[发明专利]通过碳化偏二氯乙烯共聚物气体分离膜的气体分离和膜制备方法

权利要求书

1.一种用于从具有氢气和较大气体分子的气体混合物中分离氢气的方法，所述方法包含：

(i)提供具有氢气渗透和氢气/甲烷选择性的组合的碳化聚偏二氯乙烯共聚物膜，其中所述氢气渗透和氢气/甲烷选择性的组合是(i)至少30GPU氢气渗透和至少200氢气/甲烷选择性或(ii)至少10GPU氢气渗透和至少700氢气/甲烷选择性；并且

(ii)使所述气体混合物流过所述碳化聚偏二氯乙烯共聚物膜以产生具有增加的氢气浓度的渗透物第一物流和具有增加的较大气体分子浓度的第二滞留物物流；

其中所述聚偏二氯乙烯共聚物膜的平均孔径大于通过采用不同尺寸的气体探针分子进行的气体吸附所测定的较大气体分子直径，并且至多为

其中所述较大气体分子由二氧化碳、氮气、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、丁烷或丁烯中的至少一种组成；和

其中所述碳化聚偏二氯乙烯共聚物膜的厚度是1到250微米。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过吸附气体分子测定，所述平均孔径大于甲烷。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述平均孔径大于3埃。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述平均孔径大于4埃。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述平均孔径大于5埃。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述氢气渗透是至少40GPU。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述氢气/甲烷选择性是至少700。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述碳化聚偏二氯乙烯共聚物膜是由偏二氯乙烯和以下中的至少一种组成的聚偏二氯乙烯共聚物：乙烯基单体；氯乙烯单体；丙烯酸酯单体；甲基丙烯酸酯单体；苯乙烯类单体；丙烯腈，甲基丙烯腈；衣康酸；已经热解的三氟氯乙烯。

9.根据权利要求8所述的方法，其中通过差示扫描量热法所测定，所述聚偏二氯乙烯共聚物的结晶度百分比是25％到75％。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚偏二氯乙烯共聚物在400℃到650℃的最高温度下热解。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳化聚偏二氯乙烯共聚物膜的厚度是10到150微米。

12.一种制备用于从具有氢气和较大气体分子的气体混合物中分离氢气的碳化聚偏二氯乙烯共聚物的方法，所述方法包含，

(a)提供厚度是1微米到250微米的聚偏二氯乙烯共聚物膜或中空纤维，

(b)将所述聚偏二氯乙烯共聚物膜加热并限制在100℃到180℃的预处理温度以形成预处理过的聚偏二氯乙烯共聚物膜，并且

(c)将所述预处理过的聚偏二氯乙烯共聚物膜加热并限制在400℃到700℃的最高热解温度，

其中所述聚偏二氯乙烯共聚物膜的平均孔径大于通过采用不同尺寸的气体探针分子进行的气体吸附所测定的较大气体分子直径，并且至多为

13.根据权利要求12所述的方法，其中步骤(b)和(c)的限制是通过施加压缩力。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述最高热解温度是至多650℃。

15.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述聚偏二氯乙烯共聚物膜是由偏二氯乙烯和以下中的至少一种组成的聚偏二氯乙烯共聚物：乙烯基单体；氯乙烯单体；丙烯酸酯单体；甲基丙烯酸酯单体；苯乙烯类单体；丙烯腈，甲基丙烯腈；衣康酸；已经共聚的三氟氯乙烯。