[发明专利]一种复合碳分子筛膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合碳分子筛膜，包括：

1）多孔基体；

2）多孔基体表面的过渡层，所述的过渡层由多孔基体表面浸渍溶胶或胶体形成的模板分解而成；

3）过渡层表面的多孔碳分子筛膜。

2.根据权利要求1所述的复合碳分子筛膜，其特征在于，所述的溶胶或胶体为基于Al、Ti、Si、Zr、Ni或Pd元素的溶胶或胶体，加热分解后产生所述元素的氧化物。

3.根据权利要求2所述的复合碳分子筛膜，其特征在于，所述的溶胶选自铝溶胶、硅溶胶、钛溶胶或锆溶胶中的一种或几种；所述的胶体为Al、Ti、Zr、Si或Pd 的氢氧化物胶体。

4.根据权利要求1所述的复合碳分子筛膜，其特征在于，所述的多孔碳分子筛膜是由含碳前驱体在惰性气氛中碳化而成。

5.根据权利要求4所述的复合碳分子筛膜，其特征在于，所述的含碳前驱体为聚酰亚胺、聚糠醇、酚醛树脂、聚醚砜酮、聚丙烯腈或聚醚酰亚胺中的一种。

6.根据权利要求1所述的复合碳分子筛膜，其特征在于，所述的多孔碳分子筛膜厚度为0.5～5 μm。

7.一种复合碳分子筛膜的制备方法，包括以下步骤：

1）在多孔基体表面上浸渍可分解的溶胶或胶体材料，干燥后形成模板；

2）在上述模板上涂覆聚合物涂膜液，干燥后形成聚合物层；

3）聚合物层在惰性气氛中碳化，制得复合碳分子筛膜。

8.根据权利要求7所述的复合碳分子筛膜的制备方法，其特征在于，所述的多孔基体为多孔陶瓷、多孔不锈钢、多孔陶瓷/不锈钢复合材料、多孔玻璃或多孔硅片中的一种，其平均孔径为0.1～10 μm。

9.根据权利要求7所述的复合碳分子筛膜的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的溶胶为铝溶胶、硅溶胶、钛溶胶或锆溶胶中的一种或几种，胶体为Al、Ti、Zr、Pd或Si 氢氧化物胶体；浸渍时间为5～20 min；干燥温度为0～20 ℃，干燥时间为24～72 h。

10.根据权利要求7所述的复合碳分子筛膜的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述的涂膜液包括聚酰亚胺、聚糠醇、酚醛树脂、聚醚砜酮、聚丙烯腈或聚醚酰亚胺溶液；干燥温度为40～120℃，干燥时间12～48 h。

11.根据权利要求7所述的复合碳分子筛膜的制备方法，其特征在于，步骤3）中所述的碳化条件为，惰性气氛为氮气或氩气，气体流速控制在10～200 mL/min；升温速率为0.5～10 ℃ /min，碳化终温为500～1000 ℃，恒温时间0.5～5 h。

12.权利要求1所述的复合碳分子筛膜在气体分离上应用。