公开(公告)号：US20120322119A1

公开(公告)日：2012-12-20

申请号：US13278483

申请日：2011-10-21

申请人： Chunqing Liu ,  Travis C. Bowen ,  Emily G. Harbert ,  Raisa Minkov ,  Syed A. Faheem ,  Zara Osman

发明人： Chunqing Liu ,  Travis C. Bowen ,  Emily G. Harbert ,  Raisa Minkov ,  Syed A. Faheem ,  Zara Osman

IPC分类号： C12P7/06 ,  C02F1/44 ,  C07K1/14 ,  C10G31/00 ,  C07C7/144 ,  B01D61/02 ,  B01D71/64

CPC分类号： B01D71/64 ,  A61K9/70 ,  B01D53/228 ,  B01D61/025 ,  B01D61/362 ,  B01D67/0093 ,  B01D69/08 ,  B01D71/68 ,  B01D2323/30 ,  B01D2323/345 ,  C02F1/441 ,  C02F1/448 ,  C07C7/144 ,  C07C17/38 ,  C07K1/14 ,  C10G31/11 ,  C10G2300/1044 ,  Y02E50/17 ,  Y02P20/152 ,  Y02P20/51 ,  C07C9/04 ,  C07C11/06 ,  C07C11/09 ,  C07C11/02 ,  C07C19/04

摘要： The present invention discloses a new type of polyimide membrane with high permeances and high selectivities for gas separations and particularly for CO2/CH4 and H2/CH4 separations. The polyimide membranes have CO2 permeability of 50 Barrers or higher and single-gas selectivity for CO2/CH4 of 15 or higher at 50° C. under 791 kPa for CO2/CH4 separation. The polyimide membranes have UV cross-linkable functional groups and can be used for the preparation of UV cross-linked polyimide membranes having CO2 permeability of 20 Barrers or higher and single-gas selectivity for CO2/CH4 of 35 or higher at 50° C. under 791 kPa for CO2/CH4 separation.

摘要翻译： 本发明公开了一种具有高渗透性和高选择性的新型聚酰亚胺膜，用于气体分离，特别是用于CO 2 / CH 4和H 2 / CH 4分离。 聚酰亚胺膜具有50巴尔或更高的CO 2渗透性，对于CO 2 / CH 4分离，在791kPa下，在50℃，CO 2 / CH 4的单气体选择性为15或更高。 聚酰亚胺膜具有UV可交联官能团，可用于制备二氧化碳透过率为20巴尔或更高的紫外线交联聚酰亚胺膜，在50℃下二氧化碳/氯化氢的单气选择性为35或更高。 在791 kPa下CO2 / CH4分离。

公开(公告)号：US20120240763A1

公开(公告)日：2012-09-27

申请号：US13052720

申请日：2011-03-21

申请人： Chunqing Liu ,  Jaime G. Moscoso ,  Stephen T. Wilson

发明人： Chunqing Liu ,  Jaime G. Moscoso ,  Stephen T. Wilson

IPC分类号： B01D53/22 ,  B01J20/32

CPC分类号： B01D71/028 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0048 ,  B01D67/0051 ,  B01D67/0088 ,  B01D69/10 ,  B01D2323/14 ,  B01J20/186 ,  B01J20/28007 ,  B01J20/28035 ,  B01J20/3057 ,  B01J20/3078 ,  B01J20/3085 ,  B01J20/3238 ,  B01J20/3272 ,  B82Y30/00

摘要： The present invention discloses microporous UZM-5 zeolite membranes, methods for making the same, and methods of separating gases, vapors, and liquids using the same. The small-pore microporous UZM-5 zeolite membrane is prepared by two different methods, including in-situ crystallization of one or more layers of UZM-5 zeolite crystals on a porous membrane support, and a seeding method by in-situ crystallization of a continuous second layer of UZM-5 zeolite crystals on a seed layer of UZM-5 zeolite crystals supported on a porous membrane support. The membranes in the form of disks, tubes, or hollow fibers have superior thermal and chemical stability, good erosion resistance, high CO2 plasticization resistance, and significantly improved selectivity over polymer membranes for gas, vapor, and liquid separations.

