RU2012139031A - Мембраны на основе полимера, наполненного металлоорганической каркасной структурой - Google Patents

Мембраны на основе полимера, наполненного металлоорганической каркасной структурой Download PDF

Info

Publication number
RU2012139031A
RU2012139031A RU2012139031/05A RU2012139031A RU2012139031A RU 2012139031 A RU2012139031 A RU 2012139031A RU 2012139031/05 A RU2012139031/05 A RU 2012139031/05A RU 2012139031 A RU2012139031 A RU 2012139031A RU 2012139031 A RU2012139031 A RU 2012139031A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
group
membrane according
membrane
polymer
organometallic
Prior art date
Application number
RU2012139031/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Скотт Т. МАТТЕУЧЧИ
Леонардо К. ЛОПЕС
Шон Д. ФЕЙСТ
Питер НИКИАС
Дин М. МИЛЛАР
Майкл П. ТЕЙТ
Original Assignee
ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи filed Critical ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи
Publication of RU2012139031A publication Critical patent/RU2012139031A/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0079Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • B01D67/00793Dispersing a component, e.g. as particles or powder, in another component
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0079Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/228Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/14Dynamic membranes
    • B01D69/141Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes
    • B01D69/148Organic/inorganic mixed matrix membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02Inorganic material
    • B01D71/028Molecular sieves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/56Polyamides, e.g. polyester-amides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/76Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
    • B01D71/80Block polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

1. Мембрана для разделения газов, где указанная мембрана включает металлоорганическую фазу и полимерную фазу, указанная металлоорганическая фаза содержит пористые кристаллические соединения металла и лиганды, указанная полимерная фаза содержит молекулярно самоорганизующийся полимер.2. Мембрана по п.1, в которой металлоорганическая фаза содержит от примерно 1 мас.% до примерно 70 мас.% композита полимера с металлоорганической каркасной структурой (MOF) в расчете на общую массу композита полимера с металлоорганической каркасной структурой (MOF).3. Мембрана по п.1, в которой указанная металлоорганическая фаза содержит соединения переходных металлов или металлоидов, при этом указанный переходный металл или металлоид выбран из группы, состоящей из скандия, титана, ванадия, хрома, марганца, магния, кобальта, железа, никеля, меди, цинка, иттрия, циркония, ниобия, молибдена, рутения, родия, палладия, серебра, кадмия, лантана, гафния, тантала, вольфрама, рения, осмия, иридия, золота, индия, алюминия, свинца, олова, галлия, германия, висмута, полония и их смесей.4. Мембрана по п.1 или 2, в которой указанная металлоорганическая фаза содержит переходный металл, выбранный из группы, состоящей из алюминия, индия, никеля, цинка и их смесей.5. Мембрана по п.1 или 2, в которой указанный лиганд выбран из группы, включающей бидентатный лиганд, тридентатный лиганд, макроциклический лиганд и их смеси.6. Мембрана по п.1 или 2, в которой указанный лиганд выбран из группы, включающей дикарбоновую кислоту, диангидриды, диимиды, замещенные дикарбоновые кислоты, дизамещенные амины, дизамещенные циклоамины, имидазолы и их смеси.7. Мембрана по п.1 или 2, в которой

Claims (20)

