[发明专利]一种应用于CO2

权利要求书

1.一种应用于CO₂分离的聚酰亚胺混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

(a)制备溴改性的锆金属有机框架：

将氯化锆、2-溴对苯二甲酸、二甲基甲酰胺混合，超声处理，以确保所有反应物完全溶解，得到混合物；将对苯二甲酸和二甲基甲酰胺倒入上述混合物中，进行超声处理，超声后静置，沉淀的颗粒用二甲基甲酰胺和甲醇洗涤和离心，除去未反应的杂质，在60℃真空下干燥过夜，得到溴改性的锆金属有机框架；

(b)制备聚乙二醇接枝锆金属有机框架

(b1)将聚乙二醇、催化剂氧化银和碘化钾溶于二氯甲烷中，加入对甲苯磺酰氯，室温下磁力搅拌2-3h，过滤后得到产品A；再产品A溶于浓氨水(25％-28％)，加入氯化铵，室温下磁力搅拌三天，用二氯甲烷萃取，蒸发除掉溶剂得到一端为羟基，一端为氨基的聚乙二醇(HO-PEG-NH2)；

(b2)将溴改性的锆金属有机框架超声分散在乙醇溶剂中，再加入HO-PEG-NH2，搅拌均匀后，在氮气氛围中进行取代反应，待反应结束后，过滤并使用丙酮洗涤，烘干，得到聚乙二醇接枝锆金属有机框架；

(c)制备改性聚酰亚胺

(c1)在氮气氛围中，将3,5-二氨基苯甲酸，4,4’-二氨基二苯醚和二甲基乙酰胺加入到反应瓶中，搅拌均匀后，再将含有均苯四甲酸二酐的二甲基乙酰胺溶液加入到混合溶液中，进行合成反应，待反应结束后，得到侧链含羧基聚酰胺酸前驱体；

(c2)将侧链含羧基聚酰胺酸前驱体溶解在二甲基乙酰胺，然后稀释成质量分数为3-8％的溶液，接着进行亚胺化反应，待反应结束后，使用乙醇洗涤，烘干后，得到侧链含羧基聚酰亚胺；

(d)制备聚酰亚胺混合基质膜

(d1)将侧链含羧基聚酰亚胺溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺中，超声分散均匀后，加入聚乙二醇接枝锆金属有机框架，加热搅拌条件下反应，反应结束后离心，洗涤，得到锆金属有机框架-聚乙二醇接枝聚酰亚胺复合材料；

(d2)将锆金属有机框架-聚乙二醇接枝聚酰亚胺复合材料溶解在二甲基乙酰胺溶剂中，超声处理1-3小时后，将悬浮液浇筑到玻璃模具上，蒸发之后，将膜干燥处理，得到一种应用于CO₂分离的聚酰亚胺混合基质膜。

2.根据权利要求1所述的一种应用于CO₂分离的聚酰亚胺混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中混合物中氯化锆、2-溴对苯二甲酸、二甲基甲酰胺质量比为1:1-2:50-60；所述步骤(a)中加入的苯二甲酸和二甲基甲酰胺的质量比为1:1-100。

3.根据权利要求1所述的一种应用于CO₂分离的聚酰亚胺混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中混合物超声处理时间为20-120min，超声后静置条件为70-80℃加热静置12-24小时。

4.根据权利要求1所述的一种应用于CO₂分离的聚酰亚胺混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(b1)中聚乙二醇、对甲苯磺酰氯、氧化银、碘化钾的质量比为10：1-1.5：1-2:1-1.5；所述步骤(b1)中产品A和氯化铵质量比为1:2-4。

5.根据权利要求1所述的一种应用于CO₂分离的聚酰亚胺混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(b2)中溴改性的锆金属有机框架和HO-PEG-NH2之间的质量比为10:50-100；所述步骤(b2)中接枝反应的反应温度为10-30℃，反应时间为1-5h。

6.根据权利要求1所述的一种应用于CO₂分离的聚酰亚胺混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(c1)中3,5-二氨基苯甲酸，4,4’-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐之间的质量比为8-20:60-80:100，合成反应的反应温度为10-30℃，反应时间为18-36h。

7.根据权利要求1所述的一种应用于CO₂分离的聚酰亚胺混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(c2)中亚胺化反应的反应温度为90-200℃，反应时间为18-36h。