摘要翻译： 本发明公开了微孔UZM-5沸石膜，其制造方法，以及使用其分离气体，蒸汽和液体的方法。 小孔微孔UZM-5沸石膜通过两种不同的方法制备，包括在多孔膜载体上的一层或多层UZM-5沸石晶体的原位结晶，以及通过原位结晶的接种方法 在支撑在多孔膜载体上的UZM-5沸石晶种的种子层上连续的第二层UZM-5沸石晶体。 圆盘，管或中空纤维形式的膜具有优异的热稳定性和化学稳定性，良好的抗侵蚀性，高的二氧化碳抗塑化性，并且对于气体，蒸汽和液体分离，在聚合物膜上显着提高了选择性。

公开(公告)号：US08241501B2

公开(公告)日：2012-08-14

申请号：US13165939

申请日：2011-06-22

申请人： Chunqing Liu ,  Peter K. Coughlin ,  Man-Wing Tang ,  Raisa Minkov ,  Lubo Zhou

发明人： Chunqing Liu ,  Peter K. Coughlin ,  Man-Wing Tang ,  Raisa Minkov ,  Lubo Zhou

IPC分类号： B01D71/64 ,  B01D71/62 ,  B01D61/36 ,  B01D61/00

CPC分类号： B01D71/62 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0093 ,  B01D2323/08 ,  B01D2323/30 ,  B01D2323/345 ,  C08G73/1039 ,  C08G73/1042 ,  C08G73/1046 ,  C08G73/1064 ,  C08G73/16 ,  C08L79/08 ,  Y02C20/20

摘要： The present invention discloses a new type of high performance polymer membranes prepared from aromatic polyimide membranes by thermal treating and crosslinking and methods for making and using these membranes. The polymer membranes were prepared from aromatic polyimide membranes by thermal treating under inert atmosphere followed by crosslinking preferably by using a UV radiation source. The aromatic polyimide membranes were made from aromatic polyimide polymers comprising both pendent hydroxy functional groups ortho to the heterocyclic imide nitrogen and cross-linkable functional groups in the polymer backbone. The membranes showed significantly improved selectivity and permeability for gas separations compared to the aromatic polyimide membranes without any treatment. The membranes can be fabricated into any convenient geometry and are not only suitable for a variety of liquid, gas, and vapor separations, but also can be used for other applications such as for catalysis and fuel cell applications.

摘要翻译： 本发明公开了通过热处理和交联由芳族聚酰亚胺膜制备的新型高性能聚合物膜以及制造和使用这些膜的方法。 聚合物膜由芳族聚酰亚胺膜通过在惰性气氛下热处理制备，然后优选通过使用UV辐射源进行交联。 芳族聚酰亚胺膜由芳族聚酰亚胺聚合物制成，其中包含杂环酰亚胺氮原子的邻接羟基官能团和聚合物主链中的可交联官能团。 与没有任何处理的芳族聚酰亚胺膜相比，膜显示出气体分离的选择性和渗透性显着提高。 膜可以制造成任何方便的几何形状，并且不仅适用于各种液体，气体和蒸汽分离，而且还可以用于其它应用，例如用于催化和燃料电池应用。

公开(公告)号：US20120157743A1

公开(公告)日：2012-06-21

申请号：US13287582

申请日：2011-11-02

申请人： Chunqing Liu ,  Syed A. Faheem ,  Raisa Minkov

发明人： Chunqing Liu ,  Syed A. Faheem ,  Raisa Minkov

IPC分类号： C07C7/144

CPC分类号： C10L3/104 ,  B01D53/22 ,  B01D2256/245 ,  B01D2257/504 ,  C10L3/101 ,  Y02C10/04 ,  Y02C10/10

摘要： The present invention involves the use of a novel membrane system for natural gas upgrading. This membrane system includes a first-stage membrane such as a membrane prepared from the polymer of intrinsic microporosity (PIM) to selectively remove hydrocarbons from C3 to C35 to control the dew point of natural gas, and a second-stage membrane such as a polybenzoxazole (PBO) or crosslinked PBO membrane to selectively remove CO2 from natural gas. The new membrane system described in the current invention eliminates the use of high cost and high footprint membrane pretreatment. Therefore, the membrane system can significantly reduce the footprint and cost for natural gas upgrading compared to the current commercially available membrane systems that include a non-membrane-related pretreatment system.

