)，得到膠液，在膠液中加入或者不加入金屬氧化物催化劑或金屬/擔(dān)體催化劑，也可以在高分子膠液中只加入催化劑，然后在水中或空氣中成膜，成膜條件為溫度10-120℃，相對(duì)濕度30～90%，較好的成膜條件為溫度15～50℃，相對(duì)濕度40～60%，可制成多孔或非多孔膜。上述膠液也可涂復(fù)在支撐底材上形成復(fù)合膜。
下述的溶劑顯示出能溶解過渡金屬無機(jī)物鹽類，過渡金屬有機(jī)絡(luò)合物，高分子化合物的能力，本發(fā)明所用溶劑包括水、有機(jī)酸、有機(jī)堿、無機(jī)酸、無機(jī)堿以及丙酮、乙醇、石油醚、二氧六環(huán)、二甲基甲酰胺、正己烷、苯、甲酰胺、四氫呋喃、二甲亞砜等，或者是兩種或兩種以上的上述溶劑的混合液。
下述的支撐底材是能使復(fù)合膜增加拉伸，撕裂強(qiáng)度的材料，本發(fā)明包括聚酰亞胺、聚砜、聚丙烯、聚酯、聚偏氟乙烯、無紡布等等。
本發(fā)明的目的還可以通過下述措施來達(dá)到首先，選擇合適的高分子化合物是非常重要的，通?？蛇x擇含希夫堿或其它活性基團(tuán)的有機(jī)硅橡膠、聚砜、醋酸纖維素(二、三醋酸酯)、乙基纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚酰亞胺等。例如，用于從空氣中富集氧選擇不同類型的硅橡膠聚合物或乙基纖維素等;用于氫分離選擇聚砜，醋酸纖維素、聚酰亞胺等;用于調(diào)節(jié)C1合成化學(xué)中的一氧化碳與氫氣比例，則選擇醋酸纖維素、聚乙烯醇、聚砜等。
加入高分子膜中的過渡金屬化合物的選擇是比較困難的，選擇在一定條件下能與某種氣體分子(如O2、N2、CO、CO2烯烴等)形成可逆絡(luò)合的金屬有機(jī)絡(luò)合物或金屬雜多酸或金屬顆粒;另外也可按下列描述來選擇過渡金屬即此過渡金屬能吸附某種氣體、吸附強(qiáng)度適宜，并在含過渡金屬的膜表面形成吸附態(tài)表面絡(luò)合物，這種過渡態(tài)絡(luò)合物在壓力梯度的作用下，在適當(dāng)時(shí)機(jī)又能離解形成氣體分子，從而可以增加滲透性能與分離性能。例如選擇過渡金屬鈷，用于富集空氣中的氧，選擇鉑、鈀、銠、銅、鎳等，用于分離H2/CO、N2/H2等。
我們還可以選擇某些金屬氧化物催化劑或金屬/擔(dān)體催化劑，加入到上述的高分子膜中，從不同角度、不同程度地改變膜分離過程中的某個(gè)歷程、步驟，從而選擇性地影響滲透速度和分離因子。這些催化劑的特征是比表面積大，能在一定條件下有選擇吸附和選擇形成吸附態(tài)表面絡(luò)合物的性能，這種過渡絡(luò)合物不很穩(wěn)定能還原釋放出某種氣體分子。該催化劑吸附某種氣體的量要大，且吸附溫度要適當(dāng)?shù)鸵恍?。例如Pd/Al2O3、Pt/Al2O3或雙金屬型催化劑，金屬雜多酸型催化劑(如Fe-Cr-Zn;Fe-Cr-Co-Ni等)等等。
相比之下，溶劑的選用似乎要比選用高分子化合物和過渡金屬化合物要容易一些，我們選擇溶劑的原則是它既能溶解高分子化合物，又能溶解加入到這些聚合物中的過渡金屬化合物。而且要考慮到溶劑的沸點(diǎn)與揮發(fā)度，因?yàn)檫@些因素直接影響到膜的孔徑大小，影響到膜是屬多孔膜還是屬于非多孔膜。因而影響滲透速率與分離因子。溶劑可以是一種，也可以是兩種或兩種以上的混合溶液。例如水-醇，正己烷-苯，二甲基甲酰胺-丙酮，甲酰胺-丙酮，石油醚，二甲基甲酰胺，四氫呋喃，二甲亞砜，二氧六環(huán)等等。
利用上述的高分子化合物，過渡金屬化合物以及溶劑，在一定溫度下通過共溶混合，機(jī)械攪拌，反應(yīng)生成膠液，然后在表面光潔的平板上，或者用刮膜機(jī)把膠液涂復(fù)在增加強(qiáng)度的支撐底材上，在一定相對(duì)濕度、空氣氣氛下?lián)]發(fā)溶劑形成多孔或非多孔膜。上述膠液中亦可加入多相催化反應(yīng)用的金屬氧化物或金屬/擔(dān)體催化劑粉末，然后再成膜。
在制膜過程中，可使用有機(jī)合成常用的還原劑，例如硼氫化鈉、肼等，將加入到高分子化合物中過渡金屬化合物還原成金屬，然后以金屬的形成存在于高分子膜內(nèi)。也可以將金屬離子部分還原。