1. Мембрана для разделения газов, где указанная мембрана включает металлоорганическую фазу и полимерную фазу, указанная металлоорганическая фаза содержит пористые кристаллические соединения металла и лиганды, указанная полимерная фаза содержит молекулярно самоорганизующийся полимер.
2. Мембрана по п.1, в которой металлоорганическая фаза содержит от примерно 1 мас.% до примерно 70 мас.% композита полимера с металлоорганической каркасной структурой (MOF) в расчете на общую массу композита полимера с металлоорганической каркасной структурой (MOF).
3. Мембрана по п.1, в которой указанная металлоорганическая фаза содержит соединения переходных металлов или металлоидов, при этом указанный переходный металл или металлоид выбран из группы, состоящей из скандия, титана, ванадия, хрома, марганца, магния, кобальта, железа, никеля, меди, цинка, иттрия, циркония, ниобия, молибдена, рутения, родия, палладия, серебра, кадмия, лантана, гафния, тантала, вольфрама, рения, осмия, иридия, золота, индия, алюминия, свинца, олова, галлия, германия, висмута, полония и их смесей.
4. Мембрана по п.1 или 2, в которой указанная металлоорганическая фаза содержит переходный металл, выбранный из группы, состоящей из алюминия, индия, никеля, цинка и их смесей.
5. Мембрана по п.1 или 2, в которой указанный лиганд выбран из группы, включающей бидентатный лиганд, тридентатный лиганд, макроциклический лиганд и их смеси.
6. Мембрана по п.1 или 2, в которой указанный лиганд выбран из группы, включающей дикарбоновую кислоту, диангидриды, диимиды, замещенные дикарбоновые кислоты, дизамещенные амины, дизамещенные циклоамины, имидазолы и их смеси.
7. Мембрана по п.1 или 2, в которой указанный лиганд выбран из группы, включающей терефталевую кислоту, 1,4-диазобицикло(2,2,2)октан, 2-аминотерефталевую кислоту, 2-метилимидазол и их смеси.
8. Мембрана по п.1 или 2, в которой молекулярно самоорганизующийся полимерный материал выбран из группы, состоящей из сложного полиэфирамида, полиэфирамида, сложного полиэфируретана, полиэфируретана, полиэфиркарбамида, сложного полиэфиркарбамида и их смеси.
9. Мембрана по п.8, в которой молекулярно самоорганизующийся материал содержит самоорганизующиеся звенья, содержащие множество матриц с водородными связями.
10. Мембрана по п.9, в которой множество матриц с водородными связями имеют константу ассоциации K(assoc) более чем 103 M-1.
11. Мембрана по п.9, в которой множество матриц с водородными связями содержит по меньшей мере 4 центра, образующих донорно-акцепторные водородные связи, на молекулярно самоорганизующееся звено.
12. Мембрана по п.9, в которой множество матриц с водородными связями содержит в среднем от 2 до 8 центров, образующих донорно-акцепторные водородные связи, на молекулярно самоорганизующееся звено.
13. Мембрана по п.1 или 2, в которой молекулярно самоорганизующийся материал содержит повторяющиеся звенья формулы I:
Figure 00000001
и по меньшей мере одно второе повторяющееся звено, выбранное из сложноэфирных амидных звеньев формулы II и III:
Figure 00000002
Figure 00000003
и сложноэфируретановые звенья формулы IV:
Figure 00000004
или их комбинации, при этом:
R представляет собой в каждом случае, независимо, C2-C20 неароматическую гидрокарбиленовую группу, C2-C20 неароматическую гетерогидрокарбиленовую группу или полиалкиленоксидную группу, имеющие молекулярную массу от примерно 100 г на моль до примерно 15000 г на моль;
R1 в каждом случае, независимо, представляет собой связь или C1-C20 неароматическую гидрокарбиленовую группу;
R2 в каждом случае, независимо, представляет собой C1-C20 неароматическую гидрокарбиленовую группу;
