[发明专利]一种点击化学接枝氨基的聚酰亚胺CO2

说明书

一种点击化学接枝氨基的聚酰亚胺CO₂分离膜的制备方法，属于膜分离技术领域，目的在于提供一种通过点击化学方法在聚酰亚胺上修饰氨基或氨基、羟基混合功能基团的聚酰亚胺。本发明通过采用商业化单体合成聚酰亚胺，然后通过溴代、叠氮化，再与带功能基团的一种或两种炔基化合物进行点击化学环合反应，制备得到接枝有氨基或氨基和羟基混合功能基团的聚酰亚胺，以期获得较高气体分离性能，可潜在的应用于CO₂分离捕集。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种点击化学接枝氨基的聚酰亚胺CO₂分离膜的制备方法。

背景技术

CO₂是主要的温室气体，是导致全球气候变暖和产生极端天气的主要原因之一，因此，分离脱除并有效捕集CO₂已成为近年来全世界关注的热点。目前CO₂的主要来源是电厂、钢厂、水泥厂等尾气，这几种气源中CO₂排放几乎占整个CO₂排放的60%；另外，天然气、沼气、变换合成气中也有大量的CO₂在净化过程中需要脱出。CO₂一方面是温室气体，另一方面CO₂本身也是一种重要的资源和工业气体，在化工、石油开采、食品、农业、烟草、消防等领域有着广泛的应用。因此，分离捕集CO₂，实现CO₂分离回收和综合利用，是一举两得的有利举措。

目前，CO₂分离捕集方法主要有吸附法、溶液吸收法、低温分离法和膜分离法。与其他方法相比，膜分离技术具有经济、高效节能、无二次污染、占地面积小等优点，已成为分离和捕集CO₂气体的重要技术。

膜技术的核心是膜材料，制备高性能（高渗透性和高分离选择性）膜材料是利用膜技术实现对CO₂气体有效分离和捕集的关键。聚酰亚胺是一种玻璃态聚合物，其分子主链上含有氮芳香杂环结构，耐热性优良，玻璃化温度高，这使得聚酰亚胺分子链在普通使用温度下链段运动受限制，从而具有较高刚性。聚酰亚胺这种特性，也使得其分子链具有高的自由体积和适中的链间距，从而可获得较高的气体分离因子和较好的气体透过性。但目前聚酰亚胺的渗透性能仍与工业应用需求有一定差距，从而制约了其在气体分离方面的规模应用。然而合成新结构的聚酰亚胺难度非常大，而采用商业化单体制备聚酰亚胺，然后再此基础上进行接枝改性是一条获得高性能聚酰亚胺的简单有效途径。

点击化学方法是一种简单有效的有机化学合成方法，是一种以碳-杂原子键（C-X-C）合成为基础的组合化学新方法，借助点击反应可以来简单高效地对高分子进行功能化接枝修饰。因此我们期望通过采用商业化单体合成聚酰亚胺，然后通过溴代、叠氮化然后与带氨基基团的炔基化合物进行点击化学环合反应，高效制备功能化聚酰亚胺，以制备得到高性能气体分离膜材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过点击化学方法在聚酰亚胺上修饰氨基或氨基、羟基混合功能基团的聚酰亚胺。通过采用商业化单体合成聚酰亚胺，然后通过溴代、叠氮化，再与带功能基团的一种或两种炔基化合物进行点击化学环合反应，制备得到接枝有氨基或氨基和羟基混合功能基团的聚酰亚胺，以期获得较高气体分离性能，可潜在的应用于CO₂分离捕集。

本发明采用如下技术方案：

一种点击化学接枝氨基的聚酰亚胺CO₂分离膜的制备方法，包括如下步骤：

第一步，聚酰亚胺的制备：