加入到上述高分子化合物中的過渡金屬化合物的量以4%～74%(重量)為佳，其中過渡金屬、過渡金屬鹽類、過渡金屬氧化物、過渡金屬有機(jī)絡(luò)合物為4～40%(重量)，催化劑為0～70%(重量)。
加入催化-高分子分離膜中的催化劑顆粒大小，以直徑為2～200nm為宜，以5～100nm為佳，比表面積要大，在維持成膜條件和膜強(qiáng)度的前提下加入量可不受限制，但以20%～70%(重量)為佳。加入的方法可以直接加在膠液中，攪拌后均勻分布在膜中，也可在成膜過程中加入，在膜的表面形成一層催化劑粉末。
用上述的配方和方法制備的催化-高分子膜厚度為0.1～800nm，呈多孔性或非多孔性，是具有一定延伸和撕裂強(qiáng)度的帶色單相膜，其紅外光譜，紫外光譜，核磁共振譜與組成它的高分子膜不同，是一種絡(luò)合物膜或是一種金屬、金屬鹽類、絡(luò)合物及高分子化合物組成的混合物膜，膜內(nèi)含有一定量的金屬，例如Ni，Co，Mo，Cu，Cd，V，Ce，Cr，F(xiàn)e，Mn，Pd，Pt，Zn，Rh，Ag等，以及某種非金屬C，H，O，N，S，Cl，P等。該膜能夠吸附某種氣體，例O2，N2，H2，CO，CO2，CH4及低級(jí)烴類氣體，吸附性能與膜的滲透性能有關(guān)。
上述催化-高分子分離膜的透氣性能是在美國(guó)ASTM1434V(1975)推薦的CS-135-241型透氣儀上進(jìn)行的，測(cè)定方法采用改進(jìn)型恒壓體積法，用Varian公司生產(chǎn)的3400氣相色譜儀分析CO，O2，N2，H2等組分。
該膜的性能為在分離H2/CO時(shí)其分離系數(shù)2.8～3.6，滲透率J(H2)[cm3(STP)/cm2·sec·cmHg]＞10-3，當(dāng)高低壓差為0.5～8kg/cm2時(shí)，截留率為0.2-0.4，混合氣中氫的濃度可從50%濃縮到65%～70%。
本發(fā)明提供的氣體分離膜可用于氣體分離組件，例如，卷式或平板式分離裝置，也可用于中空絲膜構(gòu)成的組件。
本發(fā)明同已有技術(shù)相比，具有突出的實(shí)質(zhì)性特征和顯著的技術(shù)進(jìn)步1、配方獨(dú)特高分子膜中既含有過渡金屬及其化合物又可以含有多相催化反應(yīng)用催化劑。
2、膜的分離性能優(yōu)異在調(diào)節(jié)H2/CO混合氣的比值時(shí)，氫氣的滲透速率J(H2)可大于10-3，同時(shí)分離系數(shù)大于3。
3、膜的強(qiáng)度高膜可制成多孔膜或非多孔膜，膜厚可達(dá)0.1～800nm，因此增加了膜的強(qiáng)度。
下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述例10.5gCu(NO3)2·3H2O，3g二醋酸纖維素共溶于二甲基甲酰胺中，混合物經(jīng)加熱，攪拌，反應(yīng)，形成膠液，澆注到水平的玻璃板上，在溫度20℃，相對(duì)濕度50%的空氣氣氛中揮發(fā)溶劑干燥成膜。此膜為非多孔膜，經(jīng)紅外光譜，紫外光譜，順磁共振譜，核磁共振譜證實(shí)，它是一種帶有金屬有機(jī)絡(luò)合物結(jié)構(gòu)的改性高分子膜。
例2上述膠液中加入3g或6g催化劑Pt/Al2O3或Pt-Pd/Al2O3，顆粒直徑為3-100nm，機(jī)械共混后，按上述條件成膜。
例30.2g(NH4)6Mo7O24·4H2O溶于25ml水的溶液與4g聚砜溶于16g二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶液，相互混合，攪拌，再加入適量的磷酸溶液。加熱攪拌，得到膠液，澆注到玻璃板上，連板放到水中成膜，70℃干燥，此膜為多孔膜，氫滲透率J(H2)可大于10-2。
例4上述膠液中加入用于烯烴氧化脫氫的催化劑粉末6g，例如ZnaCrbFecO4催化劑或ZnaCrbFecO4x[α(r)-Fe2O3]催化劑粉末，在相對(duì)濕度10%～80%的空氣中干燥成膜，或者在成膜時(shí)，在膜的表面加入上述催化劑粉末，在保持較好的膜強(qiáng)度條件下，催化劑粉末以多加為佳。