RN представляет собой -N(R3)-Ra-N(R3)-, где R3 в каждом случае, независимо, является H или C1-C6 алкиленом, и Ra является C2-C20 неароматической гидрокарбиленовой группой, или RN представляет собой C2-C20 гетероциклоалкильную группу, содержащую два атома азота, в которой каждый атом азота связан с карбонильной группой в соответствии с формулой (III), представленной выше; n составляет по меньшей мере 1 и имеет среднюю величину менее чем 2; и w представляет мольную долю сложного эфира формулы I, и x, y и z представляют мольные доли амида или уретана формул II, III, и IV, соответственно, где w+x+y+z=1, и 0<w<1, и по меньшей мере одна из x, y и z больше чем ноль, однако меньше чем 1.
14. Мембрана по п.1 или 2, в которой молекулярно самоорганизующийся (MSA) материал является полимером или олигомером формулы II или III:
Figure 00000002
Figure 00000003
где R представляет собой в каждом случае, независимо, C2-C20 неароматическую гидрокарбиленовую группу, C2-C20 неароматическую гетерогидрокарбиленовую группу или полиалкиленоксидную группу, имеющие молекулярную массу от примерно 100 г на моль до примерно 5000 г на моль;
R1 в каждом случае, независимо, представляет собой связь или C1-C20 неароматическую гидрокарбиленовую группу;
R2 в каждом случае, независимо, представляет собой C1-C20 неароматическую гидрокарбиленовую группу;
RN представляет собой -N(R3)-Ra-N(R3)-, где R3 в каждом случае, независимо, является H или C1-C6 алкиленом, и Ra является C2-C20 неароматической гидрокарбиленовой группой, или RN представляет собой C2-C20 гетероциклоалкильную группу, содержащую два атома азота, где каждый атом азота связан с карбонильной группой в соответствии с формулой (III), представленной выше; n составляет по меньшей мере 1 и имеет среднюю величину менее чем 2; и x и y представляют собой мольные доли, при этом x+y=1, и 0<x<1 и 0<y<1.
15. Мембрана по п.8, в которой среднечисловая молекулярная масса (Mn) молекулярно самоорганизующегося материала составляет между примерно 1000 г/моль и примерно 100000 г/моль.
16. Мембрана по п.15, в которой Mn молекулярно самоорганизующегося материала составляет менее чем 5000 г/моль.
17. Мембрана по п.5, в которой лиганд имеет аминовую функциональную группу.
18. Мембрана по п.17, в которой указанная аминовая функциональная группа является непрореагировавшей.
19. Мембрана по п.17, в которой указанная аминовая функциональная группа является прореагировавшей.
20. Способ извлечения кислого газа из газового потока посредством мембраны, где указанная мембрана содержит металлоорганическую фазу и полимерную фазу, указанная металлоорганическая фаза содержит пористые кристаллические соединения металла и лиганды, указанная полимерная фаза содержит молекулярно самоорганизующийся полимер, указанный способ включает следующие стадии:
a) приведение указанной газовой смеси в соприкосновение с указанной мембраной; и
b) извлечение указанных кислых газов из указанного газового потока,
при этом проницаемость кислого газа обычно составляет по меньшей мере примерно 30 и селективность в отношении кислый газ/неполярный газ составляет по меньшей мере примерно 6.
RU2012139031/05A 2010-02-12 2011-02-11 Мембраны на основе полимера, наполненного металлоорганической каркасной структурой RU2012139031A (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US30410910P 2010-02-12 2010-02-12
US61/304,109 2010-02-12
PCT/US2011/024448 WO2011100501A1 (en) 2010-02-12 2011-02-11 Metal organic framework filled polymer based membranes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012139031A true RU2012139031A (ru) 2014-03-20