摘要翻译： 本发明涉及使用新型膜系统进行天然气升级。 该膜系统包括由本征微孔聚合物（PIM）制备的膜的第一级膜，以选择性地从C3至C35去除烃，以控制天然气的露点;以及第二级膜，例如聚苯并恶唑 （PBO）或交联的PBO膜以选择性地从天然气中除去CO 2。 本发明描述的新膜系统消除了高成本和高占地面积的膜预处理的使用。 因此，与目前市场上可买到的膜系统（包括非膜相关的预处理系统）相比，膜系统可显着减少天然气升级的占地面积和成本。

公开(公告)号：US08132678B2

公开(公告)日：2012-03-13

申请号：US12412647

申请日：2009-03-27

申请人： Chunqing Liu ,  Man-Wing Tang ,  Raisa Serbayeva ,  Lubo Zhou

发明人： Chunqing Liu ,  Man-Wing Tang ,  Raisa Serbayeva ,  Lubo Zhou

IPC分类号： B01D71/02 ,  B01D71/40 ,  B01D71/64 ,  B01D71/82 ,  B01D59/12 ,  B01D69/00

CPC分类号： B01D69/148 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0079 ,  B01D71/028 ,  B01D71/62 ,  B01D2256/16 ,  B01D2256/18 ,  B01D2256/24 ,  B01D2257/108 ,  B01D2257/304 ,  B01D2257/504 ,  B01D2258/06 ,  H01M8/1048 ,  H01M2300/0082 ,  Y02C10/10 ,  Y02C20/20

摘要： The present invention discloses new types of polybenzoxazole-based mixed matrix membranes and methods for making and using these membranes. The polybenzoxazole-based mixed matrix membranes are prepared by fabricating a polyimide-based mixed matrix membrane by dispersing molecular sieve particles in a continuous aromatic polyimide matrix with pendent hydroxyl groups ortho to the heterocyclic imide nitrogen; and then converting the polyimide-based mixed matrix membrane to a polybenzoxazole-based mixed matrix membrane by heating between 200° and 600° C. under inert atmosphere or vacuum. The polybenzoxazole-based mixed matrix membranes of the present invention can be fabricated into any convenient geometry such as flat sheet (or spiral wound), tube, hollow fiber, or thin film composite. These polybenzoxazole-based mixed matrix membranes exhibit high thermal stability, significantly higher selectivity than the neat polybenzoxazole polymer membranes, and much higher permeability than traditional mixed matrix membranes.

摘要翻译： 本发明公开了新型的基于苯并恶唑的混合基质膜，以及制造和使用这些膜的方法。 基于聚苯并恶唑的混合基质膜通过将分子筛颗粒分散在具有与杂环酰亚胺氮原子相邻的侧羟基的连续芳族聚酰亚胺基体中制备聚酰亚胺基混合基质膜来制备; 然后通过在惰性气氛或真空下在200℃和600℃之间加热将聚酰亚胺基混合基质膜转变成聚苯并恶唑类混合基质膜。 本发明的基于聚苯并恶唑的混合基质膜可以制成任何方便的几何形状，例如平板（或螺旋缠绕），管，中空纤维或薄膜复合材料。 这些基于聚苯并恶唑的混合基质膜具有高的热稳定性，比纯聚苯并恶唑聚合物膜显着更高的选择性，并且比传统的混合基质膜具有更高的渗透性。

公开(公告)号：US20110316181A1

公开(公告)日：2011-12-29

申请号：US12823154

申请日：2010-06-25

申请人： Chunqing Liu ,  Raisa Minkov ,  Syed A. Faheem ,  Jaime G. Moscoso

发明人： Chunqing Liu ,  Raisa Minkov ,  Syed A. Faheem ,  Jaime G. Moscoso

IPC分类号： B01D67/00 ,  B01D63/02

CPC分类号： B01D71/62 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0079 ,  B01D67/0083 ,  B01D67/0088 ,  B01D69/08 ,  B01D71/028 ,  B01D71/64 ,  D01D5/04 ,  D01D5/24 ,  D01F6/74

摘要： The present invention provides a process for making an integrally skinned asymmetric polybenzoxazole hollow fiber membrane comprising spinning a dope solution via a dry-wet phase inversion technique to form a porous integrally skinned asymmetric o-hydroxy substituted polyimide or an o-hydroxy substituted polyamide hollow fiber membrane comprising microporous inorganic molecular sieve followed by thermal rearrangement at a temperature from about 250° to 500° C. to convert the polyimide or polyamide membrane into a polybenzoxazole membrane. These membranes contain microporous inorganic molecular sieve materials that can have a particle size from about 20 nm to 10 μm.

