[发明专利]一种偏高岭土和碳纳米管协同改性的混合基质膜的制备方法和应用

权利要求书

1.一种偏高岭土和碳纳米管协同改性的混合基质膜的制备方法，其特征在于：以偏高岭土和碳纳米管作为双填充剂，选用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为聚合物基体，首先将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物配制成均相分散液，然后将偏高岭土和碳纳米管按比例分别加入到均相分散液中，继续搅拌均匀，静置脱泡后刮膜并干燥；

所述的偏高岭土和碳纳米管协同改性的混合基质膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物均相分散液：

称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物颗粒并加入甲苯溶剂中，保证苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在溶剂中的质量百分含量为2%-15%，采用磁力搅拌器在温度范围为20-50°C，转速范围为100-2000 rpm时，机械搅拌2-24 h至聚合物完全溶解，命名为均相分散液A；

（2）制备掺杂偏高岭土和碳纳米管的铸膜液：

称取偏高岭土和碳纳米管，依次添加偏高岭土和碳纳米管到均相分散液A中，采用磁力搅拌器在温度范围为20-50°C，转速范围为100-2000 rpm，搅拌2-24 h，再静置脱泡12-48h，得到均匀的分散液，命名为铸膜液B；

其中偏高岭土和碳纳米管的用量占苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量百分比为1-15%；

（3）制备掺杂偏高岭土和碳纳米管的混合基质膜：

用刮刀将铸膜液均匀地刮在玻璃板上，控制湿膜的厚度为500-1500 μm，然后将玻璃板放置在25-40℃的真空烘箱中真空干燥12-48 h，再在40-80℃的真空烘箱中干燥12-48 h；将去除溶剂后的膜从玻璃板揭下，妥善保管待用。

2.根据权利要求1所述的偏高岭土和碳纳米管协同改性的混合基质膜的制备方法，其特征在于：偏高岭土和碳纳米管的质量比为（1-10）：（0.005-2），通过调整二者的质量比，实现混合基质膜结构的调控。

3.根据权利要求1所述的偏高岭土和碳纳米管协同改性的混合基质膜的制备方法，其特征在于：所述的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的分子量为50,000~200,000，由商业批量生产后购买使用。

4.根据权利要求1所述的偏高岭土和碳纳米管协同改性的混合基质膜的制备方法，其特征在于：所制备的混合基质膜的干厚为10-200 μm。

5.一种采用权利要求1~4任一项所述的方法制备的偏高岭土和碳纳米管协同改性的混合基质膜。

6.一种权利要求5所述的偏高岭土和碳纳米管协同改性的混合基质膜在分离CO₂中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：采用恒压变体积法测试气体渗透性能，膜渗透的有效面积为10-100 cm²，扫气采用H₂，扫气流速为2-100 mL min^-1，进料气流速为5-50 mL min^-1，原料侧和渗透侧的流量用皂膜流量计测得，渗透侧组分含量由气相色谱测试；测试温度为20-100℃，压差为0.1-1.5 MPa。