一种桶状炭膜及其制备方法、以及分离组件和分离方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115970513A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202111198979.4B01D53/22(2006.01)(22)申请日2021.10.14(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院(72)发明人吴历斌李为王月梅王良楷(74)专利代理机构北京知舟专利事务所(普通合伙)11550专利代理师鲜莹(51)Int.Cl.B01D71/02(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D61/14(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种桶状炭膜及其制备方法、以及分离组件和分离方法(57)摘要本发明提供一种桶状炭膜及其制备方法、以及分离组件和分离方法。所述桶状炭膜具有介孔‑微孔结构，且所述桶状炭膜的桶状结构通过一次成型而得。本发明直接利用所述桶状炭膜，无需进行元件制作、器件组装、乃至模件构建，简单配合三通型过滤器等标准件，即可实现对混合气体或液体的分离，实现了炭膜应用的简洁化、高效率。CN115970513ACN115970513A权利要求书1/1页1.一种桶状炭膜，所述桶状炭膜具有介孔‑微孔结构，且所述桶状炭膜的桶状结构通过一次成型而得。2.根据权利要求1所述桶状炭膜的制备方法，包括将酚醛基树脂前驱体混合液装入桶状模具中，随后将桶状模具整体转入设定温度的环境中进行低温老化得到介孔‑微孔有机膜；取出介孔‑微孔有机膜，最后进行炭化。3.根据权利要求2所述桶状炭膜的制备方法，其特征在于：所述酚醛基树脂前驱体混合液包括酚类化合物、醛类化合物、胺类化合物、表面活性剂和溶剂。4.根据权利要求3所述桶状炭膜的制备方法，其特征在于：所述酚类化合物为苯酚、间苯二酚、间苯三酚中的至少一种；和/或，所述醛类化合物为甲醛、聚甲醛、糠醛中的至少一种；和/或，所述胺类化合物为乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺中的至少一种；和/或，所述表面活性剂为F127、P123、F108、B50中的至少一种；和/或，所述溶剂选自乙醇、水中的至少一种。5.根据权利要求4所述桶状炭膜的制备方法，其特征在于：所述酚类化合物与醛类化合物的摩尔比为(1:1)～(1:3)，优选的摩尔比为(1:1.5)～(1:3)；和/或，所述酚类化合物与胺类化合物的摩尔比为(1:0.005)～(1:0.05)，优选的摩尔比为(1:0.005)～(1:0.01)；和/或，所述酚类化合物与表面活性剂的摩尔比为(1:0.004)～(1:0.02)，优选的摩尔比为(1:0.004)～(1:0.01)。6.根据权利要求2所述桶状炭膜的制备方法，其特征在于：进行低温老化的环境温度为70～110℃，优选为80～100℃；和/或，低温老化的时间为0.5～10h，优选为1～4h。7.一种桶状模具，用于权利要求2～6之任一项所述制备方法中，所述桶状模具包括外部圆柱形桶、中间电极型圆柱、和顶部圆盖；所述中间电极型圆柱与顶部圆盖连接，并且轴向同心；所述中间电极型圆柱的高度小于外部圆柱形桶的高度，所述中间电极型圆柱的直径小于外部圆柱形桶的直径。8.根据权利要求7所述的桶状模具，其特征在于：所述顶部圆盖为阶梯型，当顶部圆盖与中间电极型圆柱插入外部圆柱形桶时，阶梯型顶部圆盖的小径端与外部圆柱形桶的内壁贴合。9.一种分离组件，包括权利要求1所述桶状炭膜或者权利要求2～6之任一项所述制备方法得到的桶状炭膜，以及标准过滤器，其中所述桶状炭膜装入标准过滤器中的膜过滤元件的位置处。10.根据权利要求9所述的分离组件，其特征在于：所述桶状炭膜与标准过滤器采用胶黏剂连接，或采用弹簧进行压紧连接。11.一种分离方法，包括将混合物料通过进料系统进入到分离系统内进行分离得到分离物料，其中部分分离物料流出，剩余的分离物料经回流系统流回分离系统重新进行分离；所述分离系统包括如权利要求9或10所述的分离组件。2CN115970513A说明书1/7页一种桶状炭膜及其制备方法、以及分离组件和分离方法技术领域[0001]本发明涉及炭膜领域，具体地说，是涉及一种桶状炭膜及其制备方法、以及分离组件和分离方法。背景技术[0002]多孔炭材料由于具有发达的孔隙结构、良好的化学稳定性、耐腐蚀性和高导电性等优点，在吸附、催化、电化学和能源环境等领域得到广泛的应用。炭膜是多孔炭材料的杰出代表，作为新型、高效、节能的无机分离膜，其还具有高比表面积、高热稳定性、生物相容及可再生等优点，以及良好的孔隙结构，炭膜可区分气体分子尺寸，特别适合对混合气体中的小分子进行分离、或混合液(如同分异构体混合物)中动力学半径较小的液体(异构体)进行分离，并表现出较高的分离选择性及渗