摘要翻译： 本发明提供一种制备整体表皮的不对称聚苯并恶唑中空纤维膜的方法，包括通过干 - 湿相转化技术纺丝掺杂溶液以形成多孔整体表皮的不对称羟基取代的聚酰亚胺或邻羟基取代的聚酰胺中空纤维 膜，其包含微孔无机分子筛，随后在约250℃至500℃的温度下热重排，以将聚酰亚胺或聚酰胺膜转化为聚苯并恶唑膜。 这些膜含有可以具有约20nm至10μm的粒度的微孔无机分子筛材料。

公开(公告)号：US08083833B2

公开(公告)日：2011-12-27

申请号：US11679160

申请日：2007-02-26

申请人： Chunqing Liu ,  David A. Lesch ,  Stephen T. Wilson

发明人： Chunqing Liu ,  David A. Lesch ,  Stephen T. Wilson

IPC分类号： B01D53/22

CPC分类号： B01D53/228 ,  B01D67/003 ,  B01D71/64 ,  B01D2323/08 ,  B01D2323/24 ,  Y02C10/10

摘要： This invention describes a new concept of flexible template-directed microporous partially pyrolyzed polymeric membranes which have greatly improved performance in separation of gas pairs compared to their precursor polymeric membranes. Organic hosts, such as crown ethers, cyclodextrins (CDs), calixarenes (CXs), and spherands, or polymeric additives, such as poly(ethylene glycol) (PEG) and polyvinylpyrrolidone (PVP) were used as the micropore-forming templates. Micropore-forming template/polymer blend membranes comprising organic micropore-forming templates embedded in a polymer matrix were prepared by dissolving the organic micropore-forming templates in the polymer solution followed by solution-casting and solvent evaporation or solvent exchange. Low-temperature selectively pyrolyzing micropore-forming templates in the micropore-forming template/polymer blend membranes at a nitrogen flow resulted in the formation of flexible microporous partially pyrolyzed polymeric membranes.

摘要翻译： 本发明描述了柔性模板定向的微孔部分热解的聚合物膜的新概念，其与其前体聚合物膜相比具有大大改进气体对分离的性能。 使用有机主体，例如冠醚，环糊精（CDs），杯芳烃（CXs）和花粉，或聚合物添加剂如聚（乙二醇）（PEG）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP））作为微孔形成模板。 通过将有机微孔形成模板溶解在聚合物溶液中，然后进行溶液流延和溶剂蒸发或溶剂交换来制备包含嵌入聚合物基质中的有机微孔形成模板的微孔形成模板/聚合物共混膜。 在微孔形成模板/聚合物共混膜中的氮气流下的低温选择性热解微孔形成模板导致柔性微孔部分热解聚合物膜的形成。

公开(公告)号：US20110290112A1

公开(公告)日：2011-12-01

申请号：US12790095

申请日：2010-05-28

申请人： Chunqing Liu ,  Raisa Minkov ,  Syed A. Faheem ,  Travis C. Bowen ,  Jeffrey J. Chiou

发明人： Chunqing Liu ,  Raisa Minkov ,  Syed A. Faheem ,  Travis C. Bowen ,  Jeffrey J. Chiou

IPC分类号： B01D53/22 ,  D01F8/12 ,  C08G73/10

CPC分类号： B01D71/64 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0083 ,  B01D67/009 ,  B01D67/0093 ,  B01D69/02 ,  B01D69/06 ,  B01D69/08 ,  B01D69/087 ,  B01D2323/30 ,  B01D2323/345 ,  B01D2325/022 ,  B01D2325/20 ,  C08G73/1042 ,  C08G73/1064 ,  C08G73/1075 ,  C08G73/1082 ,  C08L79/08 ,  D01D5/24 ,  D01F6/74 ,  Y02C20/20 ,  Y02P20/152 ,  Y02P70/621

摘要： The present invention discloses a new type of polyimide membranes including hollow fiber and flat sheet membranes with high permeances for air separations and a method of making these membranes. The new polyimide hollow fiber membranes have O2 permeance higher than 300 GPU and O2/N2 selectivity higher than 3 at 60° C. under 308 kPa for O2/N2 separation. The new polyimide hollow fiber membranes also have CO2 permeance higher than 1000 GPU and single-gas selectivity for CO2/CH4 higher than 20 at 50° C. under 791 kPa for CO2/CH4 separation.

