[发明专利]一种用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将MXene与有机溶剂混合，进行超声处理和搅拌，得到悬浮液；

S2、在悬浮液中加入二胺，待二胺溶解后加入二酐，并于0-30℃的机械搅拌聚合反应6-12小时，得到聚酰胺酸/MXene混合液；

S3、将聚酰胺酸/MXene混合液在玻璃板上涂刮成膜，放入60-90℃烘箱进行30min的固化定形；

S4、将玻璃板上的固化成型的薄膜取下，放入管式炉内亚胺化，先于260℃保温10min，后于360℃保温10min，即制得聚酰亚胺复合薄膜。

2.如权利要求1所述的用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述MXene的层数为单层或多层，尺寸为纳米级或微米级。

3.如权利要求1所述的用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述MXene质量占二胺和二酐的总质量的0％-20％。

4.如权利要求1所述的用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基二氯亚矶(DMSO)/N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种或几种的任意配比的混合。

5.如权利要求1所述的用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜的制备方法，其特征在于，S1中，所述的超声处理时间为5～30min，搅拌时间为5～30min；S2中，二胺与二酐的摩尔比为1:1-1.02，二胺与二酐的质量之和为有机溶剂质量的5-20％。

6.如权利要求1所述的用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述的二胺为4,4'-二氨基二苯酪(4,4'-ODA)、3,4'-二氨基二苯酪(3,4'-ODA)、对苯二胺、间苯二胺、4,4'-二氨基二苯甲烷(4,4'-MDA)、3,3'二甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷(DMDA)、3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷(TMDA)中的一种或几种的任意配比的混合。

7.如权利要求1所述的用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述的二酐为均苯四甲酸二酐(PMDA)、2,2-双[4-(3,4-二羧酸基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)、3,3',4,4'-联苯四酸二酐(BPDA)、3,3',4,4'-二苯配四酸二酐(ODPA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)中的一种或几种的任意配比的混合。

8.如权利要求1所述的用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述亚胺化所用保护气为氮气、氩气、混合气中的其中一种。

9.一种用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜，其特征在于，所述用于气体分离的聚酰亚胺/MXene复合薄膜采用权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。