Family

ID=43754883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012139031/05A RU2012139031A (ru) 2010-02-12 2011-02-11 Мембраны на основе полимера, наполненного металлоорганической каркасной структурой

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20130047843A1 (ru)
EP (1) EP2533881A1 (ru)
CN (1) CN103068474A (ru)
AU (1) AU2011215713A1 (ru)
BR (1) BR112012019862A2 (ru)
CA (1) CA2789563A1 (ru)
MX (1) MX2012009327A (ru)
RU (1) RU2012139031A (ru)
WO (1) WO2011100501A1 (ru)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102617646B (zh) * 2012-02-29 2015-01-21 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种纳米级金属有机骨架材料的制备方法
FR3002939B1 (fr) * 2013-03-07 2016-01-01 IFP Energies Nouvelles Procede de preparation d'un materiau hybride organique-inorganique mis en forme avec un liant polymere
MY182759A (en) * 2013-08-05 2021-02-05 Numat Tech Inc Metal organic frameworks for electronic gas storage
US20150101986A1 (en) * 2013-10-16 2015-04-16 Sabic Global Technologies B.V. Mixed matrix polymeric membranes
US9597643B1 (en) 2013-10-22 2017-03-21 U.S. Department Of Energy Surface functionalization of metal organic frameworks for mixed matrix membranes
AU2014354691A1 (en) 2013-11-29 2016-06-16 King Abdullah University Of Science And Technology Zeolite-like metal-organic framework membrane
CN103864607B (zh) * 2014-03-21 2015-07-01 天津师范大学 具有高稳定性介孔金属-有机骨架材料的制备方法与应用
RU2580510C2 (ru) * 2014-04-29 2016-04-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов им. М.А. Карцева" Линейный модуль накопления и хранения энергии для автономного электропитания электротехнических устройств и оборудования
CN104710559B (zh) * 2015-02-15 2016-10-26 北京理工大学 一种制备金属有机骨架材料薄膜的方法
CN104892810B (zh) * 2015-05-16 2018-04-27 北京化工大学 一种先组装后光聚合制备多孔聚合物粒子的方法
CN105126638B (zh) * 2015-07-27 2017-09-22 北京工业大学 一种反向扩散原位自组装MOFs纳滤膜的制备方法
CN105536574B (zh) * 2015-12-15 2019-12-03 中能科泰(北京)科技有限公司 过滤膜及其制备方法和用途
US10882009B2 (en) * 2016-01-15 2021-01-05 Basf Se Water-tight breathable membrane
CN106492638B (zh) * 2017-01-17 2019-03-29 哈尔滨工业大学 一种纳米银有机框架超滤膜的制备方法及利用其净水的方法
CN109012236B (zh) * 2018-08-07 2021-08-10 中国乐凯集团有限公司 铸膜液、超滤膜以及制备超滤膜的方法
US11478744B2 (en) 2018-08-09 2022-10-25 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Gas separation membrane containing metal-organic frameworks and methods of making thereof
CN109627475B (zh) * 2018-12-24 2021-07-09 天津世起科技发展有限公司 Pd-MOF金属有机框架薄膜及其制备方法
CN110280153B (zh) * 2019-07-03 2021-10-08 郑州大学 一种用于丙烯/丙烷高效分离的混合基质膜及其制备方法
CN110643048A (zh) * 2019-09-20 2020-01-03 济南大学 一种钴镍双金属mof纳米管的制备方法
CN110745902B (zh) * 2019-11-04 2022-03-29 西安建筑科技大学 一种分步提取水体中重金属铬(vi)和镉(ii)的方法
WO2021157433A1 (ja) * 2020-02-06 2021-08-12 日東電工株式会社 分離膜及び金属有機構造体
CN112574429B (zh) * 2020-12-23 2022-07-26 常州大学 一种有机改性MIL-101(Cr,Cu)材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5486430A (en) 1994-09-01 1996-01-23 Ballard Power Systems Inc. Internal fluid manifold assembly for an electrochemical fuel cell stack array
NL1003459C2 (nl) 1996-06-28 1998-01-07 Univ Twente Copoly(ester-amides) en copoly(ester-urethanen).
EP0945163A1 (en) * 1997-10-09 1999-09-29 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh A process for the separation/recovery of gases
US20060004005A1 (en) 2003-09-25 2006-01-05 Sattigeri Viswajanani J Triazines derivatives as cell adhesion inhibitors
US7674005B2 (en) 2004-07-29 2010-03-09 Focal Point, Llc Recessed sealed lighting fixture
DE102004039336B4 (de) 2004-08-12 2006-07-06 C.O.E.L. Entwicklungsgesellschaft Mbh Einrichtung zur Leistungssteigerung und Verbesserung der Auswertung in einem Gefechtsübungszentrum
US7422623B2 (en) 2005-03-02 2008-09-09 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Separation membrane by controlled annealing of polyimide polymers
DE102005017195B4 (de) * 2005-04-13 2007-02-22 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Kompositmaterial, insbesondere Kompositmembran und Verfahren zur Herstellung desselben
US7510595B2 (en) 2005-04-20 2009-03-31 Board Of Regents, The University Of Texas System Metal oxide nanoparticle filled polymers
US8080617B2 (en) 2005-06-16 2011-12-20 Dow Global Technologies Llc Aliphatic polyester-amide compositions and a process for producing the same
WO2007030791A1 (en) 2005-09-08 2007-03-15 Dow Global Technologies Inc. Polyester-amide based hot melt adhesives
US7799120B2 (en) 2005-09-26 2010-09-21 The Regents Of The University Of Michigan Metal-organic frameworks with exceptionally high capacity for storage of carbon dioxide at room-temperature
US7637983B1 (en) * 2006-06-30 2009-12-29 Uop Llc Metal organic framework—polymer mixed matrix membranes
KR101137989B1 (ko) 2007-03-12 2012-04-20 보오드 오브 리젠츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 고 선택도 폴리머-나노-기공성 입자 막 구조물
EP2155934A2 (en) * 2007-05-30 2010-02-24 Dow Global Technologies Inc. High-output solvent-based electrospinning
KR101516448B1 (ko) 2007-06-01 2015-05-07 유오피 엘엘씨 중합체 작용기화 분자체와 중합체의 uv 가교결합된 혼합 매트릭스 멤브레인
US8419838B2 (en) 2008-04-08 2013-04-16 Fujifilm Manufacturing Europe B.V. Process for preparing membranes
US20110138999A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-16 Uop Llc Metal organic framework polymer mixed matrix membranes