摘要翻译： 本发明公开了一种新型的聚酰亚胺膜，其包括中空纤维和具有高透气度的空气分离的平板膜，以及制造这些膜的方法。 新型聚酰亚胺中空纤维膜的O 2渗透率高于300GPU，O 2 / N 2选择性在60℃下在308kPa下为O 2 / N 2分离而高于3。 新的聚酰亚胺中空纤维膜也具有高于1000GPU的CO 2渗透性，在CO 2 / CH 4分离的791kPa下，在50℃，CO 2 / CH 4的单气体选择性高于20。

公开(公告)号：US20100331437A1

公开(公告)日：2010-12-30

申请号：US12879244

申请日：2010-09-10

申请人： Chunqing Liu ,  Raisa Minkov ,  Syed A. Faheem ,  Man-Wing Tang ,  Lubo Zhou ,  Jeffery C. Bricker

发明人： Chunqing Liu ,  Raisa Minkov ,  Syed A. Faheem ,  Man-Wing Tang ,  Lubo Zhou ,  Jeffery C. Bricker

IPC分类号： C08F24/00

CPC分类号： B01D53/228 ,  B01D71/62 ,  B01D2323/30 ,  B01D2323/345 ,  C08G69/26 ,  C08G69/32 ,  C08G73/22 ,  C08L79/04 ,  H01M8/1027 ,  H01M8/103

摘要： The present invention discloses high performance polybenzoxazole membranes prepared from aromatic poly(o-hydroxy amide) membranes by thermal cyclization and a method for using these membranes. The polybenzoxazole membranes were prepared by thermal treating aromatic poly(o-hydroxy amide) membranes in a temperature range of 200° to 550° C. under inert atmosphere. The aromatic poly(o-hydroxy amide) membranes used for making the polybenzoxazole membranes were prepared from aromatic poly(o-hydroxy amide) polymers comprising pendent phenolic hydroxyl groups ortho to the amide nitrogen in the polymer backbone. In some embodiments of the invention, the polybenzoxazole membranes may be subjected to an additional crosslinking step to increase the selectivity of the membranes. These polybenzoxazole membranes showed significantly improved permeability for gas separations compared to the precursor aromatic poly(o-hydroxy amide) membranes and are not only suitable for a variety of liquid, gas, and vapor separations, but also can be used in catalysis and fuel cells.

摘要翻译： 本发明公开了通过热环化由芳族聚（邻羟基酰胺）膜制备的高性能聚苯并恶唑膜和使用这些膜的方法。 通过在惰性气氛下在200〜550℃的温度范围内热处理芳族聚（邻羟基酰胺）膜来制备聚苯并恶唑膜。 用于制备聚苯并恶唑膜的芳族聚（邻羟基酰胺）膜是由芳族聚（邻羟基酰胺）聚合物制备的，该聚合物包括聚合物骨架中酰胺氮原子邻位的酚羟基。 在本发明的一些实施方案中，聚苯并恶唑膜可以进行额外的交联步骤以增加膜的选择性。 与前体芳族聚（邻羟基酰胺）膜相比，这些聚苯并恶唑膜显示出显着改善气体分离的渗透性，并且不仅适用于各种液体，气体和蒸气分离，而且还可用于催化和燃料电池 。

公开(公告)号：US07810652B2

公开(公告)日：2010-10-12

申请号：US12566834

申请日：2009-09-25

申请人： Chunqing Liu ,  Raisa Minkov ,  Man-Wing Tang ,  Lubo Zhou ,  Jeffery C. Bricker

发明人： Chunqing Liu ,  Raisa Minkov ,  Man-Wing Tang ,  Lubo Zhou ,  Jeffery C. Bricker

IPC分类号： B01D71/64 ,  B01D71/28 ,  B01D69/00

CPC分类号： B01D53/228 ,  B01D67/0093 ,  B01D71/62 ,  B01D2323/08

摘要： The present invention discloses a novel method to improve the selectivities of polybenzoxazole (PBO) membranes prepared from aromatic polyimide membranes for gas, vapor, and liquid separations. The PBO membranes that were prepared by thermal treating aromatic polyimide membranes containing between 0.05 and 20 wt-% of a poly(styrene sulfonic acid) polymer. These polymers showed up to 95% improvement in selectivity for CO2/CH4 and H2/CH4 separations compared to PBO membranes prepared from corresponding aromatic polyimide membranes without a poly(styrene sulfonic acid) polymer.

摘要翻译： 本发明公开了一种提高由芳族聚酰亚胺膜制备的用于气体，蒸汽和液体分离的聚苯并恶唑（PBO）膜的选择性的新方法。 通过热处理含有0.05至20重量％聚（苯乙烯磺酸）聚合物的芳族聚酰亚胺膜制备的PBO膜。 与没有聚（苯乙烯磺酸）聚合物的相应芳族聚酰亚胺膜制备的PBO膜相比，这些聚合物显示出对CO 2 / CH 4和H 2 / CH 4分离的选择性提高高达95％。