例5取60g鏈端為羥基的室溫固化硅橡膠，1.2g交聯(lián)劑(原硅酸乙酯)，228g四氫呋喃，制成有機(jī)硅橡膠的四氫呋喃溶液，取30ml上述溶液加幾滴二丁基二月桂酸錫催化劑放置半小時(shí)。然后取5gCu(NO3)2·3H2O，40g的四氫呋喃配成溶液，取1ml上述二部分溶液混合，攪拌，放置15～30分鐘在鋼質(zhì)模具中成膜，空氣中室溫?fù)]發(fā)，制成非多孔膜。也可用上述膠液涂復(fù)在多孔聚砜底膜上制成復(fù)合膜。在上述膠液成膜時(shí)，膜表面加入氧化反應(yīng)用多相催化劑或者吸附氧性能好的催化劑粉末，再干燥成膜?？傻猛笟饬枯^好，分離因子較高的可用于從空氣富集氧的氣體分離膜。
例6取4ml飽和的CuCl二甲基甲酰胺溶液和20g15%的聚砜/二甲基甲酰胺溶液，適當(dāng)加溫?cái)嚢?，使之溶解，然后在水平的玻璃板上成膜，在溫?0-40℃，相對(duì)濕度30-50%的空氣中干燥，制得多孔膜。此膜可用于調(diào)節(jié)H2/CO混合氣，氫的滲透速度J(H2)＞10-3，分離因子＞3.2，高低壓差3～7kg/cm2時(shí)，氫濃度可從50%濃縮到65%～70%。
例73gV2O5，10gH2C2O4·2H2O加入20ml蒸餾水加熱至沸，全溶后，再加入8gCo(NO3)2·6H2O，加熱全溶得溶液(Ⅰ)。把二醋酸纖維素配成20%的冰醋酸溶液，再加適量的聚乙二醇400，得溶液(Ⅱ)。把Ⅰ和Ⅱ以合適的比例混合，攪拌，反應(yīng)得到混合物膠液，此膠液內(nèi)含有無機(jī)金屬鹽、金屬有機(jī)絡(luò)合物以及高分子化合物，把此膠液澆注到水平的光學(xué)玻璃板上成膜，室溫下空氣中干燥?；蛘咴?0%相對(duì)濕度下成膜，再干燥。
例8取6ml的飽和Co(CH3CO2)2·4H2O/二甲基甲酰胺溶液和20g18%的聚砜/二甲基甲酰胺溶液，適當(dāng)加溫，攪拌下共溶，然后在與例6相同條件下成膜，干燥，制得多孔膜。其氫氣滲透率J(H2)可大于10-2。
例9在例7、8的膠液中可以按照用途加入不同類型的多相催化劑，顆粒以3～100nm為佳。機(jī)械混合后，按上述條件成膜。
例10取30ml例5中的有機(jī)硅橡膠的四氫呋喃溶液加幾滴二丁基二月桂酸錫催化劑放置半小時(shí)，然后加1-5ml的金屬有機(jī)絡(luò)合物，[如二-(水楊醛)乙二胺鈷等]的四氫呋喃溶液，攪拌共溶，放置15～30分鐘后，在鋼質(zhì)模具中成膜，空氣中30～40℃溫度下制成非多孔膜。也可用上述膠液涂復(fù)在多孔聚砜/聚酯底膜上制成復(fù)合膜?？捎糜趶目諝庵懈患鯕?。
例11按例6的配和制備方法，用CuCl2·2H2O代替CuCl，再加入同當(dāng)量的硼氫化鈉還原劑。此膜可用于調(diào)節(jié)H2/CO混合氣，氫的滲透率J(H2)＞10-3，分離因子＞2.8。
例12按例6的配方和方法，在膠液中分別加入2gPd/Al2O3、Pt/Al2O3或Pd-Pt/Al2O3催化劑粉末，顆粒為3～100nm。
例13
5ml飽和的Co(NO3)2·6H2O二甲基甲酰胺溶液，與20g的20%聚砜(二甲基甲酰胺)溶液，攪拌共混，成膜，其氫氣滲透率J(H2)～10-3，分離因子3～3.5。
最佳實(shí)施例為例6、例12和例13。
權(quán)利要求
1.催化--高分子氣體分離膜，其特征在于，由2%～90%(重量)的一種或兩種以上的下述過渡金屬或其化合物和98%～10%的一種或兩種以上的下述高分子化合物組成，過渡金屬是指第4，第5，第6周期中的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ副族和Ⅶ族的元素，包括Ni、Co、Mo、Cu、Cd、V、Ce、Cr、Mn、Pd、Pt、Fe、Rh、Zn、Ag等，過渡金屬化合物是指上述過渡金屬的鹽類等，包括硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽、氯化物以及氧化物等；過渡金屬化合物還指上述過渡金屬的金屬有機(jī)絡(luò)合物，過渡金屬化合物還包括上述過渡金屬的氧化物催化劑或金屬/擔(dān)體催化劑，上述的高分子化合物包括有機(jī)硅橡膠、聚乙烯醇、醋酸纖維素(二、三醋酸酯)、聚砜、乙基纖維素、聚丙烯酸、聚酰亞胺等。