[发明专利]带羧酸配位结构的聚酰胺-聚酰亚胺煤层气脱氧分离膜

权利要求书

1.一种带羧酸配位结构的聚酰胺-聚酰亚胺煤层气脱氧分离膜，其特征在于，所述脱氧分离膜的材料包括聚酰胺-聚酰亚胺化合物，所述聚酰胺-聚酰亚胺化合物由聚酰胺结构单元和聚酰亚胺结构单元交替嵌段聚合构成且通过加入含有带羧酸基团的二胺在分子链中植入羧酸基团并通过羧酸基团与Co²⁺进行配位形成具有氧气促进功能的单元，其中，聚酰胺单元的摩尔分数为5～60，聚酰亚胺单元的摩尔分数为95～40。

2.一种如权利要求1所述的带羧酸配位结构的聚酰胺-聚酰亚胺煤层气脱氧分离膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

S100、采用二胺Ⅰ、二胺Ⅱ、二酸酐、二酰氯制备所述聚酰胺-聚酰亚胺化合物，所述二胺Ⅱ为带羧基的二胺；

S200、将步骤S100得到的聚酰胺-聚酰亚胺化合物中的羧酸基团与Co²⁺进行配位得到具有配位功能的聚酰胺-聚酰亚胺化合物溶液；

S300、利用步骤S200得到的聚酰胺-聚酰亚胺化合物溶液制备复合膜，所述复合膜即为所述带羧酸配位结构的聚酰胺-聚酰亚胺煤层气脱氧分离膜。

3.根据权利要求2所述的带羧酸配位结构的聚酰胺-聚酰亚胺煤层气脱氧分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S100包括：

S110、在反应器中加入二胺Ⅰ和二胺Ⅱ，并加入第一溶剂溶解得到溶液A；

S120、向所述溶液A中加入缚酸剂得到溶液B；

S130、向所述溶液B中分批加入二酸酐和二酰氯，并在第一预定温度条件下反应第一预定时长得到溶液C；

S140、向所述溶液C中加入带水剂并升温至第二预定温度继续反应第二预定时长得到溶液D；

S150、所述溶液D降温后在甲醇中沉淀得到所述聚酰胺-聚酰亚胺化合物。

4.根据权利要求3所述的带羧酸配位结构的聚酰胺-聚酰亚胺煤层气脱氧分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S110中，所述二胺Ⅰ为对苯二胺、间苯二胺或4,4'-二氨基二苯醚，所述二胺Ⅱ为3,4-二氨基苯甲酸、3,5-二氨基苯甲酸、3,5-二氨基-4-甲基苯甲酸或3,5-二氨甲基苯甲酸。

5.根据权利要求3所述的带羧酸配位结构的聚酰胺-聚酰亚胺煤层气脱氧分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S110中，所述二胺Ⅰ与所述二胺Ⅱ的摩尔比为(0.6～0.9)：(0.4～0.1)。

6.根据权利要求3所述的带羧酸配位结构的聚酰胺-聚酰亚胺煤层气脱氧分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S110中，所述第一溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；

所述步骤S110中，所述溶液A的固含量为10％～40％；

所述步骤S120中，所述缚酸剂为三乙胺；

所述步骤S130中，所述二酸酐为3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐或4,4'-氧双邻苯二甲酸酐；

所述步骤S130中，所述二酰氯为4,4'-苯偶酰氯或4,4'-二酰氯二苯醚；

所述步骤S130中，所述第一预定温度为-15～20℃；

所述步骤S130中，所述第一预定时长为20～28小时；

所述三乙胺的加入比例为所述二酰氯的摩尔比的2倍；

所述步骤S140中，所述带水剂为甲苯，所述甲苯的加入量为所述二酰氯的摩尔量的3～10倍；

所述步骤S140中，采用分水器和冷凝装置进行升温；

所述步骤S140中，所述第二预定温度为150～200℃；

所述步骤S140中，所述第二预定时长为3～5小时。

7.根据权利要求2所述的带羧酸配位结构的聚酰胺-聚酰亚胺煤层气脱氧分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S200包括：

S210、将所述聚酰胺-聚酰亚胺化合物加入第二溶剂得到溶液B；

S220、向所述溶液B中加入醋酸钴，并在第三预定温度条件下反应第三预定时长得到所述具有配位功能的聚酰胺-聚酰亚胺化合物溶液。