Also Published As

Publication number Publication date
MX2012009327A (es) 2012-11-21
AU2011215713A1 (en) 2012-09-06
WO2011100501A1 (en) 2011-08-18
BR112012019862A2 (pt) 2019-09-24
US20130047843A1 (en) 2013-02-28
CN103068474A (zh) 2013-04-24
CA2789563A1 (en) 2011-08-18
EP2533881A1 (en) 2012-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012139031A (ru) Мембраны на основе полимера, наполненного металлоорганической каркасной структурой
Day et al. Oxygen atom transfer from O2 to a coordinated olefin: a new route to oxametallacyclobutanes
US7658784B2 (en) Composite material, in particular composite membrane, and process for the production of the same
EP2917224B1 (en) Metal-organic materials (moms) for adsorption of polarizable gases and methods of using moms
RU2011139285A (ru) Блочные координационные сополимеры
WO2017060363A1 (en) Process for preparing polyalkenamers for packaging applications
EP1674444B1 (en) Method for producing ester condensed product
JP2013063951A (ja) 不飽和炭化水素と飽和炭化水素との分離方法及び分離装置、並びに金属錯体
JP2010180201A (ja) 金属錯体及びその製造方法
JP2011246620A (ja) アセトアルデヒド重合用触媒
JP2010180200A (ja) 金属錯体及びその製造方法
CN107469643A (zh) 一种高性能金属有机骨架膜及其在丙烯与丙烷高效分离中的应用
JP2015067749A (ja) 多孔性金属錯体組成物
KR101661040B1 (ko) 금속 유기 골격체 촉매를 사용하여 엔도형 화합물로부터 엑소형 화합물을 제조하는 방법
CN115286778A (zh) 一种由可逆-失活开环交替共聚合制备聚酯二元醇的方法
WO2004076523A1 (ja) 新規な重合体およびその製造方法
JP2024509949A (ja) スパイラル巻き膜用スペーサー
KR102433978B1 (ko) 결함이 제어된 나노입자를 포함하는 복합 고분자 분리막 및 그의 제조방법
Yue et al. Ring-opening polymerisation of coordination compounds: a silver (i) network with both ring and polymer components
WO2017166578A1 (zh) 钌络合物催化剂
JP4734846B2 (ja) ポリアミン化合物
JP5328378B2 (ja) 金属錯体及びその製造方法
JP5452074B2 (ja) 金属錯体及びその製造方法
JP2015066511A (ja) 多孔性金属錯体組成物からなるペレットの製造方法
JP6027437B2 (ja) オレフィンの製造法

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20150619