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體分離膜，其特征在于過渡金屬化合物為氯化亞銅，高分子化合物為聚砜。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體分離膜，其特征在于過渡金屬化合物為氯化銅，高分子化合物為聚砜。
4.如權(quán)利要求1所述的氣體分離膜，其特征在于，過渡金屬化合物為硝酸鈷，高分子化合物為聚砜。
5.如權(quán)利要求1所述的氣體分離膜，其特征在于，過渡金屬化合物為硝酸銅，高分子化合物為醋酸纖維素或者鏈端基為羥基的室溫固化硅橡膠。
6.如權(quán)利要求1所述的氣體分離膜，其特征在于，過渡金屬化合物為鉬酸胺，高分子化合物為聚砜。
7.如權(quán)利要求1所述的氣體分離膜，其特征在于，過渡金屬化合物為二-(水楊醛)乙二胺鈷，高分子化合物為有機(jī)硅橡膠。
8.如權(quán)利要求1所述的氣體分離膜，其特征在于過渡金屬化合物為Pt/Al2O35、Pd/Al2O3或Pt-Pd/Al2O3催化劑。
9.如權(quán)利要求1所述的氣體分離膜，其特征在于，過渡金屬、過渡金屬化合物所占比例最好為4%～74%(重量)，其中過渡金屬、過渡金屬鹽類、過渡金屬氧化物、過渡金屬有機(jī)絡(luò)合物為4%～40%(重量)，催化劑為0%～70%(重量)。
10.如權(quán)利要求1或8所述的氣體分離膜、其特征在于、過渡金屬氧化物催化劑或金屬/擔(dān)體催化劑的顆粒大小為2～200nm，最好為5～100nm。
11.如權(quán)利要求1所述所氣體分離膜，其特征在于，膜厚為0.1～800nm。
12.如權(quán)利要求1或11所述的氣體分離膜，其特征在于，膜為多孔膜或非多孔膜。
13.催化-高分子氣體分離膜的制備方法，其過程為(1) 溶劑溶解制膜用的無機(jī)化合物和高分子化合物;(2) 充分?jǐn)嚢?，機(jī)械混合，形成膠狀溶液;(3) 在空氣中或水中成膜，其特征在于(1) 溶劑為四氫呋喃、二甲基甲酰胺;(2) 過渡金屬化合物和高分子化合物反應(yīng)形成絡(luò)合膜;(3) 在被溶劑溶解的膠液中加入過渡金屬的氧化物催化劑或金屬/擔(dān)體催化劑粉末;(4) 在空氣中或水中成膜的條件為溫度10～120℃，相對(duì)濕度30%～90%。
14.如權(quán)利要求13所述的制膜方法，其特征在于，催化劑的顆粒為2～200nm，最好為5～100nm。
15.如權(quán)利要求13或14所述的制膜方法，其特征在于，在溶解后的膠液中加入催化劑粉末，混合均勻后成膜。
16.如權(quán)利要求13或14所述的制膜方法，其特征在于，在高分子膜的表面鋪加催化劑粉末，然后成膜。
17.如權(quán)利要求13所述的制膜方法，其特征在于，膜厚為0.1～800nm。
18.如權(quán)利要求13或17所述的制膜方法，其特征在于，較好的成膜條件為溫度15～50℃，相對(duì)溫度40%～60%。
全文摘要
催化——高分子氣體分離膜，屬混合氣體分離膜材料。膜材料由2％-90％(重量)的過渡金屬或其化合物與98％-10％(重量)高分子化合物溶合或化合制成，過渡金屬化合物包括鹽類、催化劑、絡(luò)合物等。本發(fā)明的膜材料具有優(yōu)異的分離性能，在分離H
文檔編號(hào)B01D67/00GK1040154SQ8810493
公開日1990年3月7日 申請(qǐng)日期1988年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月8日
發(fā)明者施孝遹, 陳珊妹, 劉蒲 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所